JP2006084452A - Apparatus for measuring object - Google Patents

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稔 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus capable of detecting the position of an object with a mirror finished surface and a normal direction thereof, with high precision, stability, and reliability. <P>SOLUTION: The apparatus for measuring an object comprises at least one pattern plate, a half mirror, an image inputting means for observing a reflected image or a virtual image on the pattern plate via the half mirror to obtain an input image, a means for separating the image into images corresponding to the pattern plate or a region in the pattern plate, an image-pattern associating means for associating an image point of the separated image with a pattern position on the pattern plate, an incident light calculating means for calculating incident light just before incidence upon a reflection point, a reflected light calculating means for calculating reflected light advancing from the reflection point to the image point, and a reflecting point calculating means for calculating the cross point of the incident light and the reflected light. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

[発明の属する技術分野]
本発明は鏡面の位置形状を計測する物体計測装置に関するものである。
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an object measuring apparatus that measures the position and shape of a mirror surface.

[従来の技術]
従来の物体形状計測法は拡散反射物体を対象としており,鏡面物体への適用は一般的に困難であるが,工業応用をはじめ多くの分野で鏡面物体の形状計測が求められている。
鏡面の置かれた位置と形状をレーザ光を投影して計測する能動的方法は従来から多くの研究が行われてきた。スポット光走査式光切断法では,スポット投影法を使って,半田部の金属表面形状を計測した例や,光源とカメラをほぼ同位置に配置してLED光が再度光源方向に戻ってくる投光角度を機械的走査により検出して鏡面を計測した例などが提案されている。しかしながら計測分解能を高くするには光の走査と多量の画像入力が必要になる。
一方,受動式の手法については,符号化格子光源の照明を使い,予め固定した参照面上での反射を仮定して鏡面の法線方向を検出し,形状に復元している例が報告されている。 高い精度を得るためには,光源が十分遠方であり,鏡面は十分小さい場合に限定される。 その欠点を解決する方法として符号化パターン投影の利用を提案した例があり,局部鏡面法線方向を利用して参照面を修正・更新している点が特徴的である。しかし、 基準点から離れるにつれて,更新される参照面に誤差が累積されて計測誤差が大きくなりやすいという問題を抱えている。
[Conventional technology]
Conventional object shape measurement methods target diffusely reflective objects and are generally difficult to apply to specular objects. However, shape measurements of specular objects are required in many fields including industrial applications.
Much research has been conducted on an active method for measuring the position and shape of a mirror surface by projecting a laser beam. In the spot light scanning light cutting method, an example in which the metal surface shape of the solder part is measured using the spot projection method, or the light source and the camera are arranged at substantially the same position and the LED light is returned to the light source direction again. An example in which a mirror surface is measured by detecting a light angle by mechanical scanning has been proposed. However, to increase the measurement resolution, light scanning and a large amount of image input are required.
On the other hand, for the passive method, an example is reported in which the normal direction of the mirror surface is detected and the shape is restored using the illumination of the coded grating light source, assuming reflection on a fixed reference surface. ing. In order to obtain high accuracy, it is limited to the case where the light source is sufficiently far away and the mirror surface is sufficiently small. There is an example that proposes the use of coding pattern projection as a method to solve the drawback, and the feature is that the reference plane is corrected / updated using the local specular normal direction. However, there is a problem that as the distance from the reference point increases, errors are accumulated on the updated reference surface and the measurement error tends to increase.

[発明が解決しようとする課題]
本発明は,鏡面の前面に置かれたパターン板と画像入力装置を用いて,鏡面の位置と形状を高い分解能で,高い精度,かつ,高い安定性で計測する手段を提供することを目的とする。
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide means for measuring the position and shape of a mirror surface with high resolution, high accuracy, and high stability by using a pattern plate placed on the front surface of the mirror surface and an image input device. To do.

