JP2016109580A - Measuring device and measurement method - Google Patents

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裕也 西川
Hironari Nishikawa
裕也 西川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring device and a method for measurement that are favorable for suppressing decrease in measurement accuracy in measuring the shape of an object using a phase shift method as a pattern projection method.SOLUTION: The measuring device includes a projection system projecting a stripe pattern with a brightness varied like a sine wave onto an object, an imaging system imaging the object on which the stripe pattern has been projected, and a control unit calculating the shape of the object using the taken image. In S101, the projection system shifts the phases of the stripe pattern and conducts projection on an object and the imaging system takes an image of the object on which the stripe pattern has been projected. In S102 and 103, the control unit calculates the outline of the shape of the object or a reflectance distribution, using images of the object on which the stripe pattern has been projected and a preset phase shift amount. In S104, the control unit calculates the phase shift amount of each image, using the images and the calculated outline of the shape or the reflectance distribution. In S105, the control unit calculates the shape of the object, using the images and the calculated phase shift amounts.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、計測装置および計測方法に関する。   The present invention relates to a measuring device and a measuring method.

従来、物体の3次元形状を計測する方法として、位相シフト法を利用したパターン投影法が用いられている。このパターン投影法では、投影系により、正弦波状に明度が変化した縞パターンを異なる位相で3回以上物体に投影し、撮像系により、物体の表面で散乱した投影像を投影系の投影光軸とは異なる方向から撮像する。そして、それらの位相シフト画像間の輝度差から、物体の表面形状に応じて変化した縞パターンの位相を算出し、その位相に基づいて物体の表面形状を求める。位相シフト法は、得られた画像の各点に対応する3次元座標を簡易的な計算処理で求め、かつ、高密度の3次元形状の計測データを最低3回の撮像により得ることができるので、他の計測方法に比べて数倍から数万倍の速度での計測が可能になる。   Conventionally, a pattern projection method using a phase shift method is used as a method for measuring the three-dimensional shape of an object. In this pattern projection method, a fringe pattern whose brightness has changed sinusoidally by a projection system is projected onto an object three or more times with different phases, and a projection image scattered on the surface of the object by an imaging system is projected onto the projection optical axis of the projection system. Images are taken from different directions. Then, the phase of the fringe pattern changed according to the surface shape of the object is calculated from the luminance difference between the phase-shifted images, and the surface shape of the object is obtained based on the phase. In the phase shift method, three-dimensional coordinates corresponding to each point of the obtained image can be obtained by simple calculation processing, and measurement data of a high-density three-dimensional shape can be obtained by imaging at least three times. Measurement at a speed several to several tens of thousands times faster than other measurement methods becomes possible.

ここで、位相シフト法で計測精度を保証するためには、所定の位相量ずつ高精度に位相シフトさせた複数の正弦波パターンを投影し取得する必要がある。しかしながら、パターンの投影系として一般的に用いられている液晶プロジェクターでは、内部の冷却ファンの振動などに起因して、正弦波パターンが時間的に振動する場合がある。この場合、各位相シフト画像に与えた位相シフト量が所望の値からずれ、位相の検出精度が低下する可能性がある。そこで、特許文献1は、各位相シフト画像に対してフーリエ変換縞解析法を用いてそれぞれの位相を算出し、それらの差分位相から位相シフト量を算出することでPZT(ピエゾ素子)起因の位相シフト誤差による影響を低減させる方法を開示している。   Here, in order to guarantee the measurement accuracy by the phase shift method, it is necessary to project and acquire a plurality of sine wave patterns that are phase-shifted by a predetermined phase amount with high accuracy. However, in a liquid crystal projector generally used as a pattern projection system, a sine wave pattern may vibrate in time due to vibrations of an internal cooling fan. In this case, the phase shift amount given to each phase shift image may deviate from a desired value, and the phase detection accuracy may decrease. Therefore, Patent Document 1 calculates the phase of each phase-shifted image using the Fourier transform fringe analysis method, and calculates the phase shift amount from the difference phase between them, thereby causing a phase caused by PZT (piezo element). A method for reducing the effect of shift errors is disclosed.

特開2002−162205号公報JP 2002-162205 A

ここで、パターン投影法による計測対象となる物体には、大きな段差や傾斜を有する複雑な形状のものや、計測表面が大きな反射率分布を有するものもある。このような物体の3次元形状の計測に、特許文献1に開示されている位相シフト干渉計を想定した方法を適用すると、フーリエ変換縞解析法による位相シフト量の検出精度が低下し、最終的に得られる3次元形状の計測精度も低下する可能性がある。   Here, some objects to be measured by the pattern projection method include those having a complicated shape having large steps and inclinations, and those having a large reflectance distribution on the measurement surface. When the method assuming the phase shift interferometer disclosed in Patent Document 1 is applied to the measurement of the three-dimensional shape of such an object, the detection accuracy of the phase shift amount by the Fourier transform fringe analysis method is lowered, and finally There is also a possibility that the measurement accuracy of the three-dimensional shape obtained will be reduced.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、パターン投影法としての位相シフト法を用いて物体の形状を計測するに際し、計測精度の低下を抑えるのに有利な計測装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation. For example, when measuring the shape of an object using a phase shift method as a pattern projection method, the measurement device is advantageous for suppressing a decrease in measurement accuracy. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は、物体の形状を計測する計測装置であって、明度が正弦波状に変化する縞パターンを物体に投影する投影系と、縞パターンが投影された物体を撮像する撮像系と、撮像系で撮像して得られた画像を用いて物体の形状を算出する制御部と、を有し、投影系によって縞パターンの位相をそれぞれシフトさせて物体への縞パターンの投影を少なくとも3回行って、各回の縞パターンが投影された物体を撮像系で撮像し、制御部は、各回の縞パターンが投影された物体を撮像系で撮像して得られた各画像と、予め設定された位相シフト量と、を用いて、物体の概略形状または反射率分布を算出し、各画像と、算出された概略形状または反射率分布と、を用いて各画像の位相シフト量を算出し、各画像と算出された位相シフト量とを用いて物体の形状を算出することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a measuring apparatus for measuring the shape of an object, the projection system for projecting a fringe pattern whose brightness changes in a sinusoidal shape onto the object, and the object on which the fringe pattern is projected. An imaging system for imaging, and a control unit that calculates the shape of the object using an image obtained by imaging with the imaging system, and the phase of the fringe pattern is shifted by the projection system, respectively. Are projected at least three times to capture an object on which the fringe pattern is projected each time with an imaging system, and the control unit captures each object on which the fringe pattern is projected with each imaging system. And the phase shift amount set in advance, the approximate shape or reflectance distribution of the object is calculated, and the phase shift of each image is calculated using each image and the calculated approximate shape or reflectance distribution. Calculate the amount, calculated with each image And calculating the shape of an object by using the phase shift amount.

