JPH11230721A - ３次元形状計測装置および画像読取装置 - Google Patents
３次元形状計測装置および画像読取装置Info
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- JPH11230721A JPH11230721A JP3177398A JP3177398A JPH11230721A JP H11230721 A JPH11230721 A JP H11230721A JP 3177398 A JP3177398 A JP 3177398A JP 3177398 A JP3177398 A JP 3177398A JP H11230721 A JPH11230721 A JP H11230721A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 死角となる部分を低減し、精度が高く、均一
な計測が可能な３次元形状計測装置および画像読取装置
を提供する。 【解決手段】 撮像部４を被計測物台３０の中心３ａに
向けたまま１回転させ、撮像部４から被計測物台３０上
の被計測物２にスリット光４ａを照射し、そのスリット
光反射光４ｂの像を撮像し、そのスリット光反射光４ｂ
の像に基づいて被計測物２の表面２ｂについて奥行き方
向の距離を測定する。距離を計測できなかった被計測物
２の表面２ａの段差部側面に撮像部４を向け、段差部側
面にスリット光４ａを照射し、同様に段差部側面につい
て奥行き方向の距離を測定する。
な計測が可能な３次元形状計測装置および画像読取装置
を提供する。 【解決手段】 撮像部４を被計測物台３０の中心３ａに
向けたまま１回転させ、撮像部４から被計測物台３０上
の被計測物２にスリット光４ａを照射し、そのスリット
光反射光４ｂの像を撮像し、そのスリット光反射光４ｂ
の像に基づいて被計測物２の表面２ｂについて奥行き方
向の距離を測定する。距離を計測できなかった被計測物
２の表面２ａの段差部側面に撮像部４を向け、段差部側
面にスリット光４ａを照射し、同様に段差部側面につい
て奥行き方向の距離を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被計測物の３次元
形状を計測する３次元形状計測装置、および被計測物の
３次元形状を計測して得られた距離画像に被計測物の表
面画像を重畳する画像読取装置に関し、特に、死角とな
る部分を低減し、精度の高い計測が可能な３次元形状計
測装置および画像読取装置に関する。
形状を計測する３次元形状計測装置、および被計測物の
３次元形状を計測して得られた距離画像に被計測物の表
面画像を重畳する画像読取装置に関し、特に、死角とな
る部分を低減し、精度の高い計測が可能な３次元形状計
測装置および画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の３次元形状計測装置としては、例
えば、特開平１−１９５３０３号公報に示されるものが
ある。
えば、特開平１−１９５３０３号公報に示されるものが
ある。
【０００３】図１４は、その３次元形状計測装置を示
す。この装置１００は、スリット投光法を用いて３次元
形状を測定するものであり、スリット板１０１を備え、
スリット板１０１に形成したスリット１０１ａを通して
スリット光１０２ａを被測定物１０３に照射するスリッ
ト光投光部１０２と、レンズ中心Ｆを有し、被測定物１
０３の表面１０３ａで反射したスリット光反射光１０２
ｂを受光するテレビカメラ１０４と、スリット光投光部
１０２を被測定物１０３の回りに回転させる図示しない
回転駆動部とを有する。
す。この装置１００は、スリット投光法を用いて３次元
形状を測定するものであり、スリット板１０１を備え、
スリット板１０１に形成したスリット１０１ａを通して
スリット光１０２ａを被測定物１０３に照射するスリッ
ト光投光部１０２と、レンズ中心Ｆを有し、被測定物１
０３の表面１０３ａで反射したスリット光反射光１０２
ｂを受光するテレビカメラ１０４と、スリット光投光部
１０２を被測定物１０３の回りに回転させる図示しない
回転駆動部とを有する。
【０００４】上記構成において、スリット光投光部１０
２の投光中心Ｓからスリット光１０２ａを被測定物１０
３に照射し、そのスリット光反射光１０２ｂをテレビカ
メラ１０４で撮像すると、被測定物１０３上の点Ｐがス
リット板１０１において点Ｐ 1 、テレビカメラ１０４の
テレビ画面１０４ａにおいて点Ｐ2 に映る。被測定物１
０３上の点Ｐの位置は、２直線ＳＰ1 とＦＰ2 との交点
として求まる。スリット光投光部１０２を被測定物１０
３の回りに図示しない回転駆動部によって回転させ、そ
の都度テレビカメラ１０４で撮像することにより、テレ
ビ画面１０４ａから被測定物１０３の表面１０３ａまで
の奥行き方向の距離が得られ、被測定物１０３の３次元
形状を計測することができる。
２の投光中心Ｓからスリット光１０２ａを被測定物１０
３に照射し、そのスリット光反射光１０２ｂをテレビカ
メラ１０４で撮像すると、被測定物１０３上の点Ｐがス
リット板１０１において点Ｐ 1 、テレビカメラ１０４の
テレビ画面１０４ａにおいて点Ｐ2 に映る。被測定物１
０３上の点Ｐの位置は、２直線ＳＰ1 とＦＰ2 との交点
として求まる。スリット光投光部１０２を被測定物１０
３の回りに図示しない回転駆動部によって回転させ、そ
の都度テレビカメラ１０４で撮像することにより、テレ
ビ画面１０４ａから被測定物１０３の表面１０３ａまで
の奥行き方向の距離が得られ、被測定物１０３の３次元
形状を計測することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の３次元
形状計測装置１００によると、テレビカメラ１０４が固
定であるので、被測定物の表面の傾斜面に対しては、奥
行き方向の距離の測定点の間隔が平坦面より粗くなり、
奥行き方向の距離の精度が場所によってばらつき、ま
た、段差部分の側面のように傾斜角度が急な傾斜面に対
しては、奥行き方向の距離の測定点を設定できず、距離
データが得られない死角が生じてしまう。この死角が生
じた場合、その周囲の奥行き方向の距離のデータで補間
しても、その部分の精度は悪くなる。
形状計測装置１００によると、テレビカメラ１０４が固
定であるので、被測定物の表面の傾斜面に対しては、奥
行き方向の距離の測定点の間隔が平坦面より粗くなり、
奥行き方向の距離の精度が場所によってばらつき、ま
た、段差部分の側面のように傾斜角度が急な傾斜面に対
しては、奥行き方向の距離の測定点を設定できず、距離
データが得られない死角が生じてしまう。この死角が生
じた場合、その周囲の奥行き方向の距離のデータで補間
しても、その部分の精度は悪くなる。
【０００６】従って、本発明の目的は、死角となる部分
を低減し、精度が高く、均一な計測が可能な３次元形状
計測装置および画像読取装置を提供することにある。
を低減し、精度が高く、均一な計測が可能な３次元形状