[課題を解決するための手段]
本発明では、少なくとも1枚のパターン板と、ハーフミラーと、該ハーフミラーを介して前記パターン板の反射像もしくは虚像を観測して入力画像を得る画像入力手段を有し、かつ、画像を分離する手段と、該入力画像の画像点とパターン板上のパターン位置とを対応付けるための画像−パターン間対応付け手段と、反射点入射直前の入射光線を算出する入射光線算出手段と,反射点から画像点に進む反射光線を算出する反射光線算出手段と、該入射光線と該反射光線の交点を反射点として算出する反射点算出手段を備えている。
[Means for solving problems]
In the present invention, at least one pattern plate, a half mirror, and an image input means for obtaining an input image by observing a reflected image or a virtual image of the pattern plate via the half mirror, and separating the images Means for associating an image point of the input image with a pattern position on the pattern board, an incident light ray calculating means for calculating an incident light ray immediately before the reflection point is incident, and a reflection point Reflected light ray calculating means for calculating a reflected light ray traveling to the image point, and reflective point calculating means for calculating an intersection point of the incident light ray and the reflected light ray as a reflection point.

[発明の実施の形態]
第1の実施例を第1図を用いて説明する。左側にカメラ1が置かれ,右側の2箇所にパターン板2,3が置かれている。計測対象の鏡面4は任意の位置に置かれており,パターン板2もしくは3の虚像がカメラ1で観察される。
[Embodiment of the Invention]
A first embodiment will be described with reference to FIG. A camera 1 is placed on the left side, and pattern plates 2 and 3 are placed on two places on the right side. The mirror surface 4 to be measured is placed at an arbitrary position, and a virtual image of the pattern plate 2 or 3 is observed by the camera 1.

カメラ撮像素子上の任意の結像点iが,パターン板2上の位置pの虚像位置であり,同時に,パターン板3上の位置pの虚像点であって,これらp,pの座標を検出することができれば,結像点iに入射した光線が鏡面4で反射する前に通過した光線軌跡T,Tを決定することができる。但し,T、Tは同一直線上にある。鏡面反射後の光線軌跡Tはレンズ主点位置と結像点位置により定まる。このため,三角測量の原理により鏡面の反射点Aの位置を確定することができる。An arbitrary image point i on the camera image pickup device is a virtual image position at a position p 1 on the pattern plate 2 and at the same time a virtual image point at a position p 2 on the pattern plate 3, and these p 1 , p 2 Can be detected, the light ray trajectories T 1 and T 2 that have passed before the light ray incident on the imaging point i is reflected by the mirror surface 4 can be determined. However, T 1 and T 2 are on the same straight line. Ray trajectories after specular T 3 is determined by the lens principal point and the imaging point position. For this reason, the position of the reflection point A on the mirror surface can be determined by the principle of triangulation.

結像点iは画像上の特徴点により与えられるが,それに対応するパターン板2,3上の位置であるp,pは,パターン板上のパターンとカメラ入力画像とのパターンマッチングによって検出することができる。計測点数を単一ではなく,できるだけ多くすることは,パターン板に構造化パターンを表示して特徴点数を多くすることにより容易に実現することができる。なお、パターン板3の画像を入力する際には,パターン板2を取り除くか,あるいは、パターン板2をパターン板3の位置に移動する。また、パターン板2と3はそれぞれの方向が分かっていれば必ずしも平行である必要がない。また、パターン板2は透明または半透明可能なものを使用し,パターン板3の画像入力の際にはパターン板2は透明または半透明とすることにより、パターン板の移動を避けることができる。透過型液晶パネルを使って実現可能である。さらに、そのパターン板を利用してパターン板モジュールを構成すれば取り扱いが容易になる。一方また、パターン板2と3の画像を切り替えるため,ミラーを設置し,そのミラーの移動や回転によって光路を切り替えても良い。The imaging point i is given by a feature point on the image. The corresponding positions p 1 and p 2 on the pattern plates 2 and 3 are detected by pattern matching between the pattern on the pattern plate and the camera input image. can do. Increasing the number of measurement points as much as possible instead of a single one can be easily realized by displaying the structured pattern on the pattern plate and increasing the number of feature points. When inputting the image of the pattern plate 3, the pattern plate 2 is removed or the pattern plate 2 is moved to the position of the pattern plate 3. The pattern plates 2 and 3 do not necessarily have to be parallel if their directions are known. The pattern plate 2 can be transparent or semi-transparent, and the pattern plate 2 can be transparent or semi-transparent when inputting the image of the pattern plate 3, thereby avoiding movement of the pattern plate. This can be realized by using a transmissive liquid crystal panel. Further, if the pattern plate module is configured using the pattern plate, the handling becomes easy. On the other hand, in order to switch the images of the pattern plates 2 and 3, a mirror may be installed, and the optical path may be switched by moving or rotating the mirror.

