JPH07248212A - Instrument for measuring three-dimensional shape - Google Patents

Instrument for measuring three-dimensional shape

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JPH07248212A
JPH07248212A JP6038928A JP3892894A JPH07248212A JP H07248212 A JPH07248212 A JP H07248212A JP 6038928 A JP6038928 A JP 6038928A JP 3892894 A JP3892894 A JP 3892894A JP H07248212 A JPH07248212 A JP H07248212A
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JP
Japan
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reflected
image
slit
light source
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Katsumi Hosokawa
勝美 細川
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the measuring accuracy and to shorten a required measuring time by setting a photographing means within a plane including a widthwise direction of a luminous flux on a slit so that a photodetecting part thereof is faced to a to-be-measured object. CONSTITUTION:A light source device 5 is arranged so that a widthwise direction of a slit-like light 51 is at right angles to a transferring direction of a conveyor 4. A camera 2 is set within a plane 1a including the widthwise direction of the slit light 51, with a photodetecting part 21 faced to a to-be-measured object 3. The camera 2 outputs an image signal 2a corresponding to a reflecting light of the slit light 51 reflected by the object 3 and entering the photodetecting part 21. Reflecting mirror constitutional bodies 6A, 6B guides the reflecting lights 51A, 51B reflected from the object 3 so that the whole of an image of the object 3 shown at each reflecting mirror 62A, 62B is detected by the photodetecting part 21 of the camera 2. Accordingly, an integral image of the object which is at the opposite side to the plane is obtained by the camera 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、画像を基にして物体
の三次元形状の計測を行う装置に係わり、計測性能を向
上すべく改良されたその構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring a three-dimensional shape of an object based on an image, and relates to an improved structure for improving measurement performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】広く産業界において行われている画像を
基にして計測対象物体(以降、単に物体と略称すること
がある。)の三次元形状を計測する方法の一つとして、
2台のITVカメラ等の撮像手段(以降、単にカメラと
略称することがある。)を物体に対して既知の角度で設
置して撮影する両眼立体視法(ステレオ法)と呼ばれる
方法がある。2つの画像間において対応点を捜し出し、
その点の各画像における位置の差異によってその点の高
さを算出する方法である。また、上記の2台のカメラの
内、一方のカメラを光源に代えた方法として光投影法が
ある。光源には半導体レーザーなどが使用されるが、光
源から照射される光束の形状としてスポット状の光束や
スリット状の光束(以降、単にスリット光と略称するこ
とがある。)が用いられ、移動あるいは回転しながら撮
影を行って、全体の形状を計測する方法である。いずれ
の場合においても、物体の高さや奥行きを算出する原理
には、よく知られているところの三角測量の原理が用い
られている。しかし、ステレオ法の場合では対応点の検
出が困難である場合があるため、従来の多くの事例で
は、光切断法が利用されており、光源としてはスリット
光を使用して,物体もしくはカメラが移動する方向に対
して直交する方向からスリット光を照射し、カメラは物
体の斜め上方から物体を撮影し、物体もしくはカメラを
移動しながら間隔を置いて複数回数撮影することで、複
数の物体の画像から,物体の三次元形状を計測する方法
が用いられている。
2. Description of the Related Art As one of methods for measuring a three-dimensional shape of an object to be measured (hereinafter sometimes simply referred to as an object) based on an image widely used in industry,
There is a method called a binocular stereoscopic method (stereo method) in which two ITV cameras and other image pickup means (hereinafter, sometimes simply referred to as cameras) are installed at a known angle with respect to an object and imaged. . Find corresponding points between two images,
This is a method of calculating the height of the point based on the difference in the position of the point in each image. Further, there is a light projection method as a method in which one of the above two cameras is replaced with a light source. A semiconductor laser or the like is used as the light source, and a spot-shaped light beam or a slit-shaped light beam (hereinafter, simply referred to as slit light) is used as the shape of the light beam emitted from the light source to move or This is a method of taking an image while rotating and measuring the entire shape. In any case, the well-known principle of triangulation is used as the principle for calculating the height and depth of an object. However, in the case of the stereo method, it may be difficult to detect the corresponding points, so in many conventional cases, the light section method is used, and slit light is used as the light source to detect the object or camera. The slit light is emitted from the direction orthogonal to the moving direction, the camera shoots the object from diagonally above the object, and the object or the camera is moved a plurality of times at intervals so that the plurality of objects can be captured. A method of measuring the three-dimensional shape of an object from an image is used.

【0003】また、三次元形状を入力する手段としてレ
ンジファインダも知られている。これは、通常の画像を
入力する場合と同様の手段で三次元形状を計測する装置
である。原理的には、スリット光をガルバノミラー等で
高速に走査し、物体までの距離を計測することで三次元
形状を計測する。さらに、液晶等を用いて複数のパター
ン光を照射して空間コード化することにより三次元形状
を計測する方法も知られている。
A range finder is also known as a means for inputting a three-dimensional shape. This is a device for measuring a three-dimensional shape by means similar to the case of inputting a normal image. In principle, the slit light is scanned at high speed by a galvanometer mirror or the like, and the distance to the object is measured to measure the three-dimensional shape. Furthermore, a method of measuring a three-dimensional shape by irradiating a plurality of pattern lights with a liquid crystal or the like and performing spatial coding is also known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例の三次
元形状の計測方法あるいはそれに用いられる三次元形状
計測装置は、物体の三次元形状の計測を行うことは可能
ではあるが、次記するような問題点が残存している。す
なわち、(1)スリット光等を用いる三次元形状計測装
置の場合には、物体の形状によっては、スリット光の反
射光のカメラへの到達が物体自身により妨げられてしま
うことがあり、その場合には、カメラにより取得できる
物体の画像が一部欠落することとなって、物体形状の計
測精度が低下していた。また、(2)物体の形状や性状
(表面粗さ,反射率等)によっては、物体の周縁部等の
端部の画像が欠落することがしばしば発生し、この場合
にも物体形状の正確な計測が困難になっていた。また、
(3)端部を含めて,物体の一部の画像が欠落した場合
には、取得できた画像を用いて欠落した部分を補正する
補正処理が行われるのであるが、物体の形状や性状によ
っては物体からの反射光が弱くなることがあり、その場
合には端部等の存在位置が不確定となり、所望の補正処
理の実行が困難になっていた。また(4)光切断法によ
る三次元形状計測装置の場合には、各断面の画像情報を
得るためには、物体またはカメラ等を移動させながら撮
影する必要があるので、物体に関する全ての三次元形状
の情報を得るためには、長い計測時間を要していた。さ
らにまた、(5)レンジファインダによる三次元形状計
測装置の場合には、高い解像度をえることが原理的に困
難であり、また、液晶等を用いる三次元形状計測装置の
場合には、解像度を高めるために、複数の画像を得る必
要が有るので、長い計測時間を要していた。
The above-mentioned conventional three-dimensional shape measuring method or the three-dimensional shape measuring apparatus used therefor is capable of measuring the three-dimensional shape of an object, but will be described below. Such problems remain. That is, (1) In the case of a three-dimensional shape measuring apparatus that uses slit light or the like, the object itself may prevent the reflected light of the slit light from reaching the camera depending on the shape of the object. In this case, a part of the image of the object that can be acquired by the camera is missing, and the measurement accuracy of the object shape is reduced. Further, (2) depending on the shape and properties of the object (surface roughness, reflectance, etc.), an image of an edge portion such as a peripheral edge portion of the object often disappears. It was difficult to measure. Also,
(3) When a part of the image of the object including the edges is missing, correction processing is performed to correct the missing part using the acquired image. In some cases, the reflected light from the object becomes weak, and in that case, the existing position of the end or the like becomes uncertain, making it difficult to perform the desired correction process. (4) In the case of a three-dimensional shape measuring apparatus using the light section method, it is necessary to take an image while moving an object or a camera in order to obtain image information of each cross section. A long measurement time was required to obtain the shape information. Furthermore, (5) it is theoretically difficult to obtain a high resolution in the case of a three-dimensional shape measuring device using a range finder, and in the case of a three-dimensional shape measuring device using a liquid crystal or the like, Since it is necessary to obtain a plurality of images in order to raise the height, a long measurement time is required.

【0005】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その目的は、計測性能(計測精
度,計測所要時間等)を向上すべく改良された三次元形
状計測装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide an improved three-dimensional shape measuring apparatus for improving measurement performance (measurement accuracy, measurement required time, etc.). To provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明では前述の目的
は、 1)計測対象物体からの反射光を入力してこの反射光に
対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測対象物体
または撮像手段を平面状をした載置面上に載置して搬送
する搬送手段と、搬送手段の搬送方向に関する垂直方向
から計測対象物体にスリット光を照射すると共に,この
光束の幅方向が搬送手段の搬送方向に対して垂直方向と
なるように設置された光源装置と、光源装置からの前記
光束が計測対象物体に当たって反射した反射光を撮像手
段に導く反射光用の伝達手段と、撮像手段が出力する画
像信号を処理して計測対象物体の形状を演算する画像信
号の処理手段とを備えた三次元形状計測装置において、
撮像手段は、スリット状の前記の光束の幅方向を含む平
面内に,その受光部を計測対象物体側に向けて設置され
たものであり、反射光用の伝達手段は、前記光束の幅方
向を含む平面に関して互いに反対面側となる領域に,そ
れぞれが二次元平面をなす反射面を持つ2枚の反射鏡を
備えた一対の反射鏡構成体でなり、それぞれの反射鏡構
成体が備える第1の反射鏡は、その反射面を撮像手段の
受光部側に向けてその二次元平面の一方の座標軸を光束
の幅方向を含む前記平面に平行させると共に,その反射
面の他方の座標軸と光束の幅方向を含む前記平面とのな
す角度が鈍角をなして設置され、それぞれの反射光用の
伝達手段が備える第2の反射鏡は、その反射面を計測対
象物体側に向けてその一方の座標軸を第1の反射鏡の一
方の座標軸に平行させると共に,その反射面で受けた計
測対象物体から反射された光束の前記反射光を第1の反
射鏡の反射面に向けて反射する位置に設置され、光束の
幅方向を含む前記平面に関して互いに反対面側となる領
域に計測対象物体からそれぞれ反射された前記の反射光
が,撮像手段によって受光されるようするものであり、
画像信号の処理手段は、それぞれの反射鏡構成体からの
反射光に対応する画像信号を入力し,これ等の画像信号
を互いに補間させて処理して計測対象物体の形状を演算
するものである構成としたこと、または 2)計測対象物体からの反射光等を入力してこの反射光
等に対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測対象
物体または撮像手段を平面状をそした載置面上に載置し
て搬送する搬送手段と、搬送手段の搬送方向に関する垂
直方向から計測対象物体にスリット状の第1の光束を照
射すると共に,この第1の光束の幅方向が搬送手段の搬
送方向に対して垂直方向となるように設置された第1の
光源装置と、第1の光源装置からの前記の第1の光束が
計測対象物体に当たって反射した反射光を撮像手段に導
く反射光用の伝達手段と、撮像手段が出力する画像信号
を処理して計測対象物体の形状を演算する画像信号の処
理手段とを備えた三次元形状計測装置において、撮像手
段は、第1の光源装置から照射された第1の光束の幅方
向を含む平面内に,その受光部を計測対象物体側に向け
て設置されたものであり、反射光用の伝達手段は、撮像
手段が位置する第1の光束の幅方向を含む前記平面に関
して互いに反対面側となる領域に,それぞれが二次元平
面をなす反射面を持つ2枚の反射鏡を備えた一対の反射
鏡構成体でなり、それぞれの反射鏡構成体が備える第1
の反射鏡は、その反射面を撮像手段の受光部側に向けて
その二次元平面の一方の座標軸を第1の光束の幅方向に
平行させると共に,その反射面の他方の座標軸と第1の
光束の幅方向を含む前記の平面とのなす角度が鈍角をな
し,しかも,それぞれの反射鏡構成体が備える第1の反
射鏡の,第1の光源装置からの第1の光束の幅方向を含
む平面側の相互間に間隙を介在させて設置され、それぞ
れの反射鏡構成体が備える第2の反射鏡は、その反射面
を計測対象物体側に向けてその一方の座標軸を第1の光
束の幅方向に平行させると共に,その反射面で受けた計
測対象物体が反射した第1の光束の反射光を第1の反射
鏡の反射面に向けて反射する位置に設置され、第1の光
束の幅方向を含む前記平面に関して互いに反対面側とな
る領域に計測対象物体からそれぞれ反射された前記の反
射光が,撮像手段によって受光されるようにするもので
あり、計測対象物体の搬送に供せられる搬送手段または
計測対象物体を載置する載置台は、少なくとも計測対象
物体を載置する部位に,この第1の光束の持つ幅方向と
平行させた幅方向を有するスリット状の開口部を設ける
ものであり、搬送手段の撮像手段の受光部に関する反対
側には,前記開口部および第1の反射鏡の相互間の前記
の間隙を通して撮像手段の受光部に向けてスリット状の
第2の光束を照射する第2の光源装置が設置されてお
り、この第2の光源装置が供給するスリット状の前記の
第2の光束は、スリット状の第1の光束の幅方向と平行
する幅方向を有するものであり、画像信号の処理手段
は、それぞれの反射鏡構成体からの前記反射光に対応す
る画像信号と,スリット状の第2の光束に対応する画像
信号を入力し,それぞれの画像信号を互いに補間させて
処理して計測対象物体の形状を演算するものである構成
としたこと、または 3)計測対象物体からの反射光を入力してこの反射光に
対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測対象物体
または撮像手段を平面状をした載置面上に載置して搬送
する搬送手段と、搬送手段の搬送方向に関する垂直方向
から計測対象物体にスリット光を照射すると共に,この
光束の幅方向が搬送手段の搬送方向に対して垂直方向と
なるように設置された光源装置と、光源装置からの前記
光束が計測対象物体に当たって反射した反射光を撮像手
段に導く反射光用の伝達手段と、撮像手段が出力する画
像信号を処理して計測対象物体の形状を演算する画像信
号の処理手段とを備えた三次元形状計測装置において、
光源装置は、スリット状の前記の光束を照射する複数の
個別光源装置でなり、それぞれの個別光源装置は、照射
する前記光束の幅方向がいずれも,搬送手段の搬送方向
に対して垂直方向になると共に,搬送手段の搬送方向に
沿って互いに平行かつ間隔を設けて設置されるものであ
り、撮像手段は、光源装置が備えた複数の個別光源装置
が照射する前記光束の内の,搬送手段の搬送方向に関し
てほぼ中央部に存在するスリット光の幅方向を含む平面
内に,その受光部を計測対象物体側に向けて設置された
ものであり、反射光用の伝達手段は、撮像手段の位置に
存在する光束の幅方向を含む平面に関して互いに反対面
側となる領域に,それぞれが二次元平面をなす反射面を
持つ2枚の反射鏡を備えた一対の反射鏡構成体でなり、
それぞれの反射鏡構成体が備える第1の反射鏡は、その
反射面を撮像手段の受光部側に向けてその二次元平面の
一方の座標軸を光束の幅方向を含む前記平面に平行させ
ると共に,その反射面の他方の座標軸と光束の幅方向を
含む前記平面とのなす角度が鈍角をなして設置され、そ
れぞれの反射光用の伝達手段が備える第2の反射鏡は、
その反射面を計測対象物体側に向けてその一方の座標軸
を第1の反射鏡一方の座標軸に平行させると共に,その
反射面で受けた計測対象物体から反射された前記光束の
反射光を第1の反射鏡の反射面に向けて反射する位置に
設置され、前記光束の幅方向を含む前記平面に関して互
いに反対面側となる領域に計測対象物体からそれぞれ反
射された前記反射光が,撮像手段によって受光されるよ
うするものであり、画像信号の処理手段は、それぞれの
反射鏡構成体からの複数の個別光源装置を光源とする前
記反射光に対応する画像信号を互いに補間させて処理し
て計測対象物体の形状を演算するものである構成とした
こと、または 4)前記3項に記載の手段において、撮影制御手段を備
え、撮影制御手段は、撮像手段による撮像の実行を,搬
送手段により搬送される物体または撮像手段が,複数の
個別光源装置によるスリット光の搬送手段の搬送方向に
関して両端に位置するスリット状の前記の光束間の間隔
と,隣接する前記スリット光の相互間隔の和に等しい距
離だけ移動するに要する時間と同一の周期で行わせる動
作信号を撮像手段に与えるものである構成としたこと、
または 5)前記3項に記載の手段において、光源装置は、それ
ぞれの個別光源装置が照射する光束の幅方向の相互間隔
が、等間隔であり、また、撮影制御手段を備え、この撮
影制御手段は、撮像手段による撮像の実行を,搬送手段
により搬送される物体または撮像手段が,複数の個別光
源装置によるスリット光の搬送手段の搬送方向に関し
て,それぞれのスリット状の前記の光束間の相互間隔に
等しい距離だけ移動するに要する時間と同一の周期で行
わせる動作信号を撮像手段に与えるものである構成とし
たこと、または 6)計測対象物体からの反射光を入力してこの反射光に
対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測対象物体
または撮像手段を平面状をした載置面上に載置して搬送
する搬送手段と、計測対象物体にスリット光を照射する
光源装置と、光源装置からの前記光束が計測対象物体に
当たって反射した反射光を撮像手段に導く反射光用の伝
達手段と、撮像手段が出力する画像信号を処理して計測
対象物体の形状を演算する画像信号の処理手段と、を備
えた三次元形状計測装置において、光源装置は、スリッ
ト状の第1の光束群を照射する複数の個別光源装置を持
つ第1の光源装置群でなり、それぞれの個別光源装置
は、照射する光束の幅方向が,いずれも計測対象物体が
載置される載置面に対して水平方向になると共に,それ
ぞれの幅方向が互いに平行かつ互いに間隔を設けらるよ
うに設置されるものであり、反射光用の伝達手段は、共
に円錐形状の反射面を有すると共に,それ等の中心軸線
が搬送手段が持つ載置面に対して垂直となり,しかも,
それ等の中心軸線が同心となるように設置された2個の
反射鏡を備え、反射光用の伝達手段が備える第1の反射
鏡は、その反射面を撮像手段の受光部側に向けて設置さ
れ、反射光用の伝達手段が備える第2の反射鏡は、その
反射面を計測対象物体側に向けると共に,その反射面で
受けた計測対象物体から反射された前記第1の光束群の
反射光を第1の反射鏡の反射面に向けて反射する位置に
設置されてなり、撮像手段は、その受光部を計測対象物
体側に向けると共に,2個の前記反射鏡が持つ円錐形状
をなす反射面の,その円錐形の中心軸線上にその受光部
が位置するよう設置されたものであり、画像信号の処理
手段は、反射光用の伝達手段を介して入力された計測対
象物体からの前記反射光に対応する複数の画像信号を入
力し,これ等の画像信号を互いに補間させて処理して計
測対象物体の形状を演算するものである構成としたこ
と、さらにまたは 7)前記6項に記載の手段において、搬送手段の搬送方
向に関する垂直方向から物体にそれぞれ第2のスリット
光群を照射する複数の個別光源装置からなる第2の光源
装置群を備え、第2の光源装置群の持つ複数の個別光源
装置は、それぞれの光束の幅方向が搬送手段の搬送方向
に対して垂直方向となると共に,これ等の光束がその幅
方向で,搬送手段の搬送方向に沿って互いに平行するよ
うに設置されたものであり、画像信号の処理手段は、反
射光用の伝達手段を介して入力された物体からの第1の
光源装置群よりの第1の光束群の反射光,および,前記
の第2の光束群の反射光に対応する画像信号を入力し,
それぞれの反射光に対応する画像信号を互いに補間させ
て処理して物体の形状を演算するものである構成とした
こと、により達成される。
According to the present invention, the above-mentioned objects are as follows: 1) Image pickup means for inputting reflected light from an object to be measured and outputting an image signal corresponding to the reflected light; The means for placing and transporting the means on a flat mounting surface, and the slit light irradiating the object to be measured from a direction perpendicular to the carrying direction of the means for carrying, and the width direction of the light flux of the means for carrying. The light source device installed so as to be perpendicular to the transport direction, a transmission unit for reflected light that guides the reflected light reflected by the light flux from the light source device to the measurement target object, and the imaging unit outputs In a three-dimensional shape measuring apparatus having an image signal processing means for processing the image signal to calculate the shape of the measurement target object,
The imaging means is installed in a plane including the width direction of the slit-like light beam with its light receiving portion facing the object to be measured, and the transmitting means for reflected light is the width direction of the light beam. A pair of reflecting mirror constructions each having two reflecting mirrors each having a reflecting surface forming a two-dimensional plane in regions opposite to each other with respect to a plane including The reflecting mirror of No. 1 has its reflecting surface directed toward the light receiving portion side of the image pickup means so that one coordinate axis of its two-dimensional plane is parallel to the plane including the width direction of the light flux, and the other coordinate axis of the reflecting surface and the light flux. The second reflecting mirror, which is installed at an obtuse angle with respect to the plane including the width direction of the, and which is provided in each transmitting means for reflected light, has its reflecting surface directed toward the measurement target object side. Coordinate axis parallel to one coordinate axis of the first reflector And is installed at a position for reflecting the reflected light of the light flux reflected from the measurement target object received by the reflective surface toward the reflective surface of the first reflecting mirror, and with respect to the plane including the width direction of the light flux. The reflected light reflected from the object to be measured in the area on the opposite surface side is received by the imaging means,
The image signal processing means inputs image signals corresponding to the reflected light from the respective reflecting mirror components, interpolates these image signals with each other, and processes them to calculate the shape of the object to be measured. Or 2) an image pickup means for inputting reflected light or the like from the measurement target object and outputting an image signal corresponding to the reflected light or the like, and placing the measurement target object or the image pickup means on a flat surface. A conveyance means that is placed on a surface and conveys the object to be measured is irradiated with a slit-shaped first light beam from a direction perpendicular to the conveyance direction of the conveyance means, and the width direction of the first light beam is the direction of the conveyance means. A first light source device installed so as to be perpendicular to the transport direction, and a reflected light that guides reflected light reflected by the first light flux from the first light source device hitting an object to be measured to an imaging means. Transmission means and imaging hand In the three-dimensional shape measuring apparatus including an image signal processing unit that processes the image signal output by the stage to calculate the shape of the measurement target object, the image pickup unit includes the first light source unit that emits light from the first light source unit. The light receiving portion is installed in a plane including the width direction of the light flux with the measurement target object side, and the transmission means for the reflected light includes the width direction of the first light flux where the imaging means is located. A pair of reflecting mirror constituents each having two reflecting mirrors each having a reflecting surface forming a two-dimensional flat surface in regions opposite to each other with respect to the plane, and a first mirror provided in each reflecting mirror constituent
Of the reflecting mirror, the one of the coordinate axes of the two-dimensional plane of which is parallel to the width direction of the first light flux with its reflecting surface facing the light receiving portion of the image pickup means, and the other of the reflecting surface and the first coordinate axis. The angle formed by the plane including the width direction of the light flux is an obtuse angle, and the width direction of the first light flux from the first light source device of the first reflecting mirror included in each reflecting mirror structure is The second reflecting mirrors, which are installed with a gap interposed between the planes including the reflecting mirrors, are provided in the respective reflecting mirror constructs, and the reflecting surface of the second reflecting mirrors faces the object to be measured, and one coordinate axis of the second reflecting mirrors is the first light flux. Of the first light flux reflected by the object to be measured reflected by the reflection surface of the first light flux toward the reflection surface of the first reflecting mirror. Object to be measured in the areas opposite to each other with respect to the plane including the width direction of The reflected light reflected from the body is received by the imaging means, and the transportation means used to transport the measurement target object or the mounting table on which the measurement target object is mounted is at least A slit-shaped opening having a width direction parallel to the width direction of the first light flux is provided in a portion on which the target object is placed. , A second light source device for irradiating a slit-shaped second light beam toward the light receiving portion of the image pickup means through the gap between the opening and the first reflecting mirror is provided. The slit-shaped second light beam supplied by the light source device has a width direction parallel to the width direction of the slit-shaped first light beam, and the image signal processing means includes respective reflecting mirror configurations. From the body An image signal corresponding to the incident light and an image signal corresponding to the slit-shaped second light flux are input, and the respective image signals are interpolated and processed to calculate the shape of the measurement target object. Or 3) an image pickup means for inputting reflected light from the measurement target object and outputting an image signal corresponding to the reflected light, and placing the measurement target object or the image pickup means on a flat mounting surface. The slit light is radiated to the object to be measured from the conveying means that conveys the light in a vertical direction with respect to the conveying direction of the conveying means, and the width direction of this light flux is set to be perpendicular to the conveying direction of the conveying means. Light source device, transmission means for reflected light that guides the reflected light reflected by the light flux from the light source device to the measurement target object, and the shape of the measurement target object by processing the image signal output from the imaging means In the three-dimensional shape measuring apparatus and a processing unit of the image signal for computing,
The light source device is composed of a plurality of individual light source devices that irradiate the slit-shaped light flux, and each of the individual light source devices has a width direction of the light flux that is radiated in a direction perpendicular to the transport direction of the transport means. In addition, the image pickup means is installed in parallel with each other along the carrying direction of the carrying means and at intervals, and the imaging means is a carrying means of the light fluxes radiated by a plurality of individual light source devices provided in the light source device. In the plane including the width direction of the slit light existing in the central portion with respect to the transport direction of the light receiving section, the light receiving section is installed toward the measurement target object side, and the transmitting means for the reflected light is the image pickup means. A pair of reflecting mirror constructions each including two reflecting mirrors each having a reflecting surface forming a two-dimensional plane in regions opposite to each other with respect to a plane including a width direction of a light beam existing at a position,
The first reflecting mirror provided in each reflecting mirror structure has its reflecting surface directed toward the light receiving portion of the image pickup means, and one of the coordinate axes of the two-dimensional plane thereof is parallel to the plane including the width direction of the light beam. An angle formed between the other coordinate axis of the reflecting surface and the plane including the width direction of the light beam is an obtuse angle, and the second reflecting mirror provided in each transmitting means for reflected light is
The reflecting surface is directed toward the object to be measured, one coordinate axis of which is parallel to the coordinate axis of one of the first reflecting mirrors, and the reflected light of the luminous flux reflected from the object to be measured received by the reflecting surface is first reflected. Is installed at a position where it is reflected toward the reflecting surface of the reflecting mirror, and the reflected light reflected from the object to be measured is reflected by the image pickup means in the regions on the opposite sides with respect to the plane including the width direction of the light flux. The image signal processing means is configured to receive light, and the image signals corresponding to the reflected light from the plurality of individual light source devices from the respective reflecting mirror constructions are interpolated and processed to be measured. Or 4) In the means described in the above item 3, the image capturing control means is provided, and the image capturing control means performs image capturing by the image capturing means. When the object or the image pickup means conveyed by the step is arranged between the slit-shaped light fluxes located at both ends in the conveyance direction of the slit light conveyance means by the plurality of individual light source devices and the mutual distance between the adjacent slit light rays. The operation signal is given to the image pickup means in the same cycle as the time required to move a distance equal to the sum,
Or 5) In the means described in the above item 3, in the light source device, the light beams emitted by the individual light source devices are equidistant from each other in the width direction, and the image forming control means is provided. Is the mutual spacing between the slit-shaped light fluxes in which the object carried by the carrying means or the imaging means carries out the imaging by the imaging means with respect to the carrying direction of the carrying means for the slit light by the plurality of individual light source devices. Is configured to give an operation signal to the imaging means in the same cycle as the time required to move by a distance equal to, or 6) input reflected light from the object to be measured and respond to this reflected light. Image sensor for outputting an image signal to be measured, transporting means for mounting and transporting the measurement target object or the imaging means on a flat mounting surface, and irradiating the measurement target object with slit light A light source device, a transmission unit for reflected light that guides reflected light reflected by the light flux from the light source device to an object to be measured, and an image signal output from the imager to process the shape of the object to be measured. In the three-dimensional shape measuring apparatus including an image signal processing means for calculating, the light source device is a first light source device group having a plurality of individual light source devices for irradiating the slit-shaped first light flux group, In each of the individual light source devices, the width direction of the illuminating light flux is horizontal with respect to the mounting surface on which the measurement target object is mounted, and the width directions are parallel to each other and spaced from each other. The transmitting means for the reflected light both have conical reflecting surfaces, and their central axes are perpendicular to the mounting surface of the conveying means.
The first reflecting mirror provided with the two reflecting mirrors installed such that their central axes are concentric with each other and the transmitting means for reflected light has its reflecting surface directed toward the light receiving portion side of the image pickup means. The second reflecting mirror, which is installed and included in the transmitting means for reflected light, has its reflecting surface directed toward the measurement target object side, and has the first light flux group of the first light flux group reflected from the measurement target object received by the reflecting surface. The image pickup means is installed at a position where the reflected light is reflected toward the reflecting surface of the first reflecting mirror, and the image pickup unit directs the light receiving portion thereof toward the object to be measured, and the conical shape of the two reflecting mirrors. The light receiving portion is installed so that the light receiving portion is located on the central axis of the conical surface of the reflection surface. The processing means for the image signal is from the object to be measured input through the transmission means for reflected light. A plurality of image signals corresponding to the reflected light of The signal is interpolated and processed to calculate the shape of the object to be measured, or 7) In the means described in the above item 6, the object is changed from the direction perpendicular to the conveying direction of the conveying means to the object. A second light source device group including a plurality of individual light source devices for irradiating the second slit light group is provided, and the plurality of individual light source devices included in the second light source device group have a width direction of each light flux of the conveying means. The light fluxes are arranged so as to be perpendicular to the transport direction, and the light fluxes thereof are parallel to each other in the width direction thereof along the transport direction of the transport means. An image signal corresponding to the reflected light of the first light flux group from the first light source device group and the reflected light of the second light flux group from the object, which is input via the transmission means for ,
The configuration is such that the image signal corresponding to each reflected light is interpolated and processed to calculate the shape of the object.