本発明によれば、例えば、パターン投影法としての位相シフト法を用いて物体の形状を計測するに際し、計測精度の低下を抑えるのに有利な計測装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when measuring the shape of an object using the phase shift method as a pattern projection method, for example, the measurement apparatus advantageous in suppressing the fall of a measurement precision can be provided.

本発明の一実施形態に係る計測装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the measuring device which concerns on one Embodiment of this invention. 第1実施形態における計測工程の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the measurement process in 1st Embodiment. 第2実施形態における計測工程の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the measurement process in 2nd Embodiment. 第3実施形態における計測工程の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the measurement process in 3rd Embodiment. 三角測量の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of triangulation.

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係る計測装置および計測方法について説明する。本実施形態に係る計測装置(計測方法)は、位相シフト法を利用したパターン投影法を採用して物体(計測対象物)の3次元形状を計測する。図1は、本実施形態に係る計測装置10の構成を示す概略図である。なお、図1では、物体4が載置された状態での平面内に互いに直交するX軸およびY軸を取り、XY平面に垂直(本実施形態では鉛直方向)にZ軸を取っている。計測装置10は、投影系1と、撮像系2と、制御部3とを備える。
(First embodiment)
First, the measurement apparatus and measurement method according to the first embodiment of the present invention will be described. The measurement apparatus (measurement method) according to the present embodiment employs a pattern projection method using a phase shift method to measure the three-dimensional shape of an object (measurement object). FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a measurement apparatus 10 according to the present embodiment. In FIG. 1, the X axis and the Y axis orthogonal to each other are taken in the plane in which the object 4 is placed, and the Z axis is taken perpendicular to the XY plane (in the vertical direction in the present embodiment). The measurement apparatus 10 includes a projection system 1, an imaging system 2, and a control unit 3.

パターン投影法とは、投影系1を用いて、正弦波状に明度が変化した縞パターンを異なる位相で3回以上、物体4に投影し、撮像系2を用いて、物体4の表面で散乱した投影像を投影系1の投影光軸とは異なる方向から撮像する3次元計測方法である。以下、正弦波状の縞パターンを「正弦波パターン」と表記する。この計測方法によれば、位相シフト画像間の輝度差から、物体4の表面形状に応じて変化した正弦波パターンの位相を算出することで、その位相に基づいて物体4の表面形状(3次元形状)を計測することができる。以下、投影系1によって正弦波パターンの位相をそれぞれシフトさせて物体4への正弦波パターンの投影を少なくとも3回行い、各回の正弦波パターンが投影された物体4を撮像系1で撮像して得られた各画像を「位相シフト画像」と表記する。   The pattern projection method uses the projection system 1 to project a fringe pattern whose brightness has changed in a sine wave shape onto the object 4 three or more times with different phases, and is scattered on the surface of the object 4 using the imaging system 2. This is a three-dimensional measurement method for capturing a projected image from a direction different from the projection optical axis of the projection system 1. Hereinafter, the sine wave pattern is referred to as a “sine wave pattern”. According to this measurement method, by calculating the phase of the sine wave pattern that changes according to the surface shape of the object 4 from the luminance difference between the phase-shifted images, the surface shape (three-dimensional) of the object 4 is calculated based on the phase. Shape) can be measured. Hereinafter, the phase of the sine wave pattern is shifted by the projection system 1 to project the sine wave pattern onto the object 4 at least three times, and the object 4 on which each sine wave pattern is projected is imaged by the imaging system 1. Each obtained image is referred to as a “phase shift image”.

投影系1は、所定の角度ずつ位相を順次シフトさせながら、正弦波パターンを物体4に投影する。投影系1は、例えば、白色光源と、白色光源の光をR,G,Bの単色光に分光する3つの液晶パネルと、各液晶パネルで分光されたR,G,Bの単色光の光路を一致させる光学系とを含む液晶プロジェクターである。   The projection system 1 projects a sine wave pattern onto the object 4 while sequentially shifting the phase by a predetermined angle. The projection system 1 includes, for example, a white light source, three liquid crystal panels that divide the light of the white light source into R, G, and B monochromatic light, and an optical path of R, G, and B monochromatic light that is dispersed by each liquid crystal panel. A liquid crystal projector including an optical system for matching the two.

撮像系2は、正弦波パターンが投影されている物体4の画像を撮像する。撮像系2は、例えば、原色タイプのカラーフィルタを採用したCCD(撮像素子)と、被写体の像をCCDの撮像面に結像させる光学系と、CCDの出力を信号処理してR,G,Bの単色光ごとの画像データを得る信号処理回路とを含む単板式のCCDカメラである。   The imaging system 2 captures an image of the object 4 on which the sine wave pattern is projected. The imaging system 2 includes, for example, a CCD (imaging device) that employs a primary color filter, an optical system that forms an image of a subject on the imaging surface of the CCD, and R, G, This is a single-plate CCD camera including a signal processing circuit for obtaining image data for each B monochromatic light.