第2図は計測の手順を示したものである。パターン板2の画像を入力(11)した後,各画像点iとパターン板2上の対応位置pを同定する(12)。次に、パターン板3の画像を入力し(13),各画像点iとパターン板3上の対応位置pを同定する(14)。次に,同じ画像点に共に対応するpとpから発した光線は鏡面への共通した入射光となることに着目し,その入射光線Tを算出する。一方,反射点Aで反射し画像点iに至る反射光線Tをカメラパラメータと画像点から算出する。そして、TとTの交点を算出すれば,その位置が反射点Aの位置であり,また、反射点における鏡面の法線方向nも求めることができる。FIG. 2 shows the measurement procedure. After entering an image of a pattern plate 2 (11), to identify the corresponding positions p 1 on each image point i and the pattern plate 2 (12). Then, enter the image of the pattern plate 3 (13), to identify the corresponding position p 2 on each image point i and the pattern plate 3 (14). Next, paying attention to the fact that the light rays emitted from p 1 and p 2 corresponding to the same image point become the common incident light on the mirror surface, the incident light ray T 1 is calculated. On the other hand, it calculates the reflected ray T 3 reaching the image point i reflected by the reflection point A from the camera parameters and the image point. If the intersection of T 1 and T 3 is calculated, the position is the position of the reflection point A, and the normal direction n of the mirror surface at the reflection point can also be obtained.

第2の実施例を第3図に示す。パターン板22上の位置pからの光線Tは赤フィルタ25とハーフミラー23を通過して光線Tとなり、鏡面4の反射点Aで反射してTの光線となり,カラーカメラ21の画像点iに達する。一方,同じ画像点に対応したパターン板22上の位置pを出た光線Tは青フィルタ26を通過し,ミラー24とハーフミラー23で反射し,pからの光線Tと一致し、反射点で反射した後、画像点iに達する。カラーカメラ21で得られた入力画像を赤成分と青成分に分離し,赤成分の画像は赤フィルタを通過した光により作られた画像,青成分の画像は青フィルタを通過した光により作られた画像とする。これにより、各画素について、pの位置とpの位置が得られる。ハーフミラー23とミラー24の配置が定まっていれば光線Tが算出でき、一方,反射点Aから画像点iに至る光線Tとの交点として,反射点Aの位置を確定することができる。A second embodiment is shown in FIG. A light ray T 4 from a position p 1 on the pattern plate 22 passes through the red filter 25 and the half mirror 23 to become a light ray T 1 , and is reflected by a reflection point A on the mirror surface 4 to become a light ray T 3 . Image point i is reached. On the other hand, light T 5 leaving the position p 2 on the pattern board 22 corresponding to the same image point passes through the blue filter 26, reflected by the mirror 24 and the half mirror 23, consistent with the light T 1 of the from p 1 After reaching the reflection point, the image point i is reached. The input image obtained by the color camera 21 is separated into a red component and a blue component. The red component image is created by light passing through the red filter, and the blue component image is created by light passing through the blue filter. Image. Thus, for each pixel, the position of the position and p 2 of the p 1 is obtained. If the arrangement of the half mirror 23 and the mirror 24 is determined, the light beam T 1 can be calculated, while the position of the reflection point A can be determined as the intersection of the light beam T 3 from the reflection point A to the image point i. .

