JP4379056B2 - 三次元画像撮像装置および方法 - Google Patents
三次元画像撮像装置および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4379056B2 JP4379056B2 JP2003312932A JP2003312932A JP4379056B2 JP 4379056 B2 JP4379056 B2 JP 4379056B2 JP 2003312932 A JP2003312932 A JP 2003312932A JP 2003312932 A JP2003312932 A JP 2003312932A JP 4379056 B2 JP4379056 B2 JP 4379056B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- imaging
- light
- principal point
- projection
- optical system
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 300
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 120
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 88
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 40
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 14
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 6
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/2545—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with one projection direction and several detection directions, e.g. stereo
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/2509—Color coding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Input (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
なお,この発明は装置またはシステムとして実現できるのみでなく,方法としても実現可能である。また,そのような発明の一部をソフトウェアとして構成することができることはもちろんである。またそのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品もこの発明の技術的な範囲に含まれることも当然である。
図14は,実施例6の三次元画像撮像装置を示しており,この図において図4と対応する箇所には体操する符号を付した。この例では,同主点配置手段13Aとしてビームスプリッタ(キューブ型またはプレート型)を用いた。第2の撮像手段30Aはテクスチャ・パターン撮像部31と結像光学系32とを具備し,他方,偏光方位選択手段(図4に符号33で示す)は設けられていない。
11 光源
12 パターン発生部
13,13A 同主点配置手段
14 結像光学系
15 光トラップ
16 光整形光学系
20 第1の撮像手段
21 テクスチャ・パターン撮像部
30,30A 第2の撮像手段
31 テクスチャ・パターン撮像部
32 結像光学系
33 偏光方位選択手段
40 カバー部材
50 筐体
60 液晶表示装置
61 スイッチ
70 第3の撮像手段
80 光源駆動部
90 電源
Claims (8)
- 物体にパターン光を投射する投射手段と,前記物体からの反射像を撮像する第1の撮像手段と,前記第1の撮像手段と光学的に異なる主点をとるように配置され前記物体からの反射像を撮像する第2の撮像手段とを有し,前記物体の三次元形状を測定する三次元画像撮像装置において,
前記投射手段と前記第1の撮像手段を光学的に同主点位置に配置させるための同主点配置手段と,
前記投射手段と前記第1の撮像手段において共用される結像光学系とを有し,
さらに,前記同主点配置手段は,
前記投射手段からの光を偏光光に変換する偏光変換機能と,
前記物体からの反射光のうち前記第1の撮像手段に導く光を選択する偏光方位選択機能とを有し、
上記偏光方位選択機能は、その透過軸を、上記偏光変換機能による偏光光の偏光方位と垂直になるように設定されることを特徴とする三次元画像撮像装置。 - 前記結像光学系はズーム手段を備え,前記ズーム手段によりズーム比が変更された場合に前記投射手段と前記第1の撮像手段の同主点位置関係が不変であるように構成された請求項1記載の三次元画像撮像装置。
- 前記同主点配置手段はプレート型あるいはキューブ型の形状を有する偏光ビームスプリッタを用いて構成される請求項1記載の三次元画像撮像装置。
- 前記第2の撮像手段は,前記物体のテクスチャおよびパターン反射像を撮像するテクスチャ・パターン撮像部と,結像光学系と,前記物体からの反射光のうち前記第2の撮像手段に導く光を選択する偏光方位選択手段とを有する請求項1記載の三次元画像撮像装置。
- 前記第2の撮像手段における前記偏光方位選択手段は前記同主点配置手段の偏光変換機能により偏光変換された偏光光の偏光方位に対し,前記偏光方位選択手段が選択する偏光方位の角度を相対的に変化させる角度調整機能を備える請求項4記載の三次元画像撮像装置。
- 前記偏光変換機能と前記偏光方位選択機能を備える前記同主点配置手段に入射する光は略平行化された光である請求項1記載の三次元画像撮像装置。
- 物体にパターン光を投射する投射手段と,前記物体からの反射像を撮像する第1の撮像手段と,前記投射手段と前記第1の撮像手段を光学的に同主点位置に配置させるための同主点配置手段と,前記投射手段と前記第1の撮像手段において共用される結像光学系と,前記第1の撮像手段と光学的に異なる主点をとるように配置され前記物体からの反射像を撮像する第2の撮像手段とを用い,さらに,前記同主点配置手段に設けた偏光変換機能により,前記投射手段からの光を偏光光に変換し,前記同主点配置手段に設けた偏光方位選択機能により,前記物体からの反射光のうち前記第1の撮像手段に導く光を選択し,前記第2の撮像手段に設けた偏光方位選択手段により,前記物体からの反射光のうち前記第2の撮像手段に導く光を選択し,前記第1の撮像手段により取得した物体からの反射像と前記第2の撮像手段により取得した物体からの反射像に基づいて三次元形状を計測し、さらに上記偏光方位選択機能は、その透過軸を、上記偏光変換機能による偏光光の偏光方位と垂直になるように設定されることを特徴とする三次元画像撮像方法。