【0007】[0007]

【作用】この発明においては、 (1)それぞれの反射鏡構成体が備える第2の反射鏡
は、従来例によるカメラの,物体の反射光を入力する受
光部が位置されていた位置に設置される。物体から反射
したスリット光は、このように設置されたそれぞれの第
2の反射鏡に入射する。また、それぞれの反射鏡構成体
が備える第2の反射鏡と第1の反射鏡とは、その反射面
の一方の座標軸を互いに平行させて設置されていること
で、第2の反射鏡に入射したうえで反射した前記反射光
は、物体から反射したままの状態を維持して,同一の反
射鏡構成体が備える第1の反射鏡に入射される。それぞ
れの反射鏡構成体の第1の反射鏡で反射した前記反射光
は、同時に撮像手段の受光部に入射する。
According to the present invention, (1) the second reflecting mirror provided in each reflecting mirror structure is installed at the position where the light receiving portion for inputting the reflected light of the object of the conventional camera is located. It The slit light reflected from the object is incident on the respective second reflecting mirrors thus installed. Further, the second reflecting mirror and the first reflecting mirror included in each reflecting mirror structure are installed such that one coordinate axes of the reflecting surfaces thereof are parallel to each other, so that the second reflecting mirror is incident on the second reflecting mirror. Then, the reflected light that has been reflected is incident on the first reflecting mirror included in the same reflecting mirror structure while maintaining the state of being reflected from the object. The reflected light reflected by the first reflecting mirror of each reflecting mirror structure is simultaneously incident on the light receiving portion of the image pickup means.

【0008】従って、撮像手段には、物体の前記スリッ
ト光の幅方向を含む平面に関して互いに反対面側となる
領域に反射した前記スリット光の反射光が、同時に入射
することになる。このことは、撮像手段には、前記平面
に関して互いに反対側の斜め上方から,物体からの反射
光を受光した場合に得られるそれぞれの画像が、1台の
撮像手段による画像で得られることになる。
Therefore, the reflected light of the slit light reflected on the areas on the opposite sides of the plane of the object including the width direction of the slit light of the object simultaneously enters the image pickup means. This means that the image pickup means can obtain the respective images obtained when the reflected light from the object is received from the diagonally upper sides opposite to each other with respect to the plane, by the image of one image pickup means. .

【0009】物体を撮像手段で撮像する場合に、例えば
物体の形状がドーム状である場合等に、物体からの反射
光を受光する位置と物体の形状との関係で、ある部位の
物体で反射した反射光を入射させることができないこと
が有るが、この発明による撮像手段で得られる画像で
は、一方の反射鏡構成体を介した反射光であっては陰に
なることで画像が欠落する物体部位が有っても、この部
位の画像は他方の反射鏡構成体を介した反射光による画
像により得ることができる。この画像信号を画像信号の
処理手段により、前記平面に関して互いに反対面側とな
る領域に反射した反射光による画像信号を互いに補間さ
せて処理し、欠落された物体部分の画像を補間し合うこ
とで,ドーム状のような形状の物体の正確な計測が可能
となる。 (2)第1の光源装置による前記(1)項による作用
に、第2の光源装置が供給する第2のスリット光による
作用が加えられる。この第2のスリット光は、搬送手段
または載置台の物体を載置する載置面に設けられたスリ
ット状の開口部と、それぞれの反射鏡構成体が備える第
1の反射鏡の相互間に設置された間隙とを通して、撮像
手段の受光部に向けて照射される。またこの第2のスリ
ット光は、撮像手段の受光部において、第1の光源装置
が供給した第2のスリット光による,それぞれの反射鏡
構成体を介して入射されるそれぞれの反射光に領域に挟
まれた、中間の領域に入射される。
When an image of an object is picked up by an image pickup means, for example, when the shape of the object is a dome shape, the reflected light from the object is reflected by a certain part of the object due to the relationship between the position where the reflected light from the object is received and the shape of the object. It may not be possible to make the reflected light incident on the object, but in the image obtained by the image pickup means according to the present invention, the reflected light from one of the reflecting mirror constituents is an object in which the image is lost due to the shadow. Even if there is a portion, an image of this portion can be obtained by an image of reflected light that has passed through the other reflecting mirror structure. This image signal is processed by the image signal processing means by interpolating the image signals of the reflected lights reflected in the areas opposite to each other with respect to the plane, and interpolating the image of the missing object portion. Accurate measurement of objects such as domes is possible. (2) The action of the second slit light supplied by the second light source device is added to the action of the item (1) by the first light source device. The second slit light is emitted between the slit-shaped opening provided on the mounting surface on which the object of the transport means or the mounting table is mounted and the first reflecting mirror provided in each reflecting mirror structure. The light is irradiated toward the light receiving section of the image pickup means through the installed gap. In addition, the second slit light is reflected by the second slit light supplied from the first light source device in the light receiving portion of the image pickup means and is reflected by the respective reflecting mirror components to enter the area. The light is incident on the sandwiched intermediate region.

【0010】撮像手段の中間の領域に得られる画像は、
前記の開口部上に物体が存在していない場合には、第2
のスリット光そのままのスリット状の画像である。しか
し、前記開口部上に物体が載置されている場合には、物
体によって第2のスリット光の一部が遮蔽されることに
なるので、中間の領域に得られる画像も、物体により遮
蔽された部分が欠落したものとなる。例えば、物体をそ
の最大幅が開口部上に位置するように載置すれば、この
第2のスリット光の欠落した部分が物体の最大幅である
ことで、第2のスリット光の画像によって、物体の幅方
向寸法の情報を正確に得ることが可能となる。
The image obtained in the intermediate area of the image pickup means is
If there is no object on the opening, the second
It is a slit-shaped image of the slit light as it is. However, when an object is placed on the opening, a part of the second slit light is blocked by the object, so that the image obtained in the intermediate region is also blocked by the object. The part that is left is missing. For example, if the object is placed so that its maximum width is located on the opening, the missing portion of the second slit light is the maximum width of the object, and thus the image of the second slit light causes It is possible to accurately obtain information on the widthwise dimension of the object.

【0011】物体の端部周辺部位において、反射光が弱
いとか,物体形状の変化が激しい等のために、第1のス
リット光による画像からだけでは計測精度の維持が困難
である場合に、第1のスリット光による画像信号の補
正,補間処理に、第2のスリット光の画像信号を用いる
ことで、計測精度を向上させることが可能となる。 (3)前記(1)項による作用に、光源装置として搬送
手段の搬送方向に沿って互いに平行かつ間隔を設けられ
た複数の個別光源装置から照射されるところの、複数の
スリット光による作用が加えられる。
When it is difficult to maintain the measurement accuracy only from the image obtained by the first slit light because the reflected light is weak or the shape of the object changes drastically in the vicinity of the edge of the object, By using the image signal of the second slit light for the correction and interpolation processing of the image signal by the first slit light, it is possible to improve the measurement accuracy. (3) In addition to the action of the above item (1), the action of a plurality of slit light beams emitted from a plurality of individual light source devices which are parallel to each other as a light source device along the transport direction of the transporting means and are provided at intervals. Added.

【0012】それぞれの個別光源装置から照射されたス
リット光は、前記(1)項で述べたスリット光による反
射光と同様に、撮像手段に入射される。ただし、これ等
の個別光源装置は、前記(1)項で述べた光源装置によ
るスリット光とは異なり、搬送手段の搬送方向に沿って
互いに平行かつ間隔を設けて設置されている。このため
に、個別光源装置から照射されたスリット光によって撮
像手段で得られる画像は、前記(1)項で述べたスリッ
ト光による画像に対して、前記間隔に対応する間隔を隔
てられたものとして得られることになる。このために、
撮像手段には、物体に対して,複数の個別光源装置によ
るスリット光が当たっている範囲分の複数のスリット光
に対応する複数の画像が、1回の撮影によって得られる
ことになる。
The slit light emitted from each individual light source device is incident on the image pickup means in the same manner as the reflected light by the slit light described in the item (1). However, unlike the slit light by the light source device described in the item (1), these individual light source devices are installed in parallel with each other and at intervals along the transport direction of the transport means. For this reason, it is assumed that the image obtained by the image pickup means by the slit light emitted from the individual light source device is separated from the image by the slit light described in the item (1) at an interval corresponding to the interval. Will be obtained. For this,
In the image pickup means, a plurality of images corresponding to the plurality of slit lights of the range where the slit lights of the plurality of individual light source devices are shining on the object are obtained by one shooting.