制御部3は、投影系1および撮像系2の動作を制御し、また、撮像系2で撮像された画像に対して画像処理を実行する。制御部3は、例えば、CPU、メモリ、ディスプレイ、ハードディスク等の記憶装置、入出力用の各種インターフェースなどを含むコンピュータである。また、制御部3は、本実施形態に係る計測方法をプログラム(3次元形状計測用プログラム)として実行し得る。制御部3と投影系1とは、例えばDVIなどのディスプレイ用インターフェースを介して接続されており、制御部3は、投影系1の動作(光源の点灯・消灯や光量調整など)を制御し得る。また、撮像系2は、各画素の画素値(明度)を量子化し、R,G,Bの各色ごとに出力する機能を有しており、制御部3は、撮像系2から出力されるR,G,Bのディジタル信号をディジタル信号入力用のインターフェースを介して取り込み得る。さらに、制御部3は、RS232CやIEEE488などの通信インターフェースを介して撮像系2の動作(撮像のタイミングなど)を制御し得る。   The control unit 3 controls the operations of the projection system 1 and the imaging system 2 and executes image processing on the image captured by the imaging system 2. The control unit 3 is a computer including, for example, a CPU, a memory, a display, a storage device such as a hard disk, various input / output interfaces, and the like. In addition, the control unit 3 can execute the measurement method according to the present embodiment as a program (a three-dimensional shape measurement program). The control unit 3 and the projection system 1 are connected via a display interface such as DVI, for example, and the control unit 3 can control the operation of the projection system 1 (lighting on / off of the light source, light amount adjustment, etc.). . The imaging system 2 has a function of quantizing the pixel value (brightness) of each pixel and outputting it for each color of R, G, and B. The control unit 3 outputs R from the imaging system 2. , G, B digital signals can be taken in via the digital signal input interface. Furthermore, the control unit 3 can control the operation of the imaging system 2 (imaging timing, etc.) via a communication interface such as RS232C or IEEE488.

次に、計測装置10における計測工程(計測方法)について説明する。図2は、本実施形態における計測工程の流れを示すフローチャートである。制御部3は、計測工程を開始すると、まず、正弦波パターンの位相シフト画像を取得する(ステップS101)。なお、本実施形態における位相シフト法では、π/2ずつ位相をずらした(位相シフト量をπ/2と予め設定した)4つの画像(位相シフト画像)から位相を算出する、いわゆる4バケット法を採用するものとする。ただし、位相シフト法は、それぞれ異なる位相で最低3つ以上の画像を取得すれば位相計算が可能であるので、4バケット法に限定するものではない。ここで、制御部3内のCPUは、記憶装置に格納されている最初の正弦波パターンの画像(位相シフト量:0度)をメモリの作業領域に読み出す。読み出された画像は、ディスプレイ用インターフェースを介して投影系1に伝送され、投影系1は、その画像を物体4に投影する。次に、CPUは、物体4の画像を撮像するコマンドを、通信インターフェースを介して撮像系2に伝送する。そして、撮像系2は、上記コマンドを受け取ると、物体4の画像を撮像し、制御部3に伝送する。CPUは、伝送された画像(位相シフト画像)をメモリの作業領域に格納する。これにより、制御部3は、1つ目の正弦波パターンの位相シフト画像(A1)を取得したことになる。制御部3は、この手順と同様に、位相をπ/2、π、3π/2ずらした正弦波パターンを投影し、2〜4つ目の正弦波パターンの位相シフト画像(A2〜A4)を取得する。   Next, the measurement process (measurement method) in the measurement apparatus 10 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the measurement process in the present embodiment. When starting the measurement process, the controller 3 first acquires a phase shift image having a sine wave pattern (step S101). In the phase shift method in the present embodiment, the phase is calculated from four images (phase shift images) in which the phase is shifted by π / 2 (the phase shift amount is preset as π / 2). Shall be adopted. However, the phase shift method is not limited to the 4-bucket method because phase calculation is possible if at least three or more images are acquired at different phases. Here, the CPU in the control unit 3 reads the first sine wave pattern image (phase shift amount: 0 degree) stored in the storage device into the work area of the memory. The read image is transmitted to the projection system 1 via the display interface, and the projection system 1 projects the image onto the object 4. Next, the CPU transmits a command for capturing an image of the object 4 to the imaging system 2 via the communication interface. Upon receiving the command, the imaging system 2 captures an image of the object 4 and transmits it to the control unit 3. The CPU stores the transmitted image (phase shift image) in the work area of the memory. Thereby, the control part 3 acquired the phase shift image (A1) of the 1st sine wave pattern. Similarly to this procedure, the control unit 3 projects a sine wave pattern with phases shifted by π / 2, π, and 3π / 2, and outputs phase shift images (A2 to A4) of the second to fourth sine wave patterns. get.

次に、制御部3は、物体4の概略形状を算出する(ステップS102)。ここで、ステップS101で取得された4つの画像A1〜A4上の同じ位置P(x,y)での明度I〜Iについて、絶対的な明るさは、その位置での表面形状や色などにより変化する。これに対して、相対的な明度差は、必ず、投影された正弦波パターンの位相差分だけの変化を示す。そのため、式(1)より、位置P(x,y)における正弦波パターンの相対位相値φ(x,y)を求めることができる。 Next, the control unit 3 calculates a schematic shape of the object 4 (step S102). Here, regarding the brightnesses I 0 to I 3 at the same position P (x, y) on the four images A1 to A4 acquired in step S101, the absolute brightness is the surface shape or color at that position. It changes by etc. On the other hand, the relative brightness difference always shows a change by only the phase difference of the projected sine wave pattern. Therefore, the relative phase value φ i (x, y) of the sine wave pattern at the position P (x, y) can be obtained from the equation (1).

Figure 2016109580
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ここで、相対位相値φ(x,y)は、式(1)が逆正接関数からなることから明らかなように、正弦波パターンの1位相ごとの値、すなわち−π〜πの間の値となっているため、位相接続処理(アンラッピング処理)を行うことで、絶対位相値φが算出される。この絶対位相値φが等しい点を連結して得られる線が、光切断法における切断線と同様に物体4をある平面で切断した断面の形状を表すから、この絶対位相値φに基づいて、三角測量の原理により物体4の3次元形状を算出することができる。 Here, the relative phase value φ i (x, y) is a value for each phase of the sine wave pattern, that is, between −π to π, as is apparent from the fact that Equation (1) is composed of an arctangent function. since that is the value, by performing phase unwrapping process (unwrapping), absolute phase value phi a is calculated. Line obtained by connecting the points this absolute phase value phi a are equal, since represents a cross-sectional shape taken along a plane which is the object 4 as with cut line in the light section method, based on the absolute phase value phi a Thus, the three-dimensional shape of the object 4 can be calculated by the principle of triangulation.

