JPH10115513A - 表面形状の計測描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検対象物の表面の模様と外形線を一体とし
て，任意の視線角度から高速に描画することのできる計
測描画装置の提供。 【解決手段】 回転テーブル１１と，スリット光３１の
光源１２と，被検対象物の光切断線の位置を計測する検
知面を有する切断線読み取り手段２０と，被検対象物の
映像を撮影する映像撮影手段２５と，グラフィック表示
手段４５と，制御手段４０とを有する。制御手段は，切
断線読み取り手段２０の検知面における光切断線の位置
データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像撮影手段の映像デ
ータＩ（φｊ）を受信し，光切断線の位置データを被検
対象物の表面の三次元位置座標データ（ｘｉ’，ｙ
ｉ’，ｚｉ’，φｊ）を算出すると共に近似曲線ｆ（φ
ｊ）を生成し，これによる外形線に対して映像データＩ
（α）を重ね合わせる。更に、作画修正機能を備えるこ
とが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，出土文化財等の外形線と表面模
様とを任意の角度から描画することの出来る計測描画装
置に関するものであり，特に短時間で描画が可能な装置
に関する。

【０００２】

【従来技術】縄文土器などの文化財出土品は，外形形状
が複雑であると共に表面に複雑な模様を有するものが多
い（図１３，符号９０参照）。その結果，これらの出土
品を輪郭のハッキリとしたものとして描画する場合に
は，描画技術を有する人が手書きによって模写を行って
いる。

【０００３】なお，被検対象物の表面に接触しその表面
形状の凹凸を読み取り外形を描画する装置として，プロ
ーブを表面に接触させて外形形状を読み取り表示する装
置が提案されている（特開平６−３１７４１２号公報参
照）。また，被検対象物に接触せず，光学的な手段を用
いて被検対象物の表面で反射する光を計測し，出射光と
反射光との間の時間差や位相差から，光源と被検対象物
表面との距離を計り，被検対象物の外形を求める方法も
知られている。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，人手による描
画方法は技能を必要とし，個人差があり不正確で不均一
となりやすく，時間もかかるという問題点がある。ま
た，プロープを用いる上記描画装置は，機械的な方法で
あるため様々な制約があると共に，表面に傷などを付け
る恐れがある。

【０００５】即ち，この装置では，表面の凹凸は測定す
ることが出来るが，表面に描かれた模様などは描画でき
ない。更に，単位面積におけるプローブの密度に制約が
あるから精度が悪くなり，プローブの進退ストロークに
よる測定スパンの制約等がある。また，対象の大小に対
応した大きさのものを，それぞれ用意しなければならな
い等の問題もある。

【０００６】また，光学的な手段により被検対象物の外
形を計測する方法は，同様に表面の模様を知ることがで
きず，また，単に外形を描画するのしてはデータ量が多
くなり，かつ時間がかかるという問題がある。本発明は
かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり，比較
的簡素な構成により，被検対象物の表面の模様と外形線
を一体として，任意の視線角度から高速に描画すること
のできる計測描画装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】本願の第１発明は，表面に模様等を
有する被検対象物を保持して回転可能な回転テーブル
と，上記回転テーブルに保持された被検対象物に対して
上記回転テーブルの回転軸に平行方向に伸びるスリット
状の光を照射する光源と，上記スリット光の光源に対し
て所定の間隔を有し且つ上記スリット光の進行方向に対
して所定の角度θだけ傾いた検知面を有し該検知面にお
ける被検対象物で反射される光切断線のスリット光の長
手方向ｙに対する間欠的な位置座標ｙｉ毎にスリット光
の長手方向に垂直なｘ方向の位置ｘｉを計測する切断線
読み取り手段と，上記被検対象物の映像を一定の位置か
ら撮影する映像撮影手段と，画像を出力するグラフィッ
ク表示手段と，上記回転テーブルを操作し上記切断線読
み取り手段及び映像撮影手段の信号を受信する制御手段
とを有する表面形状の計測描画装置であって，上記制御
手段は，上記回転テーブルを一定の間隔で順次回転さ
せ，その回転角度φｊに対応する上記切断線読み取り手
段の検知面における光切断線の間欠的な位置データ（ｘ
ｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像撮影手段の映像データＩ（φ
ｊ）を受信し，上記光切断線の位置データ（ｘｉ，ｙ
ｉ，φｊ）を三角測量の原理に基づいて被検対象物の表
面の三次元位置座標データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，
φｊ）を算出すると共に間欠的な上記三次元点データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）から連続した近似曲
線ｆ（φｊ）を生成可能であり，グラフィック表示手段
に対して，回転テーブルの回転軸を通る法線角度αの任
意の断面Ａを指定しその断面Ａの両端の上記連続曲線ｆ
（α−π／２），ｆ（α＋π／２）に基づいて被検対象
物の外形線を描画させると共に上記外形線に対して上記
断面Ａに垂直方向からの映像データＩ（α）を重ね合わ
せて被検対象物をの表面形状と模様とを描画させること
を特徴とする計測描画装置にある。