【0013】(4)前記(3)項において、撮影制御手
段を備え、この撮影制御手段から出力された動作信号に
より、撮像手段は、複数の個別光源装置によるスリット
光の搬送手段の搬送方向に関して,両端に位置するスリ
ット光間の間隔と,隣接する前記スリット光の相互間隔
の和に等しい距離だけ移動するに要する時間と同一の周
期で連続して撮影を行う。これにより、両端に位置する
スリット光の間と隣接するスリット光の相互間隔の和に
等しい距離に在る物体の画像が1回の撮影で取得できる
ので、物体全体の3次元形状に関する画像を少ない撮影
回数で完了することが可能となる。
(4) In the above item (3), the image pickup means is provided with an image pickup control means, and the operation means outputs the image pickup means with respect to the conveying direction of the slit light conveying means by the plurality of individual light source devices. The photographing is continuously performed at the same cycle as the time required to move by a distance equal to the sum of the distance between the slit lights located at both ends and the mutual distance between the adjacent slit lights. With this, an image of an object located at a distance equal to the sum of the mutual distances between the slit lights located at both ends and the adjacent slit lights can be acquired by one-time photographing, and thus the image regarding the three-dimensional shape of the entire object can be reduced. It is possible to complete the process depending on the number of times of shooting.

【0014】(5)前記(3)項において、撮影制御手
段を備え、この撮影制御手段から出力された動作信号に
より、撮像手段は、複数の個別光源装置によるスリット
光間の相互間隔に等しい距離だけ移動するに要する時間
と同一の周期で連続して撮影を行う。これにより、物体
の1つの部位の画像が、個別光源装置の設置されている
台数と同じ数だけ得られることになる。ところで、これ
等の画像は、最初に得られた画像と、この画像が得られ
た際の物体の位置から,物体が順次個別光源装置による
スリット光の相互間隔だけ移動した後の画像とからな
る。従って、これ等の画像においては、スリット光の照
射を受けている前記の物体の1つの個所と、第2の反射
鏡とのなす角度は、順次異なったものとなる。すなわ
ち、同一個所を、互いに異なる多数の角度から観測した
場合の画像信号を得ることが可能となる。
(5) In the above item (3), an image pickup control means is provided, and the image pickup means is moved by the operation signal output from the image pickup control means by a distance equal to the mutual interval between the slit lights by the plurality of individual light source devices. The continuous shooting is performed at the same cycle as the time required to move. As a result, as many images of one part of the object as the number of individual light source devices installed are obtained. By the way, these images are composed of an image obtained first and an image after the object sequentially moves from the position of the object when this image is obtained by the mutual interval of the slit light by the individual light source device. . Therefore, in these images, the angle formed by one portion of the above-mentioned object that is being irradiated with the slit light and the second reflecting mirror becomes different sequentially. That is, it is possible to obtain an image signal when the same portion is observed from a number of different angles.

【0015】物体を撮像手段で撮影する場合に、物体の
形状が凹凸を持つ場合等に、物体からの反射光を受光す
る位置と物体の形状との関係で、ある部位の物体で反射
した反射光を入射させることができないことが有るが、
この発明による撮像手段で得られる画像では、ある角度
で受光した場合の反射光であっては陰になることで画像
が欠落する物体部位が有っても、この部位の画像は他の
角度で受光した他の画像により得ることができる可能性
を持つ。
When the object is photographed by the image pickup means and the shape of the object is uneven, the reflection of the light reflected by the object of a certain part is caused by the relationship between the position of receiving the reflected light from the object and the shape of the object. It may not be possible to make light enter,
In the image obtained by the image pickup means according to the present invention, even if there is an object part where the image is missing due to the reflected light when it is received at a certain angle, the image of this part is not seen at another angle. There is a possibility that it can be obtained by another image received.

【0016】これにより、前記(1)項による作用に加
えて、同一部位を互いに異なる多数の角度から観測した
場合の画像信号を互いに補間させて処理して、欠落され
た物体部分の画像を補間し合うことで,大きな凹凸を持
つ形状の物体であっても正確な計測が可能となるのであ
る。 (6)第1の光源装置群が備える複数の個別光源装置に
よる第1のスリット光群のそれぞれの光束は、スリット
状であり,しかも物体が載置されている載置面に対し
て,その幅方向がいずれも水平方向であり,しかも互い
に平行かつ間隔が設けられたスリット光である。それぞ
れのスリット光による反射光は、物体の周囲を一巡する
環状のものとなる。このそれぞれの反射光は、前記
(1)項による作用とほぼ同様にして、第2の反射鏡と
第1の反射鏡に順次入射して、第1の反射鏡から反射さ
れる。ところで、反射光用の伝達手段が備える第1の反
射鏡と第2の反射鏡が、共に円錐形であること等によ
り、第1の反射鏡から反射する反射光は、スリット光が
物体から反射したままの状態を維持する。
Thus, in addition to the operation according to the above item (1), the image signals obtained when the same portion is observed from a plurality of different angles are interpolated and processed to interpolate the image of the missing object portion. By interacting with each other, accurate measurement is possible even for an object having a shape with large irregularities. (6) Each of the light fluxes of the first slit light group by the plurality of individual light source devices included in the first light source device group is slit-shaped, and moreover, with respect to the mounting surface on which the object is mounted, The slit light is horizontal in all width directions and is parallel to each other and spaced apart. The light reflected by each slit light is an annular light that goes around the circumference of the object. The respective reflected lights are sequentially incident on the second reflecting mirror and the first reflecting mirror, and are reflected from the first reflecting mirror, in substantially the same manner as the action of the above item (1). By the way, since the first reflecting mirror and the second reflecting mirror included in the transmitting means for the reflected light are both conical, the reflected light reflected from the first reflecting mirror is the slit light reflected from the object. Stay as it is.

【0017】このために前記反射光は、物体の周囲を一
巡する環状であり、それぞれの第1のスリット光群によ
る反射光は、それぞれのスリット光の相互間隔に従う物
体の等高位置で反射した反射光に対応する。この第1の
反射鏡からの反射光が、撮像手段の受光部に入射する。
従って、撮像手段では、複数のスリット光が照射された
部位のそれぞれの等高位置の物体の形状を表す画像が、
1台の撮像手段での1回の撮影による画像で得られるこ
とになり、1台の撮像手段を用いての1回の撮影によっ
て、物体の三次元形状の計測が可能となる。
For this reason, the reflected light is a ring that makes a round around the object, and the reflected light from each of the first slit light groups is reflected at the contour position of the object according to the mutual interval of the respective slit light. Corresponds to reflected light. The reflected light from the first reflecting mirror enters the light receiving section of the image pickup means.
Therefore, in the image pickup means, an image representing the shape of the object at each of the contour positions of the part irradiated with the plurality of slit lights,
An image obtained by one image pickup by one image pickup means is obtained, and the three-dimensional shape of the object can be measured by one image pickup by one image pickup means.

【0018】(7)第1の光源装置群による前記(6)
項による作用に、第2の光源装置群の備える複数の個別
光源装置による第2のスリット光群による作用が加えら
れる。この第2のスリット光群による反射光は、前記
(3)項で述べたスリット光による反射光と同様にし
て、撮像手段に入射される。このために、第1の光源装
置群の第1のスリット光群の反射光による画像と、第2
のスリット光群の反射光による画像とは、互いに交差し
た状態で得られる。
(7) The above (6) according to the first light source device group
The action of the second slit light group by the plurality of individual light source devices included in the second light source device group is added to the action of the item. The reflected light by the second slit light group is incident on the image pickup means in the same manner as the reflected light by the slit light described in the item (3). For this reason, the image by the reflected light of the first slit light group of the first light source device group, the second image
The image obtained by the reflected light of the slit light group is obtained in a state where they intersect with each other.

【0019】第1のスリット光群による画像と、第2の
スリット光群による画像とが交差した交点に着目する
と、第2のスリット光群の画像上の交点側ついて考察し
た場合に、互いに隣接する交点間の画像は、互いに隣接
する第1のスリット光群によるスリット光が照射された
異なる等高位置の間の物体の形状を表すものである。従
って、第1のスリット光群による画像信号に加えて、第
2のスリット光群による画像信号を用いることで、等高
線間の物体形状が補間された、精度の一層高い物体の三
次元形状の計測が可能となる。
Focusing on the intersection where the image by the first slit light group and the image by the second slit light group intersect, when the intersection side on the image of the second slit light group is considered, they are adjacent to each other. The image between the intersecting points represents the shape of the object between different contour positions irradiated with the slit light by the first slit light groups adjacent to each other. Therefore, by using the image signal from the second slit light group in addition to the image signal from the first slit light group, the object shape between contour lines is interpolated to measure the three-dimensional shape of the object with higher accuracy. Is possible.

【0020】[0020]

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。 実施例1;図1は、請求項1に対応するこの発明の一実
施例による三次元形状計測装置を説明する側面図であ
り、図2は、図1中に示した処理手段のブロック図であ
る。図3は、図1中に示した三次元形状計測装置で得ら
れる一例としての画像のグラフであり、(a)は、物体
の先端部にスリット光が照射されている場合であり、
(b)は物体の中心部にスリット光が照射されている場
合であり、(c)は、スリット光の照射位置を物体が通
過してしまった場合である。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Embodiment 1; FIG. 1 is a side view for explaining a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1, and FIG. 2 is a block diagram of a processing means shown in FIG. is there. FIG. 3 is a graph of an image obtained as an example by the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3A shows a case where the tip of an object is irradiated with slit light.
(B) shows the case where the slit light is applied to the center of the object, and (c) shows the case where the object has passed the irradiation position of the slit light.

【0021】図1,図2において、1は、撮像手段であ
る既知のITVカメラ2と、計測対象物体3を載置して
搬送する搬送手段である既知のコンベア4と、光源装置
5と、一対の反射鏡構成体6A,6Bでなる反射光用の
伝達手段と、ITVカメラ2が出力する画像信号の処理
手段7とを備える三次元形状計測装置である。光源装置
5は、カメラ2の撮影の邪魔にならないように,コンベ
ア4の搬送方向(図1中に矢印Xで示した。)に対して
直角方向の斜め上方からコンベア4の載置面4aに対し
てスリット光51を照射する装置であり、例えば、レー
ザー光源装置とシリンドリカルレンズとを組み合わせた
装置である。光源装置5は、スリット光51のスリット
状の幅方向がコンベア4の搬送方向に対して垂直方向と
なるように設置されている。カメラ2は、スリット光5
1の幅方向を含む平面1a(載置面4aに対して垂直な
平面である。)内に、その受光部21を物体3側に向け
て設置されたものであり、受光部21に入射された,物
体4から反射したスリット光51の反射光に対応する画
像信号2aを出力する。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a known ITV camera 2 which is an image pickup means, a known conveyor 4 which is a conveyance means for mounting and conveying an object 3 to be measured, and a light source device 5. The three-dimensional shape measuring apparatus is provided with a transmitting means for reflected light, which is composed of a pair of reflecting mirror constituents 6A, 6B, and a processing means 7 for processing an image signal output from the ITV camera 2. The light source device 5 is mounted on the mounting surface 4a of the conveyor 4 from diagonally above in a direction perpendicular to the carrying direction of the conveyor 4 (indicated by an arrow X in FIG. 1) so as not to interfere with the shooting of the camera 2. It is a device that irradiates the slit light 51, for example, a device that combines a laser light source device and a cylindrical lens. The light source device 5 is installed such that the slit-shaped width direction of the slit light 51 is perpendicular to the transport direction of the conveyor 4. The camera 2 uses the slit light 5
The light receiving portion 21 is installed in the plane 1a (which is a plane perpendicular to the mounting surface 4a) including the width direction of 1 so that the light receiving portion 21 faces the object 3 side and is incident on the light receiving portion 21. Further, the image signal 2a corresponding to the reflected light of the slit light 51 reflected from the object 4 is output.

【0022】一対の反射鏡構成体6A,6Bのそれぞれ
は、平面1aに関して互いに反対面側となる領域に設置
され、それぞれが平面をなす反射面を持つ2枚の矩形状
の反射鏡を備えている。一方の反射鏡構成体6Aの備え
る第1の反射鏡61Aは、その反射面61Aaを受光部
21側に向けて、矩形状の一辺を平面1aに平行させる
と共に,矩形状の反射面61Aaの平面1aとのなす角
度θ61A が鈍角をなして設置されている。一方の反射鏡
構成体6Aの備える第2の反射鏡62Aは、その反射面
62Aaを物体3側に向けて、その矩形状の一辺を,反
射鏡61Aの矩形状の一辺に平行させると共に、その反
射面62Aaで受けた物体3から反射されたスリット光
51の反射光51Aを反射鏡61Aの反射面61Aaに
向けて反射する位置に設置されている。他方の反射鏡構
成体6Bの備える第1の反射鏡61Bは、その反射面6
1Baを受光部21側に向けて、矩形状の一辺を平面1
aに平行させると共に,矩形状の反射面61Baの平面
1aとのなす角度θ61B が鈍角をなして設置されてい
る。一方の反射鏡構成体6Bの備える第2の反射鏡62
Bは、その反射面62Baを物体3側に向けて、その矩
形状の一辺を,反射鏡61Bの矩形状の一辺に平行させ
ると共に、その反射面62Baで受けた物体3から反射
されたスリット光51の反射光51Bを反射鏡61Bの
反射面61Baに向けて反射する位置に設置されてい
る。すなわち、反射鏡構成体6Aと反射鏡構成体6Bと
は、平面1aに関して、互いに面対称となるように構成
されている。反射鏡構成体6A,6Bは、物体3から反
射されたそれぞれの反射光51A,51Bを、反射鏡6
2A,62Bで受光して、反射鏡61A,61Bに向け
て反射し、反射鏡61A,61Bは、反射鏡62A,6
2Bに映る物体3の像の全体が、カメラ2の受光部21
によって受光されるようにしている。なお、反射鏡61
Bの平面1a側の辺と、反射鏡61Aの平面1a側の辺
との間には、間隙が存在していても、また間隙が存在し
ていなくても、どちらでも差し支えは無い。
Each of the pair of reflecting mirror constituents 6A and 6B is provided in a region opposite to each other with respect to the plane 1a, and is provided with two rectangular reflecting mirrors each having a flat reflecting surface. There is. The first reflecting mirror 61A included in one reflecting mirror structure 6A has its reflecting surface 61Aa directed toward the light receiving portion 21 and one side of the rectangular shape parallel to the plane 1a, and the plane of the rectangular reflecting surface 61Aa. The angle θ 61A formed with 1a is an obtuse angle. The second reflecting mirror 62A included in the one reflecting mirror structure 6A has its reflecting surface 62Aa directed toward the object 3 side and has its rectangular side parallel to the rectangular side of the reflecting mirror 61A. It is installed at a position where the reflected light 51A of the slit light 51 reflected from the object 3 received by the reflecting surface 62Aa is reflected toward the reflecting surface 61Aa of the reflecting mirror 61A. The first reflecting mirror 61B included in the other reflecting mirror structure 6B has its reflecting surface 6
1Ba is directed to the light receiving portion 21 side, and one side of the rectangular shape is the plane 1
While being parallel to a, the angle θ 61B formed by the rectangular reflecting surface 61Ba and the plane 1a is an obtuse angle. Second reflecting mirror 62 included in one reflecting mirror structure 6B
B is a slit light reflected from the object 3 received by the reflecting surface 62Ba while the reflecting surface 62Ba is directed toward the object 3 side and one side of the rectangular shape is parallel to the rectangular side of the reflecting mirror 61B. It is installed at a position where the reflected light 51B of 51 is reflected toward the reflecting surface 61Ba of the reflecting mirror 61B. That is, the reflecting mirror structure 6A and the reflecting mirror structure 6B are configured to be plane-symmetric with respect to the plane 1a. The reflecting mirror constructing bodies 6A and 6B convert the respective reflected lights 51A and 51B reflected from the object 3 into the reflecting mirror 6
The light is received by 2A and 62B and reflected toward the reflecting mirrors 61A and 61B. The reflecting mirrors 61A and 61B are reflected by the reflecting mirrors 62A and 6B.
The entire image of the object 3 shown in 2B is the light receiving portion 21 of the camera 2.
The light is received by. The reflecting mirror 61
It does not matter whether or not there is a gap between the side of B on the side of the plane 1a and the side of the reflecting mirror 61A on the side of the plane 1a.

【0023】画像信号2aの処理手段7は、A/D変換
回路部71と、複数のフレームメモリ72と、処理回路
部73と、データバス74とを備えている。A/D変換
回路部71は、アナログ信号である画像信号2aを入力
して、デジタル信号に変換したうえでフレームメモリ7
2に出力する。フレームメモリ72は、デジタル化され
た画像信号2aを入力して格納する。処理回路部73
は、フレームメモリ72に格納されているデジタル化さ
れた画像信号2aを、データバス74を介して取り出
し、よく知られた三角測量の原理により、画像信号2a
に従う物体3の高さの算出等の演算を行う。
The processing means 7 for processing the image signal 2a comprises an A / D conversion circuit section 71, a plurality of frame memories 72, a processing circuit section 73 and a data bus 74. The A / D conversion circuit unit 71 inputs the image signal 2a, which is an analog signal, converts it into a digital signal, and then the frame memory 7
Output to 2. The frame memory 72 inputs and stores the digitized image signal 2a. Processing circuit unit 73
Takes out the digitized image signal 2a stored in the frame memory 72 through the data bus 74, and operates the image signal 2a according to the well-known triangulation principle.
Calculations such as calculation of the height of the object 3 according to are performed.

【0024】図1,図2に示した三次元形状計測装置1
は前述の構成としており、光切断法を利用して物体3の
三次元形状を計測する装置である。この三次元形状計測
装置1では、物体3は、コンベア4の載置面4a上に載
置されて、図1において紙面に向かって左から右へと搬
送される。その間に平面1aを垂直に横切り、その際
に、スリット光51の照射を受ける。このため、まずそ
の先端部がスリット光51の照射を受ける〔この状態の
物体3の位置は、図1(a)中で点線で描いた物体3の
中央線が符号X1 で示した部位に在る位置である。〕。
この状態においては、物体3がこの事例ではドーム状の
形状をしているので、反射光51Aの反射鏡61Aへの
到達は、物体3自身により妨げられる。従って、カメラ
2の受光部21によって受光されるのは、反射光51B
だけとなる。
The three-dimensional shape measuring apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2.
Is an apparatus having the above-mentioned configuration and measuring the three-dimensional shape of the object 3 using the light section method. In the three-dimensional shape measuring apparatus 1, the object 3 is placed on the placement surface 4a of the conveyor 4 and is conveyed from left to right toward the paper surface in FIG. In the meantime, the plane 1a is crossed vertically, and the slit light 51 is irradiated at that time. Therefore, first of all, the tip end portion thereof is irradiated with the slit light 51 [The position of the object 3 in this state is the part indicated by the symbol X 1 at the center line of the object 3 drawn by the dotted line in FIG. It is the position where it is. ].
In this state, since the object 3 has a dome shape in this case, the object 3 itself prevents the reflected light 51A from reaching the reflecting mirror 61A. Therefore, the reflected light 51B is received by the light receiving unit 21 of the camera 2.
It will only be.