- 物体にパターン光を投射する投射手段と,前記物体からの反射像を撮像する第1の撮像手段と,前記第1の撮像手段と光学的に異なる主点をとるように配置され前記物体からの反射像を撮像する第2の撮像手段とを有し,前記物体の三次元形状を測定する三次元画像カメラにおいて,
前記投射手段と前記第1の撮像手段を光学的に同主点位置に配置させるための同主点配置手段と,
前記投射手段と前記第1の撮像手段において共用される結像光学系と,
前記投射手段と,前記第1の撮像手段と,前記第2の撮像手段を取り付ける筐体とを有し,
さらに,前記同主点配置手段は,
前記投射手段からの光を偏光光に変換する偏光変換機能と,
前記物体からの反射光のうち前記第1の撮像手段に導く光を選択する偏光方位選択機能とを有し、
上記偏光方位選択機能は、その透過軸を、上記偏光変換機能による偏光光の偏光方位と垂直になるように設定されることを特徴とする三次元画像カメラ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003312932A JP4379056B2 (ja) | 2003-08-12 | 2003-09-04 | 三次元画像撮像装置および方法 |
US10/778,092 US7078720B2 (en) | 2003-08-12 | 2004-02-17 | Range finder for measuring three-dimensional geometry of object and method thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003292543 | 2003-08-12 | ||
JP2003312932A JP4379056B2 (ja) | 2003-08-12 | 2003-09-04 | 三次元画像撮像装置および方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005090958A JP2005090958A (ja) | 2005-04-07 |
JP4379056B2 true JP4379056B2 (ja) | 2009-12-09 |
Family
ID=34137963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003312932A Expired - Fee Related JP4379056B2 (ja) | 2003-08-12 | 2003-09-04 | 三次元画像撮像装置および方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7078720B2 (ja) |
JP (1) | JP4379056B2 (ja) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1294189A3 (en) * | 2001-09-18 | 2004-01-14 | Sony Corporation | Optical state modulation |
ATE383817T1 (de) | 2004-06-17 | 2008-02-15 | Cadent Ltd | Verfahren zum bereitstellen von daten im zusammenhang mit der mundhöhle |
US8644908B2 (en) * | 2004-07-30 | 2014-02-04 | Hologic Inc | Imaging device for fused mammography with independently moveable imaging systems of different modalities |
CN101053249B (zh) * | 2005-09-09 | 2011-02-16 | 松下电器产业株式会社 | 图像处理方法、图像存储方法、图像处理装置及文件格式 |
JP4848166B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-12-28 | 株式会社トプコン | 三次元計測用投影装置及びシステム |
DE102006030356B4 (de) * | 2006-06-30 | 2012-03-29 | Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH | Verfahren zur optischen Vermessung von Objekten |
JP4697087B2 (ja) * | 2006-08-09 | 2011-06-08 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像処理装置 |
JP5029618B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2012-09-19 | 日本電気株式会社 | パターン投影法による3次元形状計測装置、方法およびプログラム |
DE102007022361A1 (de) * | 2007-05-04 | 2008-11-06 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Vorrichtung und Verfahren zum berührungslosen Erfassen räumlicher Koordinaten einer Oberfläche |
FR2940423B1 (fr) * | 2008-12-22 | 2011-05-27 | Noomeo | Dispositif de numerisation tridimensionnelle a reconstruction dense |
US8570530B2 (en) * | 2009-06-03 | 2013-10-29 | Carestream Health, Inc. | Apparatus for dental surface shape and shade imaging |
US8396685B2 (en) | 2009-09-15 | 2013-03-12 | Qualcomm Incorporated | Small form-factor distance sensor |