計測装置および画像読取装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、所定の位置に配置された被計測物の対向面
にスリット光を照射し、前記対向面で反射した前記スリ
ット光の像を結像面上に結像させる撮像手段と、前記撮
像手段を前記所定の位置に向けたまま前記被計測物の回
りに相対的に回転させる回転手段と、前記結像面に結像
された前記スリット光の像に基づいて前記結像面から前
記対向面までの距離を測定する測定手段と、前記撮像手
段の向きを前記所定の位置とは異なる方向に変更する変
更手段と、前記スリット光の照射方向に対して所定の角
度を有する前記被計測物の傾斜面に前記撮像手段が向く
ように前記回転手段および前記変更手段を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする３次元形状計測装置を
提供する。本発明は、上記目的を達成するため、所定の
位置に配置された被計測物の対向面にスリット光を照射
し、前記対向面で反射した前記スリット光の像を結像面
上に結像させるとともに、前記スリット光が照射された
のと同一の前記対向面の表面画像を撮像する撮像手段
と、前記撮像手段を前記所定の位置に向けたまま前記被
計測物の回りに相対的に回転させる回転手段と、前記結
像面に結像された前記スリット光の像に基づいて前記結
像面から前記対向面までの対向距離からなる距離画像を
作成するとともに、前記距離画像に前記表面画像を重畳
する測定手段と、前記撮像手段の向きを前記所定の位置
とは異なる方向に変更する変更手段と、前記スリット光
の照射方向に対して所定の角度を有する前記被計測物の
傾斜面に前記撮像手段が向くように前記回転手段および
前記変更手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする画像読取装置を提供する。
成するため、所定の位置に配置された被計測物の対向面
にスリット光を照射し、前記対向面で反射した前記スリ
ット光の像を結像面上に結像させる撮像手段と、前記撮
像手段を前記所定の位置に向けたまま前記被計測物の回
りに相対的に回転させる回転手段と、前記結像面に結像
された前記スリット光の像に基づいて前記結像面から前
記対向面までの距離を測定する測定手段と、前記撮像手
段の向きを前記所定の位置とは異なる方向に変更する変
更手段と、前記スリット光の照射方向に対して所定の角
度を有する前記被計測物の傾斜面に前記撮像手段が向く
ように前記回転手段および前記変更手段を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする３次元形状計測装置を
提供する。本発明は、上記目的を達成するため、所定の
位置に配置された被計測物の対向面にスリット光を照射
し、前記対向面で反射した前記スリット光の像を結像面
上に結像させるとともに、前記スリット光が照射された
のと同一の前記対向面の表面画像を撮像する撮像手段
と、前記撮像手段を前記所定の位置に向けたまま前記被
計測物の回りに相対的に回転させる回転手段と、前記結
像面に結像された前記スリット光の像に基づいて前記結
像面から前記対向面までの対向距離からなる距離画像を
作成するとともに、前記距離画像に前記表面画像を重畳
する測定手段と、前記撮像手段の向きを前記所定の位置
とは異なる方向に変更する変更手段と、前記スリット光
の照射方向に対して所定の角度を有する前記被計測物の
傾斜面に前記撮像手段が向くように前記回転手段および
前記変更手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする画像読取装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る画像読取装置を示す。なお、Ｘ，Ｙは水平方向
を示し、Ｚは紙面に対して垂直方向を示す。この装置１
は、被計測物２が載置され、中心３ａを軸として回転す
る被計測台３０を備えた被計測部３と、中心３ａから所
定の距離離れた固定の位置にアーム３１によって支持さ
れ、被計測物２の表面２ａについてスリット光画像を撮
像するとともに、２次元の濃淡画像を撮像する撮像部４
とを有する。
態に係る画像読取装置を示す。なお、Ｘ，Ｙは水平方向
を示し、Ｚは紙面に対して垂直方向を示す。この装置１
は、被計測物２が載置され、中心３ａを軸として回転す
る被計測台３０を備えた被計測部３と、中心３ａから所
定の距離離れた固定の位置にアーム３１によって支持さ
れ、被計測物２の表面２ａについてスリット光画像を撮
像するとともに、２次元の濃淡画像を撮像する撮像部４
とを有する。
【０００９】図２は、撮像部４を示す。撮像部４は、ス
リット光４ａを被計測物２の表面２ａの対向部分２ｂに
照射するスリット光投光部４０と、対向部分２ｂで反射
したスリット反射光４ｂを受光して対向部分２ｂについ
てスリット光画像を撮像し、このスリット光画像に基づ
いて対応部分２ｂの３次元形状を計測する３Ｄ形状計測
部４１と、スリット光４ａが照射されたのと同一の対向
部分２ｂに可視光４ｃを照射し、対向部分２ｂで反射し
た可視光反射光４ｄを受光して対向部分２ｂについて２
次元の濃淡画像を撮像する２Ｄ画像撮像部４２とを備え
る。
リット光４ａを被計測物２の表面２ａの対向部分２ｂに
照射するスリット光投光部４０と、対向部分２ｂで反射
したスリット反射光４ｂを受光して対向部分２ｂについ
てスリット光画像を撮像し、このスリット光画像に基づ
いて対応部分２ｂの３次元形状を計測する３Ｄ形状計測
部４１と、スリット光４ａが照射されたのと同一の対向
部分２ｂに可視光４ｃを照射し、対向部分２ｂで反射し
た可視光反射光４ｄを受光して対向部分２ｂについて２
次元の濃淡画像を撮像する２Ｄ画像撮像部４２とを備え
る。
【００１０】スリット光投光部４０は、レーザ光を発生
するレーザ光発生部４００と、レーザ光発生部４００が
発生したレーザ光からスリット光を生成して被計測物２
の表面２ａの対向部分２ｂに照射するスリット光生成部
４０１とを備える。
するレーザ光発生部４００と、レーザ光発生部４００が
発生したレーザ光からスリット光を生成して被計測物２
の表面２ａの対向部分２ｂに照射するスリット光生成部
４０１とを備える。
【００１１】スリット光生成部４０１は、レーザ光発生
部４００が発生したレーザ光をスリット状のレーザ光に
変形してスリット光４ａを生成し、被計測物２の表面２
ａの対向部分２ｂに照射するシリンドリカルレンズ４０
１ａと、シリンドリカルレンズ４０１ａを同図矢印方向
に回転させることによりスリット光４ａを光軸回りに回
転させる回転機構４０１ｂとを備える。なお、液晶シャ
ッタによりスリット光４ａを生成してもよい。この場
合、電気的にスリット光４ａをその光軸回りに回転させ
ることも可能である。
部４００が発生したレーザ光をスリット状のレーザ光に
変形してスリット光４ａを生成し、被計測物２の表面２
ａの対向部分２ｂに照射するシリンドリカルレンズ４０