【0025】ここでカメラ2で得られる画像フレーム9
を説明する。図3において、911は、反射光51Aに
対する画像フレームであり、912は、反射光51Bに
対する画像フレームである。三次元形状計測装置1で
は、1台のカメラ2によって、反射光51Aと反射光5
1Bの両反射光に対する画像を得ることができるのであ
る。ところで物体3の中央線がX1 の位置に有る場合で
は、カメラ2で得られる画像フレーム9は、前記した理
由により、画像フレーム911中には何の画像も存在せ
ず、画像フレーム912中に、物体3の中央線がX1
位置に有る場合に対応する反射光51Bによる画像31
1bが存在するのみである。この画像フレーム9中の画
像は、画像信号2aとしてカメラ2から出力され、A/
D変換回路部71を介してデジタル化されたうえで、フ
レームメモリ72の1枚に格納される。
Here, the image frame 9 obtained by the camera 2
Will be explained. In FIG. 3, 911 is an image frame for the reflected light 51A, and 912 is an image frame for the reflected light 51B. In the three-dimensional shape measuring apparatus 1, the reflected light 51A and the reflected light 5 are reflected by one camera 2.
It is possible to obtain images for both reflected lights of 1B. By the way, when the center line of the object 3 is located at the position X 1 , the image frame 9 obtained by the camera 2 does not exist in the image frame 911 for the reason described above, and the image frame 912 is not present in the image frame 912. , The image 31 by the reflected light 51B corresponding to the case where the center line of the object 3 is at the position X 1.
Only 1b is present. The image in this image frame 9 is output from the camera 2 as an image signal 2a,
It is digitized via the D conversion circuit unit 71 and then stored in one frame memory 72.

【0026】物体3の搬送が進み、物体3の中央線が符
号X2 で示した部位にある位置、すなわち、物体3の中
央線が平面1aに合致する位置〔この状態の物体3の位
置を、図1(a)中で実線で描いて示してある。〕に到
達すると、反射光51A,51Bはそれぞれ反射鏡61
A,61Bに到達する。この場合には、図3(b)中に
示すごとく、画像フレーム911中には、物体3の中央
線がX2 の位置に有る場合に対応する反射光51Aによ
る画像312aが存在し、画像フレーム912中には、
物体3の中央線がX2 の位置に有る場合に対応する反射
光51Bによる画像312bが存在することになる。こ
の画像フレーム9中の画像も、画像信号2aとしてカメ
ラ2から出力され、別のフレームメモリ72の1枚に格
納される。
As the conveyance of the object 3 progresses, the position where the center line of the object 3 is at the portion indicated by the reference symbol X 2 , that is, the position where the center line of the object 3 coincides with the plane 1a [the position of the object 3 in this state is 1A is drawn by a solid line. ], The reflected lights 51A and 51B are reflected by the reflecting mirror 61, respectively.
Reach A, 61B. In this case, as shown in FIG. 3B, in the image frame 911, there is the image 312a by the reflected light 51A corresponding to the case where the center line of the object 3 is at the position X 2 , and the image frame During 912,
The image 312b by the reflected light 51B corresponding to the case where the center line of the object 3 is located at the position of X 2 exists. The image in the image frame 9 is also output from the camera 2 as the image signal 2a and stored in another one of the frame memories 72.

【0027】さらに、物体3の搬送が進み、物体3の後
端部が平面1aの位置を通過する〔この状態の物体3の
位置を、図1(a)中で点線で描いた物体3の中央線が
符号X3 で示した部位に在る位置.〕と、反射光51
A,51Bはそれぞれ載置面4aで反射したうえで、反
射鏡61A,61Bに到達する。この場合には、図3
(c)中に示すごとく、画像フレーム911中には、載
置面4aの位置に対応する反射光51Aによる画像31
3aが存在し、画像フレーム912中には、載置面4a
の位置に対応する反射光51Bによる画像313bが存
在することになる。この画像フレーム9中の画像も、画
像信号2aとしてカメラ2から出力され、さらに別のフ
レームメモリ72の1枚に格納される。
Further, as the object 3 is further conveyed, the rear end of the object 3 passes through the position of the plane 1a [the position of the object 3 in this state is shown by the dotted line in FIG. 1 (a). The position where the center line is at the portion indicated by the reference symbol X 3 . ], And the reflected light 51
A and 51B respectively reflect on the mounting surface 4a and then reach the reflecting mirrors 61A and 61B. In this case,
As shown in (c), in the image frame 911, the image 31 by the reflected light 51A corresponding to the position of the mounting surface 4a.
3a exists, and in the image frame 912, the mounting surface 4a
The image 313b by the reflected light 51B corresponding to the position is present. The image in the image frame 9 is also output from the camera 2 as the image signal 2a and is further stored in another frame memory 72.

【0028】なお、図1中には煩雑になることを避ける
ために記載を省略したが、図1(a)中に示した位置X
1 〜X3 以外の場所における物体3の画像信号2aも、
必要に応じてフレームメモリ72にそれぞれ格納される
ことは勿論である。このようにしてフレームメモリ72
に格納された物体3等に関する画像信号2aを整理して
記述すると、位置X1 付近,および位置X1 と位置X2
との中間の位置では、反射光51Aによる画像は存在し
ないが、この場合には、反射光51Bによる画像が存在
する。また、位置X2 およびその付近の位置では、反射
光51Aによる画像と,反射光51Bによる画像が存在
する。さらに、位置X2 付近から位置X 3 に至る間の物
体3の位置では、反射光51Bによる画像は存在しない
が、この場合には、反射光51Aによる画像が存在す
る。
It should be noted that in FIG. 1, avoiding complication
However, the position X shown in FIG.
1~ X3The image signal 2a of the object 3 in a place other than
Stored in the frame memory 72 as needed
Of course. In this way, the frame memory 72
Organize the image signals 2a related to the objects 3 etc. stored in
Described, position X1Near and position X1And position X2
At a position intermediate between and, there is no image due to the reflected light 51A.
No, but in this case, there is an image due to reflected light 51B
To do. Also, position X2Reflections at and near
There is an image by the light 51A and an image by the reflected light 51B
To do. Furthermore, position X2Position X from near 3Things leading up to
At the position of the body 3, there is no image by the reflected light 51B.
However, in this case, there is an image due to the reflected light 51A.
It

【0029】これらのフレームメモリ72に格納された
画像信号2aが、処理回路部73に取り出されて、演算
処理が行われる。例えば、位置313における画像信号
2aに記録されている載置面4aの位置に関する画像信
号2aを基にして、位置311における画像信号2aに
記録されているその位置においてスリット光51が照射
されている物体3に部位の高さが、三角測量の原理によ
り演算される。また、位置X1 付近の反射光51Bによ
る画像信号2aと、位置X2 およびその付近における反
射光51A,51Bによる画像信号2aと、位置X2
近から位置X3に至る間の反射光51Aによる画像信号
2aが総合されて処理される。反射光51Aによる画像
信号2aと反射光51Bによる画像信号2aとが、搬送
方向に関して、物体3の互いに反対側となる部位に関す
る画像信号2aであることに留意すると、カメラ2によ
り取得できる物体3の画像が一部欠落することがあって
も、三次元形状計測装置1で得られたこれ等の画像信号
2aを総合して処理することで、欠落された物体部分の
画像を補間し合うことが可能となり、これにより、物体
3の形状がドーム状のような形状であっても、物体3全
体の形状計測を正確に行うことが可能となるのである。
The image signal 2a stored in the frame memory 72 is taken out by the processing circuit section 73 and subjected to arithmetic processing. For example, based on the image signal 2a related to the position of the mounting surface 4a recorded in the image signal 2a at the position 313, the slit light 51 is emitted at that position recorded in the image signal 2a at the position 311. The height of the part of the object 3 is calculated by the principle of triangulation. Further, the image signal 2a due to the reflected light 51B near the position X 1 , the image signal 2a due to the reflected lights 51A and 51B at the position X 2 and its vicinity, and the reflected light 51A between the position X 2 and the position X 3. The image signal 2a is integrated and processed. Keeping in mind that the image signal 2a of the reflected light 51A and the image signal 2a of the reflected light 51B are the image signals 2a of the parts on the opposite sides of the object 3 in the transport direction, Even if a part of the image is missing, the image of the missing object part can be interpolated by comprehensively processing these image signals 2a obtained by the three-dimensional shape measuring apparatus 1. As a result, even if the shape of the object 3 is a dome shape, the shape of the entire object 3 can be accurately measured.

【0030】実施例2;図4は、請求項2に対応するこ
の発明の一実施例による三次元形状計測装置を説明する
側面図であり、図5は、図4中に示した三次元形状計測
装置で得られる一例としての画像のグラフであり、図6
は、画像の補間方法を説明するグラフである。図4〜図
6において、図1〜図3に示した請求項1に対応するこ
の発明の一実施例による三次元形状計測装置と同一部分
には同じ符号を付し、その説明を省略する。図4におい
て、1Aは、図1,図2に示した請求項1に対応するこ
の発明の一実施例による三次元形状計測装置1に対し
て、反射鏡構成体6A,6Bとコンベア4に替えて、反
射鏡構成体6C,6Dとコンベア4Aを用いるようにす
ると共に、第2の光源装置5Yを備えるようにした三次
元形状計測装置装置である。なおこの場合、光源装置5
が第1の光源装置である。
Embodiment 2; FIG. 4 is a side view for explaining a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 2, and FIG. 5 is a three-dimensional shape shown in FIG. 7 is a graph of an image obtained as an example with the measuring device, and FIG.
FIG. 4 is a graph illustrating an image interpolation method. 4 to 6, the same parts as those of the three-dimensional shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 4, reference numeral 1A replaces the reflecting mirror components 6A and 6B and the conveyor 4 with respect to the three-dimensional shape measuring apparatus 1 according to one embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIGS. Thus, the three-dimensional shape measuring apparatus apparatus is configured such that the reflecting mirror constituent bodies 6C and 6D and the conveyor 4A are used and the second light source apparatus 5Y is provided. In this case, the light source device 5
Is the first light source device.

【0031】反射鏡構成体6C,6Dの反射鏡構成体6
A,6Bに対する相違点は、反射鏡構成体6C,6Dで
は、反射鏡61Bの平面1a側の辺と、反射鏡61Aの
平面1a側の辺との間には、間隙Gが必ず形成される必
要が有ることである。コンベア4Aのコンベア4に対す
る相違点は、少なくとも物体3を載置する部位に、開口
部41が形成されたことである。この開口部41は、平
面1aに平行させた幅方向を有するスリット状をなして
いる。光源装置5Yは、コンベア4Aのカメラ2の受光
部21に関する反対面側に設置され、開口部41および
間隙Gを通して、受光部21に向けて平行光線による第
2のスリット光59を照射する。このスリット光59
は、第1のスリット光51の幅方向と平行する幅方向を
有するものである。
Reflecting mirror structure 6 of reflecting mirror structures 6C and 6D
The difference with respect to A and 6B is that in the reflector structure 6C and 6D, a gap G is always formed between the side of the reflecting mirror 61B on the plane 1a side and the side of the reflecting mirror 61A on the plane 1a side. There is a need. The difference between the conveyor 4 </ b> A and the conveyor 4 is that the opening 41 is formed at least in a portion where the object 3 is placed. The opening 41 has a slit shape having a width direction parallel to the plane 1a. The light source device 5Y is installed on the opposite surface side of the light receiving unit 21 of the camera 2 of the conveyor 4A, and irradiates the second slit light 59 by parallel rays toward the light receiving unit 21 through the opening 41 and the gap G. This slit light 59
Has a width direction parallel to the width direction of the first slit light 51.

【0032】図4に示した三次元形状計測装置1Aは前
述の構成としており、光切断法を利用して物体3の三次
元形状を計測する装置である。ここで、三次元形状計測
装置1Aにおいて、カメラ2で得られる画像フレーム9
Aを説明する。図5中に示したごとく、三次元形状計測
装置1Aにおいては、三次元形状計測装置1の場合とは
異なり、間隙Gが存在していることにより、反射光51
Aに対する画像フレーム921と、反射光51Bに対す
る画像フレーム922との間に、間隙Gに対応する間隔
が存在することになる。この間隔の部位にスリット光5
9による画像が形成される画像フレーム923が得られ
ることになる。
The three-dimensional shape measuring apparatus 1A shown in FIG. 4 has the above-mentioned configuration, and is an apparatus for measuring the three-dimensional shape of the object 3 by using the optical cutting method. Here, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1A, the image frame 9 obtained by the camera 2
A will be described. As shown in FIG. 5, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1A, unlike the case of the three-dimensional shape measuring apparatus 1, since the gap G exists, the reflected light 51
A space corresponding to the space G exists between the image frame 921 for A and the image frame 922 for the reflected light 51B. Slit light 5 at the part of this interval
The image frame 923 in which the image of 9 is formed is obtained.

【0033】画像フレーム923に得られるスリット光
59の画像は、開口部41上に物体3が存在していない
場合には、スリット光59が持つそのままのスリット状
の画像である。しかし、図4に示した開口部41上に物
体3が載置されている場合には、物体3によってスリッ
ト光59の中間部が遮蔽されることになるので、画像フ
レーム923に得られるスリット光59による画像は、
図5中に符号591で示したごとく、物体3により遮蔽
された部分Wが欠落したものとなる。例えば、物体3を
その最大幅が開口部41上に位置するように載置すれ
ば、このスリット光59の欠落した部分Wが物体3の最
大幅であるとして直接得ることが可能になるのである。
The image of the slit light 59 obtained in the image frame 923 is a slit-shaped image of the slit light 59 as it is when the object 3 is not present on the opening 41. However, when the object 3 is placed on the opening 41 shown in FIG. 4, the intermediate part of the slit light 59 is shielded by the object 3, so that the slit light obtained in the image frame 923 is obtained. The image by 59 is
As indicated by reference numeral 591 in FIG. 5, the portion W shielded by the object 3 is missing. For example, if the object 3 is placed so that its maximum width is located on the opening 41, the missing portion W of the slit light 59 can be directly obtained as the maximum width of the object 3. .

【0034】物体3の形状によっては、画像フレーム9
21,画像フレーム922で得られる物体3の画像で
は、物体3の端部部分を含む全ての画像を得ることはで
きないことが多いものである。しかし、三次元形状計測
装置1Aでは、画像フレーム9Aに対応する画像信号2
aを用いて処理回路部73において演算処理を行うこと
ができる。三次元形状計測装置1Aにおける処理回路部
73における演算処理方法を図6によって説明する。図
6中に示した物体3の画像311bでは、物体3の形状
・性状等が原因で物体3の端部部分の反射光51Bが弱
くなったために、物体3の端部部分の画像が得られてい
ない。すなわち、画像311bでは、載置面4a相当す
る面上で、図6中のA点に相当する画像311bのP点
から端部B点までの間の画像が欠落している。このため
に、P点からB点の間を補間する必要がある。この場
合、B点に関するデータが無いので,この補間作業は推
定等により実施しなければならず、P点以降をどのよう
に補間するかにより物体3の形状の計測精度に影響を受
けざるをえないところである。三次元形状計測装置1A
においては、物体3の最大幅Wを欠落部分として持つス
リット光59による画像591が同時に得られており、
物体3の最大幅Wが正確に計測される。画像311bの
端部B点は、この画像591の欠落個所の境界点として
得ることができる。この実測データによるB点を基にし
て,P点からB点の間を補間することができることで、
物体3の端部および端部付近の形状を正確に補間するこ
とが可能となるのである。なお、このP点からB点間の
補間方法は、直線補間,曲線補間、または、物体3の特
長に適合した適宜の補間方法を用いることができるもの
である。
Depending on the shape of the object 3, the image frame 9
21. In many cases, it is not possible to obtain all the images including the end portion of the object 3 from the image of the object 3 obtained in the image frame 922. However, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1A, the image signal 2 corresponding to the image frame 9A
The arithmetic processing can be performed in the processing circuit unit 73 using a. An arithmetic processing method in the processing circuit unit 73 in the three-dimensional shape measuring apparatus 1A will be described with reference to FIG. In the image 311b of the object 3 shown in FIG. 6, the reflected light 51B at the end portion of the object 3 is weakened due to the shape / property of the object 3, and thus the image of the end portion of the object 3 is obtained. Not not. That is, in the image 311b, the image from the point P to the end point B of the image 311b corresponding to the point A in FIG. 6 is missing on the surface corresponding to the mounting surface 4a. Therefore, it is necessary to interpolate between the points P and B. In this case, since there is no data on the point B, this interpolation work must be performed by estimation, etc., and the accuracy of measuring the shape of the object 3 must be affected by how the points P and beyond are interpolated. There is no place. Three-dimensional shape measuring device 1A
In, the image 591 by the slit light 59 having the maximum width W of the object 3 as a missing portion is simultaneously obtained,
The maximum width W of the object 3 is accurately measured. The end point B of the image 311b can be obtained as the boundary point of the missing portion of the image 591. By interpolating from the point P to the point B based on the point B based on this measured data,
It is possible to accurately interpolate the shape of the edge of the object 3 and the vicinity of the edge. As the interpolation method between the points P and B, linear interpolation, curve interpolation, or an appropriate interpolation method suitable for the features of the object 3 can be used.

【0035】実施例3;図7は、請求項3〜5に対応す
るこの発明の一実施例による三次元形状計測装置を説明
する側面図であり、図8は、図7中に示した三次元形状
計測装置で得られる一例としての画像のグラフであり、
図9は、図7におけるR部の詳細図である。図7〜図9
において、図1〜図3に示した請求項1に対応するこの
発明の一実施例による三次元形状計測装置と同一部分に
は同じ符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 3; FIG. 7 is a side view for explaining a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 3 to 5, and FIG. 8 is a cubic diagram shown in FIG. It is a graph of an image as an example obtained by the original shape measuring device,
FIG. 9 is a detailed view of the R portion in FIG. 7 to 9
In FIG. 3, the same parts as those of the three-dimensional shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIGS.

【0036】図7において、1Bは、図1,図2に示し
た請求項1に対応するこの発明の一実施例による三次元
形状計測装置1に対して、光源装置として光源装置5に
加えて、光源装置5C〜5Fを備えるようにすると共
に、必要に応じて、撮影制御手段8を備えるようにした
三次元形状計測装置装置である。それぞれの光源装置5
C〜5Fは、光源装置5と同一の光源装置であり、光源
装置5と同様に,カメラ2の撮影の邪魔にならないよう
に,コンベア4の搬送方向に対して直角方向の斜め上方
から、光源装置5によるスリット光51と平行させて、
スリット光51C〜51Fをそれぞれ出射する。光源装
置5C〜5Fは、スリット光51とスリット光51C〜
51Fとが、図7中の示したごとく、互いに等しい間隔
0 となるように設置される。
In FIG. 7, reference numeral 1B denotes a three-dimensional shape measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIGS. 1 and 2, in addition to a light source apparatus 5 as a light source apparatus. The three-dimensional shape measuring apparatus apparatus is provided with the light source devices 5C to 5F and, if necessary, the imaging control means 8. Each light source device 5
C to 5F are the same light source device as the light source device 5, and similarly to the light source device 5, the light sources are obliquely above the conveying direction of the conveyor 4 so as not to interfere with the photographing of the camera 2. In parallel with the slit light 51 by the device 5,
The slit lights 51C to 51F are emitted respectively. The light source devices 5C to 5F have slit light 51 and slit light 51C to
As shown in FIG. 7, 51F and 51F are installed to have an equal interval L 0 .

