JP2010230317A

JP2010230317A - ３次元形状計測方法

Info

Publication number: JP2010230317A
Application number: JP2009074917A
Authority: JP
Inventors: Hideki Seto; 秀樹瀬戸
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】処理の簡素化を図りつつ測定対象物の３次元形状をより高精度に測定する上で有利な３次元形状計測方法を提供する。
【解決手段】第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとで構成された被撮像パターン５０を撮像して得た画像データから被撮像パターンが形成された表面の３次元形状を求める。第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとを複数のマークエレメント６２に分割する。互いに第１マーク６０Ａの位置がマークエレメント６２の１つ分Ｘ方向およびＹ方向において異なり、かつ、第１マーク６０Ａの色をＲ，Ｇ，Ｂとした第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を形成する。第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせる。被撮像パターン５０は、３原色のうちの１つの原色を共通に含む色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメント６２の組み合わせを含んで構成される。
【選択図】図１５

Description

本発明は３次元形状計測方法に関する。

従来から、ＣＣＤカメラなどの撮像装置により測定対象物を撮像して得た画像データに基づいて測定対象物の３次元形状を測定する方法が種々提案されている。
例えば、予め、ＣＣＤカメラの画素の例えば２つ分（２画素分）のピッチを有する白黒のテストパターンを測定対象物の表面に形成しておき、該テストパターンをＣＣＤカメラで撮影し、得られた撮像データからテストパターン位相を解析することで測定対象物の形状や歪を測定する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特許第３９３７０２４号

しかし、この方法では、画素毎に１つの画像データ、すなわち輝度データを得ることになる。そのため、１画素分のデータに含まれる誤差が測定結果に及ぼす影響が大きなものとなっている。
言い換えると、隣接する測定点での測定結果から単純に形状や歪みを求めるため、測定結果の微妙な誤差が形状や歪の測定結果に大きな影響を与えることがある。
このような誤差の影響を小さくするためには、例えば、複数回の測定結果を解析し、その結果を平均化するなどの複雑な処理が必要であった。しかし、測定精度の向上を図る上では限界があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理の簡素化を図りつつ測定対象物の３次元形状をより高精度に測定する上で有利な３次元形状計測方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マークと第２マークとが互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べられることで構成される被撮像パターンを測定対象物の表面に形成しておき、前記被撮像パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記被撮像パターンが形成された前記表面の３次元形状を求める３次元形状測定方法であって、複数の第１マークと複数の第２マークとを配置することで矩形状の基本パターンを形成し、前記基本パターンを構成する前記第１マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて３等分することにより９つのマークエレメントに分割し、前記基本パターンを構成する前記第２マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて３等分することにより９つのマークエレメントに分割し、前記第１マークの９つのマークエレメントの色を３原色のうちから選択された第１の原色とすると共に、前記第２マークの９つのマークエレメントの色をＢＬ（黒）とすることで第１のパターンを形成し、前記第１のパターンに対して、前記第１マークおよび前記第２マークを、Ｘ方向に１つのマークエレメント分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント分変位させた状態で、前記第１マークの９つのマークエレメントの色を３原色のうち前記第１の原色を除く残り２つの原色から選択された第２の原色とすると共に、前記第２マークの９つのマークエレメントの色をＢＬとすることで第２のパターンを形成し、前記第２のパターンに対して、前記第１マークおよび前記第２マークを、Ｘ方向に１つのマークエレメント分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント分変位させた状態で、前記第１マークの９つのマークエレメントの色を３原色のうちの残り１つの原色である第３の原色とすると共に、前記第２マークの９つのマークエレメントの色をＢＬとすることで第３のパターンを形成し、前記第１、第２、第３のパターンを重ね合わせることにより、前記第１マークおよび前記第２マークを構成し、それら第１マークおよび第２マークにより前記被撮像パターンを構成したことを特徴とする。
また本発明は、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マークと第２マークとが互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べられることで構成される被撮像パターンを測定対象物の表面に形成しておき、前記被撮像パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記被撮像パターンが形成された前記表面の３次元形状を求める３次元形状測定方法であって、複数の第１マークと複数の第２マークとを配置することで矩形状の基本パターンを形成し、前記基本パターンを構成する前記第１マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２等分することにより４つのマークエレメントに分割し、前記基本パターンを構成する前記第２マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２等分することにより４つのマークエレメントに分割し、前記第１マークの４つのマークエレメントの色を３原色のうちから選択された第１の原色とすると共に、前記第２マークの４つのマークエレメントの色をＢＬ（黒）とすることで第１のパターンを形成し、前記第１のパターンに対して、前記第１マークおよび前記第２マークを、Ｘ方向に１つのマークエレメント分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント分変位させた状態で、前記第１マークの４つのマークエレメントの色を３原色のうち前記第１の原色を除く残り２つの原色から選択された第２の原色とすると共に、前記第２マークの４つのマークエレメントの色をＢＬとすることで第２のパターンを形成し、前記第１、第２のパターンを重ね合わせることにより、前記第１マークおよび前記第２マークを構成し、それら第１マークおよび第２マークにより前記被撮像パターンを構成したことを特徴とする。

本発明によれば、処理の簡素化を図りつつ測定精度の向上を図る上で有利となり、また、３次元座標の情報をより多く得られることから測定対象物の３次元形状をより高精度に測定する上で有利となる。

本発明が適用されたタイヤ形状の測定システムの構成図である。パーソナルコンピュータ２４の構成を示すブロック図である。パーソナルコンピュータ２４の機能ブロック図である。撮像装置の校正データを得る方法の説明図である。（Ａ）、（Ｂ）は各撮像装置で撮影された画像データの説明図である。校正を行うための構成を示す説明図である。タイヤ形状の測定方法の手順を示すフローチャートである。従来方法における被撮像パターンと、該パターンを撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図である。被撮像パターンから求められる３次元座標を示す図である。第１の実施の形態による被撮像パターン５０の作成手順を模式的に示す説明図であり、（Ａ）は基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｃ）は第２のパターン７２の説明図、（Ｄ）は第３のパターン７４の説明図、（Ｅ）は被撮像パターン５０の説明図である。Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の混色の説明図である。（Ａ）は従来方法における被撮像パターン９０と、該パターン９０を撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図、（Ｂ）は本発明方法における被撮像パターン５０と、該被撮像パターン５０を撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図である。（Ａ）は従来方法における被撮像パターン９０から求められる３次元座標を示す図、（Ｂ）は、本発明方法における被撮像パターン５０から求められる３次元座標を示す図である。（Ａ）は基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｃ）は第２のパターン７２の説明図、（Ｄ）は第３のパターン７４の説明図、（Ｅ）は被撮像パターン５０の説明図である。第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４の説明図である。（Ａ）は被撮像パターン５０の説明図、（Ｂ）は被撮像パターン５０を構成するマークエレメント６２の色を示す説明図、（Ｃ）はマークエレメント６２の色を表す色データをＲ、Ｇ、Ｂの階調で表現した説明図である。（Ａ）はＲを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｂ）はＧを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｃ）はＢを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図である。（Ａ）は従来方法における基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１の実施の形態によって得られる特定マークエレメント群を示す説明図である。第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとから構成される被撮像パターンと、該パターンを撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図である。被撮像パターンから求められる３次元座標を示す図である。（Ａ）は第２の実施の形態においてＲを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｂ）はＧを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｃ）はＢを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図である。（Ａ）は従来方法における基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第２の実施の形態によって得られる特定マークエレメント群を示す説明図である。第３の実施の形態における基本パターン６０の説明図である。（Ａ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｂ）は第２のパターン７２の説明図、（Ｃ）は第３のパターン７４の説明図である。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は被撮像パターン５０の説明図である。Ｒを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図である。Ｇを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図である。Ｂを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図である。（Ａ）は第１のパターン７０上にマークエレメント６２（Ｒ１）を示す説明図、（Ｂ）は第２のパターン７２上にマークエレメント６２（Ｇ１）を示す説明図、（Ｃ）は第３のパターン７４におけるマークエレメント６２（Ｂ１）を示す説明図である。マークエレメント６２（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）を示す説明図である。基本パターン６０の第１、第２マーク６０Ａ，６０Ｂを白黒で表した説明図である。第３の実施の形態における補間方法の説明図である。第１の実施の形態における基本パターン６０の説明図である。第３の実施の形態における基本パターン６０の説明図である。（Ａ）は第４の実施の形態における基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｃ）は第２パターン７２の説明図である。（Ａ）、（Ｂ）は被撮像パターン５０の説明図である。

