JPS6232406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、表面上の点の空間位置を決定しなけ
ればならない複雑な表面を有する物体の再生又は
製作に関する。表面をほぼ精密に再生又は製作す
るためには密に置かれた多数の点を特定する必要
がある。 これまで複雑な表面上の点の測定は表面が必要
な精度で特定されるまで点の位置を整然と記録す
るという骨の折れる仕方で行われて来た。例え
ば、表面上の点の測定はしばしば計器により表面
に接触することにより行われた。その上、記録さ
れたデータの最後の量は大きく解析を困難とし
た。所定の精度を達成するために多数の点につい
て記録されねばならないデータの多さから、測定
と記録の誤差が特に導入されやすい状態であつ
た。 従つて、物体を多数の区分に細分しその物体の
表面の点がその位置をかなり高い分解度で決定さ
れるようにすることが本発明の目的である。 物体の細分された区分の夫々が他の区分から区
別されるように所定の記号を割り当てられるよう
にすることが本発明の他の目的である。 本発明のその他の目的は最小数のマスクにより
物体を区分に細分するやり方を提供することであ
る。 本発明の更に他の目的は各区分内の点の空間位
置を投射器とマスクとの助けによりカメラで写さ
れた基準面へ点を関連させることにより決定する
やり方を提供することである。 本発明の目的は幾何学的に解析されるべき表面
を有する物体の周りにマスクをもつた複数の投射
器を配置することによつて達成される。各投射器
は夫々のマスクを通して平行なビームを投射し、
それによつて物体上に投射されたパターンをつけ
て物体を所定の区分に細分する。 適用された各マスクに対して、投射器は物体の
予め選ばれた区分セツトを照射する。照射及び非
照射の区分セツトが組み合わされて特定の記号を
もつた所定のパターンが形成される。マスクは投
射器中を次々と進み、夫々の適用されたマスクに
対し物体上に夫々の照明パターンを生成する。異
なるパターンが組み合わされると、物体を所定の
デジタル信号に従つて多数の区分に細分する。本
発明によれば記号選択は、マスク又は物体上に投
射されたパターンが比較的少くても多数の細分さ
れた区分従つてそれに相当する平面が得られるよ
うに行なわれる。 マスクにより作られる区分のパターンは夫々そ
の視野内に全表面をカバーするカメラにより写真
が取られる。カメラで取られた写真は基準の物体
について同様に写された写真と比べられ物体の表
面上の点の空間位置が定められる。 物体上の特定の空間位置を定めるには、まづ物
体写真からその点を含む物体の特定区分従つてそ
の区分に相当する特定平面を決定する。この決定
は物体写真を走査して当該区分、従つて当該平
面、を示す記号信号を与えることにより行なわれ
る。かくして該平面が決定されると、カメラレン
ズノードを通りかつ該特定点を含む線が基準面写
真から特定されるからこの線と前記平面とを交叉
させ該特定点の空間位置を決定しうる。 基準写真は識別しうる既知位置を有する基準面
の写真をとることにより得られる。これらの基準
位置は基準写真中相当する点で示されこれらの点
はそれらからカメラレンズノードを通り基準位置
に至る既知の線を規定するものである。物体の写
真と基準の写真とを比較することにより物体の特
定点と重なる基準点が定められる。このことは基
準点に相当するレンズノードを通る既知線上に特
定点があることを示し、かくて特定点を含む既知
線が確定される。 解析されるべき表面を持つた物体の周りに置か
れた投射器は協同するマスクを有し、１つの投射
器からの照明されたパターンが他の投射器の照明
されたパターンと協同する。物体の周りに置かれ
