JP2006242571A - Apparatus for measuring three-dimensional shape - Google Patents

Apparatus for measuring three-dimensional shape Download PDF

Info

Publication number
JP2006242571A
JP2006242571A JP2005054224A JP2005054224A JP2006242571A JP 2006242571 A JP2006242571 A JP 2006242571A JP 2005054224 A JP2005054224 A JP 2005054224A JP 2005054224 A JP2005054224 A JP 2005054224A JP 2006242571 A JP2006242571 A JP 2006242571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
light pulse
light
dimensional shape
measuring apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005054224A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Furuki
真 古木
Yasuhiro Sato
康郊 佐藤
Izumi Iwasa
泉 岩佐
Satoshi Tatsuura
智 辰浦
Taminori Den
民権 田
Hiroyuki Mitsu
博之 三津
Takashi Matsubara
崇史 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2005054224A priority Critical patent/JP2006242571A/en
Publication of JP2006242571A publication Critical patent/JP2006242571A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for measuring three-dimensional shape with a simple configuration, high distance resolution, and capability of measuring the three-dimensional shape of objects to be measured in a short time. <P>SOLUTION: When signal optical pulses Ls is irradiated to an object 17 to be measured, reflected optical pulses Ls<SB>10</SB>that reflects at the surface 17a of the object 17 take a deformed shape reflecting the distance (height) of the surface 17a of the object 17. The reflected optical pulses Ls<SB>10</SB>are cut out by a light switch 30 at timings T<SB>1</SB>-T<SB>4</SB>. The cutout reflected optical pulses Ls<SB>11</SB>, Ls<SB>12</SB>, Ls<SB>13</SB>, Ls<SB>14</SB>are imaged by a camera 35 for measurement to acquire contour-line images 40a-40d made of contour lines Ls<SB>11</SB>'-Ls<SB>14</SB>'. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、測定対象物に光を照射し、測定対象物からの反射光を受光して測定対象物の三次元測定する三次元形状測定装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus that irradiates a measurement object with light, receives reflected light from the measurement object, and performs three-dimensional measurement of the measurement object.

光を用いて物体の三次元形状を測定する方法として、従来より三次元カメラを用いた三角計測によるものが多く、光源と対象物と受光素子との位置関係から距離を割り出す(例えば、特許文献1、2参照。)。   As a method of measuring the three-dimensional shape of an object using light, there are many methods using a triangulation measurement using a three-dimensional camera, and the distance is determined from the positional relationship between a light source, an object, and a light receiving element (for example, Patent Literature 1 and 2).

また、その他の従来の三次元形状測定方法として、照明光に強度変調光を用い、反射光の切り出しに電気シャッターを用いたものや(例えば、特許文献3、4参照。)、チャープした超短パルスを用いる方法(例えば、特許文献5参照。)が知られている。   As other conventional three-dimensional shape measuring methods, intensity-modulated light is used as illumination light, and an electric shutter is used to cut out reflected light (see, for example, Patent Documents 3 and 4), or chirped ultrashort. A method using a pulse (see, for example, Patent Document 5) is known.

チャープした超短パルスを用いる従来の方法は、パルス光源から出射されたパルス光を2つの光パルスに分割し、一方の光パルスから色が規則的に変化するチャープ光パルスを生成する。このチャープ光パルスを被測定対象物に照射し、他方の光パルスを励起光とし、被測定対象物で反射した反射光を、上記励起光で開閉する超高速非線形光学シャッタでカラー二次元検出器に導き、色付き等高線マップを取得して三次元形状を測定するものである。   A conventional method using a chirped ultrashort pulse divides pulse light emitted from a pulse light source into two light pulses, and generates a chirped light pulse whose color changes regularly from one of the light pulses. A color two-dimensional detector using an ultrafast nonlinear optical shutter that irradiates the object to be measured with the chirped light pulse, uses the other light pulse as excitation light, and reflects and reflects the reflected light from the object to be measured with the excitation light. The three-dimensional shape is measured by acquiring a colored contour map.

特開2003−85534号公報JP 2003-85534 A 特開2003−329424号公報JP 2003-329424 A 特開2000−121339号公報(図10)JP 2000-121339 A (FIG. 10) 特開2004−45266号公報(図14)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-45266 (FIG. 14) 特開平7−229725号公報([0029]、[0030]、図4)JP-A-7-229725 ([0029], [0030], FIG. 4)

しかし、三角計測による従来の測定方法では、対象物の距離が遠くなればなるほど、精度が劣化するという欠点がある。また、画像間の差分演算など時間のかかる情報処理が必要となる。電気シャッターを用いた従来の測定方法では、電気シャッターの開閉速度が遅いためにcmレベルの距離分解能が限界である。また、照明光に強度変調光を用い、得られた明暗映像から距離を求めているため、高精度な距離計測を行うことは難しい。また、チャープした超短光パルスを用いる従来の測定方法では、波長による距離検出は分光受光装置が必要になるなど、複雑な装置が必要となる。   However, the conventional measurement method using triangular measurement has a drawback that the accuracy is deteriorated as the distance of the object is increased. In addition, time-consuming information processing such as difference calculation between images is required. In the conventional measurement method using an electric shutter, the distance resolution of cm level is the limit because the opening / closing speed of the electric shutter is slow. In addition, since intensity-modulated light is used as illumination light and the distance is obtained from the obtained bright and dark image, it is difficult to perform distance measurement with high accuracy. In addition, the conventional measurement method using the chirped ultrashort light pulse requires a complicated device such as a spectral light-receiving device for detecting the distance by wavelength.

従って、本発明の目的は、構成が簡素で距離分解能が高く、測定対象物の三次元形状を短時間で測定することが可能な三次元形状測定装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measuring apparatus that has a simple configuration, has high distance resolution, and can measure the three-dimensional shape of a measurement object in a short time.

本発明は、上記目的を達成するため、光パルスを測定対象物に照射する照射手段と、前記光パルスの照射によって前記測定対象物から反射した反射光パルスを所定のタイミングで切り出して撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする三次元形状測定装置を提供する。   In order to achieve the above-described object, the present invention provides an irradiation unit that irradiates a measurement object with a light pulse, and an image that cuts out and captures a reflected light pulse reflected from the measurement object by irradiation of the light pulse at a predetermined timing. And a three-dimensional shape measuring apparatus.

上記装置によれば、測定対象物から反射した反射光パルスは、測定対象物の表面の凹凸形状を反映して変形する。その変形した反射光パルスを所定のタイミングで切り出して撮像することにより、等高線画像を取得することができる。   According to the above apparatus, the reflected light pulse reflected from the measurement object is deformed reflecting the uneven shape of the surface of the measurement object. A contour image can be acquired by cutting out and imaging the deformed reflected light pulse at a predetermined timing.