図5は、三角測量の原理を説明する図である。正弦波パターンの絶対位相値φ、すなわち縞パターンの投影に用いた投影系1の実体格子A上の位置δと、撮像系2の撮像素子B上の結像点位置P(x,y)とは、図5に示すような関係にある。そのため、投影系1と撮像系2との光学的な配置に基づいて、三角測量の原理を表す式(2)を用いて、画像上の点P(x,y)に対応する物体4上の投影点の3次元座標値(X,Y,Z)を求めれば、物体4の3次元形状を得ることができる。 FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of triangulation. The absolute phase value φ a of the sine wave pattern, that is, the position δ on the actual lattice A of the projection system 1 used for the projection of the fringe pattern, and the imaging point position P (x, y) on the imaging device B of the imaging system 2 Is in a relationship as shown in FIG. Therefore, on the object 4 corresponding to the point P (x, y) on the image, using the formula (2) representing the principle of triangulation based on the optical arrangement of the projection system 1 and the imaging system 2. If the three-dimensional coordinate value (X, Y, Z) of the projection point is obtained, the three-dimensional shape of the object 4 can be obtained.

Figure 2016109580
Figure 2016109580

なお、プロジェクターの振動などに起因して、画像A1に対する画像A2、A3、A4の位相シフト量が所望の値π/2、π、3π/2からずれている場合があるため、ステップS102で算出される3次元形状は、精度的に望ましくない。   Note that the phase shift amounts of the images A2, A3, and A4 with respect to the image A1 may deviate from the desired values π / 2, π, and 3π / 2 due to the vibration of the projector. The resulting three-dimensional shape is undesirable in terms of accuracy.

次に、制御部3は、物体4の反射率分布を算出する(ステップS103)。物体4の反射率分布は、式(3)中に含まれる正弦波パターンの平均強度Iave(x,y)の分布に相当する。 Next, the control unit 3 calculates the reflectance distribution of the object 4 (step S103). The reflectance distribution of the object 4 corresponds to the distribution of the average intensity I ave (x, y) of the sine wave pattern included in the equation (3).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ただし、γ(x,y)は、正弦波パターンのモジュレーションを表す。式(3)より、Iave(x,y)は、各画像の強度I(x,y)〜I(x,y)を用いて式(4)で表される。 However, γ (x, y) represents modulation of a sine wave pattern. From equation (3), I ave (x, y) is expressed by equation (4) using the intensities I 0 (x, y) to I 3 (x, y) of each image.

Figure 2016109580
Figure 2016109580

次に、制御部3は、ステップS101で取得された各位相シフト画像A1〜A4の位相シフト量を算出する(ステップS104)。この工程では、制御部3内のCPUは、まず、ステップS102で算出された概略形状と、ステップS103で算出された反射率分布とについて、概略形状の平面度が所定の閾値を超えず、かつ、反射率分布も所定の閾値を超えない計測領域(解析領域)を決定する。なお、これらの閾値は、最終的に必要とされる3次元計測精度により予め決定される。次に、CPUは、ステップS101で取得された4つの位相シフト画像A1〜A4から、それぞれ決定された計測領域の画像を切り出し、4つの部分画像A1´〜A4´を取得する。次に、CPUは、切り出した4つの部分画像に対して、フーリエ変換縞解析法を用いてそれぞれ位相を算出する。   Next, the control unit 3 calculates the phase shift amount of each of the phase shift images A1 to A4 acquired in step S101 (step S104). In this step, the CPU in the control unit 3 firstly, the flatness of the schematic shape does not exceed a predetermined threshold for the schematic shape calculated in step S102 and the reflectance distribution calculated in step S103, and The measurement region (analysis region) in which the reflectance distribution does not exceed a predetermined threshold is determined. These threshold values are determined in advance according to the finally required three-dimensional measurement accuracy. Next, the CPU cuts out images of the determined measurement areas from the four phase shift images A1 to A4 acquired in step S101, and acquires four partial images A1 ′ to A4 ′. Next, the CPU calculates a phase for each of the cut out four partial images using a Fourier transform fringe analysis method.

ここで、フーリエ変換縞解析法について略説する。フーリエ変換縞解析法とは、キャリア周波数(被観察体(物体4に相当)の表面と基準面との間の相対的傾斜による)を導入することにより、1つの縞画像から被観察体の位相を求める手法である。まず、キャリア周波数を導入した場合の干渉縞強度は、被観察体の初期位相を考えなければ、式(5)で表される。   Here, the Fourier transform fringe analysis method will be outlined. The Fourier transform fringe analysis method is a method of introducing the carrier frequency (by the relative inclination between the surface of the object to be observed (corresponding to the object 4) and the reference plane) from one fringe image to the phase of the object to be observed. This is a method for obtaining. First, the interference fringe intensity when the carrier frequency is introduced is expressed by Expression (5) unless the initial phase of the object to be observed is considered.

Figure 2016109580
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ただし、a(x,y)は、干渉縞のバックグラウンド、b(x,y)は、縞のビジビリティ、φ(x,y)は、被観察体の位相、および、f,fは、x,y方向のキャリア周波数である。さらに、式(5)は、式(6)のように変形され得る。 However, a (x, y) is the background of the interference fringes, b (x, y) is stripes visibility, phi (x, y) is the phase of the object to be observed, and, f x, f y is , X and y direction carrier frequencies. Furthermore, equation (5) can be transformed as equation (6).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ただし、c(x,y)は、干渉縞の複素振幅であり、式(7)で表される。また、c(x,y)は、c(x,y)の共役である。 However, c (x, y) is the complex amplitude of the interference fringes and is expressed by Expression (7). C * (x, y) is a conjugate of c (x, y).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

また、式(6)をフーリエ変換すると、式(8)が得られる。   Further, when Expression (6) is Fourier transformed, Expression (8) is obtained.