第4図に処理手順を示した。画像入力31の後,赤フィルタ25を通る光線軌跡Tと青フィルタ26を通る光線軌跡Tのそれぞれの画像I,Iを作製する。(32)次に,各画像点に対応するパターン板上の位置pを求める。pは各画像点iに依存する分布として得る。(33)同様にして,各画像点に対応するパターン板上の位置pを求める。(34)続いて,画像点が一致する光線TとTは、鏡面入射前は共通の入射光線Tとなることに着目し、33と34の処理結果とハーフミラー23,ミラー24、およびパターン板22の配置パラメータを使って、各画像点に対応する入射光線Tを算出する。(36)Tは各画像点に依存して求められる。一方,反射後に各画像点に至る反射光線Tを、カメラパラメータと画像点位置から算出する。(35)反射光線の算出にはパターン板上の対応位置の結果は使用しないが,図中では画像点iについての反射光線ということを表すため,敢えて33と35を線で結んでいる。 こうして得られたTとTを使って,交点Aの位置を反射点として算出する。(37)また、同時に鏡面4の法線方向も求めることができる。FIG. 4 shows the processing procedure. After the image input 31, images I 1 and I 2 of the ray trajectory T 4 passing through the red filter 25 and the ray trajectory T 5 passing through the blue filter 26 are created. (32) Next, determine the position p 1 on the pattern plate corresponding to each image point. p 1 is obtained as a distribution depending on each image point i. (33) In the same manner, determine the position p 2 on the pattern plate corresponding to each image point. (34) Subsequently, focusing on the fact that the light rays T 4 and T 5 whose image points coincide with each other become a common incident light beam T 1 before the specular incidence, the processing results of 33 and 34 and the half mirror 23, mirror 24, and using the placement parameters of the pattern plate 22, and calculates an incident light beam T 1 corresponding to each image point. (36) T 1 is determined depending on each image point. On the other hand, the reflected ray T 3 leading to each image point after reflection is calculated from camera parameters and the image point position. (35) Although the result of the corresponding position on the pattern plate is not used for calculation of the reflected light, in the figure, 33 and 35 are intentionally connected with a line in order to represent the reflected light for the image point i. Using the T 1 and T 3 obtained in this way, the position of the intersection A is calculated as a reflection point. (37) Also, the normal direction of the mirror surface 4 can be obtained at the same time.

図では各ステップにおいてすべての画像点に対して処理をすることを想定して記載しているが,画像点1つずつ図に示した処理を行い,それを画像点分繰り返しても構わない。また、実施例では赤と青のフィルタを用いたが、他の色の組合わせであっても構わないことは自明である。また、パターン板22に複数の色の組合わせで表示し,光線TとTの光線色が異なるように構成すれば色フィルタである25,26はなくてもよい。また、TとTの光線が時間的に異なるようにパターン板22のパターンを区別すれば、25,26は不要となる。また、23,24の構成をプリズム光学素子で実現しても良い。また、パターン板22を2つのパターン板に分け,その一つは光線T,もう一つは光線T用に使ってもよい。その場合,色フィルタである25,26を使う代わりに,パターン板には互いに異なる色を発することができるカラー表示のパターン板を用いることができ,その方が装置として簡素となる。また、パターン板にパターン構造をもたせて光線TとTを区別できれば、画像分離においてパターン構造の特徴による分離を行えばよく,その場合,画像入力においては白黒カメラを使用することができる。In the figure, it is assumed that processing is performed for all image points in each step. However, the processing shown in the figure may be performed for each image point, and the processing may be repeated for each image point. In the embodiment, the red and blue filters are used, but it is obvious that other color combinations may be used. If the pattern plate 22 is displayed in a combination of a plurality of colors and the light rays T 4 and T 5 are configured to have different light colors, the color filters 25 and 26 may be omitted. Further, if the patterns of the pattern plate 22 are distinguished so that the light beams of T 4 and T 5 are temporally different, 25 and 26 are not necessary. Further, the configurations 23 and 24 may be realized by a prism optical element. The pattern plate 22 may be divided into two pattern plates, one of which is used for the light beam T 4 and the other for the light beam T 5 . In this case, instead of using the color filters 25 and 26, a color display pattern plate capable of emitting different colors can be used as the pattern plate, which simplifies the apparatus. Further, as long as they can be distinguished from light T 4 and T 5 by remembering the pattern structure in the pattern plate may be performed separation by features of the pattern structure in the image separation, in which case, the image input may use a black and white camera.