US8497981B2 (en) * | 2009-09-15 | 2013-07-30 | Qualcomm Incorporated | Small form-factor size sensor |
CN102455825B (zh) * | 2010-10-25 | 2016-03-30 | 中山市云创知识产权服务有限公司 | 多媒体简报指示系统及方法 |
KR101798063B1 (ko) | 2010-12-14 | 2017-11-15 | 삼성전자주식회사 | 조명 광학계 및 이를 포함하는 3차원 영상 획득 장치 |
CN103782129B (zh) * | 2011-09-09 | 2016-09-14 | (株)茵斯派托 | 利用投影光栅振幅的三维形状测量装置及方法 |
US9098147B2 (en) | 2011-12-29 | 2015-08-04 | Industrial Technology Research Institute | Ranging apparatus, ranging method, and interactive display system |
US9186470B2 (en) * | 2012-02-08 | 2015-11-17 | Apple Inc. | Shape reflector and surface contour mapping |
KR20130114313A (ko) * | 2012-04-09 | 2013-10-18 | 엘지전자 주식회사 | 3차원 영상 카메라 |
TWI467242B (zh) | 2012-05-29 | 2015-01-01 | Delta Electronics Inc | 提供複數視角影像之投影裝置 |
EP2728306A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-07 | Hexagon Technology Center GmbH | Method and device for determining three-dimensional coordinates of an object |
CN103983981A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-08-13 | 北京理工大学 | 基于相位测距原理的三维压缩成像方法及装置 |
US9675430B2 (en) | 2014-08-15 | 2017-06-13 | Align Technology, Inc. | Confocal imaging apparatus with curved focal surface |
DE102017208839A1 (de) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | Cst Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Profiltiefe eines Reifens |
EP3879226B1 (en) | 2018-11-08 | 2023-01-04 | Chengdu Pin Tai Ding Feng Business Administration | Three-dimensional measurement device |
CN109489583B (zh) * | 2018-11-19 | 2021-09-17 | 先临三维科技股份有限公司 | 投影装置、采集装置及具有其的三维扫描系统 |
EP3708948B1 (en) * | 2019-03-12 | 2021-09-22 | Sick Ag | A light line triangulation apparatus |
KR102547049B1 (ko) * | 2021-02-05 | 2023-06-26 | 경북대학교 산학협력단 | 광 시야각 플래시 라이다 장치 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02146534A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-05 | Canon Inc | 画像表示装置 |
JP2815910B2 (ja) * | 1989-07-19 | 1998-10-27 | シャープ株式会社 | 投影形画像表示装置 |
JPH03192474A (ja) | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Fujitsu Ltd | 3次元形状計測方式 |
JP2983318B2 (ja) | 1991-03-29 | 1999-11-29 | 群馬県 | 形状測定装置及び測定法 |
EP0553700B1 (de) * | 1992-01-29 | 1997-06-04 | Deutsche Thomson-Brandt GmbH | Videokamera, wahlweise als Projektor betreibbar |
US5783833A (en) * | 1994-12-12 | 1998-07-21 | Nikon Corporation | Method and apparatus for alignment with a substrate, using coma imparting optics |
JPH09128818A (ja) * | 1995-11-02 | 1997-05-16 | Sony Corp | 露光装置 |
US6034803A (en) * | 1997-04-30 | 2000-03-07 | K2 T, Inc. | Method and apparatus for directing energy based range detection sensor |
JP3816632B2 (ja) * | 1997-05-14 | 2006-08-30 | オリンパス株式会社 | 走査型顕微鏡 |
JP3614001B2 (ja) * | 1997-12-03 | 2005-01-26 | セイコーエプソン株式会社 | 投影装置 |
JP3610764B2 (ja) * | 1998-02-25 | 2005-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 光学装置、及びこれを備えた投写型表示装置 |
DE19911419A1 (de) * | 1998-03-16 | 1999-10-14 | Cyberoptics Corp | Digitales Bereichssensorsystem |