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ただし、A(η,ξ)は、a(x,y)のフーリエ変換であり、C(η−f,ξ−f)とC(η−f,ξ−f)とは、それぞれ、c(x,y)とc(x,y)とのフーリエ変換である。 However, A (η, ξ) is the Fourier transform of a (x, y), C (η-f x, ξ-f y) and C * (η-f x, ξ-f y) and the , Respectively, are Fourier transforms of c (x, y) and c * (x, y).

次に、式(8)からフィルタリングによりC(η−f,ξ−f)を取り出し、座標(f,f)に位置するスペクトルのピークを周波数座標系の原点に移して、キャリア周波数を除去する。次に、逆フーリエ変換によりc(x,y)を求め、式(9)により、ラッピングされた位相φ(x,y)が得られる。そして、最後に位相接続処理(アンラッピング処理)を行うことで、被観察体の位相φ(x,y)が求められる。 Then, C by filtering from the equation (8) (η-f x , ξ-f y) was removed, transferred to the spectral peaks located at the coordinate (f x, f y) the origin of the frequency coordinate system, the carrier Remove frequency. Next, c (x, y) is obtained by inverse Fourier transform, and the wrapped phase φ (x, y) is obtained by Equation (9). Finally, a phase connection process (unwrapping process) is performed to obtain the phase φ (x, y) of the object to be observed.

Figure 2016109580
Figure 2016109580

上記の説明を踏まえ、以下、フーリエ変換縞解析法を本実施形態に適用する。まず、4つの部分画像A1´〜A4´は、空間キャリアが加わった状態となっているので、各部分画像の強度I(x,y)〜I(x,y)は、式(6)を参照すると、式(10)で表される。 Based on the above description, the Fourier transform fringe analysis method is applied to the present embodiment. First, since the four partial images A1 ′ to A4 ′ are in a state where a spatial carrier is added, the intensities I 0 (x, y) to I 3 (x, y) of the partial images are expressed by the equation (6). ), It is represented by equation (10).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ただし、c(x,y)は、式(11)で表される。 However, c k (x, y) is expressed by Expression (11).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ただし、δは、各画像に与えた位相シフト量(k=0〜3)である。 However, (delta) k is the phase shift amount (k = 0-3) given to each image.

次に、4つの部分画像A1´〜A4´に対してフーリエ変換を行うと、式(8)と同様に、式(12)で表されるフーリエ変換画像が得られる。   Next, when Fourier transform is performed on the four partial images A1 ′ to A4 ′, a Fourier transform image represented by Expression (12) is obtained in the same manner as Expression (8).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

次に、式(12)から、上記説明のとおり、最終的に式(9)と同様に、式(13)で表される、−π〜πでラッピングされた相対位相値θ (x,y)が得られる。 Next, from the equation (12), as described above, finally, similarly to the equation (9), the relative phase value θ k i (x) wrapped by −π to π represented by the equation (13) is expressed. , Y).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

次に、式(13)で表される相対位相値θ (x,y)に対して位相接続処理を行うことで、絶対位相値θ (x,y)が求められる。そして、式(14)に示すとおり、2〜4つ目の絶対位相値θ (x,y)(ただし、k=1〜3)のそれぞれと、1つ目の絶対位相値θ (x,y)との差分から、1つ目の画像に対する位相シフト量δ (ただし、k=1〜3)が得られる。 Next, an absolute phase value θ k a (x, y) is obtained by performing phase connection processing on the relative phase value θ k i (x, y) represented by Expression (13). Then, as shown in Expression (14), each of the second to fourth absolute phase values θ k a (x, y) (where k = 1 to 3) and the first absolute phase value θ 0 a From the difference from (x, y), the phase shift amount δ k (where k = 1 to 3) for the first image is obtained.

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ステップS104内のここまでの工程により、各部分画像すなわち部分計測領域における各画像の位相シフト量が算出される。引き続き、CPUは、全計測領域における各画像の位相シフト量を算出する。ここで、プロジェクターの振動などに起因して発生する可能性のある位相シフト量の誤差は、画面内で一様にオフセットしたピストン成分と、画面内で1次の傾斜を持ったチルト成分とで表現することができる。そこで、CPUは、部分計測領域で得られた位相シフト量の2次元マップに対して平面フィッティングを実行することで、ピストン成分とチルト成分とを算出する。そして、CPUは、この部分計測領域におけるピストン成分とチルト成分とを全計測領域に拡張することで、全計測領域の位相シフト量を算出することができる。   The phase shift amount of each image in each partial image, that is, the partial measurement region is calculated by the steps so far in step S104. Subsequently, the CPU calculates the phase shift amount of each image in the entire measurement region. Here, the phase shift amount error that may occur due to the vibration of the projector is caused by the piston component that is uniformly offset in the screen and the tilt component that has a primary tilt in the screen. Can be expressed. Therefore, the CPU calculates the piston component and the tilt component by performing plane fitting on the two-dimensional map of the phase shift amount obtained in the partial measurement region. Then, the CPU can calculate the phase shift amount of the entire measurement region by extending the piston component and the tilt component in the partial measurement region to the entire measurement region.

なお、ここでは、1つの画像から位相を算出する方法としてフーリエ変換縞解析法を用いるものとしたが、フーリエ変換縞解析法に換えて、例えば、位相をずらした複数の基準格子をそれぞれかけ合せることで位相を算出する電子モアレ法を用いてもよい。   Here, the Fourier transform fringe analysis method is used as a method for calculating the phase from one image. However, instead of the Fourier transform fringe analysis method, for example, a plurality of reference gratings having different phases are multiplied. Thus, an electronic moire method for calculating the phase may be used.