第5図は第3の実施例である。パターン板2と3を交差する方向に置く。必ずしも直交でなくても良い。パターン板2には赤のパターンを,パターン板3には青のパターンを表示する。パターン板2を出た光線Tはハーフミラー23を透過して入射光線Tになり,パターン板3を出た光線Tはハーフミラー23で反射してTになる。TとTとの交点を算出して反射点Aの位置と鏡面4の法線方向を求めることができる。但し,この場合,各画像点に対応するパターン板2,3上の位置p1、p2を得るためにカメラはカラーカメラ21を使用し,入力画像を赤成分と青成分の画像に分離して、それぞれパターン板2とパターン板3からの画像として対応させる。処理手順は第4図に示したものと同じである。FIG. 5 shows a third embodiment. The pattern plates 2 and 3 are placed in a crossing direction. It does not necessarily have to be orthogonal. The pattern plate 2 displays a red pattern, and the pattern plate 3 displays a blue pattern. The light beam T 4 exiting the pattern plate 2 passes through the half mirror 23 to become the incident light beam T 1 , and the light beam T 5 exiting the pattern plate 3 is reflected by the half mirror 23 to become T 1 . By calculating the intersection of T 1 and T 3 , the position of the reflection point A and the normal direction of the mirror surface 4 can be obtained. However, in this case, in order to obtain the positions p1 and p2 on the pattern plates 2 and 3 corresponding to the respective image points, the camera uses the color camera 21 and separates the input image into a red component image and a blue component image, Corresponding as images from the pattern plate 2 and the pattern plate 3, respectively. The processing procedure is the same as that shown in FIG.

この実施例において,パターン板はカラー表示可能なパターン板の代わりに色フィルタを前面に置いたパターン板であっても良い。また、カラーカメラは前面に色フィルタを置いた白黒カメラでもよい。また、この実施例において,パターン板2と3の色の組合わせは赤と青としたが,他の色の組合わせであっても良い。また、ハーフミラー23とパターン板3の間にミラーを設けて,パターン板3の方向を自由に変更することができる。また、パターン板2と3を同時表示しないように、可動遮光板や表示点灯回路により,時間的に切り替えるならば、カラーカメラの代わりに白黒カメラを使用しても良い。In this embodiment, the pattern plate may be a pattern plate in which a color filter is placed on the front surface instead of a color displayable pattern plate. The color camera may be a monochrome camera with a color filter on the front. In this embodiment, the combination of the colors of the pattern plates 2 and 3 is red and blue. However, a combination of other colors may be used. Further, a mirror can be provided between the half mirror 23 and the pattern plate 3 so that the direction of the pattern plate 3 can be freely changed. Further, if the pattern plates 2 and 3 are not switched at the same time so as to be switched temporally by a movable light shielding plate or a display lighting circuit, a monochrome camera may be used instead of the color camera.

第1,第2,第3の実施例ではカメラまたはカラーカメラを用いたが,必ずしも光学カメラに限定されるものではない。また、単にカメラと記載したものは白黒カメラであっても、カラーカメラであってもよい。また、対象とする物体表面は完全な鏡面である必要はなく,正反射成分を有する面であれば良い。但し,現実には、拡散反射が強い面の計測は、精度が低く,計測できない場合も多い。また,実施例の説明において,記載されたパターン板の虚像というのは、パターン板上に表示されたパターンの虚像のことである。
[発明の効果]
鏡面の位置と形状を求めるには鏡面の反射点と法線方向の分布を検出する必要があるが,従来は計測条件に制約があると共に,安定して検出することができなかった。本発明ではパターン板からの入射光線と鏡面での反射光線を求めて交点を算出する三角測量原理による方式であるため,安定で高い精度を得ることができる。この場合,パターン板の移動があると機械的な精度劣化が心配されるが,この問題に対する解決として、パターン板の移動を必要としない方法を開示した。また、画像点ごとに反射点を算出することができるため,計測点の密度を高くすることができる利点がある。また、計測の際に鏡面の知られた位置の情報を全く必要としないため,任意の画像点での鏡面位置を、隣接画像点での鏡面位置の情報が全く無しで検出できる。このため、鏡面と乱反射面が混在する場合でも鏡面部分を計測できる。
In the first, second and third embodiments, a camera or a color camera is used, but the present invention is not necessarily limited to an optical camera. Further, what is simply described as a camera may be a monochrome camera or a color camera. Further, the target object surface does not need to be a perfect mirror surface, and may be a surface having a regular reflection component. However, in reality, measurement of a surface with strong diffuse reflection is often inaccurate due to low accuracy. In the description of the embodiments, the described virtual image of the pattern plate is a virtual image of the pattern displayed on the pattern plate.
[The invention's effect]
In order to obtain the position and shape of the mirror surface, it is necessary to detect the reflection point and the distribution in the normal direction of the mirror surface, but conventionally, there are restrictions on the measurement conditions and it has not been possible to detect stably. In the present invention, the method is based on the triangulation principle in which the incident light from the pattern plate and the reflected light on the mirror surface are obtained to calculate the intersection point, so that stable and high accuracy can be obtained. In this case, if the pattern plate is moved, there is a concern about mechanical accuracy deterioration. However, as a solution to this problem, a method that does not require movement of the pattern plate has been disclosed. Further, since the reflection point can be calculated for each image point, there is an advantage that the density of the measurement points can be increased. Further, since no information on the known position of the mirror surface is required at the time of measurement, the mirror surface position at an arbitrary image point can be detected without any information on the mirror surface position at the adjacent image point. For this reason, even when the mirror surface and the irregular reflection surface coexist, the mirror surface portion can be measured.