（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態による３次元形状の測定方法について図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態では、本発明を自動車のタイヤ形状測定に適用した場合について説明する。
以下では、タイヤ形状の測定方法を行うための測定システムとその動作について説明し、次いで、本発明方法について詳細に説明することにする。また、本明細書において、形状の測定は、歪の測定も含むものとする。

（測定システム１０）
図１は本発明が適用されたタイヤ形状の測定システムの構成図である。
測定システム１０は、回転ドラム１２、モータ１４、モータ制御部１６、ライト１８、第１の撮像装置２０Ａ、第２の撮像装置２０Ｂ、トリガーセンサ２２、パーソナルコンピュータ２４などを含んで構成されている。

回転ドラム１２は測定対象となるタイヤ２を回転させるためのものである。
回転ドラム１２は、円筒状の外周面１２Ａを有する筒状を呈し、その中心軸を中心に不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、モータ１４の駆動力によって前記中心軸を中心にして回転される。
測定対象となるタイヤ２は、その中心軸を回転ドラム１２の中心軸と平行させた状態で不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、タイヤ２のトレッド部２Ａが接地する外周面２０２が回転ドラム１２の外周面１２Ａに当接された状態で回転ドラム１２が回転されることにより、タイヤ２が回転ドラム１２の回転に追従して回転されるように構成されている。
モータ制御部１６は、モータ１４の回転速度を調整するものである。

ライト１８は、タイヤ２のトレッド部２Ａに対して撮影用の光を照射するものである。
ライト１８としては、ハロゲンランプなど従来公知のさまざまなランプが採用可能である。
第１の撮像装置２０Ａ、第２の撮像装置２０Ｂは、パーソナルコンピュータ２４の制御により、後述するタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に設けられた被撮像パターン５０を撮影すると共に、撮影した画像データをパーソナルコンピュータ２４に供給するものである。
第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂは互いに異なる位置に設けられている。
これら第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂとしては、ＣＣＤカメラなど従来公知のさまざまな撮像装置が採用可能である。
トリガーセンサ２２は、被撮像パターン５０の回転位置が第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影可能な箇所に到達したことをパーソナルコンピュータ２４に知らせるためのものである。
トリガーセンサ２２は、予めタイヤ２のリム部２Ｂに形成されたマーク４を検出することで生成したトリガー信号を第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂに供給することでトレッド部２Ａの回転位置を第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂを介してパーソナルコンピュータ２４に知らせる。
トリガーセンサ２２としては反射型光電センサなどの従来公知のさまざまな位置検出用センサが採用可能である。

図２はパーソナルコンピュータ２４の構成を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ２４は、ＣＰＵ２６と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ２８、ＲＡＭ３０、ハードディスク装置３２、ディスク装置３４、キーボード３６、マウス３８、ディスプレイ４０、プリンタ４２、入出力インターフェース４４などを有している。
ＲＯＭ２８は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３０はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置３２は本発明方法を実現するためのプログラムを格納している。
ディスク装置３４はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード３６およびマウス３８は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ４０はデータを表示出力するものであり、プリンタ４２はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ４０およびプリンタ４２によってデータを出力する。
入出力インターフェース４４は、外部機器である第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂとの間でデータの授受を行うものであり、具体的には、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂからの画像データの受付などを行う。

図３はパーソナルコンピュータ２４の機能ブロック図である。
パーソナルコンピュータ２４は、機能的には、入力手段２４Ａ、処理手段２４Ｂ、出力手段２４Ｃを含んで構成されている。
入力手段２４Ａは、タイヤ２の形状を測定するために必要なデータを入力するものであり、それらデータについては後述する。
処理手段２４Ｂは、入力手段２４Ａによって入力されたデータに基づいてタイヤ２の形状を示す３次元座標データ（３次元空間座標データ）を生成するものであり、ハードディスク装置３２に格納されているプログラムがＲＡＭ３０にロードされ、ＣＰＵ２６が前記プログラムに基づいて動作することで実現される。
出力手段２４Ｃは、処理手段２４Ｂによる処理結果から構成されるタイヤ２の形状を示す測定データを出力するものである。
本実施の形態では、ＣＰＵ２６、キーボード３６、マウス３８、ディスク装置３４、入出力インターフェース４４によって入力手段２４Ａが構成され、ＣＰＵ２６によって処理手段２４Ｂが構成され、ＣＰＵ２６、ディスプレイ４０、プリンタ４２、ディスク装置３４、入出力インターフェース４４などによって出力手段２４Ｃが構成されている。

（形状の測定原理）
次に、タイヤ２のトレッド部２Ａに設けた被撮像パターン５０を用いたタイヤ形状の測定原理について説明する。
被撮像パターン５０は、図１に示すように、予めタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に形成されるものであり、後で詳細に説明する。
なお、互いに異なる位置に配置された２台の撮像装置で撮影した画像データに基づいて測定対象物の３次元座標を得る手法は種々提案されており、それらの手法を適宜採用すればよい。
例えば、互いに直交するＸ方向とＹ方向に沿って延在する直線が格子状に並べられた被撮像パターン（格子パターン）を測定対象物に形成し、格子パターンの画像データから３次元座標データを生成する演算処理（デジタル画像解析法）の手法としては、次に挙げる手法が採用可能である。
なお、このような被撮像パターン（格子パターン）は、例えば、白色の地に黒色の直線を形成するといったように２色（白黒）の組み合わせによって構成されている。したがって、２台の撮像装置によって撮像された被撮像パターンの画像データは、色データを含まない輝度データのみで構成されるものとなっている。
１）位相シフトモアレ法
文献（第４回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集p.102-105(1999)）に記載されている手法である。
位相シフトモアレ法は、２台のＣＣＤカメラで得られた測定物体の画像と、画像上に作ったある一定の周期を持つ基準格子から画像の格子の位相分布を求める方法である。
２）フーリエ変換格子法
文献（「フーリエ変換を用いた応力・歪み分布測定」：非破壊検査第４４巻第７号（１９９５年）」に記載されている手法であり、画像の輝度をフーリエ変換し、画像の格子の位相を求める方法である。
このようにして画像の位相分布が求まることにより、その位相がちょうどπや2πの時の画面上の位置が正確に求めることが出来る。そして、測定対象物の格子パターンを２台の撮像装置によって撮影して画像をそれぞれ求める。そして、３次元空間内のある点Ｓ（格子パターン上の点Ｓ）に対応する各撮像装置で撮影した画像内の座標値と各撮像装置の空間座標から直線ｌ_Ｌ、ｌ_Ｒを求める。２つの直線ｌ_Ｌ、ｌ_Ｒの交点を計算することで点Ｓの空間座標を得るものである。）