【0037】撮影制御手段8は、カメラ2による撮影の
実行を、スリット光群51Σ(以降、スリット光51,
51C〜51Fを総称する場合には、このように言うこ
とがある。)の両端に位置するスリット光(三次元形状
計測装置1Bの場合には、スリット光51Cとスリット
光51Fである。)の間隔L2 +間隔L0 に等しい距離
だけ、物体3が移動するに要する時間と同一の周期、あ
るいは、カメラ2による撮影の実行を、間隔L0 に等し
い距離だけ物体3が移動するに要する時間と同一の周期
で行わせる撮影信号8aを、カメラ2に与える装置であ
る。
The photographing control means 8 controls the execution of photographing by the camera 2 to the slit light group 51Σ (hereinafter, slit light 51,
When collectively referring to 51C to 51F, they may be referred to as such. ), The object 3 moves by a distance equal to the distance L 2 + the distance L 0 between the slit lights (the slit light 51C and the slit light 51F in the case of the three-dimensional shape measuring apparatus 1B) located at both ends. A device that gives the camera 2 a photographing signal 8a that causes the camera 2 to perform photographing in the same period as that required or in the same period as the time required for the object 3 to move by a distance equal to the interval L 0. is there.

【0038】図7に示した三次元形状計測装置1Bは前
述の構成としており、光切断法を利用して物体3の三次
元形状を計測する装置である。光源装置5C〜5Fから
出射されるスリット光51C〜51Fは、光源装置5に
よるスリット光51と同様にして、物体3を照射する。
スリット光51C〜51Fの照射を受けた物体3は、そ
れぞれに対応する反射光51CA〜51FAおよび51
CB〜51FBを反射する。スリット光51による反射
光51A,51Bを含めた反射光群51ΣA(以降、反
射光51A,51CA〜51FAを総称する場合には、
このように言うことがある。)と、反射光群51ΣB
(以降、反射光51B,51CB〜51FBを総称する
場合には、このように言うことがある。)は、スリット
光51,51C〜51Fの等間隔L0 である関係を保持
したまま、反射鏡構成体6A,6Aを介して受光部21
に入射する。
The three-dimensional shape measuring apparatus 1B shown in FIG. 7 has the above-mentioned configuration, and is an apparatus for measuring the three-dimensional shape of the object 3 by using the optical cutting method. The slit lights 51C to 51F emitted from the light source devices 5C to 5F illuminate the object 3 in the same manner as the slit light 51 from the light source device 5.
The object 3 irradiated with the slit lights 51C to 51F reflects the reflected lights 51CA to 51FA and 51, respectively.
Reflects CB to 51FB. A reflected light group 51ΣA including reflected lights 51A and 51B by the slit light 51 (hereinafter, when the reflected lights 51A and 51CA to 51FA are collectively referred to,
Sometimes I say this. ) And the reflected light group 51ΣB
(Hereinafter, when the reflected lights 51B, 51CB to 51FB are generically referred to, this may be said.) Is the same as that of the slit lights 51, 51C to 51F, while maintaining the relationship of equal spacing L 0. The light receiving section 21 via the structural bodies 6A, 6A
Incident on.

【0039】ここで、三次元形状計測装置1Bにおい
て、カメラ2で得られる画像フレーム9Bを説明する。
図8中に示したごとく、三次元形状計測装置1Bにおい
ては、三次元形状計測装置1の場合とは異なり、光源装
置として光源装置5,5A〜5Fが設置されていること
により、画像フレーム931には反射光51ΣAによる
画像312Σaが存在し、画像フレーム932には反射
光51ΣBによる画像312Σbが存在する。この画像
フレーム9B中の画像は、画像信号2aとしてカメラ2
から出力され、A/D変換回路部71を介してデジタル
化されたうえで、フレームメモリ72の1枚に格納され
る。
Here, the image frame 9B obtained by the camera 2 in the three-dimensional shape measuring apparatus 1B will be described.
As shown in FIG. 8, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1B, unlike the case of the three-dimensional shape measuring apparatus 1, since the light source devices 5, 5A to 5F are installed as light source devices, the image frame 931 The image 312Σa formed by the reflected light 51ΣA exists in the image frame, and the image 312Σb formed by the reflected light 51ΣB exists in the image frame 932. The image in this image frame 9B is converted into an image signal 2a by the camera 2
Is output from the A / D converter circuit unit 71, digitized through the A / D conversion circuit unit 71, and then stored in one frame memory 72.

【0040】撮影制御手段8として、間隔L2 +L0
等しい距離だけ物体3が移動するに要する時間と同一の
周期でカメラ2に撮影を行わせる撮影信号8aを出力す
るものを用いた場合には、物体3の図7においてのX方
向の全長L1 にわたる要所の画像を取得するのに当た
り、例えば三次元形状計測装置1の場合と比較すると、
(式1)による関係による撮影回数nに、カメラ2によ
る撮影の回数を減少することが可能となる。
When the photographing control means 8 is one which outputs a photographing signal 8a for causing the camera 2 to photograph at the same cycle as the time required for the object 3 to move by a distance equal to the interval L 2 + L 0 , When acquiring an image of a key portion of the object 3 over the entire length L 1 in the X direction in FIG. 7, comparing with the case of the three-dimensional shape measuring apparatus 1,
It is possible to reduce the number of times of shooting by the camera 2 to the number of times of shooting n based on the relationship of (Expression 1).

【0041】[0041]

【数1】 (L2 +L0 )×n≧L1 ……………………………(1) また、撮影制御手段8として、間隔L0 に等しい距離だ
け物体3が移動するに要する時間と同一の周期でカメラ
2に撮影を行わせる撮影信号8aを出力するものを用い
た場合について、図9により説明する。ある撮影タイミ
ングにおいて、物体3の位置が、図9中に実線で示した
位置に在ったものとする。その際のスリット光5Dによ
り照射を受ける位置を位置Qとする。物体3が例えばL
0 ×m(図9に示した場合では、m=2である。)だけ
移動した後の物体3上の位置Qは、スリット光5Eによ
り照射を受けることになる。
## EQU1 ## (L 2 + L 0 ) × n ≧ L 1 (1) Further, as the image capturing control means 8, the object 3 is moved by a distance equal to the interval L 0. A case of using the one that outputs the shooting signal 8a for causing the camera 2 to shoot at the same cycle as the required time will be described with reference to FIG. It is assumed that the position of the object 3 is at the position shown by the solid line in FIG. 9 at a certain shooting timing. Position Q is the position irradiated by the slit light 5D at that time. The object 3 is, for example, L
The position Q on the object 3 after moving by 0 × m (m = 2 in the case shown in FIG. 9) is illuminated by the slit light 5E.

【0042】載置面4aで反射したスリット光5Dに対
応する反射光を、第2の反射鏡62Aおよび第2の反射
鏡62Bで受光する角度は、それぞれ角度θ1A,θ1B
あり、載置面4aで反射したスリット光5Eに対応する
反射光を、第2の反射鏡62Aおよび第2の反射鏡62
Bで受光する角度は、それぞれ角度θ2A, θ2Bである。
すなわち、物体3が間隔L0 に等しい距離だけ移動する
毎にカメラ2で物体3を撮影して、それ等に対応する画
像信号2aをフレームメモリ72に格納するようにする
ことで、それぞれ観測する角度が異なる物体3の同一部
位の画像を得ることができるのである。
The angles at which the second reflecting mirror 62A and the second reflecting mirror 62B receive the reflected light corresponding to the slit light 5D reflected on the mounting surface 4a are angles θ 1A and θ 1B , respectively. The reflected light corresponding to the slit light 5E reflected on the placing surface 4a is reflected by the second reflecting mirror 62A and the second reflecting mirror 62A.
The angles of receiving light at B are angles θ 2A and θ 2B , respectively.
That is, each time the object 3 moves by a distance equal to the interval L 0 , the object 3 is photographed by the camera 2 and the image signals 2a corresponding to them are stored in the frame memory 72, so that the objects 3 are observed. It is possible to obtain images of the same part of the object 3 having different angles.

【0043】物体3をカメラ2で撮影する場合に、物体
3の形状が凹凸を持つ場合等に、物体3からの反射光を
受光する位置と物体3の形状との関係で、ある部位の物
体3で反射した反射光を入射させることができないこと
が有るが、三次元形状計測装置装置1Bで得られる画像
では、ある角度で受光した場合の反射光であっては陰に
なることで画像が欠落する物体部位が有っても、この部
位の画像は他の角度で受光した他の画像により得ること
ができる可能性を持つことになる。
When the object 3 is photographed by the camera 2, when the shape of the object 3 has irregularities, the relationship between the position where the reflected light from the object 3 is received and the shape of the object 3 makes the object of a certain part It may not be possible to make the reflected light reflected at 3 enter, but in the image obtained by the three-dimensional shape measuring apparatus 1B, the reflected light when received at a certain angle is shaded and thus becomes an image. Even if there is a missing object part, there is a possibility that the image of this part can be obtained from another image received at another angle.

【0044】これにより、同一個所を互いに異なる多数
の角度から受光した場合の画像信号2aを互いに補間さ
せて処理して、欠落された物体部分の画像を補間し合う
ことで,大きな凹凸を持つ形状の物体3の正確な計測が
可能となるのである。 実施例4;図10は、請求項6に対応するこの発明の一
実施例による三次元形状計測装置を説明する側面図であ
り、図11は、図10中に示した三次元形状計測装置で
得られる一例としての画像のグラフである。なお、図1
0は、コンベアの搬送方向が紙面に垂直であるとして描
かれている。図10,図11において、図1〜図3に示
した請求項1に対応するこの発明の一実施例による三次
元形状計測装置と同一部分には同じ符号を付し、その説
明を省略する。図10において、1Cは、図1,図2に
示した請求項1に対応するこの発明の一実施例による三
次元形状計測装置1に対して、光源装置5と、反射光用
の伝達手段である反射鏡構成体6A,6Bに替えて、第
1の光源装置群5Gと、反射光用の伝達手段である反射
鏡構成体6Gを用いるようにした三次元形状計測装置装
置である。
Thus, the image signals 2a when light is received at the same point from a large number of different angles are interpolated and processed, and the images of the missing object portions are interpolated to form a shape having large irregularities. The accurate measurement of the object 3 can be performed. Embodiment 4; FIG. 10 is a side view illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 6, and FIG. 11 is a three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. It is a graph of an image obtained as an example. Note that FIG.
0 is drawn assuming that the convey direction of the conveyor is perpendicular to the paper surface. 10 and 11, the same parts as those of the three-dimensional shape measuring apparatus according to the embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 10, reference numeral 1C denotes a light source device 5 and a transmission means for reflected light with respect to the three-dimensional shape measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIGS. This is a three-dimensional shape measuring apparatus apparatus in which a first light source device group 5G and a reflecting mirror constituting body 6G which is a transmitting means for reflected light are used instead of the certain reflecting mirror constituting bodies 6A and 6B.

【0045】第1の光源装置群5Gは、光源装置5を個
別光源装置装置として用い、それぞれの光源装置5が照
射するスリット光51a,51b,51cの幅方向が,
いずれも物体3が載置される載置面4aに対して水平方
向になると共に,互いに平行かつ相互間隔H0 による等
間隔となるように設置されるものである。なお、光源装
置5は、それぞれのスリット光51a,51b,51c
が物体3の全周を隈なく照射するようにするために、そ
れぞれのスリット光51a,51b,51c毎に複数台
数が設置される。
The first light source device group 5G uses the light source device 5 as an individual light source device device, and the slit light 51a, 51b, 51c irradiated by each light source device 5 has a width direction
Both of them are installed so as to be horizontal with respect to the placement surface 4a on which the object 3 is placed, parallel to each other, and equidistant from each other by the mutual spacing H 0 . In addition, the light source device 5 includes the slit lights 51a, 51b, 51c.
In order to irradiate the entire circumference of the object 3 with a wide area, a plurality of units are installed for each slit light 51a, 51b, 51c.

【0046】反射鏡構成体6Gは、共に円錐形状の反射
面を有する一対となる第1の反射鏡61Gと第2の反射
鏡62Gとを備えている。反射鏡61Gは、その反射面
61Gaを受光部21側に向けて、その中心軸線がコン
ベア4の載置面4aに対して垂直となり、しかもこの中
心軸線が受光部21の中心に一致するように設置されて
いる。また、反射鏡62Gは、その反射面62Gaを物
体3側に向けて、その中心軸線が反射鏡61Gの中心軸
線と同心と共に、その反射面62Gaで受けた物体3か
ら反射された前記第1のスリット光群51G(以降、ス
リット光51a,51b,51cを総称する場合には、
このように言うことがある。)の反射光群51GAを反
射鏡61Gの反射面61Gaに向けて反射する位置に設
置されている。すなわち、反射鏡構成体6Gは、物体3
から反射された反射光群51GAを、反射鏡62Gで受
光して、反射鏡61Gに向けて反射し、反射鏡61G
は、反射鏡62Gに映る物体3の像の全体が、カメラ2
の受光部21によって受光されるようにしている。
The reflecting mirror structure 6G includes a pair of a first reflecting mirror 61G and a second reflecting mirror 62G each having a conical reflecting surface. The reflecting mirror 61G has its reflecting surface 61Ga directed toward the light receiving portion 21 and its central axis line is perpendicular to the mounting surface 4a of the conveyor 4, and the central axis line coincides with the center of the light receiving portion 21. is set up. Further, the reflecting mirror 62G has its reflecting surface 62Ga directed toward the object 3 side, and its central axis is concentric with the central axis of the reflecting mirror 61G and is reflected from the object 3 received by the reflecting surface 62Ga. Slit light group 51G (hereinafter, when the slit lights 51a, 51b, 51c are collectively referred to,
Sometimes I say this. ) Is installed at a position where the reflected light group 51GA of) is reflected toward the reflection surface 61Ga of the reflection mirror 61G. That is, the reflector structure 6G is the object 3
The reflected light group 51GA reflected from is received by the reflecting mirror 62G, is reflected toward the reflecting mirror 61G, and is reflected by the reflecting mirror 61G.
Is the entire image of the object 3 reflected on the reflecting mirror 62G
The light is received by the light receiving section 21 of.

【0047】スリット光群51Gが物体3で反射した反
射光群51GAの持つ個々の反射光は、いずれも物体3
の周囲を一巡する環状であり、それぞれの反射光群51
GAの持つ個々の反射光は、スリット光群51Gのそれ
ぞれのスリット光51a,51b,51cの相互間隔H
0 に従う物体3の等高位置で反射した反射光に対応す
る。ところで、反射鏡61Gと反射鏡62Gがその中心
軸を同心とした円錐形であることにより、反射鏡61G
が反射する反射光は、物体3で反射した反射光群51G
Aの状態のままが保持される。
The individual reflected lights of the reflected light group 51GA reflected by the slit light group 51G on the object 3 are all the objects 3
Is a ring that goes around the circumference of the
The individual reflected light of the GA is the mutual distance H between the slit lights 51a, 51b, 51c of the slit light group 51G.
It corresponds to the reflected light reflected at the contour position of the object 3 according to 0 . By the way, since the reflecting mirror 61G and the reflecting mirror 62G are conical with their central axes being concentric, the reflecting mirror 61G
The reflected light reflected by is the reflected light group 51G reflected by the object 3.
The state of A is maintained.

【0048】図10に示した三次元形状計測装置1Cは
前述の構成としており、光切断法を利用して物体3の三
次元形状を計測する装置である。三次元形状計測装置1
Cにおいては、コンベア4の載置面4a上に載置された
物体3がコンベア4により搬送されて、受光部21の直
下付近に物体3の中心部が到達したタイミングで、カメ
ラ2による撮影を行い、物体3の画像を得る。ここで、
三次元形状計測装置1Cにおいて、カメラ2で得られる
画像フレーム9Cを説明する。図11中に示したごと
く、三次元形状計測装置1Cにおいては、三次元形状計
測装置1の場合とは異なり、物体3の周囲から水平なス
リット光群51Gが照射されるので、それによる反射光
群51GAも物体3の周囲を一巡する環状となる。それ
ぞれの反射光群51GAによる反射光は、スリット光群
51Gのそれぞれのスリット光51a,51b,51c
の相互間隔H0 に従う物体3の等高線となって現れる。
すなわち、画像フレーム9Cには、それぞれ、スリット
光51a,51b,51cに対応する物体3の画像が、
等高線である画像38a,38b,38cとして得られ
る。画像フレーム9Cによる画像が画像信号2aとして
カメラ2から出力され、フレームメモリ72の1枚に格
納される。
The three-dimensional shape measuring apparatus 1C shown in FIG. 10 has the above-mentioned configuration, and is an apparatus for measuring the three-dimensional shape of the object 3 by using the optical cutting method. Three-dimensional shape measuring device 1
In C, when the object 3 placed on the placing surface 4a of the conveyor 4 is conveyed by the conveyor 4 and the central portion of the object 3 reaches the position immediately below the light receiving unit 21, the image capturing by the camera 2 is performed. Then, the image of the object 3 is obtained. here,
An image frame 9C obtained by the camera 2 in the three-dimensional shape measuring apparatus 1C will be described. As shown in FIG. 11, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1C, unlike the case of the three-dimensional shape measuring apparatus 1, since the horizontal slit light group 51G is emitted from the periphery of the object 3, the reflected light by the slit light group 51G is generated. The group 51GA also has a ring shape that goes around the object 3. The reflected light by each reflected light group 51GA is the slit light 51a, 51b, 51c of each slit light group 51G.
It appears as contour lines of the object 3 according to the mutual distance H 0 of.
That is, in the image frame 9C, the images of the object 3 corresponding to the slit lights 51a, 51b, and 51c,
The images are obtained as images 38a, 38b, 38c which are contour lines. The image of the image frame 9C is output from the camera 2 as the image signal 2a and stored in one frame memory 72.

【0049】このフレームメモリ72に格納された画像
信号2aを、処理回路部73に取り出し、これに相互間
隔H0 の寸法等の既知の値も合わせて使用して、物体3
の三次元形状の演算処理が行われる。三次元形状計測装
置1Cでは、1台のカメラ2を用いての1回の撮影によ
って、複数の等高位置の物体3の形状を表す画像が得ら
れることで、物体3の三次元形状の計測を短時間で遂行
することが可能となるのである。
The image signal 2a stored in the frame memory 72 is taken out to the processing circuit section 73, and the known values such as the dimension of the mutual interval H 0 are also used for the object 3
The calculation processing of the three-dimensional shape is performed. The three-dimensional shape measuring apparatus 1C measures the three-dimensional shape of the object 3 by obtaining an image representing the shape of the plurality of objects 3 at equal height positions by one image capturing using the one camera 2. Can be performed in a short time.