[第1図]は本発明の第1の実施例を説明するための図である。
[第2図]は第1の実施例における処理手順を示したものである。
[第3図]は本発明の第2の実施例を説明するための図である。
[第4図]は第2の実施例における処理手順を示したものである。
[第5図]は第3の実施例を説明するために示した図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.
[FIG. 2] shows a processing procedure in the first embodiment.
[FIG. 3] is a figure for demonstrating the 2nd Example of this invention.
[FIG. 4] shows a processing procedure in the second embodiment.
[FIG. 5] is a diagram for explaining a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1:カメラ
2、3:パターン板
4:鏡面
11:画像入力
12:画像−パターン間対応付け
13:画像入力
14:画像−パターン間対応付け
15:入射光線算出
16:反射光線算出
17:反射点算出
21:カラーカメラ
22:パターン板
23:ハーフミラー
24:ミラー
25:赤フィルタ
26:青フィルタ
31:画像入力
32:画像分離
33、34:画像−パターン間対応付け
35:反射光線算出
36:入射光線算出
37:反射点算出
1: Camera 2, 3: Pattern plate 4: Mirror surface 11: Image input 12: Image-pattern association 13: Image input 14: Image-pattern association 15: Incident ray calculation 16: Reflected ray calculation 17: Reflection point Calculation 21: Color camera 22: Pattern plate 23: Half mirror 24: Mirror 25: Red filter 26: Blue filter 31: Image input 32: Image separation 33, 34: Image-pattern correspondence 35: Reflected ray calculation 36: Incident Ray calculation 37: Reflection point calculation

Claims (10)