【０００８】本装置は，被検対象物を保持する回転テー
ブルと，被検対象物に対してスリット状の光を照射する
光源と，光源に対して所定の間隔を有し且つ上記スリッ
ト光の進行方向に対して所定の角度θだけ傾いた検知面
を有する切断線読み取り手段と，上記被検対象物の映像
を一定の位置から撮影する映像撮影手段と，画像を出力
するグラフィック表示手段と，制御手段とを有する（図
１，図２参照）。

【０００９】そして，制御手段は，以下に述べるような
手順により，被検対象物の全体図を描画する。始めに，
制御手段は，上記回転テーブルを一定の間隔で順次回転
させ，その回転角度φｊ（ｊ＝１，２，・・・・）に対
応する光切断線読み取り手段のデータ（ｘｉ，ｙｉ，φ
ｊ）及び映像撮影手段の映像データＩ（φｊ）を受信す
る。次いで，上記検知面における光切断線データ（ｘ
ｉ，ｙｉ，φｊ）を三角測量の原理に基づいて被検対象
物の表面の三次元位置座標データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，φｊ）を算出する（図4 参照）。

【００１０】そして，制御手段は，間欠的な上記三次元
点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を補完する
連続した近似曲線ｆ（φｊ）を生成することができる。
間欠的な点から連続曲線を生成する方法には，ＮＵＲＢ
Ｓ曲線を利用する方法や，ベジェ（Ｂｅｉｚｅｒ）曲線
を用いる方法，多次元曲線近似法などがある。

【００１１】なお，上記近似曲線ｆの生成は，上記段階
で実施してもよく，又は断面Ａを決定した後の描画の実
行段階で実施してもよい。そして，上記近似曲線ｆを求
めてデータ化することにより，三次元位置座標データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を保持しないように
すれば，データ量を減少させることができる。同様に，
映像データＩ（φｊ）についても，断面Ａを決定した後
に上記Ｉ（α）だけを撮影し，保持してもよい。これに
より，採取するデータ量が減少させることができる。

【００１２】次に，回転テーブルの回転軸を通る任意の
断面Ａ（その法線のなす角度をαとする）を指定しその
断面Ａの両端の上記連続曲線ｆ（α−π／２），ｆ（α
＋π／２）をピックアップし，対向するこの２つの曲線
ｆ（α−π／２），ｆ（α＋π／２）に基づいて被検対
象物の外形線を描画する。そして，上記外形線に対して
上記断面Ａに垂直方向からの映像データＩ（α）を重ね
合わせて被検対象物をの表面形状と模様とを描画させる
（図６参照）。

【００１３】本発明にかかる装置では，回転テーブルを
一定の間隔で回転させ，それぞれの角度φｊにおける光
切断線の位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を測定する，
所謂スリット光投影法を採用する。そのため，データ採
取のためのスキャンニングの回数が少なく，採取するデ
ータの数が少なくなり，スポット光投影法等に比べて測
定の時間が短くなる（スリット光投影法やスポット光投
影法等については，例えば，「三次元画像計測」，井口
征士，佐藤宏介著，昭光社発行，３０〜３９頁等参
照）。そのため，高速の描画が可能である。

