JPH0137683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、３次元物体の正射影画像を形成する
方法に関する。

一般に、通常のカメラでは、例えば、第１図に
示す如き３次元物体に対してカメラを真正面に据
えて撮影したとしても、第２図に示すように、遠
近的に撮影されるため、第３図に示す如き正射影
画像は得られない。

ところで、例えば、プラント類等、単に頭で考
えて設計するのが困難であるか、或いは実際的で
はない設計の分野では、予じめ模型を製作し、そ
の模型から実際の寸法を測定しつつ、設計図面を
書き上げる設計方法が採用されている。

このような場合に、第３図に示す如き３次元物
体の正射影画像を簡単に形成することができれ
ば、実際の寸法を測定しつつ設計図面を引く面倒
な作業を省略することができ、この種設計者の負
担を著しく軽減することができる。

この種の要請は、上記の如き設計の分野に必ら
ずしも限られず、奥行のある種々の物品を正確に
図面化する必要は一般に広く存在する。

本発明は、かかる要請に着目してなされたもの
であつて、カメラにより３次元物体を面的に相対
走査し、カメラの光軸に平行なもしくはこれに近
い光線のみを利用することにより、３次元物体の
正射影画像を正確に形成することができる新規か
つ有用な方法を提供することを基本的な目的とし
ている。

以下、図示の実施例について本発明方法をより
具体的に説明する。

第４図において、１は正射影画像を形成すべき
奥行のある３次元物体、２は対峙した３次元物体
１の例えば前面を光軸Ｌに垂直な面内において、
例えば第５図に示すように、２次元的に走査する
ことができるように、２次元もしくは３次元の適
当な走査機構（図示せず。）により支持した走査
用カメラ、３は走査用カメラの結像面上に配置し
たフオトランジスタ等の受光素子４の受光信号が
入力され、入力されたアナログの受光信号をデイ
ジタル的に処理して、各走査点もしくは走査線上
の画像情報をアドレス化して電気的もしくは磁気
的に記憶する画像メモリ回路、５は画像メモリ回
路３に記憶された画像情報からもしくは受光素子
４のアナログ信号から直接に、３次元物体１の正
射影画像を形成する画像処理回路、６は画像処理
回路５において形成された画像を出力するモニタ
ー、プロツター等の画像出力装置である。なお、
図中７は、走査用カメラ２のコントロールユニツ
トである。

上記走査用カメラ２は、通常の撮影光学系を備
えたものであつてもよいが、第６図に図式的に示
すように、光軸Ｌに平行な平行光線を主光線とす
るための絞り９を設けたいわゆるテレセントリツ
ク光学系１０を採用したカメラを用いることが好
ましい。テレセントリツク光学系１０を用いた場
合には、受光素子４を光軸Ｌに垂直な直線上に配
列した直線の配列を有する固体撮像素子とするこ
とができ、一定の幅で走査することができるの
で、点走査に比べて有利である。

なお、通常の撮影光学系を備えたカメラの場合
には、平行光線を利用するため、カメラの光軸上
に受光素子を配置する必要があり、走査は点走査
となる。

また、第７図に示すように、カメラの光軸L₁
に対して一定の角度θだけ傾斜した画像光のみを
選択するよう、予じめカメラの光軸L₁を傾斜さ
せた状態で、カメラを走査させるようにしても、
平行光線の場合と同様の画像が得られる。

上記画像メモリ回路３は、例えば受光素子４の
受光信号を被写界深度内の光か否か判定するため
レベル判定し、判定結果は各走査位置に対応した
アドレスに記憶する。なお、凹凸のある３次元物
体１の場合には、レベル判定を容易化するため、
例えば、凹面と凸面に明度の異なる色彩を付する
等、凹面と凸面とを光学的に識別しうるようにす
ることが好ましい。

また、画像処理回路５は、画像メモリ回路３に
記憶された画像情報を読出し、読出した情報か
ら、３次元物体１の正射影画像を被写界深度の範
囲内で正確に形成する。

この画像処理に際しては、３次元物体１の各外
形線の線長、線間距離等３次元物体１の正射影画
像の寸法諸元を算出するようにしておく。

なお、３次元物体１の奥行が大きく、被写界深
度内において捉えきれない場合には、第４図に両
矢印Ｚで示すように、例えば走査用カメラ２を光
軸方向Ｚに移動させることにより、走査用カメラ
２と３次元物体１との間の距離を被写界深度を考
慮して２段もしくはそれ以上に多段に設定し、各
走査によつて得られた各正射影画像を合成し、全
体として一つの正射影画像を形成するようにする
ことが好ましい。また、逆に３次元物体の表面の
模様等を正確に捉えるためには、通常の光学系を
備えたカメラを用い、被写界深度を浅く設定した
うえで、表面に焦点を合せて撮影するようにすれ
ばよい。

さらに、上記画像処理回路５は、受光素子４の
アナログ受光信号をダイレトに受信し、いわゆる
輪郭強調の手法として公知の方法、より一般的に
は、受光信号の微分値から輪郭を抽出する処理法
によつて画像処理を行なうようにしてもよい。こ
の場合には、走査に同期してオンラインで画像出
力を得ることができる。

上記画像出力装置６は、その用途に応じてブラ
ウン管等のモニター表示装置、ｘ−ｙプロツター
の他、例えば、各線間距離等をデイジタル表示す
るデイジタル式の表示装置もしくは記録装置を用
いることができる。

以上の如く、本発明は、正射影画像を形成すべ
き３次元物体１に対して走査用カメラ２を相対峙
させ、カメラの光軸に垂直な面内において、走査
用カメラ２により３次元物体１の全面を平行走査
し、得られる画像光のうち、上記光軸と平行な平
行光および平行に近い光線のみを選択し、被写界
深度の範囲内で３次元物体１の正射影画像を記憶
し、もしくは油出することにより、３次元物体１
の正射影画像を形成するようにしたものである。

なお、上記実施例では、画像メモリ回路５とし
て電気的もしくは磁気的に画像情報を記憶するメ
モリ回路５を用いたが、例えば写真乾板等の感光
材料、撮像管等の画像情報を光学的、電気的、磁
気的に記憶することができる公知の記憶手段を用
いることができる。

本発明方法によれば、したがつて、３次元物体
の正確な正射影画像を得ることができ、３次元物
体の製図もしくは図面化、さらには３次元物体の
寸法測定をオンラインで容易かつ正確に行なうこ
とができ、この種作業の簡略化、能率化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は３次元物体の一例を示す斜視図、第２
図は通常のカメラで撮影したときに得られる正面
画像、第３図は上記物体の正射影画像、第４図は
本発明の一実施例を示すブロツク説明図、第５図
は走査方式を示す３次元物体の正面図、第６図お
よび第７図は走査用カメラに用いる光学系の一例
を示す各概略側面図である。 １……３次元物体、２……走査用カメラ、３…
…画像メモリ回路、５……画像処理回路、６……
画像出力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テレセントリツク光学系を備えた走査用カメ
   ラを用いて、走査用カメラの光軸に垂直な面内に
   おいて３次元物体を光学的に走査して画像をメモ
   リし、得られた画像光のうち、走査用カメラの光
   学系の被写界深度内にある画像光を抽出して、３
   次元物体の正射影画像を形成するようにしたこと
   を特徴とする３次元物体の正射影画像形成方法。