1枚のパターン板と、該パターン板を移動する手段と、該パターン板の反射像または虚像を観測して入力画像を得る画像入力手段を有し、かつ、該入力画像の画像点とパターン板上のパターン位置とを対応付けして対応位置を得るための画像−パターン間対応付け手段と、反射点入射直前の入射光線を算出する入射光線算出手段と,反射点から画像点に進む反射光線を算出する反射光線算出手段と、該入射光線と該反射光線の交点を反射点として算出する反射点算出手段を備えたことを特徴とする物体計測装置One pattern board, means for moving the pattern board, image input means for observing a reflected image or virtual image of the pattern board to obtain an input image, and an image point of the input image and the pattern board Image-pattern correlation means for associating the upper pattern position with each other to obtain a corresponding position, incident light ray calculating means for calculating an incident light ray immediately before the incident of the reflection point, and reflected light ray traveling from the reflection point to the image point An object measuring apparatus comprising: a reflected light ray calculating means for calculating a reflection point; and a reflection point calculating means for calculating an intersection of the incident light ray and the reflected light ray as a reflection point 請求項1において記載のパターン板とパターン板移動手段の代わりに、少なくとも2枚のパターン板と、該パターン板の少なくとも1枚を移動もしくは回転する手段を備えたことを特徴とする物体計測装置An object measuring apparatus comprising at least two pattern plates and means for moving or rotating at least one of the pattern plates instead of the pattern plate and the pattern plate moving means according to claim 1. 請求項1において、パターン板とパターン板の移動手段の代わりに、少なくとも2枚のパターン板を用い,該パターン板の少なくとも1枚は透明もしくは半透明状態が可能なパターン板を用いたことを特徴とする物体計測装置2. The pattern plate according to claim 1, wherein at least two pattern plates are used instead of the pattern plate and the pattern plate moving means, and at least one of the pattern plates is a pattern plate capable of being transparent or translucent. Object measuring device 少なくとも2枚のパターン板と、該パターン板の反射像もしくは虚像を観測して入力画像を得る画像入力手段と、該入力画像を入力する際に観測するパターン板を選択するためのミラーと、ミラーを移動もしくは回転する機構を有し,かつ、該入力画像の画像点とパターン板上のパターン位置とを対応付けるための画像−パターン間対応付け手段と、反射点入射直前の入射光線を算出する入射光線算出手段と,反射点から画像点に進む反射光線を算出する反射光線算出手段と、該入射光線と該反射光線の交点を反射点として算出する反射点算出手段を備えたことを特徴とする物体計測装置At least two pattern plates, image input means for obtaining an input image by observing a reflection image or a virtual image of the pattern plate, a mirror for selecting a pattern plate to be observed when inputting the input image, and a mirror And an image-pattern association means for associating the image point of the input image with the pattern position on the pattern plate, and incidence for calculating the incident light beam immediately before the reflection point is incident A light ray calculating means; a reflected light ray calculating means for calculating a reflected light ray traveling from the reflection point to the image point; and a reflection point calculating means for calculating an intersection of the incident light ray and the reflected light ray as a reflection point. Object measuring device 少なくとも1枚のパターン板と、ハーフミラーと、該ハーフミラーを介して前記パターン板の反射像もしくは虚像を観測して入力画像を得る画像入力手段を有し、かつ、画像をパターン板もしくはパターン板内領域に対応した画像に分離する画像分離手段と、分離された画像の画像点とパターン板上のパターン位置とを対応付けるための画像−パターン間対応付け手段と、反射点入射直前の入射光線を算出する入射光線算出手段と,反射点から画像点に進む反射光線を算出する反射光線算出手段と、該入射光線と該反射光線の交点を反射点として算出する反射点算出手段を備えたことを特徴とする物体計測装置At least one pattern plate, a half mirror, and image input means for obtaining an input image by observing a reflected image or a virtual image of the pattern plate via the half mirror, and the image is a pattern plate or pattern plate Image separation means for separating an image corresponding to the inner region, image-pattern association means for associating an image point of the separated image with a pattern position on the pattern board, and an incident light beam immediately before the reflection point is incident. Incident light calculation means for calculating, reflected light calculation means for calculating a reflected light beam traveling from the reflection point to the image point, and a reflection point calculation means for calculating an intersection of the incident light beam and the reflected light beam as a reflection point Characteristic object measuring device 請求項5において、ハーフミラーの代わりにハーフミラーとミラーを組み合わせた光路分岐回路を備えたことを特徴とする物体計測装置6. The object measuring apparatus according to claim 5, further comprising an optical path branching circuit in which a half mirror and a mirror are combined instead of the half mirror. 請求項5および6において、ハーフミラーもしくはミラーの代わりに、プリズムを用いたことを特徴とする物体計測装置7. An object measuring apparatus according to claim 5, wherein a prism is used instead of a half mirror or a mirror. 請求項5,6における画像分離手段の代わりに、パターン板前面に可動遮光板の設置、もしくは、パターン板点灯をON/OFFする機構を備えたことを特徴とする物体計測装置An object measuring apparatus comprising a movable light-shielding plate installed on the front surface of the pattern plate or a mechanism for turning on / off the pattern plate instead of the image separating means according to claim 5 or 6. 請求項5,6における画像分離手段は、前記パターン板のパターン構成の特徴により画像分離するものであることを特徴とする物体計測装置7. An object measuring apparatus according to claim 5, wherein the image separating means separates an image based on a pattern configuration characteristic of the pattern plate. 請求項5と6において、前記画像入力手段はカラーフィルターもしくはカラー対応機構を備えてカラー画像を入力可能な画像入力手段であって、かつ、前記パターン板は色配置したものを表示するパターン板もしくは色フィルタを前面に取り付けたパターン板であり、かつ、画像分離手段においては、入力画像を色特徴を使って分離するものであることを特徴とする物体計測装置7. The image input means according to claim 5, wherein the image input means is an image input means provided with a color filter or a color-corresponding mechanism and capable of inputting a color image, and the pattern board displays a color arrangement or An object measuring device characterized in that it is a pattern plate with a color filter attached to the front surface, and the image separating means separates an input image using color features
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008039767A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc Method and system for sensing surface shape of reflective object
JP2014038015A (en) * 2012-08-14 2014-02-27 Nidec Tosok Corp Three-dimensional measuring device

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