図４は撮像装置の校正データを得る方法の説明図、図５（Ａ）、（Ｂ）は各撮像装置で撮影された画像データの説明図、図６は校正を行うための構成を示す説明図である。
図４に示すように、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって撮影可能な箇所に、その表示面が位置するように校正板を配置する。
図６に示すように、校正板１００の表示面には、規則性をもって繰り返される形状で構成された校正用規則性パターン５０´が形成されている。
校正板１００は、その表示面が第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂと離間接近する方向（Ｚ方向）に沿って移動するように、リニアステージ６２を介してベース６４上に設けられている。
図４、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂによって校正用規則性パターン５０´を撮影すると、校正用規則性パターン５０´上に位置する３次元座標の点Ｓは、第１の撮像装置２０Ａによって撮影された画像上の２次元座標の点Ｓ_Ｌ（ｉ_Ｌ、ｊ_Ｌ）に対応し、また、第２の撮像装置２０Ｂによって撮影された画像上の２次元座標の点Ｓ_Ｒ（ｉ_Ｒ、ｊ_Ｒ）に対応することになる。
言い換えると、２次元座標の点Ｓ_Ｌ（ｉ_Ｌ、ｊ_Ｌ）、点Ｓ_Ｒ（ｉ_Ｒ、ｊ_Ｒ）は、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂの撮像素子（ＣＣＤ）の画素位置に相当する。
ここで、図６に示すように、校正板１００をＺ方向における距離を変えつつ、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂにおける画素位置を得る。言い換えると、校正板１００（校正用規則性パターン５０´）のＺ方向における位置ＲをＲ０、Ｒ１と異ならせると共に、各位置Ｒ０、Ｒ１において校正用規則性パターン５０´上の点Ｓをそれぞれ撮影して２次元座標の点Ｓ_Ｌ＝Ｍ０、Ｍ１、点Ｓ_Ｒ＝Ｎ０、Ｎ１を得る。
このようにＺ方向の位置をＺ０、Ｚ１に変えて、校正用規則性パターン５０´上の全ての点Ｓの撮影を行い、それら点Ｓに対応する２次元座標の点Ｓ_Ｌ、点Ｓ_Ｒを得ることにより、２次元座標の点Ｓ_Ｌ、点Ｓ_Ｒと３次元座標の点Ｓとの関連付けを行うことができる。
このような校正用規則性パターン５０´上の点Ｓと第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂで撮影された画像における２次元座標の点Ｓ_Ｌ、点Ｓ_Ｒとを関連付けたデータを本明細書では校正データという。
フーリエ変換格子法、位相シフトモアレ法は、共に校正データと測定物体画像の解析結果とを対比することで３次元座標を求める。

なお、タイヤ２に対する被撮像パターン５０の形成は次のように行うことができる。
すなわち、図１に示すように、可撓性を有する薄板状のシート体５２の表面に被撮像パターン５０が形成されることでパターンシート５４が構成される。
シート体５２を構成する材料としては、可撓性と弾性に優れた材料であればよく、ゴムなどの弾性材料が採用可能であり、シート体５２の厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
被撮像パターン５０の形成は、例えば、パターンシート５４の表面に塗料を印刷することでなされる。
そして、パターンシート５４の表面と反対側に位置する裏面をタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２に接着剤により接着して貼り付けることによって、トレッド部２Ａの外周面２０２に被撮像パターン５０が形成される。
なお、上述のように被撮像パターン５０を形成したパターンシート５４をトレッド部２Ａの外周面２０２に貼り付ける代わりに、被撮像パターン５０をトレッド部２Ａの外周面２０２に直接形成してもよいことは無論である。
ただし、パターンシート５４を用いた場合には、パターンシート５４をトレッド部２Ａに貼り付けるという極めて簡単な作業で被撮像パターン５０を形成することができ、タイヤ形状の測定時の作業性の向上を図る上で有利である。

（測定手順）
次に、図７に示すタイヤ形状の測定方法の手順を示すフローチャートを参照して測定動作について説明する。
まず、測定対象となるタイヤ２のトレッド部２Ａの外周面２０２にパターンシート５４を接着することで被撮像パターン５０を形成する（ステップＳ１０）。

次にコンピュータ２４を用いて校正データＤ０を生成する。
すなわち、第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂにより校正用規則性パターン５０´を撮影することにより入力手段２４Ａを介して第１、第２の画像データＤ１、Ｄ２が処理手段２４Ｂに供給されると、処理手段２４Ｂは、それら第１、第２の画像データＤ１、Ｄ２に基づいて校正データＤ０を生成する（ステップＳ１２）。
校正データＤ０は、ハードディスク装置３２などの記憶手段にいったん格納される。

次に、タイヤ２を前記軸受け部にセットし、タイヤ２のトレッド部２Ａが回転ドラム１２の外周面１２Ａに追従してタイヤ２が回転できる状態とする（ステップＳ１４）。
そして、モータ制御部１６を介してモータ１４を起動させ、タイヤ２が所望の回転速度で回転するように制御する。
トリガーセンサ２２のトリガー信号により第１、第２の撮像装置２０Ａ、２０Ｂが撮影動作を実行して被撮像パターン５０を撮影することで、処理手段２４Ｂは第１の画像データＤ１、第２の画像データＤ２を入力手段２４Ａを介して取得する（ステップＳ１６）。

次いで、処理手段２４Ｂは、第１の画像データＤ１、第２の画像データＤ２、校正データＤ０に基づいて演算処理を行い（ステップＳ１８）、被撮像パターン５０の３次元座標データＤ１０を生成し、３次元座標データＤ１０を出力手段２４Ｃを介して出力する（ステップＳ２０）。
なお、タイヤ２のトレッド部２Ａの形状の検証に際しては、いったん、ステップＳ１４の後で、すなわち、タイヤ２を回転させる前に３次元座標データＤ１０を取得しておく。そして、タイヤ２の回転前の３次元座標データＤ１０と、ステップＳ２０で得られたタイヤ２の回転時の３次元座標データＤ１０とを比較することにより、タイヤ２のトレッド部２Ａの形状変化、表面歪などを検証する。

（被撮像パターン５０）
次に本発明の要旨である被撮像パターン５０について詳細に説明する。
上述したように従来方法では、被撮像パターン（格子パターン）は２色（白黒）の組み合わせによって構成され、撮像装置によって撮像された被撮像パターンの画像データは、色データを含まない輝度データのみで構成されるものとなっている。
これに対して本発明は、被撮像パターンを、白黒に加えて、３原色および３原色を混色して得た色を用いて構成した点が従来方法と異なるものである。

まず、従来方法における被撮像パターンについて説明する。
図８は従来方法における被撮像パターンと、該パターンを撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図、図９は被撮像パターンから求められる３次元座標を示す図である。
なお、以下では理解を容易とするために、被撮像パターンが直線状に並べられて構成されているものとして、言い換えると、被撮像パターンが１次元上に（例えばＸ座標と平行に）配置されているものとして簡単に説明する。

図８に示すように、従来の被撮像パターン９０は、同一の大きさの正方形からなる白マーク９０Ａと黒マーク９０Ｂとが交互に直線状に並べられて構成され、本例では、白マーク９０Ａの中心の座標値（座標位置）を求めるものとする。
本例では、白マーク９０Ａと黒マーク９０Ｂの合計５つのマークに対して８つの画素（画素１〜画素８）が対応している。
被撮像パターン９０が画素１〜画素８によって撮像されることにより、各画素に対応して図８において○の記号で示す値の輝度（画像データ）が出力される。
そして、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、図中実線で示すように座標値に対応した輝度の分布を得る。
そして、上記輝度のピーク値（以下最大値という）に対応する座標値を演算することにより、３つの白マーク９０Ａの座標値（画素の配列位置）が求められることになる。
座標値を画素単位で示すと、図中左から右に向かって配置された３つの白マーク９０Ａの座標値はそれぞれ１．２５画素、４．４７画素、７．６５画素となる。
実際には、被撮像パターン９０は互いに直交するＸ方向およびＹ方向に沿って格子状に（２次元に）配列されている。
そして、前述した従来公知の方法に基づいて、図９に示すように、各白マーク９０Ａの３次元座標（Ｘ座標値、Ｙ座標値、Ｚ座標値）が求められることになる。
なお、図９において符号Ｌ１、Ｌ２は、Ｘ座標における隣接する白マーク９０Ａの中心間の間隔を示す。
このような従来の被撮像パターン９０を用いる方法では、画素毎に１つの画像データ、すなわち輝度データを得ることになる。そのため、１画素分のデータに含まれる誤差が測定結果に及ぼす影響が大きなものとなっている。

そこで、本発明では、次のような方法によって新たな被撮像パターン５０を作成している。
図１０は本実施の形態による被撮像パターン５０の作成手順を模式的に示す説明図であり、（Ａ）は基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｃ）は第２のパターン７２の説明図、（Ｄ）は第３のパターン７４の説明図、（Ｅ）は被撮像パターン５０の説明図である。
図１０（Ａ）に示すように、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとを交互にＸ方向に並べる（Ｘ座標と平行に並べる）ことで基本パターン６０を形成する。言い換えると、２つの第１マーク６０Ａが隣り合わず、かつ、２つの第２マーク６０Ｂが隣り合わないように配置することで基本パターン６０を形成する。

次に、基本パターン６０を構成する第１マーク６０ＡをＸ方向において３等分することにより３つのマークエレメント６２に分割し、基本パターン６０を構成する第２マーク６０ＢをＸ方向において３等分することにより３つのマークエレメント６２に分割する。
なお、本明細書においては色について以下のように符号を用いて表記する。
Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青、Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：黄、ＢＬ：黒、Ｗ：白

図１０（Ｂ）に示すように、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２の色をＲ、Ｇ、Ｂの３原色のうちから選択された第１の原色であるＲとすると共に、第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第１のパターン７０を形成する。

図１０（Ｃ）に示すように、第１のパターン７０に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２の色を３原色のうち第１の原色Ｒを除く残り２つの原色Ｇ、Ｂから選択された第２の原色であるＧとすると共に、第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第２のパターン７２を形成する。

図１０（Ｄ）に示すように、第２のパターン７２に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２の色を３原色のうちの残り１つの原色である第３の原色であるＢとすると共に、第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第３のパターン７４を形成する。

図１０（Ｅ）に示すように、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを構成する。
そして、これら第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂにより被撮像パターン５０が構成される。
すなわち、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより構成された第１マーク６０Ａは、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２が３色の色Ｒ、Ｙ、Ｗで表現されている。
また、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２は隣り合うマークエレメント６２の色が互いに異なるように配置されている。
また、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより構成された第２マーク６０Ｂは、第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２が第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２の３色と異なる３色の色Ｃ、Ｂ、ＢＬで表現されている。
また、第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２は隣り合うマークエレメント６２の色が互いに異なるように配置されている。
したがって、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２の３色と、第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２の３色との合計６色は互いに色が異なる。

ここで、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより上述した互いに異なる６色のマークエレメント６２が形成されることについて詳細に説明する。
図１１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の混色の説明図である。
図１１に示すように、ＲとＧを混色することによりＹが形成され、ＲとＢを混色することによりＭが形成され、ＧとＢを混色することによりＣが形成される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂを混色することによりＷが形成され、ＢＬとＢＬが混色されることでＢＬが形成される。

ここで、各色を表現する色データについて説明する。
各色を表現する色データは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色のそれぞれの階調を例えば８ビット（０〜２５５の２５６段階）によって下記のように表現される。なお、（１）〜（６）図１０（Ｅ）の各エレメント６２の色に対応している。
Ｒ（２５５，０，０）：（１）
Ｇ（０，２５５，０）
Ｂ（０，０，２５５）：（５）
Ｃ（０，２５５，２５５）：（４）
Ｍ（２５５，０，２５５）
Ｙ（２５５，２５５，０）：（２）
Ｗ（２５５，２５５，２５５）：（３）
ＢＬ（０，０，０）：（６）

すなわち、上述の色データを表現するＲ、Ｇ、Ｂの階調から明らかなようにＲ、Ｍ、Ｙ、Ｗの４色はＲの階調が含まれた色である。
また、Ｇ、Ｃ、Ｙ、Ｗの４色はＧの階調が含まれた色である。
また、Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｗの４色はＢの階調が含まれた色である。
また、ＢＬはＲ、Ｇ、Ｂの階調を含まない色である。

図１２（Ａ）は従来方法における被撮像パターン９０と、該パターン９０を撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図、（Ｂ）は本発明方法における被撮像パターン５０と、該被撮像パターン５０を撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図である。
図１３（Ａ）は従来方法における被撮像パターン９０から求められる３次元座標を示す図、（Ｂ）は、本発明方法における被撮像パターン５０から求められる３次元座標を示す図である。
なお、撮像素子は、カラー画像の撮像が可能であり、したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色のそれぞれの輝度（すなわちＲ、Ｇ、Ｂの階調）が出力されるように構成されている。
図１２（Ｂ）に示すように、被撮像パターン５０が画素１〜画素８によって撮像されることにより、各画素に対応して、○の記号で示すＲの輝度と、□の記号で示すＧの輝度と、△の記号で示すＢの輝度とが出力される。
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のそれぞれに対して、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、図中実線で示すように座標値に対応した輝度の分布を得る。
本例では、Ｒに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、Ｒの階調を含む３つのマークエレメント６２（Ｒ、Ｙ、Ｗ）のうちで中央に位置するＹのマークエレメント６２（画素の配列位置）が求められることになる。
また、Ｇに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、Ｇの階調を含む３つのマークエレメント６２（Ｙ、Ｗ、Ｃ）のうちで中央に位置するＷのマークエレメント６２の座標値（画素の配列位置）が求められることになる。
また、Ｂに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、Ｂの階調を含む３つのマークエレメント６２（Ｗ、Ｃ、Ｂ）のうちで中央に位置するＣのマークエレメント６２の座標値（画素の配列位置）が求められることになる。

そして、前述した従来公知の方法に基づいて、図１３（Ｂ）に示すように、上述したＹ、Ｗ、Ｃのマークエレメント６２の３次元座標（Ｘ座標値、Ｙ座標値、Ｚ座標値）が求められることになる。
なお、図１３（Ｂ）において、符号Ｌ１Ｒ、Ｌ２Ｒは、Ｘ座標におけるＹのマークエレメント６２の中心間の間隔（ピッチ）を示す。
また、符号Ｌ１Ｇ、Ｌ２Ｇは、Ｘ座標におけるＷのマークエレメント６２の中心間の間隔（ピッチ）を示す。
また、符号Ｌ１Ｂ、Ｌ２Ｂは、Ｘ座標におけるＣのマークエレメント６２の中心間の間隔を示す。
このように第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを構成する合計６つのマークエレメント６２の色を異ならせることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の色の階調を含む３つのマークエレメント６２のうちで中央に位置する色のマークエレメント６２の３次元座標を得ることができる。
すなわち、従来方法では１つの白マーク９０Ａと１つの黒マーク９０Ｂとの組み合わせに対して、１つの３次元座標（白マーク９０Ａの３次元座標）しか得られない。
これに対して、本発明方法では１つの第１マーク６０Ａと１つの第２マーク６０Ｂとの組み合わせに対して、３つの３次元座標が得られるため、従来方法に比較して３次元座標の情報を３倍得られることになる。

次に、実際に３次元座標を得るために必要となる被撮像パターン５０、すなわち、被撮像パターン５０が、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとが互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って（Ｘ座標とＹ座標とに沿って）格子状に並べられることで構成されている場合について説明する。
図１４（Ａ）は基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｃ）は第２のパターン７２の説明図、（Ｄ）は第３のパターン７４の説明図、（Ｅ）は被撮像パターン５０の説明図であり、図１５は第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４の説明図である。
図１６（Ａ）は被撮像パターン５０の説明図、（Ｂ）は被撮像パターン５０を構成するマークエレメント６２の色を示す説明図、（Ｃ）はマークエレメント６２の色を表す色データをＲ、Ｇ、Ｂの階調で表現した説明図である。

図１４（Ａ）に示すように、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとを互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べることで基本パターン６０を形成する。
すなわち、複数の第１マーク６０Ａと複数の第２マーク６０Ｂとを配置することで矩形状の基本パターン６０を形成する。
第１の実施の形態では、基本パターン６０は、２つの第１マーク６０Ａが隣り合わず、かつ、２つの第２マーク６０Ｂが隣り合わないように配置されている。

次に、基本パターン６０を構成する第１マーク６０ＡをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて３等分することにより９つのマークエレメント６２に分割し、基本パターン６０を構成する第２マーク６０ＢをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて３等分することにより９つのマークエレメント６２に分割する。

図１４（Ｂ）に示すように、第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の色をＲ、Ｇ、Ｂの３原色のうちから選択された第１の原色であるＲとすると共に、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第１のパターン７０を形成する。

図１４（Ｃ）に示すように、第１のパターン７０に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の色を３原色のうち第１の原色Ｒを除く残り２つの色Ｇ、Ｂから選択された第２の原色であるＧとすると共に、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第２のパターン７２を形成する。

図１４（Ｄ）に示すように、第２のパターン７２に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の色を３原色のうちの残り１つの色である第３の原色Ｂとすると共に、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第３のパターン７４を形成する。