上記照射手段は、光パルスを出射するパルス光源と、パルス光源から出射された光パルスを測定対象物に照射する光パルスと制御光パルスとに分割する分割光学系とを備え、上記撮像手段は、反射光パルスの光路に設けられ、制御光パルスによって開閉動作する光学シャッターと、反射光パルスを光学シャッターの開閉動作によって切り出して撮像するカメラとを備えた構成とするのが好ましい。光学シャッターを用いることにより、高速に開閉動作することができる。また、振動等の外乱の影響を受け難いため、安定した撮像が可能となる。   The irradiation means includes a pulse light source that emits a light pulse, and a split optical system that divides the light pulse emitted from the pulse light source into a light pulse that irradiates a measurement target and a control light pulse, and the imaging means includes Preferably, the optical path of the reflected light pulse is provided with an optical shutter that opens and closes by the control light pulse, and a camera that captures and captures the reflected light pulse by opening and closing the optical shutter. By using an optical shutter, it can be opened and closed at high speed. Further, since it is difficult to be affected by disturbances such as vibration, stable imaging can be performed.

上記撮像手段は、制御光パルスの光路長を所定の範囲で走査して光学シャッターを複数回開閉動作させる光路長走査部を備え、上記カメラは、反射光パルスを複数のタイミングで切り出して撮像する構成としてもよい。この構成によれば、連続的にあるいは間欠的に反射光パルスを撮像することができる。   The imaging unit includes an optical path length scanning unit that scans the optical path length of the control light pulse in a predetermined range and opens and closes the optical shutter multiple times, and the camera captures and captures the reflected light pulse at a plurality of timings. It is good also as a structure. According to this configuration, the reflected light pulse can be imaged continuously or intermittently.

上記撮像手段は、反射光パルス又は制御光パルスの波長を変換する波長変換部と、光シャッターの後段に設けられ、制御光パルスの波長をカットする制御光カットフィルタと、制御光カットフィルタを透過した反射光パルスを撮像するカメラとを備えた構成としてもよい。この構成によれば、反射光パルスのみを撮像することができ、S/N比が向上する。   The imaging means includes a wavelength conversion unit that converts the wavelength of the reflected light pulse or the control light pulse, a control light cut filter that is provided after the optical shutter and cuts the wavelength of the control light pulse, and transmits the control light cut filter. It is good also as a structure provided with the camera which images the reflected light pulse which performed. According to this configuration, only the reflected light pulse can be imaged, and the S / N ratio is improved.

上記撮像手段は、光学シャッターの前段で反射光パルスを撮像して輝度画像を取得する参照用カメラと、光学シャッターの後段で反射光パルスを撮像して等高線画像を取得する計測用カメラと、等高線画像に輝度画像が有する輝度情報を付加して処理画像を形成する処理部とを備えた構成としてもよい。等高線画像に輝度情報を付加するとにより、測定対象物の表面の反射率が反映した処理画像を得ることができる。   The imaging means includes a reference camera that captures a reflected light pulse before the optical shutter to acquire a luminance image, a measurement camera that captures a reflected light pulse after the optical shutter to acquire a contour image, and a contour line. It is good also as a structure provided with the process part which adds the brightness | luminance information which a brightness | luminance image has to an image, and forms a process image. By adding luminance information to the contour image, a processed image reflecting the reflectance of the surface of the measurement object can be obtained.

上記照射手段は、光パルスを出射するパルス光源と、パルス光源から出射された光パルスから連続した複数の光パルスを発生して測定対象物に照射する連続パルス発生部とを備えた構成が好ましい。これにより、光パルスの間隔が一定の複数の光パルスを発生することができる。   The irradiation unit preferably includes a pulse light source that emits a light pulse, and a continuous pulse generator that generates a plurality of light pulses continuous from the light pulse emitted from the pulse light source and irradiates the measurement object. . As a result, it is possible to generate a plurality of light pulses having a constant light pulse interval.

上記連続パルス発生部は、パルス光源から導入した光パルスを2つの光パルスに分割するハーフミラーと、所定の位置に設けられ、2つの光パルスをそれぞれ折り返してハーフミラーにより分割させて連続する2つの光パルスを発生する一対の直角反射面とを備えた構成としてもよい。一対の直角反射面を増やすことで、連続する光パルスの数を増やすことができる。   The continuous pulse generator is provided with a half mirror that divides an optical pulse introduced from a pulse light source into two optical pulses, and is provided at a predetermined position. It is good also as a structure provided with a pair of right angle reflective surface which generate | occur | produces one optical pulse. By increasing the pair of right-angle reflecting surfaces, the number of continuous light pulses can be increased.

上記ハーフミラーと一対の直角反射面を備えた連続パルス発生部は、ハーフミラーと一対の直角反射面との間の光路を透明媒質により構成とするのが好ましい。これにより、ハーフミラーと直角反射面の位置精度が高くなり、光パルスの間隔や出射方向の精度を確保することが容易となる。   In the continuous pulse generator having the half mirror and the pair of right-angle reflecting surfaces, the optical path between the half mirror and the pair of right-angle reflecting surfaces is preferably formed of a transparent medium. Thereby, the positional accuracy of the half mirror and the right-angle reflecting surface is increased, and it becomes easy to ensure the accuracy of the interval between the light pulses and the emission direction.

上記照射手段は、光パルス列を観察用ファイバを介して測定対象物に照射し、上記撮像手段は、測定対象物から反射した光パルス列を観察用ファイバを介して撮像するようにしてもよい。これにより、医療用ファイバースコープや工業用ファイバースコープ等に適用することができる。   The irradiating unit may irradiate the measurement object with the optical pulse train through the observation fiber, and the imaging unit may image the optical pulse train reflected from the measurement object through the observation fiber. Thereby, it can apply to a medical fiberscope, an industrial fiberscope, etc.