【0050】実施例4における今までの説明では、第1
の光源装置群5Gの備えるスリット光群51Gの本数は
3本であるとしてきたが、これに限定されるものではな
く、例えば、4本以上であってもよいものである。スリ
ット光51Gの本数を増やすことにより、物体3の三次
元形状の計測精度を向上させることが可能である。 実施例5;図12は、請求項7に対応するこの発明の一
実施例による三次元形状計測装置を説明する側面図であ
り、図13は、図12においてS矢から見た側面図であ
り、図14は、図12,図13中に示した三次元形状計
測装置で得られる一例としての画像のグラフである。な
お、図12は、コンベアの搬送方向が紙面に垂直である
として描かれている。図12,図13において、図1〜
図3に示した請求項1に対応するこの発明の一実施例に
よる三次元形状計測装置、および、図10,図11に示
した請求項6に対応するこの発明の一実施例による三次
元形状計測装置と同一部分には同じ符号を付し、その説
明を省略する。
In the above description of the fourth embodiment, the first
Although the number of slit light groups 51G included in the light source device group 5G is three, the number is not limited to this, and may be four or more, for example. By increasing the number of slit lights 51G, it is possible to improve the measurement accuracy of the three-dimensional shape of the object 3. Fifth Embodiment: FIG. 12 is a side view for explaining a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 7, and FIG. 13 is a side view seen from the arrow S in FIG. FIG. 14 is a graph of an image as an example obtained by the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIGS. 12 and 13. Note that FIG. 12 is drawn assuming that the convey direction of the conveyor is perpendicular to the paper surface. 12 and 13, in FIGS.
A three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 shown in FIG. 3 and a three-dimensional shape according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 6 shown in FIGS. The same parts as those of the measuring device are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0051】図12,図13において、1Dは、図10
に示した請求項6に対応するこの発明の一実施例による
三次元形状計測装置1Cに対して、第2の光源装置群5
Hを追加して用いるようにした三次元形状計測装置装置
である。第2の光源装置群5Hは、少なくとも2組の光
源装置5を個別光源装置として用いており、それぞれの
光源装置5は、カメラ2の撮影の邪魔にならないよう
に、コンベア4の搬送方向(図13中の矢印Xで示し
た。)に対して直角方向の,相対する斜め上方から,コ
ンベア4の載置面4aに対してスリット光51d,51
eを照射するよう設置される。また、第2の光源装置群
5Hは、スリット光51d,51eのスリット状の幅方
向がコンベア4の搬送方向に対して垂直方向となると共
に、これ等のスリット光51d,51eがその幅方向
で、コンベア4の搬送方向に沿って間隔LD を保って互
いに平行するように設置される。
In FIGS. 12 and 13, 1D is the same as in FIG.
In addition to the three-dimensional shape measuring apparatus 1C according to the embodiment of the present invention corresponding to claim 6 shown in FIG.
It is a three-dimensional shape measuring device device in which H is additionally used. The second light source device group 5H uses at least two sets of light source devices 5 as individual light source devices, and each of the light source devices 5 does not interfere with the shooting of the camera 2 in the conveying direction of the conveyor 4 (see FIG. 13 is indicated by an arrow X), and the slit lights 51d, 51 are applied to the mounting surface 4a of the conveyor 4 from diagonally above and opposite to each other.
It is installed to irradiate e. In addition, in the second light source device group 5H, the slit-shaped width directions of the slit lights 51d and 51e are perpendicular to the conveying direction of the conveyor 4, and these slit lights 51d and 51e are in the width direction. , Are installed so as to be parallel to each other while maintaining a distance L D along the conveying direction of the conveyor 4.

【0052】第2の光源装置群5Hが照射する第2のス
リット光群51H(以降、スリット光51d,51eを
総称する場合には、このように言うことがある。)は、
物体3に当たって反射光群51HAとなって反射され
る。この反射光群51HAは、第1の光源装置群5Gに
よる反射光群51GAと同様に、反射鏡構成体6Gを介
してカメラ2の受光部21に受光される。これら反射光
によってカメラ2で得られた画像が画像信号2aとして
カメラ2から出力され、フレームメモリ72の1枚に格
納されることになる。
The second slit light group 51H emitted by the second light source device group 5H (hereinafter, this may be said when the slit lights 51d and 51e are collectively referred to).
When it hits the object 3, it is reflected as a reflected light group 51HA. The reflected light group 51HA is received by the light receiving unit 21 of the camera 2 via the reflecting mirror structure 6G, similarly to the reflected light group 51GA by the first light source device group 5G. An image obtained by the camera 2 by these reflected lights is output from the camera 2 as an image signal 2a and stored in one frame memory 72.

【0053】図12,図13に示した三次元形状計測装
置1Dは前述の構成としており、光切断法を利用して物
体3の三次元形状を計測する装置である。三次元形状計
測装置1Dにおいても、物体3がコンベア4により搬送
されて、受光部21の直下付近にその中心部が到達した
タイミングで、カメラ2の撮影を行い、物体3の画像を
得る。ここで、三次元形状計測装置1Dにおいて、カメ
ラ2で得られる画像フレーム9Dについて説明する。図
14中に示したごとく、三次元形状計測装置1Dにおい
ては、三次元形状計測装置1Cの場合の画像に、反射光
群51HAによる画像が加えられた状態の画像が得られ
る。すなわち、画像フレーム9Dには、それぞれ、スリ
ット光51d,51eに対応する物体3の画像38d,
38eが図14中に示すように得られる。画像38a,
38b,38cが物体3をいわば水平に切断した場合の
輪郭線を示すものであるのに対し、画像38d,38e
は物体3をいわば垂直方向に切断した場合の輪郭線を示
すものである。このために、画像38a,38b,38
cと画像38dあるいは画像38eとが交差する交点
は、同一の垂直平面上に存在することになる。
The three-dimensional shape measuring apparatus 1D shown in FIGS. 12 and 13 has the above-mentioned configuration, and is an apparatus for measuring the three-dimensional shape of the object 3 using the optical cutting method. Also in the three-dimensional shape measuring apparatus 1D, the object 3 is conveyed by the conveyor 4 and the camera 2 captures an image of the object 3 at the timing when the central portion of the object 3 reaches the position immediately below the light receiving unit 21. Here, the image frame 9D obtained by the camera 2 in the three-dimensional shape measuring apparatus 1D will be described. As shown in FIG. 14, in the three-dimensional shape measuring apparatus 1D, an image in a state in which the image by the reflected light group 51HA is added to the image of the three-dimensional shape measuring apparatus 1C is obtained. That is, in the image frame 9D, the images 38d of the object 3 corresponding to the slit lights 51d and 51e, respectively.
38e is obtained as shown in FIG. Image 38a,
38b and 38c show outlines when the object 3 is horizontally cut, so to speak, while images 38d and 38e are shown.
Shows a contour line when the object 3 is cut in a vertical direction, so to speak. For this purpose, the images 38a, 38b, 38
The intersections where c and the image 38d or the image 38e intersect are on the same vertical plane.

【0054】従って、それぞれが等高線である画像38
a,38b,38cに画像38d,38eを追加するこ
とで、これら等高線の相互間の,物体3の形状に関する
情報が得られることになるので、等高線間の形状が補正
された、精度の一層高い物体の三次元形状の計測が可能
となる。実施例5における今までの説明では、第2の光
源装置群5Hの備えるスリット光群51Hの本数は2本
であるとしてきたが、これに限定されるものではなく、
例えば、3本以上であってもよいものである。スリット
光51Hの本数を増加することにより、物体3の三次元
形状の計測精度を一層向上させることが可能である。な
お、スリット光51Hの本数を増加する場合には、本数
を増加した分に応じて、画像データ上において、それぞ
れの画像線分の分離処理等を追加する必要がある。
Thus, the image 38, each of which is a contour line
By adding the images 38d and 38e to a, 38b, and 38c, information about the shape of the object 3 between these contour lines can be obtained, so that the shape between the contour lines is corrected and the accuracy is higher. It is possible to measure the three-dimensional shape of an object. In the above description of the fifth embodiment, the number of slit light groups 51H included in the second light source device group 5H is two, but the number of slit light groups 51H is not limited to this.
For example, the number may be three or more. By increasing the number of slit lights 51H, it is possible to further improve the measurement accuracy of the three-dimensional shape of the object 3. When the number of slit lights 51H is increased, it is necessary to add separation processing of each image line segment on the image data according to the increased number.

【0055】実施例1〜実施例5における今までの説明
では、コンベア4は物体3を搬送するものであるとして
きたが、これに限定されるものではなく、例えば、物体
3は静止させておいて、カメラ2をコンベア4に載置し
て移動させてもよいものである。
Although the conveyor 4 conveys the object 3 in the above description of the first to fifth embodiments, the present invention is not limited to this. For example, the object 3 may be stationary. Therefore, the camera 2 may be placed on the conveyor 4 and moved.

【0056】[0056]

【発明の効果】この発明においては、前述の構成とした
ので次記する効果が有る。すなわち、 撮像手段は、スリット光の幅方向を含む平面内に,そ
の受光部を計測対象物体側に向けて設置されたものであ
り、反射光用の伝達手段は、前記スリット光の幅方向を
含む平面に関して互いに反対面側となる領域に,それぞ
れが二次元平面をなす反射面を持つ2枚の反射鏡を備え
た一対の反射鏡構成体でなり、それぞれの反射鏡構成体
が備える第1の反射鏡は、その反射面を撮像手段の受光
部側に向けてその二次元平面の一方の座標軸を前記スリ
ット光の幅方向を含む前記平面に平行させると共に,そ
の反射面の他方の座標軸と前記の前記スリット光の幅方
向を含む平面とのなす角度が鈍角をなして設置され、そ
れぞれの反射光用の伝達手段が備える第2の反射鏡は、
その反射面を計測対象物体側に向けてその一方の座標軸
を第1の反射鏡の一方の座標軸に平行させると共に,そ
の反射面で受けた計測対象物体から反射された前記スリ
ット光の反射光を第1の反射鏡の反射面に向けて反射す
る位置に設置され、前記スリット光の幅方向を含む前記
平面に関して互いに反対面側となる領域に計測対象物体
からそれぞれ反射された前記の反射光が,前記の撮像手
段によって受光されるようするものであり、画像信号の
処理手段は、それぞれの反射鏡構成体からの反射光に対
応する画像信号を入力し,これ等の画像信号を互いに補
間させて処理して計測対象物体の形状を演算するもので
ある構成とすることにより、物体の前記の平面に関して
互いに反対面側となる領域から反射したスリット光に対
応する反射光は、それぞれの反射鏡構成体を介して撮像
手段の受光部に入射する。これにより、撮像手段には、
前記の平面に関して互いに反対面側となる物体の画像
が、一体に得られることになる。
Since the present invention has the above-mentioned structure, it has the following effects. That is, the image pickup means is installed in a plane including the width direction of the slit light, with its light receiving portion facing the measurement target object side, and the transmission means for reflected light is set in the width direction of the slit light. A pair of reflecting mirror construction bodies each having two reflecting mirrors each having a reflecting surface forming a two-dimensional plane in regions opposite to each other with respect to the plane including the first reflecting mirror construction body; The reflecting mirror has a reflecting surface directed toward the light receiving portion of the image pickup means and one of the coordinate axes of the two-dimensional plane is parallel to the plane including the width direction of the slit light, and the other of the reflecting surface is The second reflecting mirror, which is installed at an obtuse angle with respect to the plane including the width direction of the slit light, and which is provided in each transmitting means for reflected light,
The reflecting surface is directed toward the object to be measured, one coordinate axis of which is parallel to one coordinate axis of the first reflecting mirror, and the reflected light of the slit light reflected from the object to be measured received by the reflecting surface is The reflected light reflected from the object to be measured is installed at a position where the reflected light is reflected toward the reflecting surface of the first reflecting mirror, and is reflected from the object to be measured in regions opposite to each other with respect to the plane including the width direction of the slit light. The image signal processing means receives the image signals corresponding to the reflected light from the respective reflecting mirror components, and interpolates these image signals with each other. The reflected light corresponding to the slit light reflected from the areas opposite to each other with respect to the above-mentioned plane of the object is configured to calculate the shape of the measurement target object by processing It enters the light receiving portion of the imaging means via the reflecting mirror constructs respectively. As a result, the imaging means
An image of the object on the opposite side with respect to the plane will be integrally obtained.

【0057】従って、この発明による撮像手段で得られ
る画像では、一方の反射鏡構成体を介した反射光であっ
ては陰になることで、画像が欠落する物体部位が有った
としても、この部位の画像は他方の反射鏡構成体を介し
た反射光による画像により得ることができる。これ等の
画像信号を画像信号の処理手段により、前記の平面に関
して互いに反対面側となる領域に反射した反射光による
画像信号を互いに補間させて処理し、欠落された物体部
分の画像を補間し合うことで,ドーム状のような形状の
物体の正確な計測が可能となる等、物体の三次元形状計
測の精度を向上することが可能となる。
Therefore, in the image obtained by the image pickup means according to the present invention, even if there is an object portion where the image is missing, the reflected light from one of the reflecting mirror constituents becomes a shadow. An image of this portion can be obtained by an image of reflected light that has passed through the other reflecting mirror structure. These image signals are processed by the image signal processing means by interpolating the image signals of the reflected lights reflected in the areas on the opposite sides of the plane, and interpolating the image of the missing object portion. By matching, it becomes possible to improve the accuracy of three-dimensional shape measurement of an object such as accurate measurement of an object having a dome shape.

【0058】撮像手段は、第1の光源装置から照射さ
れた第1のスリット光の幅方向を含む平面内に,その受
光部を計測対象物体側に向けて設置されたものであり、
反射光用の伝達手段は、撮像手段が位置する第1のスリ
ット光の幅方向を含む平面に関して互いに反対面側とな
る領域に,それぞれが二次元平面をなす反射面を持つ2
枚の反射鏡を備えた一対の反射鏡構成体でなり、それぞ
れの反射鏡構成体が備える第1の反射鏡は、その反射面
を撮像手段の受光部側に向けてその二次元平面の一方の
座標軸を第1のスリット光の幅方向に平行させると共
に,その反射面の他方の座標軸と第1のスリット光の幅
方向を含む前記平面とのなす角度が鈍角をなし,しか
も,それぞれの反射鏡構成体が備える第1の反射鏡の,
第1の光源装置からの第1のスリット光の幅方向を含む
前記平面側の相互間に間隙を介在させて設置され、それ
ぞれの反射鏡構成体が備える第2の反射鏡は、その反射
面を計測対象物体側に向けてその一方の座標軸を第1の
スリット光の幅方向に平行させると共に,その反射面で
受けた計測対象物体から反射された第1のスリット光の
反射光を第1の反射鏡の反射面に向けて反射する位置に
設置され、第1のスリット光の幅方向を含む前記平面に
関して互いに反対面側となる領域に計測対象物体からそ
れぞれ反射された前記の反射光が,前記の撮像手段によ
って受光されるようにするものであり、計測対象物体の
搬送に供せられる搬送手段または計測対象物体を載置す
る載置台は、少なくとも計測対象物体を載置する部位
に,この第1のスリット光の持つ幅方向と平行させた幅
方向を有するスリット状の開口部を設けるものであり、
搬送手段の撮像手段の受光部に関する反対側には,前記
開口部および第1の反射鏡の相互間の前記の間隙を通し
て撮像手段の受光部に向けて第2のスリット光を照射す
る第2の光源装置が設置されており、この第2の光源装
置が供給する第2のスリット光は、第1のスリット光の
幅方向と平行する幅方向を有するものであり、画像信号
の処理手段は、それぞれの反射鏡構成体からの反射光に
対応する画像信号と,第2のスリット光に対応する画像
信号を入力し,それぞれの画像信号を互いに補間させて
処理して計測対象物体の形状を演算するものである構成
とすることにより、この場合には、前記項による第1
の光源装置からの第1のスリット光に加えて、第2の光
源装置が供給する第2のスリット光が供給される。この
第2のスリット光は、物体を介して撮像手段の受光部に
向けて照射されるものであるので、受光部で受光される
第2のスリット光は、物体によってその一部が遮蔽され
たものになる。
The image pickup means is installed in a plane including the width direction of the first slit light emitted from the first light source device, with its light receiving portion facing the object to be measured side.
The transmission means for reflected light has reflection surfaces each forming a two-dimensional plane in the regions on the opposite sides with respect to the plane including the width direction of the first slit light on which the imaging means is located.
The first reflecting mirror, which is composed of a pair of reflecting mirror constituent bodies provided with one reflecting mirror, and each reflecting mirror constituent body has one of its two-dimensional planes with its reflecting surface facing the light receiving portion side of the imaging means And the other coordinate axis of the reflecting surface and the plane including the width direction of the first slit light form an obtuse angle, and Of the first reflecting mirror of the mirror structure,
The second reflecting mirrors, which are installed with a gap between the flat surface sides including the width direction of the first slit light from the first light source device, and which are provided in the respective reflecting mirror constituent bodies, have reflecting surfaces thereof. Toward the object to be measured and one of the coordinate axes thereof is parallel to the width direction of the first slit light, and the reflected light of the first slit light reflected from the object to be measured received by the reflecting surface is first reflected. Is installed at a position where it reflects toward the reflecting surface of the reflecting mirror, and the reflected light reflected from the object to be measured is reflected in the areas on the opposite sides with respect to the plane including the width direction of the first slit light. The imaging means is configured to receive the light, and the transportation means provided for the transportation of the measurement target object or the mounting table on which the measurement target object is mounted has at least a portion on which the measurement target object is mounted. This first pickpocket Is intended to provide a slit-shaped opening having a width direction is parallel to the width direction having the bets light,
A second slit light is radiated toward the light receiving portion of the image pickup means through the gap between the opening and the first reflecting mirror, on the opposite side of the light receiving portion of the image pickup means of the conveying means. A light source device is installed, the second slit light supplied by the second light source device has a width direction parallel to the width direction of the first slit light, and the image signal processing means is The image signal corresponding to the reflected light from each reflector structure and the image signal corresponding to the second slit light are input, and the respective image signals are interpolated and processed to calculate the shape of the object to be measured. In this case, the first
In addition to the first slit light from the light source device, the second slit light supplied by the second light source device is supplied. Since this second slit light is emitted toward the light receiving portion of the image pickup means through the object, a part of the second slit light received by the light receiving portion is blocked by the object. It becomes a thing.

【0059】従って、物体をその最大幅が開口部上に位
置するように載置するならば、第2のスリット光の欠落
した部分が物体の最大幅であることとなり、第2のスリ
ット光による画像によって、物体の幅方向寸法の正確な
情報を得ることが可能となる。この物体の幅方向寸法の
情報を使用することで、物体の端部部分の形状に対する
補正処理の実行が容易になり、しかもその演算処理を短
時間に実行することが可能となる。
Therefore, if the object is placed so that its maximum width is located on the opening, the portion where the second slit light is missing is the maximum width of the object, and the second slit light causes The image makes it possible to obtain accurate information on the widthwise dimension of the object. By using the information on the widthwise dimension of the object, it becomes easy to execute the correction process for the shape of the end portion of the object, and the calculation process can be executed in a short time.

