JP6720358B2 - 3dスキャンシステム - Google Patents
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Description
投射用光源は、対象物に空間周波数を持つ2次元光を投射するために用いられる。画像キャプチャ装置は、2次元光から照射された対象物の画像をキャプチャするために用いられる。信号処理装置は、投射用光源と画像キャプチャ装置にカップリングして画像の鮮明度を分析し、画像の鮮明度が要求基準より低い場合、2次元光の空間周波数を低下させるために用いられる。
投射用光源は、対象物に対して時間とともに第1パターンから第2パターンに転換する2次元光を投射するために用いられる。画像キャプチャ装置は、各々第1パターンから照射された対象物の第1画像及び第2パターンから照射された対象物の第2画像をキャプチャするために用いられる。信号処理装置は、投射用光源と画像キャプチャ装置にカップリングし、また第1画像と第2画像を相互参照することで、3Dモデルを生成する。
図1に示すように、2次元光Lは、平面において四辺形の照射範囲を投射でき、この四辺形の照射範囲内に明暗を繰り返す縞模様が現れる。
図からも分かるように、空間周波数が高ければ高いほど、画像の鮮明度がデフォーカス距離の影響を益々容易に受けてしまう。
図からも分かるように、空間周波数が比較的高い時、デフォーカス平面が遠ければ遠いほど、測定した画像が益々不鮮明となる。更に図5を図6及び図7と比較すると分かるように、空間周波数が低下した時、焦平面でずれた位置に十分鮮明な画像も測定できる。
幾つかの実施例において、信号処理装置300は、空間周波数を自ら低下してから空間周波数の低下後の画像が該要求基準に適合しているかどうかを測定し、まだ適合しない場合、再度空間周波数を低下する。幾つかの実施例において、操作者が信号処理装置300を操作して空間周波数の低下数値を指定する。
図8は本発明の一実施例に係る周波数の組み合わせを示す模式図である。ここで、2次元光Lが順次1つの明領域Z1及び1つの暗領域Z2で構成される2次元光L1から交替する2つの明領域Z1と2つの暗領域Z2で構成される2次元光L2に変化し、交替する4つの明領域Z1と4つの暗領域Z2で構成される2次元光L3に変化する。こうして、照射範囲に対して空間符号化することで、照射範囲内の各位置に対して追跡できる。このように、前記明領域、暗領域の境界線は、鮮明或いは漸変とすることができる。
画像キャプチャ装置200は、各々第1パターンから照射された対象物の第1画像及び第2パターンから照射された対象物の第2画像をキャプチャする。信号処理装置300は、第1画像と第2画像を相互参照して、2つの画像における対象物の同一位置が対応する計算結果を比較し、結果が異なる場合、3Dモデルを生成するため、その結果を除去し、実質的に同じ或いは近い計算結果のみを残し、不足部分は補間法を通じて補足できる。
110 発光ユニット
200 画像キャプチャ装置
300 信号処理装置
A、B、C 線
L、L1、L2、L3 2次元光
Z1 明領域
Z2 暗領域
P1 第1パターン
P2 第2パターン
k1 第1方向
k2 第2方向
θ 交角
Claims (9)
- 対象物に空間周波数を持つ2次元光を投射するための投射用光源と、
前記2次元光から照射された前記対象物の画像をキャプチャするための画像キャプチャ装置と、
前記投射用光源と前記画像キャプチャ装置にカップリングして前記画像の鮮明度を分析し、前記画像の前記鮮明度が要求基準より低い場合、前記2次元光の前記空間周波数を低下させるための信号処理装置と、を含むことを特徴とする、
3Dスキャンシステム。 - 前記2次元光の前記空間周波数が、単一周波数であることを特徴とする、請求項1に記載の3Dスキャンシステム。
- 前記2次元光の前記空間周波数が、周波数の組み合わせであり、前記周波数の組み合わせは時間に伴い異なる空間周波数を変更することを特徴とする、請求項1に記載の3Dスキャンシステム。
- 前記2次元光は、時間とともに第1パターンから第2パターンに転換し、画像キャプチャ装置が各々前記第1パターンから照射された前記対象物の第1画像及び前記第2パターンから照射された前記対象物の第2画像をキャプチャし、信号処理装置が第1画像と第2画像を相互参照することで、3Dモデルを生成することを特徴とする、請求項1に記載の3Dスキャンシステム。
- 前記投射用光源は、2次元に配列された発光ユニットを備え、前記第1パターンが第1方向におけるインターバル発光方式で生成され、前記第2パターンが第2方向におけるインターバル発光方式で生成されることを特徴とする、請求項4に記載の3Dスキャンシステム。
- 対象物に対して時間とともに第1パターンから第2パターンに転換する2次元光を投射するための投射用光源と、
各々前記第1パターンから照射された前記対象物の第1画像及び前記第2パターンから照射された前記対象物の第2画像をキャプチャするための画像キャプチャ装置と、
前記投射用光源と前記画像キャプチャ装置にカップリングし、また前記第1画像と前記第2画像を相互参照することで、2つの画像における対象物の同一位置が対応する計算結果を比較して、異なる結果を除去し、3Dモデルを生成するための信号処理装置と、を含むことを特徴とする、
3Dスキャンシステム。 - 前記投射用光源は、2次元に配列された発光ユニットを備え、前記第1パターンが第1方向におけるインターバル発光方式で生成され、前記第2パターンが第2方向におけるインターバル発光方式で生成されることを特徴とする、請求項6に記載の3Dスキャンシステム。
- 前記第1方向と前記第2方向との間の交角は、90度であることを特徴とする、請求項7に記載の3Dスキャンシステム。
- 前記第1方向と前記第2方向との間の交角は、0度〜180度の範囲内にあり、かつ0度、90度或いは180度ではないことを特徴とする、請求項7に記載の3Dスキャンシステム。
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