本発明の三次元形状測定装置によれば、構成が簡素で距離分解能が高く、測定対象物の三次元形状を短時間で測定することが可能となる。   According to the three-dimensional shape measuring apparatus of the present invention, the configuration is simple, the distance resolution is high, and the three-dimensional shape of the measurement object can be measured in a short time.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る三次元形状測定装置の構成を示す。この三次元形状測定装置10は、光パルスLを出射するパルス光源11と、パルス光源11の光パルスLの偏光方向を所定の方向に傾ける半波長板12と、半波長板12からの光パルスLを偏光方向に応じて信号光パルスLsと制御光パルスLcとに分割する分割光学系としての第1の偏光ビームスプリッタ13Aとを有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration of a three-dimensional shape measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. The three-dimensional shape measuring apparatus 10 includes a pulse light source 11 that emits a light pulse L, a half-wave plate 12 that tilts the polarization direction of the light pulse L of the pulse light source 11 in a predetermined direction, and a light pulse from the half-wave plate 12. A first polarization beam splitter 13A as a splitting optical system that splits L into a signal light pulse Ls and a control light pulse Lc according to the polarization direction;

また、信号光パルスLsの光路上に、第1の偏光ビームスプリッタ13Aから信号光パルスLsを入力して連続した複数の信号光パルスLs1〜Ls4を発生する連続パルス発生部14と、連続パルス発生部14から拡大光学系15を介して出射された信号光パルスLs1〜Ls4を測定対象物17側に、第2の偏光ビームスプリッタ13Bとλ/4波長板16を介して照射する。測定対象物17から反射された信号光パルスLs1〜Ls4は再びλ/4波長板16を介して偏光ビームスプリッタ13Bに入射され、計測用カメラ35側に反射される。 Further, a continuous pulse generator 14 for generating a plurality of continuous signal light pulses Ls 1 to Ls 4 by inputting the signal light pulse Ls from the first polarization beam splitter 13A on the optical path of the signal light pulse Ls, The signal light pulses Ls 1 to Ls 4 emitted from the pulse generator 14 through the magnifying optical system 15 are irradiated to the measurement object 17 side through the second polarizing beam splitter 13B and the λ / 4 wavelength plate 16. . The signal light pulses Ls 1 to Ls 4 reflected from the measurement object 17 are incident again on the polarization beam splitter 13B through the λ / 4 wavelength plate 16 and reflected to the measurement camera 35 side.

また、制御光パルスLcの光路上に、第1の偏光ビームスプリッタ13Aから反射ミラー18を介して出射された制御光パルスLcの光路長を所定の範囲で走査する光路長走査部19と、制御光パルスLcの波長を信号光パルスLsとは異なる波長に変換する波長変換部20とを配設している。   An optical path length scanning unit 19 that scans the optical path length of the control light pulse Lc emitted from the first polarizing beam splitter 13A via the reflection mirror 18 within a predetermined range on the optical path of the control light pulse Lc, and a control A wavelength conversion unit 20 that converts the wavelength of the light pulse Lc to a wavelength different from that of the signal light pulse Ls is provided.

さらに、この装置10は、第2の偏光ビームスプリッタ13Bで反射し、集光レンズ21、コリメートレンズ22、偏光子23およびビームスプリッタ24を介して導入した測定対象物17からの反射光パルスLs10〜Ls40と波長変換部20からの制御光パルスLcとを合成するダイクロイックプリズム27と、合成された光を集光レンズ28およびピンホール29を介して導入して反射光パルスLs10〜Ls40の偏光状態を変更する光スイッチ30と、光スイッチ30からの反射光パルスLs10〜Ls40をコリメートレンズ31を介して導入する検光子32と、検光子32を透過した光のうち制御光パルスの周波数成分をカットする制御光カットフィルタ33と、制御光カットフィルタ33を透過した反射光パルスを結像光学系34を介して撮像する計測用カメラ35と、測定対象物17からの反射光パルスを輝度画像としてビームスプリッタ24および結合光学系25を介して撮像する参照用カメラ26と、計測用カメラ35の撮像結果を参照用カメラ26の撮像結果を用いて処理する信号処理部36とを備える。 Further, the apparatus 10 reflects the reflected light pulse Ls 10 from the measurement object 17 reflected by the second polarizing beam splitter 13B and introduced through the condenser lens 21, the collimating lens 22, the polarizer 23, and the beam splitter 24. ˜Ls 40 and the control light pulse Lc from the wavelength conversion unit 20 are combined with the dichroic prism 27, and the combined light is introduced through the condenser lens 28 and the pinhole 29 to reflect the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40. An optical switch 30 for changing the polarization state of the light, an analyzer 32 for introducing the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 from the optical switch 30 through the collimator lens 31, and a control light pulse among the light transmitted through the analyzer 32. The control light cut filter 33 that cuts the frequency component of the light and the reflected light pulse that has passed through the control light cut filter 33 are imaged via the imaging optical system 34. Measurement camera 35, reference camera 26 that captures the reflected light pulse from measurement object 17 as a luminance image via beam splitter 24 and coupling optical system 25, and reference camera for the imaging results of measurement camera 35 And a signal processing unit 36 for processing using the 26 imaging results.

次に、この装置10の各部の詳細を説明する。   Next, the detail of each part of this apparatus 10 is demonstrated.

パルス光源11は、パルス幅がピコ秒〜フェムト秒程度の超短パルス光を出射するモード同期チタンサファイアレーザやエルビウム又はイットリビウム添加モード同期ファイバーレーザ等のパルス光源を用いることができる。   The pulsed light source 11 may be a pulsed light source such as a mode-locked titanium sapphire laser, erbium or yttrium-doped mode-locked fiber laser that emits ultrashort pulsed light having a pulse width of about picoseconds to femtoseconds.

光路長走査部19は、導入した制御光パルスLcを反射する一対の反射ミラー190a,190bを所定の範囲で走査するピエゾ素子、モータ等の駆動部を備え、走査範囲に応じた位置信号を出力するように構成されている。   The optical path length scanning unit 19 includes a driving unit such as a piezoelectric element and a motor that scans the pair of reflection mirrors 190a and 190b that reflect the introduced control light pulse Lc within a predetermined range, and outputs a position signal corresponding to the scanning range. Is configured to do.

波長変換部20は、超短パルス光の入射光強度とファイバ長に応じた波長シフト特性を有する偏波保持光ファイバを用いることができる。   The wavelength conversion unit 20 can use a polarization maintaining optical fiber having a wavelength shift characteristic corresponding to the incident light intensity of the ultrashort pulsed light and the fiber length.

参照用カメラ26は、CCDカメラ等の面型光電変換素子により、測定対象物17からの反射光パルスLs10〜Ls40をビームスプリッタ24および結合光学系25を介して撮像し、測定対象物17の表面17aの反射率を反映した輝度画像を取得するものである。 The reference camera 26 images the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 from the measurement object 17 via the beam splitter 24 and the coupling optical system 25 by a surface photoelectric conversion element such as a CCD camera, and the measurement object 17. A luminance image reflecting the reflectance of the surface 17a is acquired.