次に、制御部3は、ステップS104で算出された位相シフト量を用いて、物体4の3次元形状を算出する(ステップS105)。ここで、制御部3は、物体4の3次元形状の算出に先立ち、物体4の位相を算出する。物体4の位相は、π/2ずつ位相シフトした4つの位相シフト画像からであれば、式(1)を用いることで容易に算出される。しかしながら、ステップS104で算出対象とされる位相シフト量は、実際には、プロジェクターの振動に起因して正確にπ/2ずつシフトされていない場合もあり得る。そこで、制御部3は、任意の位相シフト量を与えた位相シフト画像から物体4の位相を求めるために、以下のように最小二乗法を用いた位相計算を実行する。   Next, the control unit 3 calculates the three-dimensional shape of the object 4 using the phase shift amount calculated in step S104 (step S105). Here, the control unit 3 calculates the phase of the object 4 before calculating the three-dimensional shape of the object 4. If the phase of the object 4 is from four phase-shifted images that are phase-shifted by π / 2, it can be easily calculated by using Expression (1). However, the phase shift amount to be calculated in step S104 may actually not be accurately shifted by π / 2 due to the vibration of the projector. Therefore, in order to obtain the phase of the object 4 from the phase shift image to which an arbitrary phase shift amount is given, the control unit 3 executes phase calculation using the least square method as follows.

まず、任意の位相シフト量δ(ただし、k=0〜3)を与えた場合の画像は、式(15)で表される。 First, an image when an arbitrary phase shift amount δ k (where k = 0 to 3) is given is expressed by Expression (15).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

ここで、c(x,y)、c(x,y)、c(x,y)を、式(16)のようにそれぞれ定義する。 Here, c 0 (x, y), c 1 (x, y), and c 2 (x, y) are respectively defined as in Expression (16).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

この場合、式(15)は、式(17)のように変形できる。   In this case, equation (15) can be transformed as equation (17).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

そして、位相φ(x,y)を求めるために、制御部3内のCPUは、式(18)に示すメリット関数M(x,y)を最小とするようなa(x,y)、a(x,y)、a(x,y)を算出し、a(x,y)、a(x,y)からφ(x,y)を算出すればよい。 Then, in order to obtain the phase φ (x, y), the CPU in the control unit 3 a 0 (x, y), which minimizes the merit function M (x, y) shown in Expression (18). It is only necessary to calculate a 1 (x, y) and a 2 (x, y) and calculate φ (x, y) from a 1 (x, y) and a 2 (x, y).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

具体的には、式(19)に示す連立方程式を解くことにより、a(x,y)、a(x,y)、a(x,y)が算出される。 Specifically, a 0 (x, y), a 1 (x, y), a 2 (x, y) are calculated by solving the simultaneous equations shown in Expression (19).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

次に、式(20)より、a(x,y)、a(x,y)を用いてφ(x,y)が算出される。 Next, from the equation (20), φ (x, y) is calculated using a 1 (x, y) and a 2 (x, y).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

最終的に、上記で算出された位相は、−π〜πでラッピングされた相対位相値となっているので、CPUは、ステップS102で説明した手順と同様に、位相接続処理を行って絶対位相値を算出し、式(2)を用いて3次元形状の算出を行う。   Finally, since the phase calculated above is a relative phase value wrapped by −π to π, the CPU performs a phase connection process in the same manner as the procedure described in step S102 to perform absolute phase. A value is calculated, and a three-dimensional shape is calculated using equation (2).

このように、計測装置10では、位相シフト法を利用したパターン投影法において、物体4の概略形状や反射率分布を利用して、具体的には概略形状等が均一である領域を抽出してフーリエ変換縞解析法等を行うことで、各画像の位相シフト量を検出する。これにより、物体4が、大きな段差や傾斜を有する複雑形状であったり、計測表面が大きな反射率分布を有したりする場合でも、プロジェクターの振動などに起因して発生する位相シフト誤差の影響を低減することができる。したがって、計測装置10は、物体4の3次元形状を高精度に計測することができる。   As described above, in the pattern projection method using the phase shift method, the measurement apparatus 10 uses the schematic shape and reflectance distribution of the object 4 to extract a region where the schematic shape and the like are specifically uniform. The phase shift amount of each image is detected by performing a Fourier transform fringe analysis method or the like. As a result, even when the object 4 has a complicated shape having a large step or inclination, or the measurement surface has a large reflectance distribution, the influence of the phase shift error caused by the vibration of the projector or the like is reduced. Can be reduced. Therefore, the measuring device 10 can measure the three-dimensional shape of the object 4 with high accuracy.

以上のように、本実施形態によれば、パターン投影法としての位相シフト法を用いて物体の形状を計測するに際し、計測精度の低下を抑えるのに有利な計測装置および計測方法を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a measurement device and a measurement method that are advantageous in suppressing a decrease in measurement accuracy when measuring the shape of an object using the phase shift method as a pattern projection method. Can do.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る計測装置および計測方法について説明する。本実施形態に係る計測装置等の特徴は、正弦波パターンの平均強度、具体的には図2のステップS101で取得された4つの位相シフト画像A1〜A4の各画素の平均強度が計測領域内で均一となるように強度を補正する工程を含む点にある。図3は、本実施形態における計測工程の流れを示すフローチャートである。本実施形態における計測工程は、第1実施形態における計測工程と比較すると、ステップS103とS104との間に以下の工程を含む点が異なる。
(Second Embodiment)
Next, a measuring apparatus and a measuring method according to the second embodiment of the present invention will be described. A feature of the measurement device or the like according to the present embodiment is that the average intensity of the sine wave pattern, specifically, the average intensity of each pixel of the four phase shift images A1 to A4 acquired in step S101 in FIG. And a step of correcting the intensity so as to be uniform. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the measurement process in the present embodiment. The measurement process in the present embodiment is different from the measurement process in the first embodiment in that the following process is included between steps S103 and S104.

制御部3は、ステップS203(図2のステップS103に対応)の後に、ステップS203で算出された物体4の反射率分布Iave(x,y)を用いて、4つの位相シフト画像A1〜A4の強度I(x,y)〜I(x,y)を補正する(ステップS204)。ここで、補正される強度I (x,y)は、式(21)で表される。 After step S203 (corresponding to step S103 in FIG. 2), the control unit 3 uses the reflectance distribution I ave (x, y) of the object 4 calculated in step S203 to provide four phase shift images A1 to A4. Intensities I 0 (x, y) to I 3 (x, y) are corrected (step S204). Here, the corrected intensity I k (x, y) is expressed by Expression (21).