【００１４】そして，被検対象物の形状が，図１３に示
すように複雑であっても単純であっても，ほぼ同じ時間
内に描画可能である。また，映像撮影手段を備えている
から，被検対象物の表面の模様等を極めて短時間の内に
表示することができる。即ち，図１３に示すように被検
対象物９０の表面の模様等が複雑なものであっても，輪
郭を示す外形図に重ね合わせて短時間の内に全体図を描
画することができる。

【００１５】また，土器等の出土品は，表面の一部が剥
離したり欠損したりするものが多いが，間欠の点データ
（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）から連続曲線ｆを生
成する方法を適当なものに選択することにより，外形を
滑らかに補間する等の処理が可能となる（逆に平滑化し
ないでリアルな形状のままににする方法も選択でき
る）。 上記のように本発明によれば，比較的簡素な構
成により，被検対象物の表面の模様と外形線を一体とし
て，任意の視線角度から高速に描画することのできる計
測描画装置を提供することができる。

【００１６】一方，本願の請求項２，請求項３は，被検
対象物の全体図ではなくて，全体図から一部を除去して
部分図を描画するものである。即ち，第２発明は，第１
発明において，更に，前記断面Ａに垂直な角度αに対し
て±βだけ傾いた２つの断面Ｂ，Ｂ’に対する連続曲線
ｆ（α−β），ｆ（α＋β）に基づいて被検対象物の外
形線Ｌ，Ｌ’を前記全体描画図の内部に重ね書きし，そ
の後，上記外形線Ｌ，Ｌ’の外側の描画部を消去し，断
面Ｂ，Ｂ’に対応する被検対象物の内側の表面を描画す
る（図７（ｄ）のＬ，Ｌ’の内側部分だけを残す）。

【００１７】そして，請求項３の発明は，請求項２の発
明において，上記外形線Ｌ，Ｌ’の内側の描画部を消去
し，断面Ｂ，Ｂ’に対応する被検対象物の表面を描画す
る（図７（ｄ）の外側部分だけを残す）。そして，請求
項４記載のように，間欠的な三次元点データ（ｘｉ’，
ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を補完する連続近似曲線ｆ（φ
ｊ）を生成する方法は，Ｂスプライン曲線を利用するの
が好ましい。

【００１８】Ｂスプライン曲線を利用することにより，
複雑で長い近似曲線が用意に得ることが出来るからであ
る。なお，被検対象物の全体のデータを保存しない場合
や，より短時間に所望の描画図を得ようとする場合に
は，請求項５記載のようにすることにより，同様の描画
図を得ることができる。

【００１９】即ち，請求項１から請求項４のいずれか１
項において，始めに描画する断面Ａ，部分図を描画する
場合には更に断面Ｂを指定し，位置データ（ｘｉ，ｙ
ｉ，α−π／２），（ｘｉ，ｙｉ，α＋π／２），Ｉ
（α），部分図を描画する場合には更に（ｘｉ，ｙｉ，
α−β），（ｘｉ，ｙｉ，α＋β）だけを採取し，その
後（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α−π／２），（ｘ
ｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α＋π／２），ｆ（α−π／
２），ｆ（α＋π／２），部分図を描画する場合には更
にｆ（α−β），ｆ（α＋β）を算出し，請求項１記載
の全体図または請求項２もしくは請求項３記載の部分図
を描画する。

【００２０】また，請求項６記載のように，上記グラフ
ィック表示装置は，対話型の作画機能を備えることが好
ましい。即ち，画面上の位置又は範囲を自在に指示する
ことのできるポインティングツールを備え，画面上に表
示された描画像に対して，オペレータが上記ポインティ
ングツールを操作して上記描画像を修正すると共に上記
描画像に選択された他の模様パターンを重ね合わせられ
るようにする。これにより，映像撮影手段が撮影した映
像を修正し，表面映像を明瞭にすると共に表面映像の特
徴を際立たせることが可能となる。

【００２１】上記対話型作画機能の修正機能には，指定
領域や指定パターンの消去機能，自由描画ラインや幾何
的な線画の記入，移動，回転，複写等の機能等がある。
また，模様パターンの重ね書き機能には，予め設定され
た標準的な幾何図形の重ね書き機能の他に，ポインティ
ングツールやイメージスキャナー等を介して新たに登録
された登録模様パターンを重ね合わせる機能等がある。
また，ポインティングツールには，マウス，ジョイステ
ィック，トラックボール等がある。

【００２２】そして，請求項７記載のように，土器等の
表面に多く見られる典型的な模様パターンを複数登録し
ておくことにより，出土文化材の描画をスムースに行う
ことが可能となる。また，請求項８記載のように，本発
明の装置を用いるのに好適な被検対象物として，土器や
石器等の出土文化財がある。通常，考古学における土器
描画は線画により表されるが，上記映像撮影手段が，撮
影した映像を利用して，土器の特長線と模様からなる線
画を作ることが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施形態例１ 本例は，図１に示すように，表面に模様等を有する被検
対象物としての土器８１を保持して３６０度回転可能な
回転テーブル１１と，回転テーブル１１に保持された被
検対象物（土器８１）に対して回転テーブル１１の回転
軸Ｃ（図３）に平行方向に伸びるスリット状の光３１を
照射する光源１２と，スリット光３１の光源１２に対し
て所定の間隔Ｄ（図３）を有し且つ上記スリット光３１
の進行方向に対して所定の角度θ（図３，図４）だけ傾
いた検知面２１（図４）を有し検知面２１における被検
対象物で反射される光切断線のスリット光３１の長手方
向ｙ（図３，図４において紙面に垂直方向）に対する間
欠的な位置座標ｙｉ毎にスリット光３１の長手方向に垂
直なｘ方向の位置ｘｉを計測する切断線読み取り手段２
０と，上記被検対象物の映像を一定の位置から撮影する
映像撮影手段２５と，画像を出力するグラフィック表示
手段としてのＣＲＴディスプレイ４５と，回転テーブル
１１を操作し切断線読み取り手段２０及び映像撮影手段
２５の信号を受信する制御手段４０（図２）とを有する
表面形状の計測描画装置１である。

【００２４】制御手段４０は，回転テーブル１１を一定
の間隔で順次回転させ，その回転角度φｊに対応する切
断線読み取り手段２０の検知面２１における光切断線の
間欠的な位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像撮影
手段の映像データＩ（φｊ）を受信し，上記光切断線の
位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を図４に示す三角測量
の原理に基づいて被検対象物の表面の三次元位置座標デ
ータ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を算出すると共
に間欠的な上記三次元点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，φｊ）からＢスプライン曲線法により連続した近
似曲線ｆ（φｊ）を生成する。

【００２５】そして，制御手段４０は，図６に示すよう
に，グラフィック表示手段４５に対して，回転テーブル
１１のの回転軸Ｃを通る任意の断面Ａ（法線の角度α）
を指定しその断面Ａの両端の上記連続曲線ｆ（α−π／
２），ｆ（α＋π／２）に基づいて被検対象物の外形線
を描画させると共に上記外形線に対して上記断面Ａに垂
直方向からの映像データＩ（α）を重ね合わせて被検対
象物をの表面形状と模様とを描画させる。

【００２６】以下，それぞれについて説明を補足する。
図１に示すように，回転テーブル１１は，被検対象物と
しての土器８１をテーブル１１１に固定する係止具１１
２と，図示しない回転駆動用のモーター１１５（図２）
とを有する。そして，図２に示すように，モーター１１
５は，制御手段４０のモーター駆動回路４２によって駆
動される。

【００２７】また，スリット光３１を放射する光源１２
と，切断線読み取り手段２０及び映像撮影手段３０は，
計測ユニット１０に収容されている。そして，図２に示
すように，光源１２は制御手段４０により操作され，切
断線読み取り手段２０のＣＣＤカメラ２２の出力信号と
映像撮影手段３０のＣＣＤカメラ３１の出力信号は制御
手段４０に入力される。即ち，ＣＣＤカメラ２２の出力
信号は制御手段４０のＲ．Ｆ．（レンジファインダー）
処理回路４３に，映像撮影手段３０のＣＣＤカメラ３１
の出力信号は制御手段４０の画像処理回路４４に入力さ
れる。なお，上記Ｒ．Ｆ．処理回路４３は，ＣＣＤカメ
ラ２２のデータを距離に変換する回路である。

【００２８】制御手段４０の演算部４１は，パーソナル
コンピューターまたはマイクロプロセッサと応用ソフト
ウェアにより構成されている。一方，図３に示すよう
に，切断線読み取り手段２０は，スリット光３１の光源
１２に対して間隔Ｄだけ離れて配置され，スリット光３
１の進行方向に対して所定の角度θだけ傾いた検知面２
１（図４）を有している。同図において，符号８５は撮
影の背景となるスクリーンである。

【００２９】切断線読み取り手段２０は，図４に示すよ
うに，結像レンズ２３とＣＣＤ光センサー２２と図示し
ないＡ／Ｄ変換器を備えており，検知面２１はＣＣＤ光
センサー２２の受光面である。そして，ＣＣＤ光センサ
ー２２は，図４に示すように，被検対象物の前記回転角
φｊにおける被検対象物の表面Ｓで反射されたスリット
光３１の反射光３２を検知する。同図において，符号Ｏ
は，位置座標の基準点である。

【００３０】そして，表面Ｓにおいて反射光３２が反射
する位置は，図５に示すように，明るい輝線８２となっ
て検知面２１に検知される。本例では，連続した輝線８
２から，以下に述べるようにサンプリングし，離隔した
点データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を生成する（ｉ＝０〜４
８２）。即ち，ＣＲＴディスプレイ３５のビデオ信号走
査線ｒ（０）〜ｒ（４８２）に対応する縦方向（スリッ
ト光３１の方向）の各座標ｙｉに対する輝線８２上の輝
点ｘｉの位置を検知し第１次のデータを生成する（ｘ
ｉ，ｙｉ，φｊ）。

【００３１】次ぎに，図４に示す三角測量の原理によ
り，検知面２１における上記第１次の点データ（ｘｉ，
ｙｉ，φｊ）を，被検対象物の表面Ｓの基準点Ｏに対す
る位置データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）に変換
する。即ち，例えば，表面Ｓの水平面上の横座標ｘｉ’
及び奥行き方向の座標ｚｉ’を次式によって算出する。
即ち，レンズ２３と基準点Ｏとの距離をｄ２，レンズ２
３と検知面２１との距離をｄ１とし，レンズ２３の倍率
をｍ（＝ｄ２／ｄ１）とすると，基準点Ｏと表面Ｓとの
水平距離ｄｏは，次式のようになる。

【００３２】ｄｏ≒ｘｉ／（ｍ×ｓｉｎθ） そして，上記ｄｏとφｊとから（ｘｉ’，ｚｉ’）を算
出することができる。同様に縦方向の位置座標ｙｉ’も
上記ｄｏ，ｙｉ，倍率ｍから容易に算出することができ
る。

【００３３】図６（ａ）は，上記の結果得られた点デー
タ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を座標上に図示し
たものである。続いて，制御手段４０は，被検対象物を
描画する角度α（断面Ａ）を決定し，グラフィック表示
手段４５に対して，回転テーブル１１のの回転軸Ｃを通
る任意の断面Ａ（法線の角度α）を指定しその断面Ａの
両端における点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α−
π／２），（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α＋π／２）を
ピックアップする（図６（ｂ））。

【００３４】そして，連続曲線ｆ（α−π／２），ｆ
（α＋π／２）を算出し，それに基づいてグラフィック
表示手段４５に対して，被検対象物の外形線８３を描画
させる（図６（ｃ））。最後に上記外形線に対して上記
断面Ａに垂直方向からの映像データＩ（α）による映像
８４を重ね合わせて被検対象物の表面形状と模様とを描
画させる（図６（ｄ））。

【００３５】上記のように本装置１では，回転テーブル
１１を一定の間隔で回転させ，それぞれの角度φｊにお
ける光切断線の輝線８２の位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φ
ｊ）をディスプレイ３５の走査線に対応してサンプリン
グして測定する。そのため，採取するデータ（ｘｉ，ｙ
ｉ，φｊ）の数が少なく，データ採取のスキャンニング
の回数も少ないから，測定の時間が短くなる。その結
果，高速の描画が可能となる。

【００３６】そして，被検対象物の形状が，図１３に示
すように複雑であっても単純であっても，ほぼ同じ時間
内に描画可能である。また，映像撮影手段２５を備えて
いるから，被検対象物の表面の模様等を極めて短時間の
内に計測し，その映像８４を外形線８３と共に短時間で
表示することができる。上記のように本例によれば，比
較的簡素な構成により，被検対象物の表面の模様と外形
線を一体として，任意の視線角度から高速に描画するこ
とのできる計測描画装置１を提供することができる。

【００３７】実施形態例２ 本例は，図６に線を追加してなる図７に示すように，実
施形態例１で描画した全体図から一部を除去して部分図
を描画するもう一つの実施形態例である。即ち，本例で
は，図７（ｂ）に示すように，前記断面Ａに垂直な角度
αに対して±βだけ傾いた２つの断面Ｂ，Ｂ’を設定
し，断面Ｂ，Ｂ’に対する点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，
ｚｉ’，α−β），（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α＋
β）をピックアップする。そして，点データ（ｘｉ’，
ｙｉ’，ｚｉ’，α−β），（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
ｉ’，α＋β）から，連続曲線ｆ（α−β），ｆ（α＋
β）を生成する。

【００３８】続いて，図７（ｃ），（ｄ）に示すよう
に，連続曲線ｆ（α−β），ｆ（α＋β）に基づいて被
検対象物の外形線Ｌ，Ｌ’を前記描画図の内部に重ね書
きする。その後，上記外形線Ｌ，Ｌ’の外側（又は内
側）の描画部を消去し（図示略），断面Ｂ，Ｂ’に対応
する被検対象物の内側（又は外側）の表面を描画する。
その他については，実施形態例１と同様である。

【００３９】実施形態例３ 本例は，グラフィック表示手段４５は，ポインティング
ツールとしてのマウスと対話型作画機能を備えており，
実施形態例１において描画した全体図を対話型作画機能
を用いて，出土した土器を線画により明瞭に描画するも
う一つの実施形態例である。上記対話作画機能は，指定
領域や指定パターンの消去機能，自由描画ラインや幾何
的な線画の記入，移動，回転，複写等の機能等の他に模
様パターン等の図形の重ね書きの機能を有する。

【００４０】模様パターンの重ね書き機能には，予め設
定された標準的な幾何図形の重ね書き機能の他に，マウ
スを用いて描画した図形を登録する機能やイメージスキ
ャナー等を介して新たに模様パターンを登録し重ね合わ
せる機能がある。土器等を描画する本例の場合には，例
えば図８に示す土器模様６１１〜６１３を予め登録す
る。そして，以下に述べる手順により土器の全体の線画
を作成する。

【００４１】始めに，図９に示すように，実施形態例１
の図６（ｃ）に至るのと同様の手順により外形線６２を
描画する。次に，図１０に示すように，撮影された土器
表面の映像６３を重ね合わせる（映像６３の詳細模様は
図示略）と共に，土器の稜線等の要部を示すキャラクタ
ーライン６３０〜６３７を対話型作図機能によりオペレ
ーターが描画する。同図のキャラクターライン６３１〜
６３６は，土器の表面から欠落した部分と剥離した部分
を示す。

【００４２】次に，図１０の全体図６０１に対して模様
線図を重ね合わせて明瞭な線画を作成する。即ち，始め
に図１１に示すように，図１０の全体図６０１の上に，
模様を重ねる中心線の位置を示す領域指示ライン６４１
〜６４６を指定する（なお，指示ライン６４１〜６４６
は描画される線ではないから操作の後に消える）。そし
て，この領域指示ライン６４１〜６４６は，図示しない
映像６３の模様をなぞることにより容易かつ正確に指定
することができる。そして，各領域指示ライン６４１〜
６４６毎に，土器模様６１１〜６１３とその大きさ及び
ピッチを指定して領域指示ライン６４１〜６４６上に土
器模様６１１〜６１３の連続した線図を作成する。

【００４３】即ち，例えば，土器模様６１３をライン６
４１〜６４３に沿って連続描画することにより，図１１
の模様パターン６５１〜６５３を描画する。また，土器
模様６１１をライン６４４〜６４６に沿って連続描画す
ることにより，図１１の模様パターン６５４〜６５６を
描画する。その結果，図１１に示すような明瞭な線画ス
タイルの全体図６０を作成することができる。上記のよ
うに本例によれば，複雑な模様を有する縄文土器等を極
めて短時間の内に明瞭に描画することが出来る。その他
については，実施形態例１と同様である。

【００４４】

【発明の効果】上記のように，本発明によれば，比較的
簡素な構成により，被検対象物の表面の模様と外形線を
一体として，任意の視線角度から高速に描画することの
できる計測描画装置を得ることができる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の計測描画装置のシステム構成
図。

【図２】実施形態例１の計測描画装置の接続図。

【図３】実施形態例１の計測描画装置の計測部とその光
路を示す平面図。

【図４】実施形態例１の計測描画装置の光源と切断線読
み取り手段と被検対象物の測定点Ｓとの関係を示す光路
図。

【図５】実施形態例１の計測描画装置の切断線読み取り
手段の検知面における輝線（輝点）の配置をＣＲＴディ
スプレイの走査線との対応により示した図。

【図６】実施形態例１の計測描画装置の描画の手順を示
す図。

【図７】実施形態例２の計測描画装置の描画の手順を示
す図。

【図８】実施形態例３において対話作画機能に登録した
模様を示す図。

【図９】実施形態例３において土器の外形線を示す図。

【図１０】実施形態例３において図１０の図に撮影映像
を重ね合わせて要部のキャラクターラインを描画した
図。

【図１１】実施形態例３において図１１の図に模様を重
ね合わせて描画する領域指示ラインを表示した図。

【図１２】実施形態例３において図１２の領域指示ライ
ンに模様を重ね合わせて描画した線画図。

【図１３】出土土器の外形形状と模様の１例を示す図。

【符号の説明】

１１．．．回転テーブル， １２．．．光源， ３１．．．スリット光， ２０．．．切断線読み取り手段， ２５．．．映像撮影手段， ４０．．．制御手段， ４５．．．グラフィック表示手段，

【手続補正書】

【提出日】平成８年１２月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の計測描画装置のシステム構成
図。