光スイッチ30、偏光子23および検光子32により光学シャッターの1つであるKerrシャッターを構成する。Kerrシャッターに用いられる光スイッチ30としては、面型で、かつ実用上好適な非線形光学特性を有し、シャッターの開閉時間が使用している光パルスのパルス幅程度に短く、化学的、熱的、及び光学的に安定であることが望ましい。以上のような観点から、光スイッチ30としては、例えば、特開平11−282034号公報に開示されているようなスクエアリリウムJ会合体からなる色素会合体薄膜、特開2000−314901号公報に開示されているような、二光子吸収による光学特性変化を生じるスクエアリリウム色素等からなる色素会合体膜を用いることができ、その他に、高速応答性を持つ光スイッチ材料として、Si、GaAs、ZnSe、CdTe等の半導体、フタロシアニン類の色素、ポリジアセチレンやポリチオフェン等のπ共役系高分子、C60やC70等のフラーレン薄膜などを用いることができる。   The optical switch 30, the polarizer 23, and the analyzer 32 constitute a Kerr shutter that is one of the optical shutters. The optical switch 30 used for the Kerr shutter is a surface type and has a practically preferable nonlinear optical characteristic, is short in the pulse width of the light pulse used for the opening and closing time of the shutter, and is chemically and thermally. And optically stable. From the above viewpoint, as the optical switch 30, for example, a dye-aggregate thin film made of squarylium J-aggregate as disclosed in JP-A-11-282034, disclosed in JP-A-2000-314901. As described above, a dye aggregate film made of squarylium dye or the like that causes a change in optical properties due to two-photon absorption can be used. In addition, as an optical switch material having high-speed response, Si, GaAs, ZnSe, Semiconductors such as CdTe, phthalocyanine dyes, π-conjugated polymers such as polydiacetylene and polythiophene, fullerene thin films such as C60 and C70, and the like can be used.

計測用カメラ35は、光スイッチ30の開閉動作によって切り取られた信号光パルスを撮像するCCDカメラ等の面型光電変換素子であり、測定対象物17の表面17aまでの距離情報を含む等高線画像を撮像する。   The measurement camera 35 is a surface photoelectric conversion element such as a CCD camera that captures a signal light pulse cut by the opening / closing operation of the optical switch 30, and displays a contour image including distance information to the surface 17 a of the measurement target 17. Take an image.

信号処理部36は、計測用カメラ35によって連続的に撮像される複数の等高線画像、および光路長走査部19からの位置信号に基づいて、距離画像を生成し、参照用カメラ26からの輝度画像に基づいて距離画像に輝度情報を付加した処理画像を生成するものである。距離画像としては、複数の等高線画像を合成し、距離(高さ)に応じた濃淡情報あるいはカラー情報を付加した画像が考えられる。例えば、測定対象物17の表面17aまでの距離が短い等高線ほど明るい輝線、あるいは波長の長い色で表わしてもよい。   The signal processing unit 36 generates a distance image based on the plurality of contour images continuously captured by the measurement camera 35 and the position signal from the optical path length scanning unit 19, and the luminance image from the reference camera 26. Is used to generate a processed image in which luminance information is added to the distance image. As the distance image, an image obtained by combining a plurality of contour images and adding shade information or color information corresponding to the distance (height) is conceivable. For example, the contour line having a shorter distance to the surface 17a of the measurement object 17 may be expressed by a bright emission line or a color having a longer wavelength.

(連続パルス発生部)
図2は、連続パルス発生部14の詳細な構成を示す。この連続パルス発生部14は、ハーフミラー142を介して斜面で接合された第1および第2の直角プリズム140,141と、第1の直角プリズム140の第1面140aに第1の光路長調整用平行板143Aを介して接合された第3の直角プリズム144と、第1の直角プリズム140の第2面140bに接合された第4の直角プリズム145と、第2の直角プリズム141の第1面141aに接合された第5の直角プリズム146と、第2の直角プリズム141の第2面141bに第2の光路長調整用平行板143Bを介して接合された第6の直角プリズム147とを備える。なお、第3乃至第6の直角プリズム144〜147のパルスを折り返す一対の面は、一対の直角反射面を構成する。
(Continuous pulse generator)
FIG. 2 shows a detailed configuration of the continuous pulse generator 14. The continuous pulse generator 14 is configured to adjust the first optical path length to the first and second right-angle prisms 140 and 141 joined on the inclined surface via the half mirror 142 and the first surface 140 a of the first right-angle prism 140. The third right-angle prism 144 joined via the parallel plate 143A, the fourth right-angle prism 145 joined to the second surface 140b of the first right-angle prism 140, and the first right-angle prism 141 first. A fifth right-angle prism 146 bonded to the surface 141a, and a sixth right-angle prism 147 bonded to the second surface 141b of the second right-angle prism 141 via the second optical path length adjusting parallel plate 143B. Prepare. Note that the pair of surfaces that turn back the pulses of the third to sixth right-angle prisms 144 to 147 constitute a pair of right-angle reflection surfaces.

以上のように構成された連続パルス発生部14の第1の直角プリズム140の第1面140aに入射パルス(信号光パルスLs)が入射すると、ハーフミラー142によってパルスaとパルスbに分割され、パルスaは、第4の直角プリズム145で折り返した後、ハーフミラー142によってパルスaとパルスaに分割される。一方、パルスbは、第2の光路長調整用平行板143Bを介して第6の直角プリズム147で折り返した後、ハーフミラー142によってパルスbとパルスbに分割される。第1の直角プリズム140内に2連パルスa,bが生成され、第2の直角プリズム141内に2連パルスa,bが生成される。2連パルスa,bの間隔、2連パルスa,bの間隔は、第2の光路長調整用平行板143Bの厚さをΔL、屈折率をnとすると、それぞれ2nΔLとなる。 When an incident pulse (signal light pulse Ls) is incident on the first surface 140a of the first right-angle prism 140 of the continuous pulse generator 14 configured as described above, the half mirror 142 divides the pulse into a pulse b and a pulse b. The pulse a is turned back by the fourth right-angle prism 145 and then divided by the half mirror 142 into a pulse a 1 and a pulse a 2 . On the other hand, the pulse b is then folded in a sixth rectangular prism 147 through the second optical path length adjustment parallel plate 143B, is split by the half mirror 142 to the pulse b 1 and the pulse b 2. Duplex pulses a 1 and b 1 are generated in the first right-angle prism 140, and double-pulses a 2 and b 2 are generated in the second right-angle prism 141. Double pulses a 1, b 1 interval, the two consecutive pulses a 2, b 2 intervals, and the thickness of the second optical path length adjustment parallel plate 143B [Delta] L, the refractive index is n, the 2nΔL respectively .