Figure 2016109580
Figure 2016109580

そして、制御部3は、ステップS204で算出された補正後の強度I (x,y)〜I (x,y)を用いて得られた4つの位相シフト画像A1´〜A4´から、図2のステップS104と同様に、位相シフト量を算出する(ステップS205)。以降、ステップS206は、ステップS105と同様である。 Then, the control unit 3 uses the four phase shift images A1 ′ to A4 ′ obtained using the corrected intensities I 0 (x, y) to I 3 (x, y) calculated in step S204. Thus, the phase shift amount is calculated in the same manner as in step S104 in FIG. 2 (step S205). Henceforth, step S206 is the same as that of step S105.

本実施形態によれば、画像の強度ムラを演算補正することで、物体4の反射率分布に起因して発生する可能性のある位相シフト量の演算誤差を低減することができるので、第1実施形態と比較して計測精度の低下をより抑えることができる。   According to the present embodiment, by calculating and correcting the intensity unevenness of the image, it is possible to reduce the calculation error of the phase shift amount that may occur due to the reflectance distribution of the object 4. Compared with the embodiment, a decrease in measurement accuracy can be further suppressed.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る計測装置および計測方法について説明する。本実施形態に係る計測装置等の特徴は、図2に示す第1実施形態における計測工程のステップS103の後に、4つの位相シフト画像を再取得する工程を含む点にある。図4は、本実施形態における計測工程の流れを示すフローチャートである。本実施形態における計測工程は、第1実施形態における計測工程と比較すると、ステップS103とS104との間に以下の工程を含む点が異なる。
(Third embodiment)
Next, a measuring apparatus and a measuring method according to the third embodiment of the present invention will be described. The feature of the measurement device and the like according to the present embodiment is that it includes a step of reacquiring four phase shift images after step S103 of the measurement step in the first embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the measurement process in the present embodiment. The measurement process in the present embodiment is different from the measurement process in the first embodiment in that the following process is included between steps S103 and S104.

制御部3は、ステップS303(図2のステップS103に対応)の後に、4つの位相シフト画像A1”〜A4”を取得する(ステップS304)。ここでは、再度、ステップS301で取得された4つの位相シフト画像A1〜A4の各画素の平均強度が計測領域内で均一となるように調整された正弦波パターンをπ/2ずつ位相をシフトさせて物体4に投影し、4つの位相シフト画像を取得する。具体的には、制御部3内のCPUは、記憶装置に格納されている位相をπ/2ずつシフトした4つの正弦波パターンに対して、ステップS303で算出された物体4の反射率分布Iave(x,y)をそれぞれ除算し、新たに4つの正弦波パターンを生成する。そして、図2のステップS101で説明した方法と同様に、新たに生成した4つの正弦波パターンを物体4に投影し、4つの位相シフト画像A1”〜A4”を再取得する。 After step S303 (corresponding to step S103 in FIG. 2), the control unit 3 acquires four phase shift images A1 ″ to A4 ″ (step S304). Here, the phase of the sine wave pattern adjusted so that the average intensity of each pixel of the four phase shift images A1 to A4 acquired in step S301 is uniform within the measurement region is shifted by π / 2. Then, it is projected onto the object 4 to obtain four phase shift images. Specifically, the CPU in the controller 3 reflects the reflectance distribution I of the object 4 calculated in step S303 for four sine wave patterns obtained by shifting the phase stored in the storage device by π / 2. Each of ave (x, y) is divided to generate four new sine wave patterns. Then, similarly to the method described in step S101 in FIG. 2, the four newly generated sine wave patterns are projected onto the object 4, and the four phase shift images A1 ″ to A4 ″ are reacquired.

次に、制御部3は、ステップS304で再取得した各位相シフト画像A1”〜A4”の位相シフト量を算出する(ステップS305)。なお、具体的な算出方法は、図2のステップS104で説明した方法と同様である。そして、制御部3は、ステップS305で算出された位相シフト量を用いて、3次元形状を算出する(ステップS306)。なお、具体的な算出方法は、図2のステップS105で説明した方法と同様である。   Next, the control unit 3 calculates the phase shift amount of each of the phase shift images A1 ″ to A4 ″ reacquired in step S304 (step S305). A specific calculation method is the same as the method described in step S104 in FIG. Then, the control unit 3 calculates a three-dimensional shape using the phase shift amount calculated in step S305 (step S306). A specific calculation method is the same as the method described in step S105 in FIG.

本実施形態によれば、画像の強度ムラを補正した位相シフト画像を再取得することで、物体4の反射率分布に起因して発生する可能性のある位相シフト量の演算誤差を低減することができるので、第1実施形態と比較して計測精度の低下をより抑えることができる。   According to the present embodiment, by re-acquiring the phase shift image in which the intensity unevenness of the image is corrected, the calculation error of the phase shift amount that may occur due to the reflectance distribution of the object 4 is reduced. Therefore, a decrease in measurement accuracy can be further suppressed as compared with the first embodiment.

なお、上記の各実施形態では、概略形状の平面度および反射率分布の両方が予め設定された所定の閾値を超えない領域を抽出して位相シフト量の検出を行うことを前提とした。これに対して、本発明は、概略形状の平面度または反射率分布の一方が所定の閾値を超えない領域を抽出するものとしてもよい。具体的には、例えば、図2に示す計測工程のうちステップS102またはS103のどちらか一方の工程を省略して、ステップS104では、概略形状の平面度または反射率分布の一方が所定の閾値を超えない領域を抽出して位相シフト量を算出するものとしてもよい。この場合でも、物体4の概略形状または反射率分布の一方が起因して生じる可能性のある位相シフト量の演算誤差を低減し、高精度な位相シフト量の検出を可能とする。   In each of the above embodiments, it is assumed that the phase shift amount is detected by extracting a region where both the flatness of the rough shape and the reflectance distribution do not exceed a predetermined threshold. On the other hand, the present invention may extract a region where one of the flatness or reflectance distribution of the approximate shape does not exceed a predetermined threshold. Specifically, for example, either step S102 or S103 of the measurement process shown in FIG. 2 is omitted, and in step S104, one of the flatness or reflectance distribution of the approximate shape has a predetermined threshold value. It is good also as what calculates the phase shift amount by extracting the area | region which does not exceed. Even in this case, the calculation error of the phase shift amount that may be caused by one of the schematic shape of the object 4 or the reflectance distribution is reduced, and the phase shift amount can be detected with high accuracy.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