【図２】実施形態例１の計測描画装置の接続図。

【図３】実施形態例１の計測描画装置の計測部とその光
路を示す平面図。

【図４】実施形態例１の計測描画装置の光源と切断線読
み取り手段と被検対象物の測定点Ｓとの関係を示す光路
図。

【図５】実施形態例１の計測描画装置の切断線読み取り
手段の検知面における輝線（輝点）の配置をＣＲＴディ
スプレイの走査線との対応により示した図。

【図６】実施形態例１の計測描画装置の描画の手順を示
す図。

【図７】実施形態例２の計測描画装置の描画の手順を示
す図。

【図８】実施形態例３において対話作画機能に登録した
模様を示す図。

【図９】実施形態例３において土器の外形線を示す図。

【図１０】実施形態例３において図１０の図に撮影映像
を重ね合わせて要部のキャラクターラインを描画した
図。

【図１１】実施形態例３において図１１の図に模様を重
ね合わせて描画する領域指示ラインを表示した図。

【図１２】実施形態例３において図１２の領域指示ライ
ンに模様を重ね合わせて描画した線画図。

【符号の説明】 １１．．．回転テーブル， １２．．．光源， ３１．．．スリット光， ２０．．．切断線読み取り手段， ２５．．．映像撮影手段， ４０．．．制御手段， ４５．．．グラフィック表示手段，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久野 耕嗣 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 加藤 宣春 愛知県刈谷市昭和町２丁目３番地 アイシ ン・ニューハード株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に模様等を有する被検対象物を保持
   して回転可能な回転テーブルと，上記回転テーブルに保
   持された被検対象物に対して上記回転テーブルの回転軸
   に平行方向に伸びるスリット状の光を照射する光源と，
   上記スリット光の光源に対して所定の間隔を有し且つ上
   記スリット光の進行方向に対して所定の角度θだけ傾い
   た検知面を有し該検知面における被検対象物で反射され
   る光切断線のスリット光の長手方向ｙに対する間欠的な
   位置座標ｙｉ毎にスリット光の長手方向に垂直なｘ方向
   の位置ｘｉを計測する切断線読み取り手段と，上記被検
   対象物の映像を一定の位置から撮影する映像撮影手段
   と，画像を出力するグラフィック表示手段と，上記回転
   テーブルを操作し上記切断線読み取り手段及び映像撮影
   手段の信号を受信する制御手段とを有する表面形状の計
   測描画装置であって，上記制御手段は，上記回転テーブ
   ルを一定の間隔で順次回転させ，その回転角度φｊに対
   応する上記切断線読み取り手段の検知面における光切断
   線の間欠的な位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）及び映像
   撮影手段の映像データＩ（φｊ）を受信し，上記光切断
   線の位置データ（ｘｉ，ｙｉ，φｊ）を三角測量の原理
   に基づいて被検対象物の表面の三次元位置座標データ
   （ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，φｊ）を算出すると共に間
   欠的な上記三次元点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，
   φｊ）から連続した近似曲線ｆ（φｊ）を生成可能であ
   り，グラフィック表示手段に対して，回転テーブルの回
   転軸を通る法線角度αの任意の断面Ａを指定しその断面
   Ａの両端の上記連続曲線ｆ（α−π／２），ｆ（α＋π
   ／２）に基づいて被検対象物の外形線を描画させると共
   に上記外形線に対して上記断面Ａに垂直方向からの映像
   データＩ（α）を重ね合わせて被検対象物の表面形状と
   模様とを描画させることを特徴とする計測描画装置。
2. 【請求項２】 請求項１において，前記制御手段は，更
   に，前記断面Ａに垂直な角度αに対して±βだけ傾いた
   ２つの断面Ｂ，Ｂ’に対する連続曲線ｆ（α−β），ｆ
   （α＋β）に基づいて被検対象物の外形線Ｌ，Ｌ’を前
   記描画図の内部に重ね書きし，その後，上記外形線Ｌ，
   Ｌ’の外側の描画部を消去し，断面Ｂ，Ｂ’に対応する
   被検対象物の表面を描画することを特徴とする計測描画
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１において，前記制御手段は，更
   に，前記断面Ａに垂直な角度αに対して±βだけ傾いた
   ２つの断面Ｂ，Ｂ’に対する連続曲線ｆ（α−β），ｆ
   （α＋β）に基づいて被検対象物の外形線Ｌ，Ｌ’を前
   記描画図の内部に重ね書きし，その後，上記外形線Ｌ，
   Ｌ’の内側の描画部を消去し，断面Ｂ，Ｂ’に対応する
   内側部分を除去した被検対象物の表面を描画することを
   特徴とする計測描画装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
   おいて，前記三次元点データ（ｘｉ’，ｙｉ’，ｚ
   ｉ’，φｊ）から連続した近似曲線ｆ（φｊ）を生成す
   る方法は，Ｂスプライン曲線に基づくことを特徴とする
   計測描画装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
   おいて，始めに描画する断面Ａ，部分図を描画する場合
   には更に断面Ｂを指定し，位置データ（ｘｉ，ｙｉ，α
   −π／２），（ｘｉ，ｙｉ，α＋π／２），Ｉ（α），
   部分図を描画する場合には更に（ｘｉ，ｙｉ，α−
   β），（ｘｉ，ｙｉ，α＋β）だけを採取し，その後
   （ｘｉ’，ｙｉ’，ｚｉ’，α−π／２），（ｘｉ’，
   ｙｉ’，ｚｉ’，α＋π／２），ｆ（α−π／２），ｆ
   （α＋π／２），部分図を描画する場合には更にｆ（α
   −β），ｆ（α＋β）を算出し，請求項１記載の全体図
   または請求項２もしくは請求項３記載の部分図を描画す
   ることを特徴とする計測描画装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
   おいて，前記グラフィック表示手段は，画面上の位置又
   は範囲を自在に指示することのできるポインティングツ
   ールを備えており，更に，上記グラフィック表示手段
   は，画面上に表示された描画像に対して，オペレータが
   上記ポインティングツールを操作して上記描画像を修正
   すると共に上記描画像に選択された他の模様パターンを
   重ね合わせる対話型作画機能を備えていることを特徴と
   する計測描画装置。
7. 【請求項７】 請求項６において，前記対話型作画機能
   には，出土文化材である土器の表面に多く見られる典型
   的な模様パターンが複数登録されていることを特徴とす
   る計測描画装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれか１項に
   おいて，被検対象物は，土器や石器等の出土文化財であ
   ることを特徴とする出土文化財の計測描画装置。