第1の直角プリズム140内に生成した2連パルスa,bは、第1の光路長調整用平行板143Aを介して第3の直角プリズム144で折り返した後、ハーフミラー142によって2連パルスa,bと2連パルスa,bに分割される。一方、第2の直角プリズム141内に生成した2連パルスa,bは、第5の直角プリズム146で折り返した後、ハーフミラー142によって2連パルスa,bと2連パルスa,bに分割される。第1の直角プリズム140の第2面140bからは4連パルスa,b,a,bが出射され、第2の直角プリズム141の第2面141bからは4連パルスa,b,a,bが出射される。4連パルスa,b,a,bの間隔、および4連パルスa,b,a,bの間隔は、第1の光路長調整用平行板143Aの厚さを2ΔL、屈折率をnとすると、それぞれ2nΔLとなる。4連パルスa,b,a,bは、信号光パルスLs1〜Ls4として形状測定に利用される。 The double pulses a 1 and b 1 generated in the first right-angle prism 140 are turned back by the third right-angle prism 144 via the first optical path length adjusting parallel plate 143A and then double-lined by the half mirror 142. The pulse is divided into pulses a 3 and b 3 and double pulses a 4 and b 4 . On the other hand, the double pulses a 2 and b 2 generated in the second right-angle prism 141 are turned back by the fifth right-angle prism 146 and then the double pulses a 5 and b 5 and the double pulse a are formed by the half mirror 142. 6, is divided into b 6. The first quadruple pulse a 5, b 5, a 4 , b 4 is emitted from the second surface 140b of the right-angle prism 140, first from second surface 141b quadruple pulse a 6 second right angle prism 141, b 6 , a 3 , b 3 are emitted. The interval between the quadruple pulses a 5 , b 5 , a 4 , b 4 and the interval between the quadruple pulses a 6 , b 6 , a 3 , b 3 are determined by the thickness of the first optical path length adjusting parallel plate 143A. When 2ΔL and the refractive index are n, 2nΔL respectively. The quadruple pulses a 6 , b 6 , a 3 and b 3 are used for shape measurement as signal light pulses Ls 1 to Ls 4 .

なお、連続パルスの数は4つに限定されず、任意の数の連続パルスを生成することができる。例えば、第1および第2の直角プリズム140,141を大きくし、第1の直角プリズム140の第2面140bに2つの直角プリズムを設け、第2の直角プリズム141の第2面141bに2つの直角プリズムを設けることによって、8連パルスを生成することができる。また、連続パルス発生部14は、透明媒質を用いずにハーフミラーと反射ミラーから構成することもできる。   The number of continuous pulses is not limited to four, and an arbitrary number of continuous pulses can be generated. For example, the first and second right-angle prisms 140 and 141 are enlarged, two right-angle prisms are provided on the second surface 140b of the first right-angle prism 140, and two on the second surface 141b of the second right-angle prism 141 By providing a right-angle prism, it is possible to generate an 8-series pulse. Further, the continuous pulse generator 14 can also be composed of a half mirror and a reflection mirror without using a transparent medium.

(測定原理)
次に、測定原理について、図3および図4を参照して説明する。図3は、単一の信号光パルスを用いた場合を示し、図4は、連続した複数の信号光パルスを用いた場合を示す。ここでは、測定対象物17を球体として説明する。図3に示すように、球体の測定対象物17に1つの信号光パルスLsを照射すると、測定対象物17の表面17aで反射した反射光パルスLs10は、測定対象物17の表面17aの距離(高さ)が反映して変形した形状となる。光路長走査部19によって制御光パルスLcを走査し、タイミングT1〜T4で光スイッチ30を動作させると、光スイッチ30は、反射光パルスLs10を各タイミングT1〜T4で切り出して反射光パルスLs11,Ls12,Ls13,Ls14を出射する。その切り出された反射光パルスLs11,Ls12,Ls13,Ls14は、計測用カメラ35によって撮像され、同図に示すような4つの等高線画像40a〜40dが得られる。各画像40a〜40dには、等高線Ls11’〜Ls14’が現れる。
(Measurement principle)
Next, the measurement principle will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a case where a single signal light pulse is used, and FIG. 4 shows a case where a plurality of continuous signal light pulses are used. Here, the measurement object 17 is described as a sphere. As shown in FIG. 3, when one signal light pulse Ls is irradiated onto the spherical measurement object 17, the reflected light pulse Ls 10 reflected by the surface 17 a of the measurement object 17 causes the distance to the surface 17 a of the measurement object 17. It becomes a deformed shape reflecting (height). When the control light pulse Lc is scanned by the optical path length scanning unit 19 and the optical switch 30 is operated at timings T 1 to T 4 , the optical switch 30 cuts out the reflected light pulse Ls 10 at each timing T 1 to T 4. Reflected light pulses Ls 11 , Ls 12 , Ls 13 and Ls 14 are emitted. The extracted reflected light pulses Ls 11 , Ls 12 , Ls 13 , and Ls 14 are imaged by the measurement camera 35 to obtain four contour images 40a to 40d as shown in FIG. Contour lines Ls 11 ′ to Ls 14 ′ appear in each image 40 a to 40 d.

次に、図4に示すように、球体の測定対象物17に4つの信号光パルスLs1〜Ls4を照射する場合について説明する。測定対象物17に4つの信号光パルスLs1〜Ls4を照射すると、測定対象物17の表面17aで反射した反射光パルスLs10〜Ls40は、それぞれ測定対象物17の表面17aの距離(高さ)が反映した形状となる。光路長走査部19によって制御光パルスLcを走査し、タイミングT〜Tで光スイッチ30を動作させると、光スイッチ30は、最初のタイミングTで反射光パルスLs11を出射し、次のタイミングTで反射光パルスLs12,Ls21を出射し、次のタイミングTで反射光パルスLs13,Ls22,Ls31を出射し、次のタイミングTで反射光パルスLs14,Ls23,Ls32,Ls41を出射し、次のタイミングTで反射光パルスLs24,Ls33,Ls42を出射し、次のタイミングTで反射光パルスLs34,Ls43を出射し、最後のタイミングTで反射光パルスLs44を出射する。各タイミングで反射光パルスが計測用カメラ35によって撮像され、7つの等高線画像40a〜40gが得られる。各画像40a〜40gには、等高線Ls10〜Ls40’,Ls11〜Ls14’,Ls22〜Ls24’,Ls32〜Ls34’,Ls41〜Ls44’が現れる。 Next, as shown in FIG. 4, a case where a spherical measurement object 17 is irradiated with four signal light pulses Ls 1 to Ls 4 will be described. When the measurement object 17 is irradiated with four signal light pulses Ls 1 to Ls 4 , the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 reflected by the surface 17 a of the measurement object 17 are respectively separated from the surface 17 a of the measurement object 17 ( The shape reflects the height. When the control light pulse Lc is scanned by the optical path length scanning unit 19 and the optical switch 30 is operated at timings T 1 to T 4 , the optical switch 30 emits the reflected light pulse Ls 11 at the first timing T 1 , and then timing T 2 of the reflected light pulse Ls 12, Ls 21 emits, the reflected light pulse Ls 13, Ls 22, Ls 31 emitted at the next timing T 3, the reflected light pulse Ls 14 at the next timing T 4, emits ls 23, ls 32, ls 41 , emits the reflected light pulse ls 24, ls 33, ls 42 at the next timing T 5, emits the reflected light pulse ls 34, ls 43 at the next timing T 6 emits the reflected light pulse Ls 44 at the end of the timing T 6. At each timing, the reflected light pulse is captured by the measurement camera 35, and seven contour image images 40a to 40g are obtained. Contour lines Ls 10 to Ls 40 ′, Ls 11 to Ls 14 ′, Ls 22 to Ls 24 ′, Ls 32 to Ls 34 ′, and Ls 41 to Ls 44 ′ appear in each image 40 a to 40 g.