そして、図１５に示すように第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより、図１６（Ａ）に示すように第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを構成する。
そして、これら第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂにより被撮像パターン５０が構成される。
すなわち、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより構成された第１マーク６０Ａは、図１６（Ｂ）に示すように第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２が４色の色Ｒ、Ｙ、Ｍ、Ｗで表現されている。
言い換えると、第１マーク６０Ａは、第１マーク６０Ａを構成する９つのマークエレメント６２がＷを含む４色の色で表現されている。
また、第１マーク６０Ａの３つのマークエレメント６２は隣り合うマークエレメント６２の色が互いに異なるように配置されている。

また、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより構成された第２マーク６０Ｂは、図１６（Ｂ）に示すように第２マーク６０Ｂの３つのマークエレメント６２が第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の４色と異なる４色の色Ｇ、Ｃ、Ｂ、ＢＬで表現されている。
言い換えると、第２マーク６０Ｂは、第２マーク６０Ｂを構成する９つのマークエレメント６２がＢＬを含みかつ第１マーク６０Ａを構成する９つのマークエレメント６２の４色と異なる４色の色で表現されている。
また、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２は隣り合うマークエレメント６２の色が互いに異なるように配置されている。
したがって、第１マーク６０Ａを構成する９つのマークエレメント６２の４色と、第２マーク６０Ｂを構成する９つのマークエレメント６２の４色との合計８色は互いに色が異なる。
なお、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることによる８色のマークエレメント６２の形成は、前述したとおりＲ、Ｇ、Ｂの３原色を混色することによってなされるものである。
例えば、図１５に示すように、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４のそれぞれにおいて（１）で示す３つのマークエレメント６２の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を混色するとＷとなる。
あるいは、図１５に示すように、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４のそれぞれにおいて（２）で示すマークエレメント６２の色（Ｒ、ＢＬ、Ｂ）を混色するとＭとなる。

このように構成された被撮像パターン５０において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２の組み合わせに着目すると、これらの組み合わせのうち、３原色のＲ、Ｇ、Ｂのうちの１つの原色の階調を共通に含む組み合わせが、特定マークエレメント群として構成されている。
言い換えると、被撮像パターン５０は、３原色のうちの１つの原色を共通に含む色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメント６２の組み合わせを含んで構成されている。

図１７（Ａ）はＲを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｂ）はＧを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｃ）はＢを共通に含む特定マークエレメント群を示す説明図である。
すなわち、特定マークエレメント群を構成するマークエレメントの色の組み合わせは、図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においてハッチングを施したマークエレメント６２の組み合わせであり、具体的には次の通りである。
（Ａ）Ｒを共通に含む特定マークエレメント群：Ｒ、Ｙ、Ｍ、Ｗを含むマークエレメント６２の組み合わせ
（Ｂ）Ｇを共通に含む特定マークエレメント群：Ｇ、Ｙ、Ｃ、Ｗを含むマークエレメント６２の組み合わせ
（Ｃ）Ｂを共通に含む特定マークエレメント群：Ｂ、Ｍ、Ｃ、Ｗを含むマークエレメント６２の組み合わせ
具体的には、図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から明らかなように、Ｒを共通に含む特定マークエレメント群が２個構成され、Ｇを共通に含む特定マークエレメント群が２個構成され、Ｂを共通に含む特定マークエレメント群が２個構成され、合計６個の特定マークエレメント群が構成されることになる。

そして、前述した図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）の場合と同様に、被撮像パターン５０が撮像素子の各画素によって撮像されることにより、各画素に対応して、Ｒの輝度と、Ｇの輝度と、Ｂの輝度とが出力される。
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のそれぞれに対して、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、座標値に対応した輝度の分布を得る。
これにより、Ｒに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、Ｒの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号Ｒ１，Ｒ２で示すマークエレメント６２が求められる。
また、Ｇに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、Ｇの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号Ｇ１，Ｇ２で示すマークエレメント６２が求められる。
また、Ｂに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、Ｂの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号Ｂ１，Ｂ２で示すマークエレメント６２が求められる。

そして、前述した従来公知の方法に基づいて、各特定マークエレメント群の中央に位置するマークエレメント６２の３次元座標（Ｘ座標値、Ｙ座標値、Ｚ座標値）が求められる。すなわち、符号Ｒ１，Ｒ２，Ｇ１，Ｇ２、Ｂ１，Ｂ２で示すマークエレメント６２の３次元座標が求められる。
このように第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂをそれぞれ構成する合計９つのマークエレメント６２の色を異ならせることにより、２つの第１マーク６０Ａおよび２つの第２マーク６０Ｂにおいては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の色の階調を含む特定マークエレメント群を６個構成することができる。
図１８（Ａ）は従来方法における基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第１の実施の形態によって得られる特定マークエレメント群を示す説明図である。
すなわち、図１８（Ａ）に示すように、白黒のマーク６０Ａ，６０Ｂによって構成される基本パターン６０を用いた従来方法では、２つの第１マーク６０Ａおよび２つの第２マーク６０Ｂを用いることにより２点の３次元座標しか得られない。
これに対して、図１８（Ｂ）に示すように、カラー画像を用いる本発明方法では、Ｒ１，Ｒ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ１，Ｂ２の合計６点の３次元座標を得ることができ、従来方法に比較して３次元座標の情報を３倍得られることになる。
したがって、従来方法では、測定結果の微妙な誤差が形状や歪の測定結果に与える影響を除くために複数回の測定結果を解析してその結果を平均化するといった複雑な処理を必要としていたのに対して、本発明方法では、処理の簡素化を図りつつ測定精度の向上を図る上で有利となり、また、３次元座標の情報をより多く得られることから測定対象物の３次元形状をより高精度に測定する上で有利となる。

また、従来方法においては、注目する１つの点の座標値を、該１つの点に隣接する他の点の座標値を用いて補正することで該注目する１つの点の座標値を精度よく求めることが可能である。
本実施の形態においては、同様の補正方法を用いることで座標値を従来方法よりもさらに精度よく求めることが可能となる。
以下、このことについて説明するが、説明の簡単化を図るために、被撮像パターンが１次元上に（例えばＸ座標と平行に）配置されているものとする。
まず、従来の補正方法について説明する。
図１３（Ａ）に示すように、注目する１つの点 (X2, Y2, Z2)の座標値を精度良く求めようとする場合は、上記の点に隣接する点(X1,Y1,Z1)と、点(X3,Y3,Z3)の２つの点の座標値を用いて補正する。
これに対して本実施の形態では、図１３（Ｂ）に示すように、注目する１つの点 (X2G, Y2G,Z2G)の座標値を補正する場合には、上記点の周囲の８つの点、すなわち点(X1R, Y1R, Z1R),点(X1G, Y1G, Z1G),点(X1B, Y1B, Z1B),点(X2R, Y2R, Z2R),点(X2B, Y2B, Z2B),点(X3R, Y3R,Z3R),点(X3G,Y3G,Z3G), 点(X3B, Y3B, Z3B)の座標値を用いることが可能となる。
すなわち、従来方法では、注目する点の周囲２点の座標値（情報）で補正していたのに対して、本実施の形態では、注目する点の周囲８点の座標値（情報）から補正することが可能になり、従来の４倍の情報が得られ、したがって、座標値を従来方法よりもさらに精度よく求めることが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、第２マーク６０Ｂについて合計６点の３次元座標を得ることで第１の実施の形態と同様の効果を得るものである。
以下、このことについて詳細に説明する。

まず、被撮像パターンが直線状に並べられて構成されているものとして、言い換えると、被撮像パターンが１次元上に（例えばＸ座標と平行に）配置されているものとして簡単に説明する。
図１９は第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとから構成される被撮像パターンと、該パターンを撮像素子で撮像して得られた撮像情報（輝度）との関係を示す図、図２０は被撮像パターンから求められる３次元座標を示す図である。
図１９に示すように、同一の大きさの正方形からなる第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとが交互に直線状に並べられて構成されている場合、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂの中心の座標値（座標位置）を求めるものとする。
被撮像パターン９０が画素１〜画素８によって撮像されることにより、各画素に対応して図１９において○の記号で示す値の輝度（画像データ）が出力される。
そして、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、図中実線で示すように座標値に対応した輝度の分布を得る。
そして、上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、３つの第１マーク６０Ａの座標値（画素の配列位置）を求めるのに代えて、上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、３つの第２マーク６０Ｂの座標値（画素の配列位置）が求められる。
そして、前述した従来公知の方法に基づいて、図２０に示すように、各第２マーク６０Ｂの３次元座標（Ｘ座標値、Ｙ座標値、Ｚ座標値）が求められることになる。
そのため、図２０に示すように、隣り合う第２マーク６０Ｂの中心間の間隔Ｌ１が求められることになる。
したがって、以下に説明するように、第２マーク６０Ｂを用いて合計６点の３次元座標を得ることにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