１ａと、シリンドリカルレンズ４０１ａを同図矢印方向
に回転させることによりスリット光４ａを光軸回りに回
転させる回転機構４０１ｂとを備える。なお、液晶シャ
ッタによりスリット光４ａを生成してもよい。この場
合、電気的にスリット光４ａをその光軸回りに回転させ
ることも可能である。
【００１２】３Ｄ形状計測部４１は、被計測物２の表面
２ａで反射したスリット光反射光４ｂの進行方向を変え
るガルバノミラー４１０ａ、ガルバノミラー４１０ａで
反射したスリット光反射光４ｂを受光し、スリット光像
を含む矩形状の２次元のスリット光画像に変換する２次
元の固体撮像素子４１０ａ、およびレンズ系を含む光学
結像系４１０を備える。
２ａで反射したスリット光反射光４ｂの進行方向を変え
るガルバノミラー４１０ａ、ガルバノミラー４１０ａで
反射したスリット光反射光４ｂを受光し、スリット光像
を含む矩形状の２次元のスリット光画像に変換する２次
元の固体撮像素子４１０ａ、およびレンズ系を含む光学
結像系４１０を備える。
【００１３】２Ｄ画像撮像部４２は、スリット光４ａが
照射されたのと同一の対向部分２ｂに可視光４ｃを照射
する後述する光源と、対向部分２ｂで反射された可視光
反射光４ｄからレーザ波長成分を除去して可視光成分の
みを通過させる可視光透過フィルタ４２０と、可視光透
過フィルタ４２０でレーザ光成分が除去された可視光反
射光４ｄを入力して濃淡画像を読み取るＣＣＤカメラ４
２１とを備える。
照射されたのと同一の対向部分２ｂに可視光４ｃを照射
する後述する光源と、対向部分２ｂで反射された可視光
反射光４ｄからレーザ波長成分を除去して可視光成分の
みを通過させる可視光透過フィルタ４２０と、可視光透
過フィルタ４２０でレーザ光成分が除去された可視光反
射光４ｄを入力して濃淡画像を読み取るＣＣＤカメラ４
２１とを備える。
【００１４】図３(a) ，(b) は、スリット光投光部４０
を示す。スリット光投光部４０は、ケース４０２と、ケ
ース４０２に垂直方向Ｚに設けられた垂直方向回転軸４
０３と、ケース４０２に水平方向Ｘ，Ｙに設けられた水
平方向回転軸４０４とを備え、垂直方向回転軸４０３お
よび水平方向回転軸４０４の回りに回転可能に支持され
ている。
を示す。スリット光投光部４０は、ケース４０２と、ケ
ース４０２に垂直方向Ｚに設けられた垂直方向回転軸４
０３と、ケース４０２に水平方向Ｘ，Ｙに設けられた水
平方向回転軸４０４とを備え、垂直方向回転軸４０３お
よび水平方向回転軸４０４の回りに回転可能に支持され
ている。
【００１５】図４は、本装置１の制御系を示す。本装置
１は、本装置１全体を制御する制御部１０を有し、この
制御部１０に、被計測部３、スリット光投光部４０、３
Ｄ形状計測部４１および２Ｄ画像撮像部４２を各々接続
している。
１は、本装置１全体を制御する制御部１０を有し、この
制御部１０に、被計測部３、スリット光投光部４０、３
Ｄ形状計測部４１および２Ｄ画像撮像部４２を各々接続
している。
【００１６】被計測部３は、被計測台３０を回転させる
回転駆動部３２と、被計測台３０が予め決められた一定
角度毎に順次間欠的に回転するように回転駆動部３２を
制御する回転制御部３３とを備える。
回転駆動部３２と、被計測台３０が予め決められた一定
角度毎に順次間欠的に回転するように回転駆動部３２を
制御する回転制御部３３とを備える。
【００１７】スリット光投光部４０は、スリット光生成
部４０１を光軸の回りに回転させる回転駆動部４０５
と、回転駆動部４０５を制御する回転制御部４０６と、
スリット光投光部４０を垂直方向回転軸４０３および水
平方向回転軸４０４を中心に回転可能に支持する水平・
垂直回転機構４０７と、水平・垂直回転機構４０７を制
御してスリット光投光部４０の光軸の向きを水平方向
Ｘ，Ｙおよび垂直方向Ｚに回転させる水平・垂直制御部
４０８とを備える。
部４０１を光軸の回りに回転させる回転駆動部４０５
と、回転駆動部４０５を制御する回転制御部４０６と、
スリット光投光部４０を垂直方向回転軸４０３および水
平方向回転軸４０４を中心に回転可能に支持する水平・
垂直回転機構４０７と、水平・垂直回転機構４０７を制
御してスリット光投光部４０の光軸の向きを水平方向
Ｘ，Ｙおよび垂直方向Ｚに回転させる水平・垂直制御部
４０８とを備える。
【００１８】３Ｄ形状計測部４１は、固体撮像素子４１
０ｂを駆動して固体撮像素子４１０ｂからの画像信号を
処理する駆動処理回路４１２と、固体撮像素子４１０ｂ
が撮像したスリット光画像内におけるスリット光像の位
置を検出するスリット光検出回路４１３と、スリット光
画像の各画素に対応する奥行き方向の位置を算出する３
Ｄ座標算出回路４１４とから構成されている。
０ｂを駆動して固体撮像素子４１０ｂからの画像信号を
処理する駆動処理回路４１２と、固体撮像素子４１０ｂ
が撮像したスリット光画像内におけるスリット光像の位
置を検出するスリット光検出回路４１３と、スリット光
画像の各画素に対応する奥行き方向の位置を算出する３
Ｄ座標算出回路４１４とから構成されている。
【００１９】２Ｄ画像撮像部４２は、スリット光４ａが
照射された被計測物２の表面２ａの対向部分２ｂと同一
の部分に可視光４ｃを照射する光源４２２と、２Ｄ画像
撮像部４２を垂直方向Ｚに設けられた図示しない垂直方
向回転軸、および水平方向Ｘ，Ｙに設けられた水平方向
回転軸の回りに回転させる水平・垂直回転機構４２４
と、水平・垂直回転機構４２４を制御して３Ｄ形状計測
部４１の光軸の向きを水平方向Ｘ，Ｙおよび垂直方向Ｚ
に回転させる水平・垂直制御部４２５とを備える。ＣＣ
Ｄカメラ４２１は、固体撮像素子およびレンズ系を含む
光学結像系４２１ａと、固体撮像素子を駆動する駆動処
理回路４２１ｂとを備える。なお、光源４２２は、自然
光や室内光による光を使用することにより省略してもよ
い。
照射された被計測物２の表面２ａの対向部分２ｂと同一
の部分に可視光４ｃを照射する光源４２２と、２Ｄ画像
撮像部４２を垂直方向Ｚに設けられた図示しない垂直方
向回転軸、および水平方向Ｘ，Ｙに設けられた水平方向
回転軸の回りに回転させる水平・垂直回転機構４２４
と、水平・垂直回転機構４２４を制御して３Ｄ形状計測
部４１の光軸の向きを水平方向Ｘ，Ｙおよび垂直方向Ｚ
に回転させる水平・垂直制御部４２５とを備える。ＣＣ
Ｄカメラ４２１は、固体撮像素子およびレンズ系を含む
光学結像系４２１ａと、固体撮像素子を駆動する駆動処
理回路４２１ｂとを備える。なお、光源４２２は、自然
光や室内光による光を使用することにより省略してもよ
い。
【００２０】制御部１０は、３Ｄ座標算出回路４１４か
らの距離画像データを記憶する第１の画像メモリ１１
と、２Ｄ画像撮像部４２の駆動処理回路４２１ｂからの
濃淡画像データを記憶する第２の画像メモリ１２と、マ
イクロコンピュータ１３とを備える。
らの距離画像データを記憶する第１の画像メモリ１１
と、２Ｄ画像撮像部４２の駆動処理回路４２１ｂからの
濃淡画像データを記憶する第２の画像メモリ１２と、マ
イクロコンピュータ１３とを備える。