(第1の実施の形態の動作)
次に、第1の実施の形態の動作を説明する。パルス光源11から光パルスLが出射されると、その光パルスLは、半波長板12によって光パルスLの偏光方向が所定の方向に傾けられ、第1の偏光ビームスプリッタ13Aによって信号光パルスLsと制御光パルスLcとに分割される。
(Operation of the first embodiment)
Next, the operation of the first embodiment will be described. When the light pulse L is emitted from the pulse light source 11, the polarization direction of the light pulse L is tilted to a predetermined direction by the half-wave plate 12, and the signal light pulse Ls is generated by the first polarization beam splitter 13A. And the control light pulse Lc.

第1の偏光ビームスプリッタ13Aからの信号光パルスLsが連続パルス発生部14に入射すると、連続パルス発生部14は、図2で説明したように連続する4つの信号光パルスLs1〜Ls4を発生し、この信号光パルスLs1〜Ls4は、拡大光学系15によってビーム径が拡大された後、第2の偏光ビームスプリッタ13Bを介してλ/4波長板16に入射し、λ/4波長板16にて円偏光となり、測定対象物17に照射される。測定対象物17の表面17aで反射した光は、λ/4波長板16にて直線偏光となり、第2の偏光ビームスプリッタ13Bで計測用カメラ35側に反射する。 When the signal light pulse Ls from the first polarization beam splitter 13A is incident on the continuous pulse generator 14, a continuous pulse generator 14, four optical signal pulse Ls 1 ~Ls 4 consecutive as described in FIG. 2 The generated signal light pulses Ls 1 to Ls 4 are incident on the λ / 4 wavelength plate 16 via the second polarizing beam splitter 13B after the beam diameter is expanded by the magnifying optical system 15, and λ / 4 The wave plate 16 becomes circularly polarized light and is irradiated onto the measurement object 17. The light reflected by the surface 17a of the measurement object 17 becomes linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate 16, and is reflected by the second polarizing beam splitter 13B to the measurement camera 35 side.

第2の偏光ビームスプリッタ13Bで反射した測定対象物17からの反射光パルスLs10〜Ls40は、集光レンズ21、コリメートレンズ22、偏光子23およびビームスプリッタ24を介してダイクロイックプリズム27に入射する。 The reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 reflected from the measurement object 17 reflected by the second polarization beam splitter 13B enter the dichroic prism 27 via the condenser lens 21, the collimator lens 22, the polarizer 23, and the beam splitter 24. To do.

一方、第1の偏光ビームスプリッタ13Aからの制御光パルスLcは、光路長走査部19によって所定の光路長が走査された後、波長変換部20によって波長変換された後、ダイクロイックプリズム27に入射し、測定対象物17からの反射光パルスLs10〜Ls40と合成される。 On the other hand, the control light pulse Lc from the first polarization beam splitter 13A is scanned by the optical path length scanning unit 19 and then wavelength-converted by the wavelength conversion unit 20, and then enters the dichroic prism 27. The reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 from the measurement object 17 are combined.

その合成光は、集光レンズ28およびピンホール29を介して光スイッチ30に入射する。光スイッチ30は、反射光パルスLs10〜Ls40と制御光パルスLcとの入射タイミングが一致したときにのみ異方性が誘起され、反射光パルスLs10〜Ls40の偏光状態を変化させ、コリメートレンズ31を介して検光子32を透過させる。 The combined light enters the optical switch 30 through the condenser lens 28 and the pinhole 29. The optical switch 30 induces anisotropy only when the incident timings of the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 and the control light pulse Lc coincide, and changes the polarization state of the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 , The analyzer 32 is transmitted through the collimating lens 31.

計測用カメラ35は、光スイッチ30の開閉動作によって切り出された反射光パルスLs10〜Ls40で撮影し、図4で説明したように複数の等高線画像40a〜40gを取得する。一方、参照用カメラ26は、測定対象物17からの反射光パルスLs10〜Ls40を撮像し、測定対象物17の表面17aの反射率が反映した輝度画像を取得する。 Measuring camera 35 is captured by the reflected light pulse Ls 10 ~Ls 40 cut out by the opening and closing operation of the optical switch 30, to obtain a plurality of contour images 40a~40g as described in FIG. On the other hand, the reference camera 26 images the reflected light pulses Ls 10 to Ls 40 from the measurement object 17 and acquires a luminance image reflecting the reflectance of the surface 17 a of the measurement object 17.

信号処理部36は、計測用カメラ35によって連続的に撮像される複数の等高線画像、および光路長走査部19からの位置信号に基づいて、距離画像を生成し、参照用カメラ26からの輝度画像に基づいて距離画像に輝度情報を付加した処理画像を生成する。   The signal processing unit 36 generates a distance image based on the plurality of contour images continuously captured by the measurement camera 35 and the position signal from the optical path length scanning unit 19, and the luminance image from the reference camera 26. A processed image in which luminance information is added to the distance image is generated based on the above.

(第1の実施の形態の効果)
この第1の実施の形態によれば、パルス幅がピコ秒〜フェムト秒程度の超短光パルスを用いているので、測定対象物の表面形状を高分解能で測定することができる。また、計測用カメラ35の前段に反射光パルスのみを透過させる制御光カットフィルタ33を配置しているので、形状測定におけるS/N比を向上させることができる。また、光シャッターは電気シャッターと比較して高速に応答するため、表面形状を高分解能で測定することができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment, since the ultrashort optical pulse having a pulse width of about picosecond to femtosecond is used, the surface shape of the measurement object can be measured with high resolution. Further, since the control light cut filter 33 that transmits only the reflected light pulse is disposed in front of the measurement camera 35, the S / N ratio in the shape measurement can be improved. In addition, since the optical shutter responds faster than the electric shutter, the surface shape can be measured with high resolution.