すなわち、第２の実施の形態においては、図２１に示すように、被撮像パターンにおいて、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２の組み合わせに着目すると、これらの組み合わせのうち、３原色のＲ、Ｇ、Ｂのうちの１つの原色の階調を共通に含まない組み合わせが、特定マークエレメント群として構成されている。
言い換えると、被撮像パターン５０は、３原色のうちの１つの原色を共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメントの組み合わせを含んで構成されている。

図２１は、（Ａ）は第２の実施の形態においてＲを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｂ）はＧを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図、（Ｃ）はＢを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図である。
すなわち、特定マークエレメント群を構成するマークエレメントの色の組み合わせは、図２１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においてハッチングを施したマークエレメント６２の組み合わせであり、具体的には次の通りである。
（Ａ）Ｒを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群：Ｂ，Ｇ，Ｃ，ＢＬを含むマークエレメント６２の組み合わせ
（Ｂ）Ｇを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群：Ｒ，Ｂ，Ｍ，ＢＬを含むマークエレメント６２の組み合わせ
（Ｃ）Ｂを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群：Ｒ，Ｇ，Ｙ，ＢＬを含むマークエレメント６２の組み合わせ
具体的には、図１９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から明らかなように、Ｒを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群が２個構成され、Ｇを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群が２個構成され、Ｂを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群が２個構成され、合計６個の特定マークエレメント群が構成されることになる。

そして、前述した図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）の場合と同様に、被撮像パターン５０が撮像素子の各画素によって撮像されることにより、各画素に対応して、Ｒの輝度と、Ｇの輝度と、Ｂの輝度とが出力される。
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のそれぞれに対して、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、座標値に対応した輝度の分布を得る。
これにより、Ｒに対応した上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、Ｒの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号ＮＲ１，ＮＲ２で示すマークエレメント６２が求められる。
また、Ｇに対応した上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、Ｇの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号Ｇ１，Ｇ２で示すマークエレメント６２が求められる。
また、Ｂに対応した上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、Ｂの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号Ｂ１，Ｂ２で示すマークエレメント６２が求められる。

そして、前述した従来公知の方法に基づいて、各特定マークエレメント群の中央に位置するマークエレメント６２の３次元座標（Ｘ座標値、Ｙ座標値、Ｚ座標値）が求められる。すなわち、符号Ｒ１，Ｒ２，Ｇ１，Ｇ２、Ｂ１，Ｂ２で示すマークエレメント６２の３次元座標が求められる。
このように第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂをそれぞれ構成する合計９つのマークエレメント６２の色を異ならせることにより、２つの第１マーク６０Ａおよび２つの第２マーク６０Ｂにおいては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の色の階調を含む特定マークエレメント群を６個構成することができる。
図２２（Ａ）は従来方法における基本パターン６０の説明図、（Ｂ）は第２の実施の形態によって得られる特定マークエレメント群を示す説明図である。
すなわち、図２２（Ａ）に示すように、白黒のマーク６０Ａ，６０Ｂによって構成される基本パターン６０を用いた従来方法では、２つの第１マーク６０Ａおよび２つの第２マーク６０Ｂを用いることにより２点の３次元座標しか得られない。
これに対して、図２２（Ｂ）に示すように、カラー画像を用いる本発明方法では、ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＧ１，ＮＧ２，ＮＢ１，ＮＢ２の合計６点の３次元座標を得ることができ、従来方法に比較して３次元座標の情報を３倍得られることになり、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、第２の実施の形態の変形例であり、基本パターン６０を構成する第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂの配置が第２の実施の形態と相違しており、その他の点は第２の実施の形態と同様である。
図２３は第３の実施の形態における基本パターン６０の説明図、図２４（Ａ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｂ）は第２のパターン７２の説明図、（Ｃ）は第３のパターン７４の説明図である。
図２５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は被撮像パターン５０の説明図である。

図２３（Ａ）に示すように、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとを互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べることで基本パターン６０を形成する。
すなわち、複数の第１マーク６０Ａと複数の第２マーク６０Ｂとを配置することで矩形状の基本パターン６０を形成する。
第３の実施の形態では、基本パターン６０は、第２マーク６０Ｂの回りに第１マーク６０Ａが配置され、第２マーク６０Ｂ同士の間に第１マーク６０Ａが位置している。
言い換えると、基本パターン６０は、第２マーク６０Ｂ同士が並ばないように第２マーク６０Ｂの回りに第１マーク６０Ａが配置されている。

図２４（Ａ）に示すように、第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の色をＲ、Ｇ、Ｂの３原色のうちから選択された第１の原色であるＲとすると共に、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第１のパターン７０を形成する。

図２４（Ｂ）に示すように、第１のパターン７０に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の色を３原色のうち第１の原色Ｒを除く残り２つの色Ｇ、Ｂから選択された第２の原色であるＧとすると共に、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第２のパターン７２を形成する。

図２４（Ｃ）に示すように、第２のパターン７２に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの９つのマークエレメント６２の色を３原色のうちの残り１つの色である第３の原色Ｂとすると共に、第２マーク６０Ｂの９つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第３のパターン７４を形成する。

そして、第１、第２、第３のパターン７０、７２、７４を重ね合わせることにより、図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように被撮像パターン５０が構成される。

すなわち、第２の実施の形態と同様に、このように構成された被撮像パターン５０において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２の組み合わせに着目すると、これらの組み合わせのうち、３原色のＲ、Ｇ、Ｂのうちの１つの原色の階調を共通に含まない組み合わせが、特定マークエレメント群として構成されている。
言い換えると、被撮像パターン５０は、３原色のうちの１つの原色を共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメントの組み合わせを含んで構成されている。

図２６はＲを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図、図２７はＧを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図、図２８はＢを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群を示す説明図である。
すなわち、特定マークエレメント群を構成するマークエレメントの色の組み合わせは、図２６、図２７、図２８においてハッチングを施したマークエレメント６２の組み合わせであり、具体的には次の通りである。
（Ａ）Ｒを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群：Ｂ，Ｇ，Ｃ，ＢＬを含むマークエレメント６２の組み合わせ
（Ｂ）Ｇを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群：Ｒ，Ｂ，Ｍ，ＢＬを含むマークエレメント６２の組み合わせ
（Ｃ）Ｂを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群：Ｒ，Ｇ，Ｙ，ＢＬを含むマークエレメント６２の組み合わせ

そして、被撮像パターン５０が撮像素子の各画素によって撮像されることにより、各画素に対応して、Ｒの輝度と、Ｇの輝度と、Ｂの輝度とが出力される。
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のそれぞれに対して、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、座標値に対応した輝度の分布を得る。
Ｒに対応した上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、図２６に示すように、Ｒを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号ＮＲ１で示すマークエレメント６２が求められる。
また、Ｇに対応した上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、図２７に示すように、Ｇを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号ＮＧ１で示すマークエレメント６２が求められる。
また、Ｂに対応した上記輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、図２８に示すように、Ｂを共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有する特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う３つのマークエレメント６２のうち、中央に位置するマークエレメント６２（画素の配列位置）、すなわち符号ＮＢ１で示すマークエレメント６２が求められる。

図２９（Ａ）は第１のパターン７０上にマークエレメント６２（ＮＲ１）を示す説明図、（Ｂ）は第２のパターン７２上にマークエレメント６２（ＮＧ１）を示す説明図、（Ｃ）は第３のパターン７４におけるマークエレメント６２（ＮＢ１）を示す説明図である。
図３０はマークエレメント６２（ＮＲ１，ＮＧ１，ＮＢ１）を示す説明図である。
図３１は基本パターン６０の第１、第２マーク６０Ａ，６０Ｂを白黒で表した説明図である。
すなわち、図３１に示すように、白黒のマーク６０Ａ，６０Ｂによって構成される基本パターン６０を用いた従来方法では、１つの基本パターン６０において、９つの第２マーク６０Ｂを用いることにより９点の３次元座標しか得られない。
これに対して、図２９、図３０に示すように、カラー画像を用いる本発明方法では、９つのＮＲ１、９つのＮＧ１，９つのＮＢ１の合計２７点の３次元座標を得ることができ、３次元座標の情報を３倍得られることになる。
このような第３の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。