【００２１】マイクロコンピュータ１３は、図９および
図１０のフローチャートに示すようなプログラムを記憶
する図示しないプログラムメモリを備え、プログラムメ
モリに記憶されているプログラムに従い、本装置１の各
部を制御して距離画像データを取得して第１の画像メモ
リ１１に記憶するとともに、濃淡画像データを取得して
第２の画像メモリ１２に記憶し、第１の画像メモリ１１
の距離画像データと第２の画像メモリ１２の濃淡画像デ
ータとを画素毎に対応付けして濃淡情報がマッピングさ
れた距離情報としての画像信号を出力するものである。
図１０のフローチャートに示すようなプログラムを記憶
する図示しないプログラムメモリを備え、プログラムメ
モリに記憶されているプログラムに従い、本装置１の各
部を制御して距離画像データを取得して第１の画像メモ
リ１１に記憶するとともに、濃淡画像データを取得して
第２の画像メモリ１２に記憶し、第１の画像メモリ１１
の距離画像データと第２の画像メモリ１２の濃淡画像デ
ータとを画素毎に対応付けして濃淡情報がマッピングさ
れた距離情報としての画像信号を出力するものである。
【００２２】図５は、スリット光検出回路４１３の細線
化処理を示す。スリット光検出回路４１３は、図５に示
すように、駆動処理回路４１２の２値化器によって２値
化された画像からハイライト部分（同図において斜線を
施した部分）５０を抽出し、このハイライト部分５０を
同図実線で示すように細線化し、スリット光像の位置５
１を決定するものである。
化処理を示す。スリット光検出回路４１３は、図５に示
すように、駆動処理回路４１２の２値化器によって２値
化された画像からハイライト部分（同図において斜線を
施した部分）５０を抽出し、このハイライト部分５０を
同図実線で示すように細線化し、スリット光像の位置５
１を決定するものである。
【００２３】図６は、３Ｄ座標算出回路４１４による３
Ｄ座標算出処理を示す。３Ｄ座標算出回路４１４は、ス
リット光像の位置と、ガルバノミラー４１０、およびス
リット光投光部４０のスリット光生成部４０１のＸ方向
距離ｌおよびＹ方向距離ｍと、ガルバノミラー４１０お
よびスリット光生成部４０１のＸ方向とのなす角度α，
βとから、各画素に対応する奥行き方向の距離ｚを次式
により算出するものである。 ｚ＝（ｌｔａｎα・ｔａｎβ−ｍｔａｎβ）／（ｔａｎ
α＋ｔａｎβ）
Ｄ座標算出処理を示す。３Ｄ座標算出回路４１４は、ス
リット光像の位置と、ガルバノミラー４１０、およびス
リット光投光部４０のスリット光生成部４０１のＸ方向
距離ｌおよびＹ方向距離ｍと、ガルバノミラー４１０お
よびスリット光生成部４０１のＸ方向とのなす角度α，
βとから、各画素に対応する奥行き方向の距離ｚを次式
により算出するものである。 ｚ＝（ｌｔａｎα・ｔａｎβ−ｍｔａｎβ）／（ｔａｎ
α＋ｔａｎβ）
【００２４】次に、本装置１の動作を第１の読み取り動
作と第２の読み取り動作とに分けて図７〜図１０を参照
して説明する。
作と第２の読み取り動作とに分けて図７〜図１０を参照
して説明する。
【００２５】(1) 第１の読み取り動作 図９は、第１の読み取り動作を示すフローチャートであ
る。オペレータは、被計測物２を被計測物台３０上に載
置し、図示しない起動スイッチを操作する。制御部１０
のマイクロコンピュータ１３は、起動スイッチの操作に
基づいて、図示しないプログラムメモリに記憶されてい
る図９のフローチャートに示すようなプログラムに従
い、本装置１の各部を制御して第１の読み取り動作を実
行する。
る。オペレータは、被計測物２を被計測物台３０上に載
置し、図示しない起動スイッチを操作する。制御部１０
のマイクロコンピュータ１３は、起動スイッチの操作に
基づいて、図示しないプログラムメモリに記憶されてい
る図９のフローチャートに示すようなプログラムに従
い、本装置１の各部を制御して第１の読み取り動作を実
行する。
【００２６】まず、マイクロコンピュータ１３は、被計
測部３の回転制御部３３を制御して被計測物台３０上の
被計測物２を一定の角度回転させる（ＳＴ１）。マイク
ロコンピュータ１３は、スリット光投光部４０および３
Ｄ形状計測部４１を制御して距離画像データを取得する
とともに、２Ｄ画像撮像部４２を制御して濃淡画像デー
タを取得する。
測部３の回転制御部３３を制御して被計測物台３０上の
被計測物２を一定の角度回転させる（ＳＴ１）。マイク
ロコンピュータ１３は、スリット光投光部４０および３
Ｄ形状計測部４１を制御して距離画像データを取得する
とともに、２Ｄ画像撮像部４２を制御して濃淡画像デー
タを取得する。
【００２７】すなわち、スリット光投光部４０は、レー
ザ光発生部４００が発生したレーザ光からスリット光生
成部４０１によってスリット光４ａを生成し、被計測物
２の表面２ａの対向部分２ｂに照射する（ＳＴ２）。こ
のとき、スリット光４ａの向きは、垂直方向Ｚとする。
ザ光発生部４００が発生したレーザ光からスリット光生
成部４０１によってスリット光４ａを生成し、被計測物
２の表面２ａの対向部分２ｂに照射する（ＳＴ２）。こ
のとき、スリット光４ａの向きは、垂直方向Ｚとする。
【００２８】対向部分２ｂで反射されたスリット光反射
光４ｂは、３Ｄ形状計測部４１のガルバノミラー４１０
ａで反射され、固体撮像素子４１０ｂに導かれ、固体撮
像素子４１０ｂの出力信号が駆動処理回路４１２で２値
化され、スリット光画像の読み取りが行われる（ＳＴ
３）。
光４ｂは、３Ｄ形状計測部４１のガルバノミラー４１０
ａで反射され、固体撮像素子４１０ｂに導かれ、固体撮
像素子４１０ｂの出力信号が駆動処理回路４１２で２値
化され、スリット光画像の読み取りが行われる（ＳＴ
３）。
【００２９】スリット光検出回路４１４は、スリット光
画像のうちハイライト部分を細線化し、スリット光像の
位置を求める。３Ｄ座標算出回路４１４は、細線化され
たスリット光像の位置と、マイクロコンピュータ１３か
ら入力されるガルバノミラー４１０ａ、およびスリット
光生成部４０１のＸ方向距離ｌおよびＹ方向距離ｍと、
ガルバノミラー４１０ａおよびスリット光生成部４０１
のＸ方向とのなす角度α，βとから、奥行き方向の距離
ｚを算出する。スリット光像の位置、すなわち画像上の
座標と求めた奥行き方向の距離は距離画像データとして
第１の画像メモリ１１に送られ、記憶される（ＳＴ
４）。
画像のうちハイライト部分を細線化し、スリット光像の
位置を求める。３Ｄ座標算出回路４１４は、細線化され
たスリット光像の位置と、マイクロコンピュータ１３か
ら入力されるガルバノミラー４１０ａ、およびスリット
光生成部４０１のＸ方向距離ｌおよびＹ方向距離ｍと、
ガルバノミラー４１０ａおよびスリット光生成部４０１
のＸ方向とのなす角度α，βとから、奥行き方向の距離
ｚを算出する。スリット光像の位置、すなわち画像上の
座標と求めた奥行き方向の距離は距離画像データとして
第１の画像メモリ１１に送られ、記憶される（ＳＴ
４）。
【００３０】スリット光画像の読み取りと同時に、２Ｄ
画像撮像部４２では、光源４２２を点灯し（ＳＴ５）、
スリット光４ａが照射されたのと同一の対向部分２ｂに
可視光４ｃを照射する。そして、可視光反射光４ｄが可
視光透過フィルタ４２０を通過することで、レーザ波長
成分が除去され、可視光成分のみがＣＣＤカメラ４２１
に入射し、濃淡画像が読み取られ、駆動処理回路４２１
ｂでＡ／Ｄ変換され、デジタルの濃淡画像データとして
第２の画像メモリ１２に送られ、記憶される（ＳＴ
６）。
画像撮像部４２では、光源４２２を点灯し（ＳＴ５）、
スリット光４ａが照射されたのと同一の対向部分２ｂに
可視光４ｃを照射する。そして、可視光反射光４ｄが可
視光透過フィルタ４２０を通過することで、レーザ波長
成分が除去され、可視光成分のみがＣＣＤカメラ４２１
に入射し、濃淡画像が読み取られ、駆動処理回路４２１
ｂでＡ／Ｄ変換され、デジタルの濃淡画像データとして
第２の画像メモリ１２に送られ、記憶される（ＳＴ
６）。
【００３１】スリット光画像と表面の濃淡画像の読み取
りが終了すると、マイクロコンピュータ１３は、被計測
物台３０が１回転したか否かの判断を行い（ＳＴ７）、
１回転していなければ、被計測物台３０が一定の角度回
転するように被計測部３の回転制御部３３を制御する。
回転駆動部３２は、回転制御部３３の制御により被計測
物台３０を一定の角度回転させる（ＳＴ８）。
りが終了すると、マイクロコンピュータ１３は、被計測
物台３０が１回転したか否かの判断を行い（ＳＴ７）、
１回転していなければ、被計測物台３０が一定の角度回
転するように被計測部３の回転制御部３３を制御する。
回転駆動部３２は、回転制御部３３の制御により被計測
物台３０を一定の角度回転させる（ＳＴ８）。
【００３２】一定の角度回転後、前述したのと同様に、
スリット光の照射（ＳＴ２）に基づいてスリット光画像
が読み取られ（ＳＴ３）、奥行き方向の距離が算出され
（ＳＴ４）、距離画像データが第１の画像メモリ１１に
記憶される。これと並行して光源４２２の点灯に基づい
て被計測物２の表面２ａの濃淡画像が読み取られ（ＳＴ
５）、その濃淡画像データが第２の画像メモリ１２に記
憶される。この計測は、被計測物２が１回転するまで続
けられる（ＳＴ７）。
スリット光の照射（ＳＴ２）に基づいてスリット光画像
が読み取られ（ＳＴ３）、奥行き方向の距離が算出され
（ＳＴ４）、距離画像データが第１の画像メモリ１１に
記憶される。これと並行して光源４２２の点灯に基づい
て被計測物２の表面２ａの濃淡画像が読み取られ（ＳＴ
５）、その濃淡画像データが第２の画像メモリ１２に記
憶される。この計測は、被計測物２が１回転するまで続
けられる（ＳＴ７）。
【００３３】図７は、被計測物２が段差を有する場合の
第１の読み取り結果を説明するための図である。被計測
物２が、図７に示すように段差を有する場合は、スリッ
ト光４ａが正面部２ｃおよび段差側面部２ｄに投影され
ても、スリット光４ａ上の測定点４ｅは、段差側面部２
ｄ上に設定できず、正面部２ｃ上にしか設定できない場
合がある。従って、第１の読み取りでは段差側面部２ｄ
について形状計測を行えないことから、後述する第２の
読み取りで段差側面部２ｄについて形状計測を行う。
第１の読み取り結果を説明するための図である。被計測
物２が、図７に示すように段差を有する場合は、スリッ
ト光４ａが正面部２ｃおよび段差側面部２ｄに投影され
ても、スリット光４ａ上の測定点４ｅは、段差側面部２
ｄ上に設定できず、正面部２ｃ上にしか設定できない場
合がある。従って、第１の読み取りでは段差側面部２ｄ
について形状計測を行えないことから、後述する第２の
読み取りで段差側面部２ｄについて形状計測を行う。
【００３４】マイクロコンピュータ１３は、第１の画像
メモリ１１に記憶した距離画像データに基づいて固体撮
像素子４１０ｂ上の隣接する画素間の奥行き方向の距離
差が一定値以上あり、かつ、その差が所定の方向に一定
画素数以上続いたか否かの判断を行い、距離差が一定値
以上あり、かつ、その差が所定の方向に一定画素数以上
続いた場合に、段差側面部２ｄと判定することで被計測
物２の全周にわたって、段差の検出を行い（ＳＴ８）、
検出した段差側面部２ｄの法線方向を算出する（ＳＴ
９）。
メモリ１１に記憶した距離画像データに基づいて固体撮
像素子４１０ｂ上の隣接する画素間の奥行き方向の距離
差が一定値以上あり、かつ、その差が所定の方向に一定
画素数以上続いたか否かの判断を行い、距離差が一定値
以上あり、かつ、その差が所定の方向に一定画素数以上
続いた場合に、段差側面部２ｄと判定することで被計測
物２の全周にわたって、段差の検出を行い（ＳＴ８）、
検出した段差側面部２ｄの法線方向を算出する（ＳＴ
９）。
【００３５】(2) 第２の読み取り動作 図１０は、第２の読み取り動作を説明するためのフロー
チャートである。マイクロコンピュータ１３は、図示し
ないプログラムメモリに記憶されている図１０のフロー
チャートに示すようなプログラムに従い、段差側面部２
ｄに対する第２の読み取り動作を実行する。
チャートである。マイクロコンピュータ１３は、図示し
ないプログラムメモリに記憶されている図１０のフロー
チャートに示すようなプログラムに従い、段差側面部２
ｄに対する第２の読み取り動作を実行する。
【００３６】図８は、段差側面部２ｄに対する第２の読
み取り動作を説明するための図である。まず、マイクロ
コンピュータ１３は、段差側面部２ｄの法線方向に基づ
いて、スリット光投光部４０の光軸の向きがステップＳ
Ｔ７で求めた法線方向に略一致するように被計測部３の
回転制御部３３、およびスリット光投光部４０の水平・
垂直制御部４０８を制御する。回転駆動部３２は、回転
制御部３３の制御により被計測台３０を回転させ、水平
・垂直回転機構４０７は、水平・垂直制御部４０８の制
御によりスリット光投光部４０を垂直方向回転軸４０３
あるいは水平方向回転軸４０４の回りに回転させる。こ
れにより、スリット光投光部４０の光軸の向きが法線方
向に略一致する（ＳＴ１１）。
み取り動作を説明するための図である。まず、マイクロ
コンピュータ１３は、段差側面部２ｄの法線方向に基づ
いて、スリット光投光部４０の光軸の向きがステップＳ
Ｔ７で求めた法線方向に略一致するように被計測部３の
回転制御部３３、およびスリット光投光部４０の水平・
垂直制御部４０８を制御する。回転駆動部３２は、回転
制御部３３の制御により被計測台３０を回転させ、水平
・垂直回転機構４０７は、水平・垂直制御部４０８の制
御によりスリット光投光部４０を垂直方向回転軸４０３
あるいは水平方向回転軸４０４の回りに回転させる。こ
れにより、スリット光投光部４０の光軸の向きが法線方
向に略一致する（ＳＴ１１）。
【００３７】マイクロコンピュータ１３は、スリット光
４ａの方向が第１の読み取り時のスリット光４ａの方向
と直交する方向に回転するようにスリット光投光部４０
の回転制御部４０６を制御する。回転駆動部４０５は、
回転制御部４０６の制御によりスリット光生成部４０１
を回転させる。これにより、スリット光４ａの方向が第
１の読み取り時のスリット光４ａの方向と直交する（Ｓ
Ｔ１２）。
４ａの方向が第１の読み取り時のスリット光４ａの方向
と直交する方向に回転するようにスリット光投光部４０
の回転制御部４０６を制御する。回転駆動部４０５は、
回転制御部４０６の制御によりスリット光生成部４０１
を回転させる。これにより、スリット光４ａの方向が第
１の読み取り時のスリット光４ａの方向と直交する（Ｓ
Ｔ１２）。
【００３８】スリット光投光部４０は、段差側面部２ｄ
にスリット光４ａを照射し、マイクロコンピュータ１３
は、図８の矢印方向にスリット光４ａが走査されるよう
に水平・垂直制御部４０８を制御する。水平・垂直回転
機構４０７は、水平・垂直制御部４０８の制御によりス
リット光投光部４０を水平方向回転軸４０４の回りに正
逆転させる（ＳＴ１４）。スリット光画像が読み取られ
（ＳＴ１５）、段差側面部２ｄの奥行き方向の距離が算
出されて第１の画像メモリ１１に記憶され、段差側面部
２ｄのデータとして補完される（ＳＴ１６）。距離画像
の取得と同時にマイクロコンピュータ１３は、２Ｄ画像
撮像部４２の光軸の向きが段差側面部２ｄの法線方向に
略一致するように水平・垂直制御部４２５を制御する。
水平・垂直回転機構４２４は、水平・垂直制御部４２５
の制御により２Ｄ画像撮像部４２を垂直方向回転軸ある
いは水平方向回転軸を中心に回転させる。２Ｄ画像撮像
部４２の光軸の向きが法線方向に略一致する（ＳＴ１
７）。
にスリット光４ａを照射し、マイクロコンピュータ１３
は、図８の矢印方向にスリット光４ａが走査されるよう
に水平・垂直制御部４０８を制御する。水平・垂直回転
機構４０７は、水平・垂直制御部４０８の制御によりス
リット光投光部４０を水平方向回転軸４０４の回りに正
逆転させる（ＳＴ１４）。スリット光画像が読み取られ
（ＳＴ１５）、段差側面部２ｄの奥行き方向の距離が算
出されて第１の画像メモリ１１に記憶され、段差側面部
２ｄのデータとして補完される（ＳＴ１６）。距離画像
の取得と同時にマイクロコンピュータ１３は、２Ｄ画像
撮像部４２の光軸の向きが段差側面部２ｄの法線方向に
略一致するように水平・垂直制御部４２５を制御する。
水平・垂直回転機構４２４は、水平・垂直制御部４２５
の制御により２Ｄ画像撮像部４２を垂直方向回転軸ある
いは水平方向回転軸を中心に回転させる。２Ｄ画像撮像
部４２の光軸の向きが法線方向に略一致する（ＳＴ１
７）。
【００３９】光源４２２が点灯して（ＳＴ１８）、段差
側面部２ｄの濃淡画像が読み取られ、第２の画像メモリ
１２に記憶され、段差側面部２ｄのデータとして補完さ
れる（ＳＴ１９）。
側面部２ｄの濃淡画像が読み取られ、第２の画像メモリ
１２に記憶され、段差側面部２ｄのデータとして補完さ
れる（ＳＴ１９）。
【００４０】上記動作は、全ての段差側面部２ｄについ
て距離画像の取得と、濃淡画像の読み取りが終了するま
で行われる（ＳＴ２０）。
て距離画像の取得と、濃淡画像の読み取りが終了するま
で行われる（ＳＴ２０）。
【００４１】最後に、距離画像の接続処理が行われて、
１つの３次元形状に濃淡画像がマッピングされたデータ
となる（ＳＴ２１）。
１つの３次元形状に濃淡画像がマッピングされたデータ
となる（ＳＴ２１）。
【００４２】上述した第１の実施の形態によれば、以下
の効果が得られる。 (イ) 段差側面部２ｄを検出した場合に、スリット光投光
部４０の光軸の向きを段差側面部２ｄの法線方向に略一
致させて段差側面部２ｄの奥行き方向の距離を求めてい
るので、死角となる部分を低減することが可能になる。 (ロ) 死角の部分を補間する必要がなくなるので、精度が
高くなる。 (ニ) 傾斜面における奥行き方向の距離の測定点４ｅの間
隔を平坦面と同様に設定することが可能となるので、場
所による精度のばらつきを抑えることができる。 (ホ) 重心の中心付近で被測定物台３０を回転させること
ができるので、被測定物台３０の回転機構を小型化でき
る。
の効果が得られる。 (イ) 段差側面部２ｄを検出した場合に、スリット光投光
部４０の光軸の向きを段差側面部２ｄの法線方向に略一
致させて段差側面部２ｄの奥行き方向の距離を求めてい
るので、死角となる部分を低減することが可能になる。 (ロ) 死角の部分を補間する必要がなくなるので、精度が
高くなる。 (ニ) 傾斜面における奥行き方向の距離の測定点４ｅの間
隔を平坦面と同様に設定することが可能となるので、場
所による精度のばらつきを抑えることができる。 (ホ) 重心の中心付近で被測定物台３０を回転させること
ができるので、被測定物台３０の回転機構を小型化でき
る。
【００４３】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係
る画像読取装置を示す。この装置１は、第１の実施の形
態とは逆に、被計測物台３０を固定とし、撮像部４を回
転させるようにしたものである。
る画像読取装置を示す。この装置１は、第１の実施の形
態とは逆に、被計測物台３０を固定とし、撮像部４を回
転させるようにしたものである。
【００４４】図１２は、撮像部４を示す。撮像部４は、
第１の実施の形態と同様に、スリット光投光部４０、３
Ｄ形状計測部４１および２Ｄ画像撮像部４２を備える
が、３Ｄ形状計測部４１は、ハーフミラー４１０ｃで反
射したスリット光反射光４ｂをガルバノミラー４１０ａ
に導くようにし、２Ｄ画像撮像部４２は、ハーフミラー
４１０ｃを透過した可視光反射光４ｄを可視光透過フィ
ルタ４２０に導くようにしたものである。
第１の実施の形態と同様に、スリット光投光部４０、３
Ｄ形状計測部４１および２Ｄ画像撮像部４２を備える
が、３Ｄ形状計測部４１は、ハーフミラー４１０ｃで反
射したスリット光反射光４ｂをガルバノミラー４１０ａ
に導くようにし、２Ｄ画像撮像部４２は、ハーフミラー
４１０ｃを透過した可視光反射光４ｄを可視光透過フィ
ルタ４２０に導くようにしたものである。
【００４５】図１３は、本装置１の制御系を示す。本装
置１は、第１の実施の形態と同様に、本装置１全体を制
御する制御部１０を有し、この制御部１０に、被計測部
３、撮像部４のスリット光投光部４０、３Ｄ形状計測部
４１および２Ｄ画像撮像部４２を各々接続しているが、
被計測部３は、撮像部４をアーム３１によって回転させ
る回転駆動部３２と、撮像部４が予め決められた一定角
度毎に順次間欠的に回転するように回転駆動部３２を制
御する回転制御部３３とを備える。
置１は、第１の実施の形態と同様に、本装置１全体を制
御する制御部１０を有し、この制御部１０に、被計測部
３、撮像部４のスリット光投光部４０、３Ｄ形状計測部
４１および２Ｄ画像撮像部４２を各々接続しているが、
被計測部３は、撮像部４をアーム３１によって回転させ
る回転駆動部３２と、撮像部４が予め決められた一定角
度毎に順次間欠的に回転するように回転駆動部３２を制
御する回転制御部３３とを備える。
【００４６】上述した第２の実施の形態によれば、第１
の実施の形態と同様に、死角となる部分を低減でき、精
度が高く、均一な計測が可能となり、スリット光反射光
４ｂ，可視光４ｃおよび可視光反射光４ｄの光路を共用
しているので、小型化が図れる。
の実施の形態と同様に、死角となる部分を低減でき、精
度が高く、均一な計測が可能となり、スリット光反射光
４ｂ，可視光４ｃおよび可視光反射光４ｄの光路を共用
しているので、小型化が図れる。
【００４７】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々な形態が可能である。例えば、上記実施の形
態では、第２の読み取り動作でスリット光投光部４０の
光軸の向きを変更したが、３Ｄ形状計測部４１の光軸の
向きを変更してもよく、スリット光投光部４０の光軸と
３Ｄ形状計測部４１の光軸との間の中間に設定された光
軸の向きを変更してもよい。
れず、種々な形態が可能である。例えば、上記実施の形
態では、第２の読み取り動作でスリット光投光部４０の
光軸の向きを変更したが、３Ｄ形状計測部４１の光軸の
向きを変更してもよく、スリット光投光部４０の光軸と
３Ｄ形状計測部４１の光軸との間の中間に設定された光
軸の向きを変更してもよい。
【００４８】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、撮像
手段を被計測物の対向面のみならず、所定の傾斜面に向
けることができるので、所定の傾斜面が段差部分の側面
であっても、奥行き方向の距離を計測することができる
ため、死角となる部分を低減することが可能になる。ま
た、死角の部分を補間する必要がなくなるので、精度が
高くなる。また、傾斜面における奥行き方向の距離の測
定点の間隔を平坦面と同様に設定することが可能となる
ので、場所による精度のばらつきを抑えることが可能に
なる。従って、死角となる部分を低減し、精度が高く、
均一な計測が可能な３次元形状計測装置および画像読取
装置を提供することができる。
手段を被計測物の対向面のみならず、所定の傾斜面に向
けることができるので、所定の傾斜面が段差部分の側面
であっても、奥行き方向の距離を計測することができる
ため、死角となる部分を低減することが可能になる。ま
た、死角の部分を補間する必要がなくなるので、精度が
高くなる。また、傾斜面における奥行き方向の距離の測
定点の間隔を平坦面と同様に設定することが可能となる
ので、場所による精度のばらつきを抑えることが可能に
なる。従って、死角となる部分を低減し、精度が高く、
均一な計測が可能な３次元形状計測装置および画像読取
装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置
の全体図である。
の全体図である。
【図２】第１の実施の形態に係る撮像部を示す図であ
る。
る。
【図３】(a) は第１の実施の形態に係るスリット光投光
部の斜視図、(b) は第１の実施の形態に係るスリット光
投光部の要部断面図である。
部の斜視図、(b) は第１の実施の形態に係るスリット光
投光部の要部断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る画像読取装置の制御系
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態に係るスリット光検出回路の
細線化処理を説明するための図である。
細線化処理を説明するための図である。
【図６】第１の実施の形態に係る３Ｄ座標算出回路の３
Ｄ座標算出処理を説明するための図である。
Ｄ座標算出処理を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態に係る画像読取装置による第
１の読み取り動作を説明するための図である。
１の読み取り動作を説明するための図である。
【図８】第１の実施の形態に係る画像読取装置による第
２の読み取り動作を説明するための図である。
２の読み取り動作を説明するための図である。
【図９】第１の実施の形態に係る画像読取装置による第
１の読み取り動作を説明するためのフローチャートであ
る。
１の読み取り動作を説明するためのフローチャートであ
る。
【図１０】第１の実施の形態に係る画像読取装置による
第２の読み取り動作を説明するためのフローチャートで
ある。
第２の読み取り動作を説明するためのフローチャートで
ある。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る画像読取装
置の全体図である。
置の全体図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る撮像部を示す図であ
る。
る。
【図１３】第２の実施の形態に係る画像読取装置の制御
系を示すブロック図である。
系を示すブロック図である。
【図１４】従来の３次元形状計測装置を示す図である。
１ 画像読取装置 ２ 被計測物 ２ａ 表面 ２ｂ 対向部分 ２ｃ 正面部 ２ｄ 段差側面部 ３ 被計測部 ３ａ 中心 ４ 撮像部 ４ａ スリット光 ４ｂ スリット光反射光 ４ｃ 可視光 ４ｄ 可視光反射光 ４ｅ 測定点 １０ 制御部 １１ 第１の画像メモリ １２ 第２の画像メモリ １３ マイクロコンピュータ ３０ 被計測台 ３１ アーム ３２ 回転駆動部 ３３ 回転制御部 ４０ スリット光投光部 ４１ ３Ｄ形状計測部 ４２ ２Ｄ画像撮像部 ４００ レーザ光発生部 ４０１ スリット光生成部 ４０１ａ シリンドリカルレンズ ４０１ｂ 回転機構 ４０２ ケース ４０３ 垂直方向回転軸 ４０４ 水平方向回転軸 ４０５ 回転駆動部 ４０６ 回転制御部 ４０７ 水平・垂直回転機構 ４０８ 水平・垂直制御部 ４１０ 光学結像系 ４１０ａ ガルバノミラー ４１０ｂ 固体撮像素子 ４１０ｃ ハーフミラー ４１２ 駆動回路 ４１３ スリット光検出回路 ４１４ ３Ｄ座標算出回路 ４２０ 可視光透過フィルタ ４２１ ＣＣＤカメラ ４２１ａ 光学結像系 ４２１ｂ 駆動処理回路 ４２２ 光源 ４２４ 水平・垂直回転機構 ４２５ 水平・垂直制御部
Claims (10)
- 【請求項１】所定の位置に配置された被計測物の対向面
にスリット光を照射し、前記対向面で反射した前記スリ
ット光の像を結像面上に結像させる撮像手段と、 前記撮像手段を前記所定の位置に向けたまま前記被計測
物の回りに相対的に回転させる回転手段と、 前記結像面に結像された前記スリット光の像に基づいて
前記結像面から前記対向面までの距離を測定する測定手
段と、 前記撮像手段の向きを前記所定の位置とは異なる方向に
変更する変更手段と、 前記スリット光の照射方向に対して所定の角度を有する
前記被計測物の傾斜面に前記撮像手段が向くように前記
回転手段および前記変更手段を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする３次元形状計測装置。 - 【請求項２】前記制御手段は、前記距離に基づいて前記
傾斜面を検出する構成の請求項１記載の３次元形状計測
装置。 - 【請求項３】前記制御手段は、前記結像面上の隣接する
画素間の前記距離の差が一定値以上あり、かつ、前記距
離の差が所定の方向に一定画素以上続いた場合に前記傾
斜面を検出する構成の請求項１記載の３次元形状計測装
置。 - 【請求項４】前記変更手段は、互いに異なる方向の２つ
の軸の回りに前記撮像手段を回転させる構成の請求項１
記載の３次元形状計測装置。 - 【請求項５】前記変更手段は、前記スリット光をその光
軸の回りに回転させる構成の請求項１記載の３次元形状
計測装置。 - 【請求項６】所定の位置に配置された被計測物の対向面
にスリット光を照射し、前記対向面で反射した前記スリ
ット光の像を結像面上に結像させるとともに、前記スリ
ット光が照射されたのと同一の前記対向面の表面画像を
撮像する撮像手段と、 前記撮像手段を前記所定の位置に向けたまま前記被計測
物の回りに相対的に回転させる回転手段と、 前記結像面に結像された前記スリット光の像に基づいて
前記結像面から前記対向面までの対向距離からなる距離
画像を作成するとともに、前記距離画像に前記表面画像
を重畳する測定手段と、 前記撮像手段の向きを前記所定の位置とは異なる方向に
変更する変更手段と、 前記スリット光の照射方向に対して所定の角度を有する
前記被計測物の傾斜面に前記撮像手段が向くように前記
回転手段および前記変更手段を制御する制御手段とを備
えたことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項７】前記制御手段は、前記対向距離に基づいて
前記傾斜面を検出する構成の請求項１記載の画像読取装
置。 - 【請求項８】前記制御手段は、前記結像面上の隣接する
画素間の前記対向距離の差が一定値以上あり、かつ、前
記対向距離の差が所定の方向に一定画素以上続いた場合
に前記傾斜面を検出する構成の請求項６記載の画像読取
装置。 - 【請求項９】前記変更手段は、互いに異なる方向の２つ
の軸の回りに前記撮像手段を回転させる構成の請求項６
記載の画像読取装置。 - 【請求項１０】前記変更手段は、前記スリット光をその
光軸の回りに回転させる構成の請求項６記載の画像読取
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03177398A JP3612983B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | ３次元形状計測装置および画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03177398A JP3612983B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | ３次元形状計測装置および画像読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230721A true JPH11230721A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3612983B2 JP3612983B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=12340383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03177398A Expired - Fee Related JP3612983B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | ３次元形状計測装置および画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3612983B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1500904A1 (en) * | 2002-04-30 | 2005-01-26 | JFE Steel Corporation | Method and instrument for measuring bead cutting shape of electric welded tube |
| KR100470147B1 (ko) * | 2002-07-13 | 2005-02-05 | 지오텍컨설탄트 주식회사 | 기준좌표계와 레이저를 이용한 3차원 측량 및 암반 절리면의 방향성 추출방법 |
| JP2013092456A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Topcon Corp | 画像測定装置 |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP03177398A patent/JP3612983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1500904A1 (en) * | 2002-04-30 | 2005-01-26 | JFE Steel Corporation | Method and instrument for measuring bead cutting shape of electric welded tube |
| EP1500904A4 (en) * | 2002-04-30 | 2008-08-27 | Jfe Steel Corp | METHOD AND INSTRUMENT FOR MEASURING THE BURNING CUTTING SHAPE OF AN ELECTRICALLY WELDED TUBE |
| US7471400B2 (en) | 2002-04-30 | 2008-12-30 | Jfe Steel Corporation | Measurement method and device for bead cutting shape in electric resistance welded pipes |
| US7619750B2 (en) | 2002-04-30 | 2009-11-17 | Jfe Steel Corporation | Measurement method and device for bead cutting shape in electric resistance welded pipes |
| KR100470147B1 (ko) * | 2002-07-13 | 2005-02-05 | 지오텍컨설탄트 주식회사 | 기준좌표계와 레이저를 이용한 3차원 측량 및 암반 절리면의 방향성 추출방법 |
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|---|---|
| JP3612983B2 (ja) | 2005-01-26 |
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