[第2の実施の形態]
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る三次元形状測定装置を示す。この第2の実施の形態に係る三次元形状測定装置10は、第1の実施の形態において、波長変換部20を信号光パルスLsの光路に配置したものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成されている。この構成によっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a three-dimensional shape measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the three-dimensional shape measuring apparatus 10 according to the second embodiment, the wavelength converter 20 is arranged in the optical path of the signal light pulse Ls in the first embodiment, and the others are the first embodiment. It is comprised similarly to a form. Also with this configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

[第3の実施の形態]
図6は、本発明の第3の実施の形態に係る三次元形状測定装置を示す。この第3の実施の形態に係る三次元形状測定装置10は、第1の実施の形態をファイバースコープに応用したものである。但し、第1の実施の形態とは異なり、拡大光学系15、集光レンズ21、コリメートレンズ22は、省略され、λ/4波長板16と測定対象物17との間に、ファイバー結合用レンズ37、イメージングファイバー38およびコリメートレンズ39を配置している。この構成によれば、胃カメラ等の医療用ファイバースコープ、管内探査等の工業用ファイバースコープ等に適用することができる。
[Third Embodiment]
FIG. 6 shows a three-dimensional shape measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention. The three-dimensional shape measuring apparatus 10 according to the third embodiment is an application of the first embodiment to a fiberscope. However, unlike the first embodiment, the magnifying optical system 15, the condensing lens 21, and the collimating lens 22 are omitted, and a fiber coupling lens is provided between the λ / 4 wavelength plate 16 and the measurement object 17. 37, an imaging fiber 38 and a collimating lens 39 are disposed. According to this configuration, it can be applied to medical fiberscopes such as gastric cameras, industrial fiberscopes such as in-tube exploration, and the like.

[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、各実施の形態の構成要素を本発明の要旨を変更しない範囲内で任意に組み合わせることは可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the constituent elements of each embodiment can be arbitrarily combined within a range that does not change the gist of the present invention.

本発明の第1の実施の形態に係る三次元形状測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-dimensional shape measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 連続パルス発生部の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a continuous pulse generation part. 本発明の単一の信号光パルスを用いた場合の測定原理を示す図である。It is a figure which shows the measurement principle at the time of using the single signal light pulse of this invention. 本発明の連続した信号光パルスを用いた場合の測定原理を示す図である。It is a figure which shows the measurement principle at the time of using the continuous signal light pulse of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る三次元形状測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-dimensional shape measuring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る三次元形状測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-dimensional shape measuring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 三次元形状測定装置
11 パルス光源
12 半波長板
13A,13B 偏光ビームスプリッタ
14 連続パルス発生部
15 拡大光学系
16 λ/4波長板
17 測定対象物
17a 表面
18 反射ミラー
19 光路長走査部
20 波長変換部
21 集光レンズ
22 コリメートレンズ
23 偏光子
24 ビームスプリッタ
25 結合光学系
26 参照用カメラ
27 ダイクロイックプリズム
28 集光レンズ
29 ピンホール
30 光スイッチ
31 コリメートレンズ
32 検光子
33 制御光カットフィルタ
34 結像光学系
35 計測用カメラ
36 信号処理部
37 ファイバー結合用レンズ
38 イメージングファイバー
39 コリメートレンズ
40a〜40g 等高線画像
140,141 直角プリズム
140a,140b,141a,141b 面
142 ハーフミラー
143A,143B 光路長調整用平行板
144〜147 直角プリズム
190a,190b 反射ミラー
Lc 制御光パルス
Ls 信号光パルス
Ls10〜Ls40,Ls11〜Ls14,Ls22〜Ls24,Ls32〜Ls34,Ls41〜Ls44 反射光パルス
〜T タイミング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Three-dimensional shape measuring apparatus 11 Pulse light source 12 Half wave plate 13A, 13B Polarization beam splitter 14 Continuous pulse generation part 15 Magnification optical system 16 (lambda) / 4 wavelength plate 17 Measurement object 17a Surface 18 Reflection mirror 19 Optical path length scanning part 20 Wavelength Conversion unit 21 Condensing lens 22 Collimating lens 23 Polarizer 24 Beam splitter 25 Coupled optical system 26 Reference camera 27 Dichroic prism 28 Condensing lens 29 Pinhole 30 Optical switch 31 Collimating lens 32 Analyzer 33 Control light cut filter 34 Imaging Optical system 35 Measurement camera 36 Signal processing unit 37 Fiber coupling lens 38 Imaging fiber 39 Collimating lens 40a-40g Contour image 140, 141 Right angle prism 140a, 140b, 141a, 141b Surface 142 Half mirror 14 3A, 143B pathlength adjusting parallel plate 144-147 rectangular prism 190a, 190b reflecting mirror Lc control pulse Ls optical signal pulse Ls 10 ~Ls 40, Ls 11 ~Ls 14, Ls 22 ~Ls 24, Ls 32 ~Ls 34 , Ls 41 to Ls 44 reflected light pulse T 1 to T 6 timing

Claims (9)