なお、第３の実施の形態においては、注目する１つの点の座標値を該１つの点を囲む複数の点の座標値を用いた補間により求めることが可能である。
図３２は第３の実施の形態における補間方法の説明図である。
まず、第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとを白黒として配置した基本パターン６０を考える。
この場合、第１マーク６０Ａと第２マーク６０ＢとがＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って交互に配置されていることから、基本パターン６０を撮像して輝度の最小値に対応する座標値を演算することにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に第２マーク６０Ｂの中心点の３次元座標値をそれぞれ求めることができる。
例えば、矢印で示すように、１つの第１マーク６０Ａの中心点の３次元座標値を、該１つの第１マーク６０Ａを囲む４つの第２マーク６０Ｂの中心点の３次元座標値で補間して求めることができる。
したがって、カラー画像を用いる本発明方法では、前述したように３次元座標の情報を３倍得られるので、補間に供する情報も３倍となり、補間によって求められる１つの第１マーク６０Ａの中心点の３次元座標値の精度を向上させる上で有利となる。
このような補間方法として従来公知のさまざまな補間方法が採用可能である。

ここで、第１の実施の形態と第３の実施の形態とにおける基本パターン６０を構成する第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂの配置の相違について説明する。
図３３は第１の実施の形態における基本パターン６０の説明図、図３４は第３の実施の形態における基本パターン６０の説明図である。
図３３に示すように、第１の実施の形態では、正方形状を呈し白色の第１マーク６０Ａと黒色の第２マーク６０Ｂとを互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べることで基本パターン６０を形成した。
すなわち、複数の第１マーク６０Ａと複数の第２マーク６０Ｂとを配置することで矩形状の基本パターン６０を形成する。
図中、ＬｘはＸ方向と平行して第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂの中心を通る直線を示し、ＬｙはＹ方向と平行して第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂの中心を通る直線を示している。
すなわち、直線Ｌｘ上に第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとが交互に並べられ、かつ、直線Ｌｙ上に第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとが交互に並べられている。
したがって、このような基本パターン６０からなる被撮像パターンを撮像素子の各画素によって撮像することで、各画素に対応して、輝度が出力される。
直線Ｌｘに沿って輝度の位相を求めることで第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０ＢのＸ座標が求められ、直線Ｌｙに沿って輝度の位相を求めることで第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０ＢのＹ座標が求められることになる。
言い換えると、第１の実施の形態のように白色の第１マーク６０Ａを用いて合計６点の３次元座標を求めてもよいし、第２の実施の形態のように黒色の第２マーク６０Ｂを用いて合計６点の３次元座標を求めてもよい。あるいは、第１、第２マーク６０Ａ、６０Ｂの双方を用いて合計１２点の３次元座標を求めても良い。

図３４に示すように、第３の実施の形態では、基本パターン６０は、第２マーク６０Ｂの回りに第１マーク６０Ａが配置され、第２マーク６０Ｂ同士の間に第１マーク６０Ａが位置している。
図中、Ｌｘ１はＸ方向に平行して第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂの中心を通る直線を示し、Ｌｘ２はＸ方向に平行して第１マーク６０Ａの中心のみを通る直線を示す。
また、Ｌｙ１はＹ方向に平行して第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂの中心を通る直線を示し、Ｌｙ２はＹ方向に平行して第１マーク６０Ａの中心のみを通る直線を示す。
すなわち、直線Ｌｘ１上には第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとが交互に並べられているが、直線Ｌｘ２上には第１マーク６０Ａのみが並べられている。
また、直線Ｌｙ１上には第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとが交互に並べられているが、直線Ｌｙ２上には第１マーク６０Ａのみが並べられている。
このような基本パターン６０からなる被撮像パターンを撮像素子の各画素によって撮像し各画素に対応して輝度が出力された場合について考える。
直線Ｌｘ１に沿って輝度の位相を求めることで第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０ＢのＸ座標が求められ、直線Ｌｙ１に沿って輝度の位相を求めることで第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０ＢのＹ座標が求められることになる。
一方、直線Ｌｘ２、Ｌｙ２に沿っては、輝度の変化が得られないため、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０ＢのＸ座標、Ｙ座標は求めることができない。
すなわち、直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ１との交点に位置する第２マーク６０ＢのＸ座標、Ｙ座標を求めることはできる。
しかしながら、直線Ｌｘ２と直線Ｌｙ１との交点に位置する第１マーク６０ＡのＸ座標、Ｙ座標と、直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ２との交点に位置する第１マーク６０ＡのＸ座標、Ｙ座標とを求めることはできない。
以上説明したように、第３の実施の形態は、第２マーク６０Ｂの回りに第１マーク６０Ａが配置され、第２マーク６０Ｂ同士の間に第１マーク６０Ａが位置することで基本パターン６０が構成されているので、白色の第１マーク６０Ａを用いて座標を求めることはできず、黒色の第２マーク６０Ｂを用いて座標を求めることに限定される。
言い換えると、第３の実施の形態においては、特定マークエレメント群は、３原色のうちの１つの原色を共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメントの組み合わせに限定されることになる。

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は、基本パターン６０を構成する第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂの配置は第１の実施の形態と同じであるが、被撮像パターン５０を構成する際に第１、第２のパターン７０、７２の２つのパターンを用いる点が第１の実施の形態と異なる。
図３５（Ａ）は第４の実施の形態における基本パターン６０の説明図、図３５（Ｂ）は第１のパターン７０の説明図、（Ｃ）は第２のパターン７２の説明図である。
図３６（Ａ）、（Ｂ）は被撮像パターン５０の説明図である。

図３５（Ａ）に示すように、正方形状を呈し互いに色が異なる第１マーク６０Ａと第２マーク６０Ｂとを互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べることで基本パターン６０を形成する。
すなわち、複数の第１マーク６０Ａと複数の第２マーク６０Ｂとを配置することで矩形状の基本パターン６０を形成する。
第４の実施の形態では、基本パターン６０は、２つの第１マーク６０Ａが隣り合わず、かつ、２つの第２マーク６０Ｂが隣り合わないように配置されている。

次に、基本パターン６０を構成する第１マーク６０ＡをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２等分することにより４つのマークエレメントに分割し、基本パターン６０を構成する第２マーク６０ＢをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２等分することにより４つのマークエレメントに分割する。

図３５（Ｂ）に示すように、第１マーク６０Ａの４つのマークエレメント６２の色をＲ、Ｇ、Ｂの３原色のうちから選択された第１の原色であるＲとすると共に、第２マーク６０Ｂの４つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第１のパターン７０を形成する。

図３５（Ｃ）に示すように、第１のパターン７０に対して、第１マーク６０Ａおよび第２マーク６０Ｂを、Ｘ方向に１つのマークエレメント６２分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント６２分変位させた状態で、第１マーク６０Ａの４つのマークエレメント６２の色を３原色のうち第１の原色Ｒを除く残り２つの色Ｇ、Ｂから選択された第２の原色であるＧとすると共に、第２マーク６０Ｂの４つのマークエレメント６２の色をＢＬとすることで第２のパターン７２を形成する。

そして、第１、第２、第３のパターン７０、７２を重ね合わせることにより、図３６（Ａ）、（Ｂ）に示すように被撮像パターン５０が構成される。

このように構成された被撮像パターン５０において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う２つのマークエレメント６２の組み合わせに着目すると、これらの組み合わせのうち、３原色のＲ、Ｇ、Ｂのうちの１つの原色の階調を共通に含む組み合わせが、特定マークエレメント群として構成されている。
言い換えると、被撮像パターン５０は、第１の原色Ｒを共通に含む色を有してＸ方向に２つ、Ｙ方向に２つ並ぶ合計４つのマークエレメント６２の組み合わせと、第２の原色Ｇを共通に含む色を有してＸ方向に２つ、Ｙ方向に２つ並ぶ合計４つのマークエレメント６２の組み合わせとを含んで構成されている。
第１の原色Ｒについて着目すると、一点鎖線で囲むように、第１の原色Ｒの階調を含む色は、ＲとＹとであり、このＲとＹとを含む４つのマークエレメント６２が矩形状に並んでいる。
また、第２の原色Ｇについて着目すると、二点鎖線で囲むように、第２の原色Ｇの階調を含む色は、ＧとＹとであり、このＧとＹとを含む４つのマークエレメント６２が矩形状に並んでいる。