【0060】光源装置は、スリット光を照射する複数
の個別光源装置でなり、それぞれの光源装置は、照射す
る前記スリット光の幅方向がいずれも,搬送手段の搬送
方向に対して垂直方向になると共に,搬送手段の搬送方
向に沿って互いに平行かつ間隔を設けて設置されるもの
であり、撮像手段は、光源装置が備えた複数の個別光源
装置が照射する前記スリット光の内の,搬送手段の搬送
方向に関してほぼ中央部に存在するスリット状のスリッ
ト光の幅方向を含む平面内に,その受光部を計測対象物
体側に向けて設置されたものであり、反射光用の伝達手
段は、撮像手段の位置する前記スリット光の幅方向を含
む前記平面に関して互いに反対面側となる領域に,それ
ぞれが二次元平面をなす反射面を持つ2枚の反射鏡を備
えた一対の反射鏡構成体でなり、それぞれの反射鏡構成
体が備える第1の反射鏡は、その反射面を撮像手段の受
光部側に向けてその二次元平面の一方の座標軸を前記ス
リット光の幅方向に平行させると共に,その反射面の他
方の座標軸と前記スリット光の幅方向を含む前記平面と
のなす角度が鈍角をなして設置され、それぞれの反射光
用の伝達手段が備える第2の反射鏡は、その反射面を計
測対象物体側に向けてその一方の座標軸を前記スリット
光の幅方向に平行させると共に,その反射面で受けた計
測対象物体が反射した前記スリット光の反射光を第1の
反射鏡の反射面に向けて反射する位置に設置され、前記
スリット光の幅方向を含む前記平面に関して互いに反対
面側となる領域に計測対象物体からそれぞれ反射された
前記の反射光が,前記の撮像手段によって受光されるよ
うにするものであり、画像信号の処理手段は、それぞれ
の反射鏡構成体からの複数の個別光源装置を光源とする
反射光に対応する画像信号を互いに補間させて処理して
計測対象物体の形状を演算するものである構成とするこ
とにより、この場合には、前記項による光源装置から
のスリット光に加えて、それぞれの個別光源装置から
の,その幅方向が前記スリット光の幅方向と平行なスリ
ット光が供給される。これ等の複数のスリット光に対応
する反射光が撮像装置の受光部に入射されることにな
る。従って、撮像装置では、複数の個別光源装置による
スリット光が当たっている範囲分の複数のスリット光に
対応する複数の画像が、一回の撮影によって得られるこ
とになる。これにより、物体の形状に関する画像情報を
少ない撮影回数で取得し得ることとなり、物体の三次元
形状の計測時間を短縮することが可能となる。
The light source device is composed of a plurality of individual light source devices for irradiating slit light. In each of the light source devices, the width direction of the slit light for irradiation is perpendicular to the carrying direction of the carrying means. In addition, the image pickup means is installed in parallel with each other along the carrying direction of the carrying means and at intervals, and the imaging means is a carrying means of the slit light emitted by a plurality of individual light source devices provided in the light source device. In the plane including the width direction of the slit-shaped slit light existing in the central portion with respect to the transport direction of, the light receiving portion is installed toward the measurement target object side, and the transmission means for reflected light is A pair of reflecting mirror structures provided with two reflecting mirrors each having a reflecting surface forming a two-dimensional plane in regions opposite to each other with respect to the plane including the width direction of the slit light in which the imaging unit is located. The first reflecting mirror, which is formed of a body and is provided in each reflecting mirror constructing body, has its reflecting surface directed toward the light receiving portion of the image pickup means and has one coordinate axis of its two-dimensional plane parallel to the width direction of the slit light. At the same time, the angle between the other coordinate axis of the reflecting surface and the plane including the width direction of the slit light is set to form an obtuse angle, and the second reflecting mirror included in each transmitting means for reflected light is The reflecting surface is directed toward the object to be measured and one coordinate axis thereof is parallel to the width direction of the slit light, and the reflected light of the slit light reflected by the object to be measured received by the reflecting surface is reflected by the first reflecting mirror. The image pickup means is installed at a position where the reflected light is reflected toward the reflection surface, and the reflected light reflected from the measurement target object in regions opposite to each other with respect to the plane including the width direction of the slit light. By The image signal processing means interpolates and processes the image signals corresponding to the reflected light from each of the reflecting mirror constituents using the plurality of individual light source devices as light sources. In this case, in addition to the slit light from the light source device according to the above item, the width direction from each individual light source device is the slit light by calculating the shape of the measurement target object. The slit light parallel to the width direction of is supplied. Reflected light corresponding to the plurality of slit lights is incident on the light receiving unit of the imaging device. Therefore, in the image pickup device, a plurality of images corresponding to the plurality of slit light beams in the range where the slit light beams of the plurality of individual light source devices are applied can be obtained by one shot. As a result, image information relating to the shape of the object can be acquired with a small number of times of photography, and it becomes possible to shorten the measurement time of the three-dimensional shape of the object.

【0061】前記項において、撮影制御手段を備
え、撮影制御手段は、撮像手段による撮影の実行を,搬
送手段により搬送される計測対象物体または撮像手段
が,複数の個別光源装置によるスリット光の両端に位置
する前記スリット光間の間隔と、隣接する前記スリット
光の相互間隔の和に等しい距離だけ移動するに要する時
間と同一の周期で行わせる動作信号を撮像手段に与える
ものである構成とすることにより、物体の搬送手段の搬
送方向わたる画像を得るのに際して、最も少ない撮影回
数で取得することができ、物体の三次元形状の計測時間
を短縮することが可能となる。
In the above item, the photographing control means is provided, and the photographing control means performs the photographing by the image pickup means, and the object to be measured or the image pickup means conveyed by the conveying means has both ends of the slit light by the plurality of individual light source devices. It is configured to give an operation signal to the image pickup means in the same cycle as the time required to move by a distance equal to the sum of the distance between the slit lights located at As a result, when obtaining an image of the object in the transport direction of the transport means, the image can be acquired with the smallest number of times of photography, and the measurement time of the three-dimensional shape of the object can be shortened.

【0062】前記項において、光源装置は、それぞ
れの個別光源装置が照射するスリット光の幅方向の相互
間隔が、等間隔であり、また、撮影制御手段を備え、こ
の撮影制御手段は、撮像手段による撮影の実行を,搬送
手段により搬送される計測対象物体または撮像手段が,
複数の個別光源装置によるスリット光の,それぞれの前
記スリット光間の相互間隔に等しい距離だけ移動するに
要する時間と同一の周期で行わせる動作信号を撮像手段
に与えるものである構成とすることにより、個別光源装
置の設置台数と同数の物体の同一部位の画像が、互いに
異なる角度で同一部位を観測した場合の画像が得られ
る。一般に、凹凸を持つ物体の形状を観測する場合に、
物体からの反射光を受光する位置と物体の形状との関係
で、物体の一部の部位の画像が得られない場合が有る
が、このような場合であっても、この発明による三次元
形状計測装置によれば、異なる角度で観測した画像が得
られることで、そのような部位の画像を得られる可能性
が有る。
In the above item, in the light source device, the slit light beams emitted by the individual light source devices are equidistant from each other in the width direction, and the image pickup control means is provided. When the object to be measured carried by the carrying means or the imaging means
By providing the image pickup means with an operation signal to be performed in the same cycle as the time required to move the slit light beams by the plurality of individual light source devices by a distance equal to the mutual interval between the slit light beams. An image of the same region of the same number of objects as the number of installed individual light source devices is obtained when the same region is observed at different angles. Generally, when observing the shape of an object with unevenness,
Depending on the relationship between the position where the reflected light from the object is received and the shape of the object, an image of a part of the object may not be obtained. Even in such a case, the three-dimensional shape according to the present invention may be obtained. According to the measuring device, there is a possibility that an image of such a part can be obtained by obtaining images observed at different angles.

【0063】従って、互いに異なる角度で同一部位を観
測した場合の画像信号を使用して、互いに補間させて処
理することで、欠落された部位の画像信号を補間し合う
ことで、大きな凹凸を持つ物体の形状の、3次元形状の
計測を正確に行うことが可能となる。 光源装置は、第1のスリット光群を照射する複数の
個別光源装置を持つ第1の光源装置群でなり、それぞれ
の個別光源装置は、照射するスリット光の幅方向が,い
ずれも計測対象物体が載置される載置面に対して水平方
向になると共に,互いに平行かつ間隔を設けて設置され
るものであり、反射光用の伝達手段は、共に円錐形状の
反射面を有すると共に,その中心軸線が物体が載置され
る載置面に対して垂直となり,しかも,その中心軸線が
同心となるように設置された2個の反射鏡を備え、反射
光用の伝達手段が備える第1の反射鏡は、その反射面を
撮像手段の受光部側に向け設置され、反射光用の伝達手
段が備える第2の反射鏡は、その反射面を計測対象物体
側に向けると共に,その反射面で受けた計測対象物体か
ら反射された前記第1のスリット光群の反射光を第1の
反射鏡の反射面に向けて反射する位置に設置されてな
り、撮像手段は、その受光部を計測対象物体側に向ける
と共に,2個の前記反射鏡が持つ円錐形状をなす反射面
の,その円錐形の中心軸線上に受光部の中心が位置する
よう設置されたものであり、画像信号の処理手段は、反
射光用の伝達手段を介して入力された計測対象物体から
の前記反射光に対応する複数の画像信号を入力し,これ
等の画像信号を互いに補間させて処理して計測対象物体
の形状を演算するものである構成とすることにより、そ
の幅方向が間隔を置いて互いに水平となる複数のスリッ
ト光群が、物体の全周囲に照射されされることで、物体
の等高線位置に対応する画像を1回の撮影によって得る
ことが可能となる。これにより、物体の3次元形状の計
測に要する時間を短縮することが可能となる。
Therefore, by using the image signals obtained when observing the same region at different angles from each other and interpolating and processing the image signals of the missing regions, the image signals of the missing regions are interpolated with each other, thereby forming a large unevenness. It is possible to accurately measure the three-dimensional shape of the object. The light source device is a first light source device group having a plurality of individual light source devices for irradiating the first slit light group, and each of the individual light source devices has a width direction of the slit light to irradiate, which is a measurement target object. Are placed in a horizontal direction with respect to a mounting surface on which they are mounted, and are installed in parallel with each other and at intervals, and the transmitting means for reflected light both have conical reflecting surfaces. A first axis provided with a transmission means for reflected light, comprising two reflecting mirrors installed such that the central axis is perpendicular to the placement surface on which the object is placed and the central axes are concentric. The reflecting mirror is installed with its reflecting surface facing the light receiving section of the image pickup means, and the second reflecting mirror included in the transmitting means for reflected light has its reflecting surface facing the measurement target object side and its reflecting surface. The first reflected from the object to be measured received at It is installed at a position where the reflected light of the slit light group is reflected toward the reflecting surface of the first reflecting mirror, and the image pickup unit directs its light receiving portion toward the object to be measured, and the two reflecting mirrors are arranged. It is installed so that the center of the light receiving portion is located on the central axis of the conical reflection surface having the conical shape, and the image signal processing means is input through the transmission means for reflected light. By inputting a plurality of image signals corresponding to the reflected light from the measurement target object, by interpolating these image signals with each other and processing them to calculate the shape of the measurement target object, By irradiating the entire circumference of the object with a plurality of slit light groups whose width directions are spaced from each other and horizontal to each other, it is possible to obtain an image corresponding to the contour line position of the object by one-time photographing. Become. This makes it possible to reduce the time required to measure the three-dimensional shape of the object.

【0064】前記項において、搬送手段の搬送方向
に関する垂直方向から計測対象物体にそれぞれ第2のス
リット光群を照射する複数の個別光源装置からなる第2
の光源装置群を備え、第2の光源装置群の持つ複数の個
別光源装置は、それぞれのスリット光の幅方向が搬送手
段の搬送方向に対して垂直方向となると共に,これ等の
スリット光がその幅方向で,搬送手段の搬送方向に沿っ
て互いに平行するように設置されたものであり、画像信
号の処理手段は、反射光用の伝達手段を介して入力され
た計測対象物体からの第1の光源装置群による第1のス
リット光群の反射光,および,前記の第2のスリット光
群の反射光に対応する画像信号を入力し,それぞれの反
射光に対応する画像信号を互いに補間させて処理して計
測対象物体の形状を演算するものである構成とすること
により、第1の光源装置群による物体の等高線位置に対
応する画像に加えて、第2の光源装置群が照射するスリ
ット光群により、前記の等高線位置の間の物体の形状に
関する画像を得られる。この第2のスリット光群による
画像信号を用いて、等高線間の物体の形状の補間演算を
行うことで、三次元形状計測に際して、計測精度を一層
高めることが可能となる。
In the above item, a second light source device is provided, which irradiates the object to be measured with the second slit light group in a direction perpendicular to the carrying direction of the carrying means.
In the plurality of individual light source devices included in the second light source device group, the width direction of each slit light is perpendicular to the carrying direction of the carrying means, and the slit light is In the width direction, they are installed so as to be parallel to each other along the transporting direction of the transporting means, and the image signal processing means is the first one from the measurement target object input through the transmitting means for reflected light. The image signals corresponding to the reflected light of the first slit light group and the reflected light of the second slit light group by the first light source device group are input, and the image signals corresponding to the respective reflected light are interpolated with each other. By performing the processing to calculate the shape of the object to be measured, the second light source device group irradiates in addition to the image corresponding to the contour line position of the object by the first light source device group. By slit light group, It obtained an image related object shape between the serial contour position of. By performing the interpolation calculation of the shape of the object between the contour lines by using the image signal by the second slit light group, it becomes possible to further improve the measurement accuracy in the three-dimensional shape measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に対応するこの発明の一実施例による
三次元形状計測装置を説明する側面図
FIG. 1 is a side view illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 1.

【図2】図1中に示した処理手段のブロック図FIG. 2 is a block diagram of processing means shown in FIG.

【図3】図1中に示した三次元形状計測装置で得られる
一例としての画像のグラフであり、(a)は物体の先端
部にスリット光が照射されている場合、(b)は物体の
中心部にスリット光が照射されている場合、(c)はス
リット光の照射位置を物体が通過してしまった場合
FIG. 3 is a graph of an image obtained as an example by the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG. 1, where (a) is the case where the tip of the object is irradiated with slit light, and (b) is the object. When the slit light is radiated to the center of the object, (c) is the case where the object has passed through the slit light irradiation position

【図4】請求項2に対応するこの発明の一実施例による
三次元形状計測装置を説明する側面図
FIG. 4 is a side view illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 2;

【図5】図4中に示した三次元形状計測装置で得られる
一例としての画像のグラフ
5 is a graph of an image obtained as an example by the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.

【図6】画像の補間方法を説明するグラフFIG. 6 is a graph illustrating an image interpolation method.

【図7】請求項3〜5に対応するこの発明の一実施例に
よる三次元形状計測装置を説明する側面図
FIG. 7 is a side view illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claims 3 to 5.

【図8】図7中に示した三次元形状計測装置で得られる
一例としての画像のグラフ
8 is a graph of an image as an example obtained by the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.

【図9】図7におけるR部の詳細図FIG. 9 is a detailed view of the R part in FIG.

【図10】請求項6に対応するこの発明の一実施例によ
る三次元形状計測装置を説明する側面図
FIG. 10 is a side view illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 6;

【図11】図10中に示した三次元形状計測装置で得ら
れる一例としての画像のグラフ
11 is a graph of an image obtained as an example by the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.

【図12】請求項7に対応するこの発明の一実施例によ
る三次元形状計測装置を説明する側面図
FIG. 12 is a side view illustrating a three-dimensional shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention corresponding to claim 7;

【図13】図12においてS矢から見た側面図FIG. 13 is a side view seen from the arrow S in FIG.

【図14】図12,図13中に示した三次元形状計測装
置で得られる一例としての画像のグラフ
FIG. 14 is a graph of an image obtained as an example with the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 三次元形状計測装置 1a 平面 2 ITVカメラ(撮像手段) 21 受光部 2a 画像信号 3 物体(測定対象物体) 4 コンベア(搬送手段) 4a 載置面 5 光源装置 51 スリット光(スリット状の光束) 51A 反射光 51B 反射光 6A 反射鏡構成体(反射光の伝達手段) 6B 反射鏡構成体(反射光の伝達手段) 7 処理手段 1 three-dimensional shape measuring device 1a plane 2 ITV camera (imaging means) 21 light receiving part 2a image signal 3 object (object to be measured) 4 conveyor (conveying means) 4a mounting surface 5 light source device 51 slit light (slit-like light flux) 51A Reflected light 51B Reflected light 6A Reflective mirror constituent (reflected light transmitting means) 6B Reflective mirror constituent (reflected light transmitting means) 7 Processing means