た複数の投射器は、物体の全表面をカバーするよ
うに働く。 投射器による表面の選択的照明は電磁輻射の
色々な形式の何れか一つによつて行われ、物体の
区分への細分は適当な軸に沿つて行われる。 図面特に第１図において、幾何学的に解析され
るべき表面２２をもつた物体２０が支台２４上に
おかれる。輻射エネルギーの付勢可能なエネルギ
ー源例えば投射器２６，２８，３０，３２が物体
２０の周りに間隔を置いて物体の全表面又はその
所定部分を覆うために位置している。各投射器
は、平行の照明ビーム３４（第１ａ図）を物体２
０に当てゝいる。この平行照明ビームの通路中
に、投射器上を連続して進むマスク３６（第３
図）がある。 各投射器と協同するマスク３６は投射器の投射
域、即ち照明の及ぶ帯域、を規定する。第３図に
示すマスクのため投射域は、マスクの照明区域
（斜線稿を施した部分）の数が多数になるに従つ
て薄い平面に近づくような照明容量を有する。 各マスク３６は例えば第３図に示すようにフイ
ルムの巻かれた帯２１８上に置かれる。マスクは
正確にきめられたやり方によりフイルム帯の縁に
沿うスプロケツト穴３８によつて各投射器中を連
続して前進させられる。フイルムは普通の方法に
より巻かれリール上に蓄えられる。投射器の光路
中のフイルムの前進又は移動は当業者によく知ら
れておりこれ以上詳しい説明を要しない。別法と
して別々のマスクを含む別々のスライドを投射器
に用いてもよい。 本明細書で「区分」とは物体に最も細かい等級
のエネルギーを投射することから生ずる物体の帯
域を云う。例えば第３図のマスクの場合これは第
２図ｃに示されるような照明および非照明帯域で
あり、第５図の場合は第５図ｂに示されるような
着色帯域である。この場合帯域即ち区分はセツト
又は組としていう場合とその中の１個だけを云う
場合とがある。 投射器内に特定のマスクが存在している時間中
表面２２の予め選ばれた区分セツトがマスクを通
して投射器によつて与えられる照明ビームにより
照らされる。予め選ばれた区分の照明は、表面２
２が比較的少数のマスクを用いて比較的多数の区
分に細分されるとの根処に基づいて行われる。従
つて、投射器と共に用いられる比較的少数のマス
ク又は照明のパターンでも表面２２を多数の区分
又は間隔に細分して高解像度の区分とするのに充
分なデータを提供する。投射器２６，２８，３
０、及び３２が一緒に操作されると、総ての投射
器は同じパターンをもつた同じマスクを備える。
このやり方で、物体の表面を覆うことが出来、一
つだけの投射器を使うと起る死角の影響を避ける
ことができる。 投射器と共に用いられるマスク３６の数と表面
２２の細分される区分の数との関係は次の方法で
求められる。 所定の分解精度に応じて表面２２がＮ個の区分
に細分化されるものとすれば、この量Ｎは２進の
項の列Ｎ＝2⁰＋2¹＋2²＋2³＋2⁴………で表わされ
る。 この２進項の列から実質的に大きな数Ｎが比較
的小さい項で得られることが判る。 この原理を本発明に応用するために列中の２進
項の夫々は表面２２上に投射される一つのマスク
のパターンに対応させる。各マスクについて照明
の所定のパターンが適用され特定の２進項に対応
する所定の区分セツトが照明される。従つて、例
えば２進項2¹に対して第２図ａの照明パターンが
生成する。このパターンでは、表面２２は２つの
部分に分けられる。第２図の照明された部分は第
１の区分セツトに相当し斜線縞形で示される。照
明されない部分は空白になつている。同様の仕方
で２進項2²は、第２図ｂの照明パターンで表わさ
れる。第２図ｂ中、表面２２は４部分に細分され
照明部分は第２の区分セツトに相当し斜線縞形で
示される。従つて、第２図ｃは２進項2³に対応