1 投影系
2 撮像系
3 制御部
10 計測装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection system 2 Imaging system 3 Control part 10 Measuring apparatus

Claims (6)

物体の形状を計測する計測装置であって、
明度が正弦波状に変化する縞パターンを前記物体に投影する投影系と、
前記縞パターンが投影された前記物体を撮像する撮像系と、
前記撮像系で撮像して得られた画像を用いて前記物体の形状を算出する制御部と、
を有し、
前記投影系によって前記縞パターンの位相をそれぞれシフトさせて前記物体への前記縞パターンの投影を少なくとも3回行って、各回の前記縞パターンが投影された前記物体を前記撮像系で撮像し、
前記制御部は、
前記各回の縞パターンが投影された前記物体を前記撮像系で撮像して得られた各画像と、予め設定された位相シフト量と、を用いて、前記物体の概略形状または反射率分布を算出し、
前記各画像と、前記算出された概略形状または反射率分布と、を用いて前記各画像の位相シフト量を算出し、
前記各画像と前記算出された位相シフト量とを用いて前記物体の形状を算出することを特徴とする計測装置。
A measuring device for measuring the shape of an object,
A projection system that projects a fringe pattern whose brightness changes in a sinusoidal shape onto the object;
An imaging system for imaging the object on which the fringe pattern is projected;
A control unit that calculates the shape of the object using an image obtained by imaging with the imaging system;
Have
The phase of the fringe pattern is shifted by the projection system to project the fringe pattern onto the object at least three times, and the object on which the fringe pattern is projected each time is imaged by the imaging system.
The controller is
The approximate shape or reflectance distribution of the object is calculated using each image obtained by imaging the object on which the fringe pattern is projected each time by the imaging system and a preset phase shift amount. And
Calculate the phase shift amount of each image using each image and the calculated schematic shape or reflectance distribution,
A measuring apparatus that calculates the shape of the object using each of the images and the calculated phase shift amount.
前記制御部は、前記概略形状を算出し、
前記撮像系で撮像して得られた各画像から、前記概略形状の平面度が閾値を超えない領域を抽出し、
前記抽出された領域にてフーリエ変換縞解析法または電子モアレ法を用いて前記各画像の位相を算出し、
前記算出された位相に基づいて前記位相シフト量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
The control unit calculates the schematic shape,
From each image obtained by imaging with the imaging system, extract a region where the flatness of the approximate shape does not exceed a threshold,
Calculate the phase of each image using a Fourier transform fringe analysis method or an electronic moire method in the extracted region,
Calculating the phase shift amount based on the calculated phase;
The measuring apparatus according to claim 1.
前記制御部は、前記反射率分布を算出し、
前記撮像系で撮像して得られた各画像から、前記反射率分布が閾値を超えない領域を抽出し、
前記抽出された領域にてフーリエ変換縞解析法または電子モアレ法を用いて前記各画像の位相を算出し、
前記算出された位相に基づいて前記位相シフト量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
The control unit calculates the reflectance distribution,
From each image obtained by imaging with the imaging system, extract a region where the reflectance distribution does not exceed a threshold,
Calculate the phase of each image using a Fourier transform fringe analysis method or an electronic moire method in the extracted region,
Calculating the phase shift amount based on the calculated phase;
The measuring apparatus according to claim 1.
前記制御部は、前記反射率分布を算出し、
前記算出した反射率分布を用いて前記縞パターンの平均強度が計測領域内で均一となるように、前記各画像の強度を補正し、
前記補正された各画像から前記領域を抽出する、
ことを特徴とする請求項2または3に記載の計測装置。
The control unit calculates the reflectance distribution,
Using the calculated reflectance distribution, correct the intensity of each image so that the average intensity of the fringe pattern is uniform within the measurement region,
Extracting the region from each of the corrected images;
The measuring apparatus according to claim 2 or 3, wherein
前記制御部は、前記反射率分布を算出し、
前記投影系に対して、前記反射率分布を用いて前記縞パターンの平均強度が計測領域内で均一となるように調整した前記縞パターンを、それぞれ異なる位相で3回以上、前記物体に投影させて、前記撮像系かで前記各画像を再取得し、
前記再取得された各画像から前記領域を抽出する、
ことを特徴とする請求項2または3に記載の計測装置。
The control unit calculates the reflectance distribution,
The projection system is configured to project the fringe pattern adjusted so that the average intensity of the fringe pattern is uniform in the measurement region using the reflectance distribution onto the object at three or more different phases. And re-acquiring each image in the imaging system,
Extracting the region from each re-acquired image;
The measuring apparatus according to claim 2 or 3, wherein
物体の形状を計測する計測方法であって、
明度が正弦波状に変化する縞パターンの前記物体への投影を、前記縞パターンの位相をそれぞれシフトさせて少なくとも3回行って、各回の前記縞パターンが投影された前記物体を撮像することで各画像を取得する工程と、
前記取得した各画像と、予め設定された位相シフト量とを用いて、前記物体の概略形状または反射率分布を算出する工程と、
前記取得した各画像と、前記算出された概略形状または反射率分布とを用いて、前記各画像の位相シフト量を算出する工程と、
前記取得した各画像と、前記算出された位相シフト量とを用いて、前記物体の形状を算出する工程と、
を含むことを特徴とする計測方法。
A measurement method for measuring the shape of an object,
By projecting the fringe pattern whose brightness changes in a sine wave shape onto the object at least three times by shifting the phase of the fringe pattern, and imaging each object on which the fringe pattern is projected each time. Acquiring an image;
Calculating the approximate shape or reflectance distribution of the object using each acquired image and a preset phase shift amount; and
Calculating the phase shift amount of each image using each acquired image and the calculated schematic shape or reflectance distribution;
Calculating the shape of the object using each acquired image and the calculated phase shift amount; and
A measurement method comprising:
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