光パルスを測定対象物に照射する照射手段と、
前記光パルスの照射によって前記測定対象物から反射した反射光パルスを所定のタイミングで切り出して撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする三次元形状測定装置。
Irradiating means for irradiating the measurement object with a light pulse;
A three-dimensional shape measuring apparatus comprising: an imaging unit that cuts out and captures a reflected light pulse reflected from the measurement object by irradiation of the light pulse at a predetermined timing.
前記照射手段は、光パルスを出射するパルス光源と、前記パルス光源から出射された前記光パルスを前記測定対象物に照射する前記光パルスと制御光パルスとに分割する分割光学系とを備え、
前記撮像手段は、前記反射光パルスの光路に設けられ、前記制御光パルスによって開閉動作する光学シャッターと、前記反射光パルスを前記光学シャッターの開閉動作によって切り出して撮像するカメラとを備えたことを特徴とする請求項1に記載の三次元形状測定装置。
The irradiation means includes a pulse light source that emits a light pulse, and a split optical system that divides the light pulse emitted from the pulse light source into the light pulse and the control light pulse that irradiate the measurement object,
The imaging means includes an optical shutter that is provided in an optical path of the reflected light pulse, and that opens and closes by the control light pulse, and a camera that cuts and captures the reflected light pulse by opening and closing the optical shutter. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein
前記撮像手段は、前記制御光パルスの光路長を所定の範囲で走査して前記光学シャッターを複数回開閉動作させる光路長走査部を備え、
前記カメラは、前記反射光パルスを複数のタイミングで切り出して撮像することを特徴とする請求項2に記載の三次元形状測定装置。
The imaging means includes an optical path length scanning unit that scans the optical path length of the control light pulse in a predetermined range and opens and closes the optical shutter a plurality of times.
The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 2, wherein the camera captures and captures the reflected light pulse at a plurality of timings.
前記撮像手段は、前記反射光パルス又は前記制御光パルスの波長を変換する波長変換部と、前記光シャッターの後段に設けられ、前記制御光パルスの波長をカットする制御光カットフィルタと、前記制御光カットフィルタを透過した前記反射光パルスを撮像するカメラとを備えたことを特徴とする請求項2に記載の三次元形状測定装置。   The imaging means includes a wavelength conversion unit that converts the wavelength of the reflected light pulse or the control light pulse, a control light cut filter that is provided at a subsequent stage of the optical shutter and cuts the wavelength of the control light pulse, and the control The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 2, further comprising a camera that images the reflected light pulse transmitted through the light cut filter. 前記撮像手段は、前記光学シャッターの前段で前記反射光パルスを撮像して輝度画像を取得する参照用カメラと、前記光学シャッターの後段で前記反射光パルスを撮像して等高線画像を取得する計測用カメラと、前記等高線画像に前記輝度画像が有する輝度情報を付加して処理画像を形成する処理部とを備えたことを特徴とする請求項2に記載の三次元形状測定装置。   The imaging means includes a reference camera that captures the reflected light pulse before the optical shutter to acquire a luminance image, and a measurement camera that captures the reflected light pulse after the optical shutter to acquire a contour image. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 2, further comprising: a camera; and a processing unit that adds brightness information of the brightness image to the contour line image to form a processed image. 前記照射手段は、光パルスを出射するパルス光源と、前記パルス光源から出射された前記光パルスから連続した複数の光パルスを発生して前記測定対象物に照射する連続パルス発生部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の三次元形状測定装置。   The irradiation means includes a pulse light source that emits a light pulse, and a continuous pulse generation unit that generates a plurality of light pulses continuous from the light pulse emitted from the pulse light source and irradiates the measurement object. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1. 前記連続パルス発生部は、前記パルス光源から導入した前記光パルスを2つの光パルスに分割するハーフミラーと、所定の位置に設けられ、前記2つの光パルスをそれぞれ折り返して前記ハーフミラーにより分割させて連続する2つの光パルスを発生する一対の直角反射面とを備えたことを特徴とする請求項6に記載の三次元形状測定装置。   The continuous pulse generator is provided at a predetermined position with a half mirror that divides the light pulse introduced from the pulse light source into two light pulses, and the two light pulses are folded back and split by the half mirror. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 6, further comprising a pair of right-angle reflecting surfaces that generate two continuous light pulses. 前記連続パルス発生部は、前記ハーフミラーと前記一対の直角反射面との間の光路を透明媒質により構成したことを特徴とする請求項6に記載の三次元形状測定装置。   The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 6, wherein the continuous pulse generator includes a transparent medium in an optical path between the half mirror and the pair of right-angle reflecting surfaces. 前記照射手段は、前記光パルスを観察用ファイバを介して前記測定対象物に照射し、
前記撮像手段は、前記反射光パルスを前記観察用ファイバを介して撮像することを特徴とする請求項1に記載の三次元形状測定装置。
The irradiation means irradiates the object to be measured with the optical pulse through an observation fiber,
The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit images the reflected light pulse through the observation fiber.
JP2005054224A 2005-02-28 2005-02-28 Apparatus for measuring three-dimensional shape Pending JP2006242571A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005054224A JP2006242571A (en) 2005-02-28 2005-02-28 Apparatus for measuring three-dimensional shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005054224A JP2006242571A (en) 2005-02-28 2005-02-28 Apparatus for measuring three-dimensional shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006242571A true JP2006242571A (en) 2006-09-14

Family

ID=37049152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005054224A Pending JP2006242571A (en) 2005-02-28 2005-02-28 Apparatus for measuring three-dimensional shape

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006242571A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008229025A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Olympus Corp Fluorescence observing apparatus
JP2009529665A (en) * 2006-03-09 2009-08-20 テールズ Identification method by laser shape measurement
JP2011007511A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Honda Motor Co Ltd Three-dimensional shape measuring apparatus
JP2019522377A (en) * 2016-07-20 2019-08-08 イリシオメ System for generating short or ultrashort light pulses

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529665A (en) * 2006-03-09 2009-08-20 テールズ Identification method by laser shape measurement
JP2008229025A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Olympus Corp Fluorescence observing apparatus
JP2011007511A (en) * 2009-06-23 2011-01-13 Honda Motor Co Ltd Three-dimensional shape measuring apparatus
JP2019522377A (en) * 2016-07-20 2019-08-08 イリシオメ System for generating short or ultrashort light pulses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7312876B2 (en) Optical image measuring apparatus
US5434669A (en) Measuring interferometric endoscope having a laser radiation source
JP2006242570A (en) Surface shape measuring apparatus
US7614744B2 (en) Optical image measuring apparatus
US20090021746A1 (en) Tomography apparatus
JP4862164B2 (en) Pulse laser beam timing adjustment device, adjustment method, and optical microscope
US5589936A (en) Optical measuring apparatus for measuring physichemical properties
CN102841083A (en) Method and system of laser scanning phase-microscope imaging
US9843719B2 (en) Confocal microscope
US20140009826A1 (en) Non-linear microscopy and non-linear observation method
JP2006242571A (en) Apparatus for measuring three-dimensional shape
JP5489620B2 (en) Observation device
WO2014157431A1 (en) Imaging system
JP5344344B2 (en) Observation device
JP2010139951A (en) Optical device
JP5827507B2 (en) Ellipsometry system
JP5642411B2 (en) Wavefront measuring method, wavefront measuring apparatus and microscope
JP7389487B2 (en) Interferometric imaging device and its applications
KR20130083258A (en) Spatial phase modulator based on electro-optic modulator using the confocal microscope
JP7000117B2 (en) Noise reduction device and detection device with it
JP2005037213A (en) Detecting apparatus and imaging apparatus using the same
JP2008196901A (en) Light wave interference measuring device
JP2015137980A (en) observation device
JP4666619B2 (en) Terahertz wave imaging device
JP6057583B2 (en) Optical scanning device and scanning inspection device