この場合、被撮像パターン５０が撮像素子の各画素によって撮像されることにより、各画素に対応して、Ｒの輝度と、Ｇの輝度と、Ｂの輝度とが出力される。
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のそれぞれに対して、各画素に対応する輝度の値を位相解析することにより、座標値に対応した輝度の分布を得る。
Ｒに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、図３６（Ｂ）に示すように、Ｒの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う４つのマークエレメント６２の中央位置Ｒ１が求められる。
また、Ｇに対応した上記輝度の最大値に対応する座標値を演算することにより、図３６（Ｂ）に示すように、Ｇの階調を含む特定マークエレメント群において、Ｘ方向あるいはＹ方向において隣り合う４つのマークエレメント６２の中央位置Ｇ１が求められる。

すなわち、図３５（Ａ）に示すように、白黒のマーク６０Ａ，６０Ｂによって構成される基本パターン６０を用いた従来方法では、１つの基本パターン６０において、２つの第２マーク６０Ｂを用いることにより２点の３次元座標しか得られない。
これに対して、図３６（Ａ），（Ｂ）に示すように、カラー画像を用いる本発明方法では、２つのＲ１、２つのＧ１の合計４点の３次元座標を得ることができ、３次元座標の情報を２倍得られることになる。
このような第４の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。

なお、本実施の形態では、測定対象物がタイヤである場合について説明したが、測定対象物はタイヤに限定されるものではなく、本発明は種々の測定対象物の３次元形状を測定する場合に広く適用可能である。

５０……被撮像パターン、６０……基本パターン、６０Ａ……第１マーク、６０Ｂ……第２マーク、６２……マークエレメント、７０……第１のパターン、７２……第２のパターン、７４……第３のパターン。

Claims

正方形状を呈し互いに色が異なる第１マークと第２マークとが互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べられることで構成される被撮像パターンを測定対象物の表面に形成しておき、前記被撮像パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記被撮像パターンが形成された前記表面の３次元形状を求める３次元形状測定方法であって、
複数の第１マークと複数の第２マークとを配置することで矩形状の基本パターンを形成し、
前記基本パターンを構成する前記第１マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて３等分することにより９つのマークエレメントに分割し、
前記基本パターンを構成する前記第２マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて３等分することにより９つのマークエレメントに分割し、
前記第１マークの９つのマークエレメントの色を３原色のうちから選択された第１の原色とすると共に、前記第２マークの９つのマークエレメントの色をＢＬ（黒）とすることで第１のパターンを形成し、
前記第１のパターンに対して、前記第１マークおよび前記第２マークを、Ｘ方向に１つのマークエレメント分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント分変位させた状態で、前記第１マークの９つのマークエレメントの色を３原色のうち前記第１の原色を除く残り２つの原色から選択された第２の原色とすると共に、前記第２マークの９つのマークエレメントの色をＢＬとすることで第２のパターンを形成し、
前記第２のパターンに対して、前記第１マークおよび前記第２マークを、Ｘ方向に１つのマークエレメント分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント分変位させた状態で、前記第１マークの９つのマークエレメントの色を３原色のうちの残り１つの原色である第３の原色とすると共に、前記第２マークの９つのマークエレメントの色をＢＬとすることで第３のパターンを形成し、
前記第１、第２、第３のパターンを重ね合わせることにより、前記第１マークおよび前記第２マークを構成し、
それら第１マークおよび第２マークにより前記被撮像パターンを構成した、
ことを特徴とする３次元形状測定方法。
前記基本パターンは、２つの第１マークが隣り合わず、かつ、２つの第２マークが隣り合わないように配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状測定方法。
前記第１、第２、第３のパターンを重ね合わせることにより構成された前記第１マークは、前記第１マークの９つのマークエレメントがＷ（白）を含む互いに異なる４色の色で表現され、かつ、前記第１マークの９つのマークエレメントは隣り合うマークエレメントの色が互いに異なるように配置されたものであり、
前記第１、第２、第３のパターンを重ね合わせることにより構成された前記第２マークは、前記第２マークの９つのマークエレメントがＢＬを含みかつ前記第１マークの９つのマークエレメントの４色と異なる４色の色で表現され、かつ、前記第２マークの９つのマークエレメントは隣り合うマークエレメントの色が互いに異なるように配置されたものである、
ことを特徴とする請求項２記載の３次元形状測定方法。
前記基本パターンは、第２マークの回りに第１マークが配置され、第２マーク同士の間に第１マークが位置している、
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状測定方法。
前記各撮像装置は被写体像を撮像する複数の画素を有する撮像素子を有し、
前記各撮像装置は、前記各画素から出力される撮像信号に基づいて前記３原色を構成する３つの色のそれぞれの階調データを含む色情報を前記各画素毎に生成し、
前記画像データの演算処理は、前記各画素の前記色情報を用いてなされる、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の３次元形状測定方法。
前記３原色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）である、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の３次元形状計測方法。
前記３原色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）であり、
前記被撮像パターンは、３原色のうちの１つの原色を共通に含む色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメントの組み合わせを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の３次元形状計測方法。
前記３原色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）であり、
前記被撮像パターンは、３原色のうちの１つの原色を共通に含まない色およびＢＬ（黒）の何れかの色を有してＸ方向またはＹ方向に並ぶ３つのマークエレメントの組み合わせを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の３次元形状計測方法。
正方形状を呈し互いに色が異なる第１マークと第２マークとが互いに直交するＸ方向とＹ方向とに沿って格子状に並べられることで構成される被撮像パターンを測定対象物の表面に形成しておき、前記被撮像パターンを２台の撮像装置によって撮像して得た画像データを演算処理することにより前記被撮像パターンが形成された前記表面の３次元形状を求める３次元形状測定方法であって、
複数の第１マークと複数の第２マークとを配置することで矩形状の基本パターンを形成し、
前記基本パターンを構成する前記第１マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２等分することにより４つのマークエレメントに分割し、
前記基本パターンを構成する前記第２マークをＸ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて２等分することにより４つのマークエレメントに分割し、
前記第１マークの４つのマークエレメントの色を３原色のうちから選択された第１の原色とすると共に、前記第２マークの４つのマークエレメントの色をＢＬ（黒）とすることで第１のパターンを形成し、
前記第１のパターンに対して、前記第１マークおよび前記第２マークを、Ｘ方向に１つのマークエレメント分変位させ、かつ、Ｙ方向に１つのマークエレメント分変位させた状態で、前記第１マークの４つのマークエレメントの色を３原色のうち前記第１の原色を除く残り２つの原色から選択された第２の原色とすると共に、前記第２マークの４つのマークエレメントの色をＢＬとすることで第２のパターンを形成し、
前記第１、第２のパターンを重ね合わせることにより、前記第１マークおよび前記第２マークを構成し、
それら第１マークおよび第２マークにより前記被撮像パターンを構成した、
ことを特徴とする３次元形状測定方法。
前記基本パターンは、２つの第１マークが隣り合わず、かつ、２つの第２マークが隣り合わないように配置されている、
ことを特徴とする請求項９記載の３次元形状測定方法。
前記３原色は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）であり、
前記被撮像パターンは、前記第１の原色を共通に含む色を有してＸ方向に２つ、Ｙ方向に２つ並ぶ合計４つのマークエレメントの組み合わせと、前記第２の原色を共通に含む色を有してＸ方向に２つ、Ｙ方向に２つ並ぶ合計４つのマークエレメントの組み合わせとを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１０記載の３次元形状計測方法。
可撓性を有する薄板状のシート体の表面に前記被撮像パターンを形成したパターンシートを設け、
前記測定対象物の表面への前記被撮像パターンの形成は、前記パターンシートを前記測定対象物の表面に貼り付けることでなされる、
ことを特徴とする請求項１乃至１１に何れか１項記載の３次元形状計測方法。