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】計測対象物体からの反射光を入力してこの
反射光に対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測
対象物体または撮像手段を平面状をした載置面上に載置
して搬送する搬送手段と、搬送手段の搬送方向に関する
垂直方向から計測対象物体にスリット状の光束を照射す
ると共に,この光束の幅方向が搬送手段の搬送方向に対
して垂直方向となるように設置された光源装置と、光源
装置からの前記光束が計測対象物体に当たって反射した
反射光を撮像手段に導く反射光用の伝達手段と、撮像手
段が出力する画像信号を処理して計測対象物体の形状を
演算する画像信号の処理手段とを備えた三次元形状計測
装置において、 撮像手段は、スリット状の前記の光束の幅方向を含む平
面内に,その受光部を計測対象物体側に向けて設置され
たものであり、反射光用の伝達手段は、前記光束の幅方
向を含む平面に関して互いに反対面側となる領域に,そ
れぞれが二次元平面をなす反射面を持つ2枚の反射鏡を
備えた一対の反射鏡構成体でなり、それぞれの反射鏡構
成体が備える第1の反射鏡は、その反射面を撮像手段の
受光部側に向けてその二次元平面の一方の座標軸を光束
の幅方向を含む前記平面に平行させると共に,その反射
面の他方の座標軸と光束の幅方向を含む前記平面とのな
す角度が鈍角をなして設置され、それぞれの反射光用の
伝達手段が備える第2の反射鏡は、その反射面を計測対
象物体側に向けてその一方の座標軸を第1の反射鏡の一
方の座標軸に平行させると共に,その反射面で受けた計
測対象物体から反射された光束の前記反射光を第1の反
射鏡の反射面に向けて反射する位置に設置され、光束の
幅方向を含む前記平面に関して互いに反対面側となる領
域に計測対象物体からそれぞれ反射された前記の反射光
が,撮像手段によって受光されるようするものであり、
画像信号の処理手段は、それぞれの反射鏡構成体からの
反射光に対応する画像信号を入力し,これ等の画像信号
を互いに補間させて処理して計測対象物体の形状を演算
するものである、ことを特徴とする三次元形状計測装
置。
1. An image pickup means for inputting reflected light from an object to be measured and outputting an image signal corresponding to the reflected light, and an object to be measured or the image pickup means mounted on a flat mounting surface. The slit-shaped light beam is radiated to the object to be measured from the vertical direction with respect to the transfer direction of the transfer device and the width direction of this light beam is set to be perpendicular to the transfer direction of the transfer device. Shape of the object to be measured by processing the image signal output from the imager In the three-dimensional shape measuring apparatus having an image signal processing means for calculating, the image pickup means is installed with its light receiving portion facing the object to be measured in a plane including the width direction of the slit-like light flux. Was done The transmitting means for reflected light includes a pair of two reflecting mirrors each having a reflecting surface forming a two-dimensional plane in regions opposite to each other with respect to a plane including the width direction of the light flux. The first reflecting mirror provided in each reflecting mirror constituting body has its reflecting surface directed toward the light receiving portion side of the image pickup means, and one of the coordinate axes of the two-dimensional plane is set in the width direction of the light flux. The second reflection is provided parallel to the plane including the second reflection axis and the other coordinate axis of the reflection surface and the plane including the width direction of the light beam form an obtuse angle, and the transmission means for each reflected light is provided. The mirror has its reflecting surface directed toward the object to be measured and has its one coordinate axis parallel to one coordinate axis of the first reflecting mirror, and the reflection of the light flux reflected from the object to be measured received by the reflecting surface. Aim the light at the reflective surface of the first reflector Is installed in a position to reflect the reflected light is reflected from each of the measuring object in a region on the opposite side each other with respect to the plane containing the width direction of the light beam is intended to be received by the imaging means,
The image signal processing means inputs image signals corresponding to the reflected light from the respective reflecting mirror components, interpolates these image signals with each other, and processes them to calculate the shape of the object to be measured. A three-dimensional shape measuring device characterized by the above.
【請求項2】計測対象物体からの反射光等を入力してこ
の反射光等に対応する画像信号を出力する撮像手段と、
計測対象物体または撮像手段を平面状をそした載置面上
に載置して搬送する搬送手段と、搬送手段の搬送方向に
関する垂直方向から計測対象物体にスリット状の第1の
光束を照射すると共に,この第1の光束の幅方向が搬送
手段の搬送方向に対して垂直方向となるように設置され
た第1の光源装置と、第1の光源装置からの前記の第1
の光束が計測対象物体に当たって反射した反射光を撮像
手段に導く反射光用の伝達手段と、撮像手段が出力する
画像信号を処理して計測対象物体の形状を演算する画像
信号の処理手段とを備えた三次元形状計測装置におい
て、 撮像手段は、第1の光源装置から照射された第1の光束
の幅方向を含む平面内に,その受光部を計測対象物体側
に向けて設置されたものであり、反射光用の伝達手段
は、撮像手段が位置する第1の光束の幅方向を含む前記
平面に関して互いに反対面側となる領域に,それぞれが
二次元平面をなす反射面を持つ2枚の反射鏡を備えた一
対の反射鏡構成体でなり、それぞれの反射鏡構成体が備
える第1の反射鏡は、その反射面を撮像手段の受光部側
に向けてその二次元平面の一方の座標軸を第1の光束の
幅方向に平行させると共に,その反射面の他方の座標軸
と第1の光束の幅方向を含む前記の平面とのなす角度が
鈍角をなし,しかも,それぞれの反射鏡構成体が備える
第1の反射鏡の,第1の光源装置からの第1の光束の幅
方向を含む平面側の相互間に間隙を介在させて設置さ
れ、それぞれの反射鏡構成体が備える第2の反射鏡は、
その反射面を計測対象物体側に向けてその一方の座標軸
を第1の光束の幅方向に平行させると共に,その反射面
で受けた計測対象物体が反射した第1の光束の反射光を
第1の反射鏡の反射面に向けて反射する位置に設置さ
れ、第1の光束の幅方向を含む前記平面に関して互いに
反対面側となる領域に計測対象物体からそれぞれ反射さ
れた前記の反射光が,撮像手段によって受光されるよう
にするものであり、計測対象物体の搬送に供せられる搬
送手段または計測対象物体を載置する載置台は、少なく
とも計測対象物体を載置する部位に,この第1の光束の
持つ幅方向と平行させた幅方向を有するスリット状の開
口部を設けるものであり、搬送手段の撮像手段の受光部
に関する反対側には,前記開口部および第1の反射鏡の
相互間の前記の間隙を通して撮像手段の受光部に向けて
スリット状の第2の光束を照射する第2の光源装置が設
置されており、この第2の光源装置が供給するスリット
状の前記の第2の光束は、スリット状の第1の光束の幅
方向と平行する幅方向を有するものであり、画像信号の
処理手段は、それぞれの反射鏡構成体からの前記反射光
に対応する画像信号と,スリット状の第2の光束に対応
する画像信号を入力し,それぞれの画像信号を互いに補
間させて処理して計測対象物体の形状を演算するもので
ある、ことを特徴とする三次元形状計測装置。
2. An image pickup means for inputting reflected light or the like from an object to be measured and outputting an image signal corresponding to the reflected light or the like,
Conveying means for mounting and transporting the measurement target object or the imaging means on a flat mounting surface, and irradiating the measurement target object with the slit-shaped first light flux from a direction perpendicular to the transport direction of the transporting means. At the same time, the first light source device is installed so that the width direction of the first light flux is perpendicular to the transport direction of the transport means, and the first light source device includes the first light source device.
A transmitting means for reflected light that guides the reflected light reflected by the luminous flux of the object to be measured to the image pickup means, and an image signal processing means for processing the image signal output from the image pickup means to calculate the shape of the object to be measured. In the provided three-dimensional shape measuring apparatus, the image pickup means is installed with its light receiving portion facing the measurement target object side in a plane including the width direction of the first light flux emitted from the first light source device. The transmitting means for the reflected light is two pieces each having a reflecting surface forming a two-dimensional flat surface in a region opposite to each other with respect to the plane including the width direction of the first light flux in which the image pickup means is located. The first reflecting mirror provided in each of the reflecting mirror constructs has one of its two-dimensional planes with its reflecting surface facing the light receiving portion side of the image pickup means. The coordinate axes are parallel to the width direction of the first light flux. In addition, the angle between the other coordinate axis of the reflecting surface and the plane including the width direction of the first light flux forms an obtuse angle, and the first reflecting mirror of each reflecting mirror structure is The second reflecting mirrors that are installed with a gap between the flat surface sides including the width direction of the first light flux from the first light source device and that are provided in the respective reflecting mirror constructing bodies,
The reflecting surface is directed toward the object to be measured and one of the coordinate axes is parallel to the width direction of the first light beam, and the reflected light of the first light beam reflected by the object to be measured received by the reflecting surface is first reflected. Is installed at a position where it reflects toward the reflecting surface of the reflecting mirror, and the reflected light reflected from the object to be measured in regions opposite to each other with respect to the plane including the width direction of the first light flux, The image pickup means receives the light, and the transport means provided for transporting the measurement target object or the mounting table on which the measurement target object is mounted has at least a portion on which the measurement target object is mounted. Is provided with a slit-shaped opening having a width direction parallel to the width direction of the light flux of, and the opening and the first reflecting mirror are provided on the opposite side of the conveying means to the light receiving portion of the image pickup means. Said gap between A second light source device for irradiating the second light flux having a slit shape toward the light receiving portion of the imaging means is installed, and the second light flux having a slit shape supplied by the second light source device is , A width direction parallel to the width direction of the slit-shaped first light flux, and the image signal processing means includes image signals corresponding to the reflected light from the respective reflecting mirror constituents, and slit-shaped first light beams. A three-dimensional shape measuring apparatus characterized in that an image signal corresponding to a second light flux is input, and the respective image signals are interpolated and processed to calculate the shape of an object to be measured.
【請求項3】計測対象物体からの反射光を入力してこの
反射光に対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測
対象物体または撮像手段を平面状をした載置面上に載置
して搬送する搬送手段と、搬送手段の搬送方向に関する
垂直方向から計測対象物体にスリット状の光束を照射す
ると共に,この光束の幅方向が搬送手段の搬送方向に対
して垂直方向となるように設置された光源装置と、光源
装置からの前記光束が計測対象物体に当たって反射した
反射光を撮像手段に導く反射光用の伝達手段と、撮像手
段が出力する画像信号を処理して計測対象物体の形状を
演算する画像信号の処理手段とを備えた三次元形状計測
装置において、 光源装置は、スリット状の前記の光束を照射する複数の
個別光源装置でなり、それぞれの個別光源装置は、照射
する前記光束の幅方向がいずれも,搬送手段の搬送方向
に対して垂直方向になると共に,搬送手段の搬送方向に
沿って互いに平行かつ間隔を設けて設置されるものであ
り、撮像手段は、光源装置が備えた複数の個別光源装置
が照射する前記光束の内の,搬送手段の搬送方向に関し
てほぼ中央部に存在するスリット状の光束の幅方向を含
む平面内に,その受光部を計測対象物体側に向けて設置
されたものであり、反射光用の伝達手段は、撮像手段の
位置に存在する光束の幅方向を含む平面に関して互いに
反対面側となる領域に,それぞれが二次元平面をなす反
射面を持つ2枚の反射鏡を備えた一対の反射鏡構成体で
なり、それぞれの反射鏡構成体が備える第1の反射鏡
は、その反射面を撮像手段の受光部側に向けてその二次
元平面の一方の座標軸を光束の幅方向を含む前記平面に
平行させると共に,その反射面の他方の座標軸と光束の
幅方向を含む前記平面とのなす角度が鈍角をなして設置
され、それぞれの反射光用の伝達手段が備える第2の反
射鏡は、その反射面を計測対象物体側に向けてその一方
の座標軸を第1の反射鏡一方の座標軸に平行させると共
に,その反射面で受けた計測対象物体から反射された前
記光束の反射光を第1の反射鏡の反射面に向けて反射す
る位置に設置され、前記光束の幅方向を含む前記平面に
関して互いに反対面側となる領域に計測対象物体からそ
れぞれ反射された前記反射光が,撮像手段によって受光
されるようするものであり、画像信号の処理手段は、そ
れぞれの反射鏡構成体からの複数の個別光源装置を光源
とする前記反射光に対応する画像信号を互いに補間させ
て処理して計測対象物体の形状を演算するものである、
ことを特徴とする三次元形状計測装置。
3. An image pickup means for inputting reflected light from an object to be measured and outputting an image signal corresponding to the reflected light, and the object to be measured or the image pickup means is mounted on a flat mounting surface. The slit-shaped light beam is radiated to the object to be measured from the vertical direction with respect to the transfer direction of the transfer device and the width direction of this light beam is set to be perpendicular to the transfer direction of the transfer device. Shape of the object to be measured by processing the image signal output from the imager In the three-dimensional shape measuring apparatus having an image signal processing means for calculating, the light source device comprises a plurality of individual light source devices for irradiating the slit-shaped light flux, and each individual light source device irradiates Each of the width directions of the luminous fluxes is perpendicular to the transport direction of the transport means, and the light fluxes are installed in parallel with each other along the transport direction of the transport means and at intervals. Of the light beams emitted by the plurality of individual light source devices provided in the light source device, the light receiving part is measured in a plane including the width direction of the slit-shaped light beam that is present at the substantially central portion in the transport direction of the transport means. The transmitting means for the reflected light is installed toward the object side, and the transmitting means for the reflected light has two-dimensional planes in the areas opposite to each other with respect to the planes including the width direction of the light flux existing at the position of the image pickup means. The first reflecting mirror is composed of a pair of reflecting mirror constituent bodies provided with two reflecting mirrors each having a reflecting surface, and the reflecting surface of the first reflecting mirror is directed toward the light receiving portion side of the image pickup means. One of the coordinate axes of the two-dimensional plane It is installed parallel to the plane including the width direction of the light beam, and the angle between the other coordinate axis of the reflecting surface and the plane including the width direction of the light beam is an obtuse angle. The second reflecting mirror provided has its reflection surface directed toward the object to be measured and has one coordinate axis parallel to the coordinate axis of one of the first reflecting mirrors, and is reflected from the object to be measured received by the reflecting surface. It is installed at a position that reflects the reflected light of the light flux toward the reflection surface of the first reflecting mirror, and is reflected from the measurement target object in regions that are opposite to each other with respect to the plane including the width direction of the light flux. The reflected light is received by the image pickup means, and the image signal processing means outputs the image signal corresponding to the reflected light from the plurality of individual light source devices from the respective reflecting mirror structures. In which treated by interpolating calculates the shape of the measurement object you are,
A three-dimensional shape measuring device characterized in that
【請求項4】請求項3に記載の三次元形状計測装置にお
いて、 撮影制御手段を備え、撮影制御手段は、撮像手段による
撮像の実行を,搬送手段により搬送される計測対象物体
または撮像手段が,複数の個別光源装置によるスリット
状の光束の搬送手段の搬送方向に関して両端に位置する
スリット状の前記の光束間の間隔と,隣接する前記スリ
ット状の光束の相互間隔の和に等しい距離だけ移動する
に要する時間と同一の周期で行わせる動作信号を撮像手
段に与えるものであることを特徴とする三次元形状計測
装置。
4. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 3, further comprising: imaging control means, wherein the imaging control means executes the imaging by the imaging means, and the measurement target object or the imaging means transported by the transportation means Moving by a distance equal to the sum of the distance between the slit-shaped light fluxes located at both ends in the transport direction of the slit-shaped light fluxes by the plurality of individual light source devices and the mutual spacing between the adjacent slit-shaped light fluxes A three-dimensional shape measuring apparatus characterized in that it gives an operation signal to the image pickup means in the same cycle as the time required for the movement.
【請求項5】請求項3に記載の三次元形状計測装置にお
いて、 光源装置は、それぞれの個別光源装置が照射する光束の
幅方向の相互間隔が、等間隔であり、また、撮影制御手
段を備え、この撮影制御手段は、撮像手段による撮像の
実行を,搬送手段により搬送される計測対象物体または
撮像手段が,複数の個別光源装置によるスリット状の光
束の搬送手段の搬送方向に関して,それぞれのスリット
状の前記の光束間の相互間隔に等しい距離だけ移動する
に要する時間と同一の周期で行わせる動作信号を撮像手
段に与えるものであることを特徴とする三次元形状計測
装置。
5. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 3, wherein in the light source device, the light beams emitted by the individual light source devices are spaced at equal intervals in the width direction, and the imaging control means is provided. The photographing control means includes a plurality of individual light source devices for measuring the object to be imaged or the imaging means for performing the imaging by the imaging means with respect to the transportation direction of the transportation means for the slit-shaped light fluxes by the plurality of individual light source devices. A three-dimensional shape measuring apparatus characterized in that it gives an operation signal to the image pickup means at the same cycle as the time required to move a distance equal to the mutual distance between the slit-shaped light beams.
【請求項6】計測対象物体からの反射光を入力してこの
反射光に対応する画像信号を出力する撮像手段と、計測
対象物体または撮像手段を平面状をした載置面上に載置
して搬送する搬送手段と、計測対象物体にスリット状の
光束を照射する光源装置と、光源装置からの前記光束が
計測対象物体に当たって反射した反射光を撮像手段に導
く反射光用の伝達手段と、撮像手段が出力する画像信号
を処理して計測対象物体の形状を演算する画像信号の処
理手段と、を備えた三次元形状計測装置において、 光源装置は、スリット状の第1の光束群を照射する複数
の個別光源装置を持つ第1の光源装置群でなり、それぞ
れの個別光源装置は、照射する光束の幅方向が,いずれ
も計測対象物体が載置される載置面に対して水平方向に
なると共に,それぞれの幅方向が互いに平行かつ互いに
間隔を設けらるように設置されるものであり、反射光用
の伝達手段は、共に円錐形状の反射面を有すると共に,
それ等の中心軸線が搬送手段が持つ載置面に対して垂直
となり,しかも,それ等の中心軸線が同心となるように
設置された2個の反射鏡を備え、反射光用の伝達手段が
備える第1の反射鏡は、その反射面を撮像手段の受光部
側に向けて設置され、反射光用の伝達手段が備える第2
の反射鏡は、その反射面を計測対象物体側に向けると共
に,その反射面で受けた計測対象物体から反射された前
記第1の光束群の反射光を第1の反射鏡の反射面に向け
て反射する位置に設置されてなり、撮像手段は、その受
光部を計測対象物体側に向けると共に,2個の前記反射
鏡が持つ円錐形状をなす反射面の,その円錐形の中心軸
線上にその受光部が位置するよう設置されたものであ
り、画像信号の処理手段は、反射光用の伝達手段を介し
て入力された計測対象物体からの前記反射光に対応する
複数の画像信号を入力し,これ等の画像信号を互いに補
間させて処理して計測対象物体の形状を演算するもので
ある、ことを特徴とする三次元形状計測装置。
6. An image pickup means for inputting reflected light from an object to be measured and outputting an image signal corresponding to the reflected light, and the object to be measured or the image pickup means is mounted on a flat mounting surface. A conveying means for conveying the object to be measured, a light source device for irradiating the measurement target object with a slit-shaped light beam, and a transfer means for reflected light that guides the reflected light reflected by the light beam from the light source device to the measurement object object, In the three-dimensional shape measuring apparatus, comprising: an image signal processing unit that processes an image signal output from the image capturing unit to calculate the shape of the measurement target object, the light source device irradiates the slit-shaped first luminous flux group. A plurality of individual light source devices having a plurality of individual light source devices, each of the individual light source devices having a width direction of a luminous flux radiated in a horizontal direction with respect to a mounting surface on which a measurement target object is mounted. And each Are installed so that their width directions are parallel to each other and spaced from each other, and the transmission means for reflected light both have conical reflection surfaces,
The central axes of these are perpendicular to the mounting surface of the transporting means, and further, the two reflecting mirrors are installed so that the central axes thereof are concentric. The first reflecting mirror provided is installed with the reflecting surface thereof facing the light receiving portion side of the image pickup means, and the second reflecting mirror is provided in the transmitting means for reflected light.
Of the reflecting mirror of the first light flux group is directed toward the measurement target object side, and the reflected light of the first light flux group reflected from the measurement target object received by the reflection surface is directed toward the reflection surface of the first reflection mirror. The image pickup means is disposed at a position where the light receiving portion is directed toward the object to be measured, and at the same time, on the central axis of the conical shape of the conical reflecting surface of the two reflecting mirrors. The light receiving unit is installed so that the image signal processing unit receives a plurality of image signals corresponding to the reflected light from the measurement target object input through the reflected light transmission unit. Then, the three-dimensional shape measuring apparatus is characterized in that these image signals are interpolated and processed to calculate the shape of the object to be measured.
【請求項7】請求項6に記載の三次元形状計測装置にお
いて、 搬送手段の搬送方向に関する垂直方向から計測対象物体
にそれぞれスリット状の第2の光束群を照射する複数の
個別光源装置からなる第2の光源装置群を備え、第2の
光源装置群の持つ複数の個別光源装置は、それぞれの光
束の幅方向が搬送手段の搬送方向に対して垂直方向とな
ると共に,これ等の光束がその幅方向で,搬送手段の搬
送方向に沿って互いに平行するように設置されたもので
あり、画像信号の処理手段は、反射光用の伝達手段を介
して入力された計測対象物体からの第1の光源装置群に
よる第1の光束群の反射光,および,前記の第2の光束
群の反射光に対応する画像信号を入力し,それぞれの反
射光に対応する画像信号を互いに補間させて処理して計
測対象物体の形状を演算するものであることを特徴とす
る三次元形状計測装置。
7. The three-dimensional shape measuring apparatus according to claim 6, comprising a plurality of individual light source devices for irradiating the object to be measured with the slit-shaped second luminous flux groups in a direction perpendicular to the carrying direction of the carrying means. In the plurality of individual light source devices provided with the second light source device group, the width direction of each light beam is perpendicular to the carrying direction of the carrying means, and these light beams are In the width direction, they are installed so as to be parallel to each other along the carrying direction of the carrying means, and the image signal processing means is the first object from the object to be measured input via the transmitting means for reflected light. Image signals corresponding to the reflected light of the first light flux group and the reflected light of the second light flux group by the one light source device group are input, and the image signals corresponding to the respective reflected light are interpolated with each other. Object to be processed and measured A three-dimensional shape measuring apparatus, which is for calculating the shape of a.
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