し、そして２図ｃ中表面２２は８部分又は間隔に
細分され照明斜線縞部分は表面２２の第３の区分
セツトに相当する。 ２図ａ〜ｃにより示されたように、各照明パタ
ーンは例えば全表面２２をその視野内に入れるカ
メラ４０によつて写される。３つの別々の２進項
に対応して３つのパターンだけが図面に示されて
いるが、実際にはカメラ４０は量Ｎを得るために
必要な数の２進項について各パターンを別々に写
す。その上、カメラ４０でとられる各写真につい
て投射器２６，２８，３０，３２は物体上の一つ
のマスクの一つのパターンを投射する。 マスク上に区分されたパターンは、例えば光の
伝送を伝え又は抑える部分又は領域を交互にした
フイルム又はスライドを作ることによつて得られ
る。カメラ４０により取られそして物体２０上に
現われる区分されたパターンの写真４４が第２図
に示される。 上述のように表面２２の区分数Ｎを表わす純粋
な２進記号を用いると、各区分は他の区分から夫
夫の区分を区別するのに役立つ記号を与えられ
る。従つて区分の番号５、６及び７は夫々
101000、011000及び111000記号を割り当てられ
る。同様にして、第１の区分から最后のもの（区
分Ｎ）まで割り当てられた２進記号を有する。 それ故本発明によると２進記号化された区分と
カメラ４０でとられた写真４４の数との間に関係
がある。この関係が比較的少数の写真でバンドの
実質的大きい数の完全な情報を包含する事を可能
にする。例えば1000の区分を完全に特定するには
只10枚の写真が必要なだけである。区分に関する
記号化された情報はコンピユーターに入れられ以
下の仕方で適用される。 写真４４は、例えば光電セルか又は電子ビーム
走査器４６又は他の慣用の走査装置を用いて連続
して走査され、走査された情報はコンピユーター
４８中に第４図に示されるように入れられる。例
えば表面２２上の１点Ｐもカメラ４０で取られた
写真４４中に現われる。第２図に示されるよう
に、例えば一連のパターンで取られた写真におい
て、点Ｐは異なる影のある又は影のない区分内に
現われる。若し影のある区分に数字１が影なしの
区分に数字０が割り当てられると、第２図を参照
して第２図ａにおいて点Ｐは影付き区分内にあり
そのため２図ａには“１”が割り当てられる。同
様にして、点Ｐが第２図ｂでは影なし区分内にあ
りそして第２図ｃでは再び影付区分内にあるの
で、“０”と“１”とが点Ｐに関して第２図ｂと
２図ｃとに夫々割り当られる。若し点Ｐがカメラ
４０で取られる追加の写真の何れかの中の影付バ
ンド内に以後現われないならば、Ｐ点の位置はそ
れに割り当てられた記号101000を持つ。 この後者の記号から、この２進記号は区分番号
５を表わし、点Ｐはこの区分番号５内になければ
ならないことを知る。 実際には、走査器４６は連続して走査される写
真４４上に点Ｐを検出又は検知する。走査器４６
は、点Ｐが影付きか影なしの区分かの何れにある
かを検知する。得られた情報が、コンピユーター
４８に入られる。コンピユーターは、Ｐ点が影付
きか影なしの区分に現われるか否かに関して走査
された一連の写真区分と相関し、そしてこれから
先の例の区分番号５のようにＰ点が存在する区分
の特定番号を規定する２進記号番号を生成する。 物体２０の表面に投射される細分化区分を生成
するためにマスク３６は、第３図に示すような照
明光が透過する矩形帯域を有する。第３図におい
てマスク中光を通さない帯域は空白とし光を通す
帯域は斜線縞とする。マスクの後者帯域を通過後
光ビーム１３０（第１１図）は収れんしなければ
表面２０に当る前に発散し、収れんするならば第
１１ａ図の光ビーム１３１のようにある点まで収
れんする。いずれにせよ光ビーム１３０又は１３