EP1006386B1 (en) * | 1998-05-25 | 2011-05-04 | Panasonic Corporation | Range finder and camera |
JP3384329B2 (ja) | 1998-06-22 | 2003-03-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 3次元画像撮影装置 |
JP3482990B2 (ja) * | 1998-08-18 | 2004-01-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 3次元画像撮影装置 |
JP2001324327A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Asahi Optical Co Ltd | 分岐光学系を用いたaf測量機 |
JP2002218505A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-08-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 3次元画像撮像装置 |
US6856446B2 (en) * | 2001-12-12 | 2005-02-15 | Texas Instruments Incorporated | Digital micromirror device having mirror-attached spring tips |
-
2003
- 2003-09-04 JP JP2003312932A patent/JP4379056B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-02-17 US US10/778,092 patent/US7078720B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050035314A1 (en) | 2005-02-17 |
US7078720B2 (en) | 2006-07-18 |
JP2005090958A (ja) | 2005-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4379056B2 (ja) | 三次元画像撮像装置および方法 | |
US10254111B2 (en) | Device for optical 3D measuring of an object | |
US8199335B2 (en) | Three-dimensional shape measuring apparatus, three-dimensional shape measuring method, three-dimensional shape measuring program, and recording medium | |
US9479757B2 (en) | Structured-light projector and three-dimensional scanner comprising such a projector | |
US7349104B2 (en) | System and a method for three-dimensional imaging systems | |
US6600168B1 (en) | High speed laser three-dimensional imager | |
US20060164526A1 (en) | Image processing device and image capturing device | |
CN104903680B (zh) | 控制三维物体的线性尺寸的方法 | |
JP2004239886A (ja) | 三次元画像撮像装置および方法 | |
CN104614925B (zh) | 投影装置与深度测量系统 | |
KR102531282B1 (ko) | 대치 채널을 갖는 3-차원 센서 | |
US20190166348A1 (en) | Optically offset three-dimensional imager | |
JP2014106094A (ja) | 形状測定装置 | |
JP2006267031A (ja) | 3次元入力装置および3次元入力方法 | |
CN114898038A (zh) | 一种图像重建方法、装置及设备 | |
US11326874B2 (en) | Structured light projection optical system for obtaining 3D data of object surface | |
WO2020102658A2 (en) | Laser projection system | |
US20240167811A1 (en) | Depth data measuring head, computing device and measurement method | |
JP6060729B2 (ja) | 三次元投射装置 | |
JP2007155600A (ja) | 三次元形状計測用投光装置及び三次元形状計測装置 | |
JP4323779B2 (ja) | 3次元形状計測方法および3次元形状計測装置 | |
JP2004053532A (ja) | 光学的形状測定装置 | |
JP6626552B1 (ja) | マルチ画像プロジェクタ及びマルチ画像プロジェクタを有する電子デバイス | |
JP2006277023A (ja) | 3次元情報取得装置、パターン光生成方法、3次元情報取得方法、プログラム及び記録媒体 | |
US20170003515A1 (en) | Enhanced Resolution for Images on Microdisplays |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060824 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090825 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090907 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4379056 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |