JPS60257306A - モアレトポグラフイ装置 - Google Patents

モアレトポグラフイ装置

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JPS60257306A
JPS60257306A JP11433784A JP11433784A JPS60257306A JP S60257306 A JPS60257306 A JP S60257306A JP 11433784 A JP11433784 A JP 11433784A JP 11433784 A JP11433784 A JP 11433784A JP S60257306 A JPS60257306 A JP S60257306A
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JP
Japan
Prior art keywords
grating
grid
elements
moire
slit
Prior art date
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Pending
Application number
JP11433784A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Takasaki
宏 高崎
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Original Assignee
Individual
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は格子と物体面上に斜めに投射されたその格子の
影でつくられるモアレ縞により等高融を得て物体の形状
を計測するモアレトポグラフィ装置に関する。
(従来の技術) 前記装置についての基本的な構成は特公昭50−349
47号(発明の名称 等高融観測装置)に示されている
前記発明の明細書には平面格子の影を、点状または線状
の光源から出た光により被測定表面上に投影しこの影を
もとの格子を通して観察するときに生じるモアレ縞によ
って、物体表面の等高線群を直接現出させるときに、前
記光源と観察系の入射瞳とを前記格子面から等しい距離
に配置すれば、格子面から等深度(等高融)縞を観測す
ることができることが説明されている。
現在、この原理を応用したモアレトポグラフィ装置が人
体の表面形状の計測等に広く利用されている。
まずこの装置の原理を図面等を参照して簡単に説明する
第1図は前述した等高線発生の条件を満たしたモアレト
ポグラフィ装置における光路を示す略図的平面図である
スリットの方向が縦方向になる格子Gの後方に観測対象
の物体obを配置する。
この格子Gから距1i11#離れた位置に前記格子のス
リットに平行な線状の光源または点状の光源SOを配置
し、前記格子Gから前記光源Soと等しい距mp、mれ
た位置Eで観測または記録する。
格子Gの隙間を通った光源S。からの光で照明された物
体Obの明るい線状部分が観察点Eから格子の隙間を通
して見える部分が連なって明るい縞となる。
第2図に観察点Eから見た像を略図示しである。
格子Gに物体を近接させて配置したときに順次現れる明
るい線を格子Gに近い方から第1次゛の明るい縞・・・
・・第n次の明るい縞ということにし、第1次の明るい
縞の格子からの距離をり3、第n次の明るい縞のそれを
hnと、する。
第1図から第1次の明るい縞は格子Gの任意のスリット
から入射して、物体obに発生した輝点が隣接するスリ
ットを介して観察できる輝点の集合であり、第2次の明
るい縞は格子Gの任意のスリットから入射して、物体O
bに発生した輝点が2つ目のスリットで観察できる輝点
の集合であることが容易に理解できる。
一般的にいって、第n次の明るい縞は格子Gのスリット
の間隔をSとすると、任意のスリン1−から入射してそ
のスリットからn番目のスリット、n・Sの距離離れた
スリットを介して出射した光によって形成されるという
ことができる。
第3図にn次の明るい縞の格子面からの距離hnを算出
するための略図を示す。
光源Soの光がP点で格子を通過しR点で反射し観測点
Eでその反射が格子面のQ点を介して観測されたとする
Δ5oREとΔPRQは相似である。
R点がn次の明るい縞を形成する一つの点であり、点P
Q間の距離は11・Sであるからn次の明るし1縞の格
子面カミらの距11t h nは次の式で与えられる。
hn −=n 7!/ C(d/5)−n)n:縞の次
数 I!:観察距離 d:光源と観察点の間隔 Sニスリットのピッチ この式を用いて簡単な試算をすると、各等高融間の間隔
が一定ではなく、次数が大きくなるにしたがって等高線
間の間隔が増加す、3ことが解る。
そのため観察対象の形状を定量的に把握するためには前
記縞の次数nをめて前記式による計算を行う必要がある
この縞の次数さえわかれば前記計算により明るl/′1
縞の格子面からの距離hnは簡栄輪求められる。
しか()ながら モアレトポグラフィな記録するときに
観測物体の表面に必ず0次の明るい縞から現れていると
いう保証はないので、特定の明るい縞が何次の縞である
かを決定できないことがしばしば起こり得る。
必ず0次の明るい縞を発生させるためには観測物体を格
子に接触させてどの部分を接触させておいたかを記憶し
ておく必要がある。
直立時の人体の表面形状の定量計測の際などに人体の一
部を必ず格子に接触させることは姿勢を不自然にし、本
来の形状を損なうおそれがある。
測定の精度を挙げるために格子ピッチを小さくすると、
前記のようにして仮に1次の明るい縞が決まるかあるい
は、何等かの方法で特定の明るい縞の次数を決定できた
としても、高い次数の縞を数えるのは容易ではない。
そのため従来は、縞の次数の決定のために格子面にマー
クを入れ、観測物体の上に落ちたこのマークの影を写真
に写しこみ1、写真上の間隔を測って物体のその点の大
体の深さをめるという便宜的な方法が行われているが、
あまり簡単ではなく、高次の縞の特定は同様に困難であ
る。
1]・ 次に前記モアレトポグラフィ装置で相当広い面
に亙るモアレ像を記録するときに、写真レンズの歪によ
り、正確な記録が得難いことがある。
また格子Gの面に対して傾きを持つ面、例えば肩の部分
とその面に連なる胸部を肩の部分に対するカメラの光軸
の傾きを少なくするようにして撮影しようとすると、他
の部分が著しく縮んで記録され写真上から位置を得るこ
とは困難である。
そのため、そのような撮影をするときにはいわゆるあお
りのあるカメラを使用する必要がある。
しかしながらこのようなカメラは高価であり、誰でも使
用できるものではない。
前述した明るい縞等の次数の決定が容易でないことおよ
び写真記録における像の歪が物体の定量計測を困難にし
ている。
(発明の目的) 本発明の第1の目的は格子縞の次数を迅速に判定するこ
とができるモアレトポグラフィ装置を提供することにあ
る。
本発明の第2の目的はモアレトポグラフィ記録像の歪を
容易に定量できるモアレトポグラフィ装置を提供するこ
とにある。
(発明の構成) 前記第1の目的を達成するために本発明によるモアレト
ポグラフィ装置は、平面格子の影を、点伏または線状の
光源から出た光により被測定表面上に投影しこの影をも
との格子を通して観察または記録するモアレトポグラフ
ィ装置において、前記等間隔配列の平面格子の格子要素
またはスリットを複数(−M)本に一本あて他の格子要
素またはスリットと異なる特徴を与えることにより、前
記格子からM次ごとの明るい縞にマークを発生させるよ
うに構成されている。
前記第2の目的を達成するために本発明によるモアレト
ポグラフィ装置は、前記モアレトポグラフィ装置におい
て、前記他の格子要素またはスリットと異なる特徴を与
えられた格子要素またはスリットに直交する等間隔の直
線要素を近接して配置して、前記モアレの記録像に前記
特徴を与えられた格子要素またばスリンj・と前記直線
要素による像を同時に記録するように構成されている。
(実施例の説明) 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
第4図は本発明によるモアレトポグラフィ装置の使用状
態を示す略図である。
上下方向に多数の格子要素が配列されている平面格子1
1の後方に人体を模した人形10を配置しである。
この平面格子11の前方向距離pの位置に棒状の光源1
3と、モアレ像撮影用のカメラ12を配置しである。こ
の光源13と、モアレ像撮影用のカメラ12ば紙面に直
角方向に距離dだけ離れて配置されている。
第5図は平面格子の第1の実施例を示す格子の部分図で
ある。
この実施例は平面格子の格子要素を10本に1本あて抜
き取ったものである。
格子要素の幅をP、格子ピッチをSとすると、P−Sの
スリットが8個連続し、2S−Pのスリットが現れる繰
返しとなっている。
第6図は平面格子の第2の実施例を示す格子の部分図で
ある。
この実施例は平面格子のスリン1−を10本に1本あて
埋めたものである。
S+Pの太い格子に隣接してP−3のスリットが8本連
続してS+Pの太い格子が現れる。
この第2の実施例の格子を用い第4図に示す配列で人形
10を撮影した写真の所要部の略図を第7図に示す。な
お10aは照明の影の部分を示す。
図に置いてaO,al ・・は明るい縞を示し、m3、
m4・・はs+pの太い格子の像を示す。
なお他の格子の像は明るい縞や暗い縞の観察を妨げない
程度に撮影されるので図示を省略しである。
n3.n4は人形の表面に現れた格子’m3 、 m4
の影である。なお他の太い格子の影は図面を複雑にする
から省略しである。
以下、太い格子の像と格子の影との交点の図形(X1’
X2 X3 X4 )を以下のように呼ぶことにする。
X1太い格子の像m4と03の交点の図形X2太い格子
の11 m 、、とn3の交点の図形X3太い格子の像
m5とn、lの交点の図形X4太い格子の像m6と04
の交点の図形図形Xlは明るい縞a4の上にマークをつ
けている。
図形X2は明るい縞a14の」二にマークをつけている
図形X3は明るい縞a4の上にマークをつけている。
図形X4は明るい縞a+4の」−にマークをつけている
図形X、、x−JはM(m10)のマークに相当し、こ
のマークは10次の明るい縞につけられたことになり、
図形X2.X4は2.M(m20)のマークに相当し、
このマークは20次の明るい縞の上につけられたごとに
なる。
このマークを基準にして縞を判定すると各町るい縞また
は暗い縞の次数の決定を極めて簡単に行うことができる
黒い条とその影がその上で交わっている明るい縞a4ば
この場合10次の縞、その縞より格子に近い縞a3− 
δ2.al、aoはそれぞれ9,8゜7.6次の明るい
縞である。
10次の明るい縞a4の次(格子からδ11れる方)に
現れる暗い縞はIO,57!R,の縞である。
同様にしてal 3 、al 4 + al 5は19
,20゜21次の明るい縞ということになる。
平行等間隔の格子の條をM(m10)本伝に1本取り去
った第5図の平面格子を使用すると、10次、20次、
30次ごとの明るい縞に菱形のマークが発生し、同様に
して明るい縞の次数を迅速に特定できる。
前述のようにして、格子の次数は迅速に決定できるが、
例えば肩の測定をしたいとき、よく見えるように上から
写真をとるには像に歪が生じないようにあおり状態で写
真をとる必要がある。
しかし、あおりレンズは高価であるから普通のカメラを
用いて直視して写すとよく知られているように下つぼみ
の写真になる。
そのため本発明では前記第6図または第5図に示した格
子の格T−要素またはノ、リフトをM本に一本あて他の
格子要素またばスリットと異なる特徴を与える格子要素
m5.rnら、またはスリットm3゜m9 ・・・に直
交する等間隔の直線要素を近接して配置する。この直線
要素は撮影可能な太さの糸などで形成ずろ。
第6図に示す格子に直線要素を等間隔で配置して、前記
同様の撮影をした場合の写真の略図を第8図に示す。
この略図においてばモアレ縞を省略しであるが第7図に
示すようにモアレ縞が現れているものと理解されたい。
第8図においてI〕+f)2 ・・・・p+eは、格子
要素m 5 、 m (Hに直角に配置された直線要素
の像、m4 、rn5 ・・m12は特徴格子要素の像
である。
この略図からも” 41m 5等の間隔は下側程狭くな
り、l)+ p2・・・・p16等のピンチも下側程狭
くなっていることが解る。
しかしこれ等の像で形成される+11目を用いることに
より、モアレ縞の位置を正確に修正することができる。
写真に写された方眼格子で線位置を読み取り、方眼紙上
に読み取った値をプロットし直すことにより正確な修正
が可能である。
なお前記直線要素の間隔は前記特徴を与えられた格子要
素またはスリットの間隔と等しい間隔にすると位置の決
定が容易となる。
写真撮影をしたときは、引伸しのとき、印画紙台の傾き
を調節して方眼の像が方眼にもどるようにすれば、読み
取りによる修正は不要である。
また、方眼目盛の像の寸法から写真の縮小率を正確にめ
られる。
(変形例) 以上実施例につき詳細な説明を行ったが前記実施例につ
いて本発明の範囲内で種々の変形を施すことができる。
例えば前記実施例はスリットの方向が縦である例を示し
たが等直線モアレ縞を発生させられる条件を満足できれ
ば横でも他の角度でも良い。
[また記録の方法として写真撮影の例を挙げたがテレビ
ジョンカメラを用いて撮像しメモリに記1意して画像を
再構成することもできる。
このときも同様に次数の認定が必要となり、同様に歪の
問題が生しるので、前記格子の構成は有意義である。
(発明の効果) 以上詳しく説明したように、本発明によるモアレトポグ
ラフィ装置によればモアレ縞の次数を正確に簡単に決定
することができる。
また本発明によるモアレトポグラフィ装置は前記次数決
定のためのスリットまたば格子に関連してこれ等に直角
な直線要素を配列しであるからモアレ縞を写真等で記録
する場合にレンズ等により記録した画像の歪を定量化し
て迅速に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はモアレトポグラフイ装置の原理を説明するため
の略図である。 第2図は第1図に対応するモアレ像を示す略図である。 第3図は前記モア1.・1ボグラフイ装置においてn次
の明るい縞の深さを計算する式を導くための光路図であ
る。 第4図は本発明に91、るモアレトポグラフィ装置の使
用例を示す略図である。 第5図および第6図は本発明によるモアレトポグラフィ
装置で使用する格子の実施例を示す部分図である。 第7図は第6図に示した格子を使用した人形のモアレ像
の写真をスケッチした略図である。 第8図は写真撮影におりる歪を写し込んだ写真をスケッ
チした略図である。 10・・・人形 11・・・平面格子 12・・・カメラ 13・・・光源 特許出願人 馬 場 四 部 代理人 弁理T[井 ) ロ 壽

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平面格子の影を、点状または線状の光源から出た
    光により被測定表面上に投影しこの影をもとの格子を通
    して観察または記録するモアレトポグラフィ装置におい
    て、前記等間隔配列の平面格子の格子要素またはスリッ
    トを複数(=M)本に一本あて他の格子要素またはスリ
    ン1−と異なる特徴を与えることにより、前記格子から
    M次ごとの明るい縞にマークを発生させるように構成し
    たことを特徴とするモアレトポグラフィ装置。
  2. (2)前記平面格子は格子要素を10本毎に一本抜き取
    って構成されており前記格子から10次の一明るい縞ご
    とに菱形の明るいマークを発生させる特許請求の範囲第
    1項記載のモアレトポグラフィ装置。
  3. (3)前記平面格子はスリットを10本毎に一本埋めて
    構成されており、10次の明るい縞ごとにマークを発生
    させる特許請求の範囲第1項記載のモアレトポグラフィ
    装置。
  4. (4)モアレトポグラフィ装置の等間隔配列の平面格子
    の格子要素またはスリットを複数(−M)本に一本あて
    他の格子要素またはスリットと異なる特徴を与えること
    により、平面格子の影を、点状または線状の光源から出
    た光により被測定表面上に投影しこの影をもとの格子を
    通して観察または記録するときに前記格子からM次ごと
    の明るい縞ごとにマークを発生させるようにしたモアレ
    トポグラフィ装置において、前記他の格子要素またはス
    リンI・と異なる特徴を与えられた格子要素またはスリ
    ン1−に直交する等間隔の直線要素を近接して配置して
    、前記モアレの記録像に前記特徴を与えられた格子要素
    またはスリットと前記直線要素による像を同時に記録す
    るように構成したことを特徴とするモアレトポグラフィ
    装置。
  5. (5)前記直線要素の間隔は前記特徴を与えられた格子
    要素またはスリットの間隔と等しい間隔である特許請求
    の範囲第4項記載のモアレトボグラフィ装置。
JP11433784A 1984-06-04 1984-06-04 モアレトポグラフイ装置 Pending JPS60257306A (ja)

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JP11433784A JPS60257306A (ja) 1984-06-04 1984-06-04 モアレトポグラフイ装置

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JP11433784A JPS60257306A (ja) 1984-06-04 1984-06-04 モアレトポグラフイ装置

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JPS60257306A true JPS60257306A (ja) 1985-12-19

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ID=14635258

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JP11433784A Pending JPS60257306A (ja) 1984-06-04 1984-06-04 モアレトポグラフイ装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5075562A (en) * 1990-09-20 1991-12-24 Eastman Kodak Company Method and apparatus for absolute Moire distance measurements using a grating printed on or attached to a surface
US5075560A (en) * 1990-09-20 1991-12-24 Eastman Kodak Company Moire distance measurements using a grating printed on or attached to a surface

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5825203A (ja) * 1981-08-08 1983-02-15 Entatsuku Kk 電気機器用線輪

Patent Citations (1)

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