１はある光量をもつて表面２２に当り細分化区分
１３２を形成する。もし細分化区分の数が多数に
なれば各光ビームの光量従つてそれにより形成さ
れる区分１３２は極めて薄くなり限りなく「平
面」に近似する。従つて細分化された記号化区分
を作る光ビームは区分に相当する平面を規定す
る。このような相当する記号化区分の同定からの
対応する平面の同定は後述のように目的の表面上
の点の空間位置の決定の第１段階である。 写真像の走査は業界でよく知られて居り詳しい
説明は要しない。その上、走査器４６は例えば電
子ビーム走査器、光電又は他の光学的走査器の形
であつてもよい。写真につけられたマーク４５
は、走査前所定場所に写真を置くための基準とし
て役立つ。Ｐ点に一意的な区分を割当てるための
上述のやりかたでは、純粋な２進記号が用いられ
たが、本発明では例えば10進−２進記号、３進記
号、桁送り法を用いた記号やこれらの組合せのよ
うな他の記号を用いることもできる。３進記号を
用いる時には、表面２２が細分されるべき区分Ｎ
の数は項列Ｎ＝3⁰＋3¹＋3²＋3³………で現わされ
る。 ３進記号を用いると、色構成が、本発明によつ
て有利に応用できる。そのような色構成では、３
つの特定色例えば赤緑青などが用いられる。２進
記号の場合に用いた上述の影付と影なし区分の代
りに、赤緑及び青を交互に用いて投射器により面
２２を照明する。このやり方では、3¹に対応する
カメラにより取られた写真５０は、第５図ａに表
わされる。同様にして、第５図ｂは、項3²に対応
する写真を示し、２進記号の場合と似た方法で色
の交互使用によつて表面２２の所定区分セツトを
照らすことができる。色構成に関連して３進記号
を用いると、純粋２進記号を用いるときよりも与
えられた数の細分区分Ｎについてより少ない写真
数ですむ。これはＮ＝3⁰＋3¹＋3²＋3³から判る通
りより少ない項でＮに達することができる。従つ
て第５図ａが3¹項に対応して３区分を含むのに対
し、第５図ｂは3²に対して９区分を含む。 本発明のやり方を更に拡大して、例えば色区分
の代りに電磁輻射の異なる周波数を用いることも
できる。 異なる周波数が例えば３つの色の３つの区分を
明確に判別するために用いられる。 その上電磁輻射は可視スペクトル以内である必
要はない。例えば投射器２６，２８，３０，３２
は赤外線で表面２２を同様に照明しカメラ４０は
赤外線に感じるフイルムを用いればよい。従つて
スペクトルの他の部分の電磁輻射も用いることが
できる。 本発明に従つてＰの空間座標を見出すために点
Ｐを含む細分記号化区分、従つてそれに相当する
平面が前述の通りに最初に決定される。次いで点
Ｐを含む線も決定され、この線と平面とが交わつ
て点Ｐの三次元の位置が与えられる。点Ｐを含む
線は、識別しうる既知位置を有し第６図に示すよ
うに支台２４上の物体２０の代りに用いられる基
準面５２の写真を利用して得られる。 投射器２６とカメラ４０とに関する基準表面５
２の一般的な位置は、物体２０の場合と同じであ
る。基準面５２は好ましくは実質的円筒形で構成
される。面５２は密に隔置された水平円形の素子
５４と、その素子５４を横ぎる垂直素子５６とで
作られる。その構成は第６図に示される。 第８図に示すように基準面５２、カメラ４０の
レンズ１０４、そして基準表面上の点P₂の像が写
された後に現われる記録又はフイルム１０６の間
の幾何的関係が示されている。知られている幾何
光学から、P₂とフイルム上のその点に対応する像
P₃の間の線は、レンズのノード１０８を通る。レ
ンズノード１０８は、総ての光線がフイルム１０
６へ向う時に通るカメラレンズ１０４中の点と考
えられる。従つて、フイルム１０６上に現われる
点P₃は、P₃とレンズのノード１０８を通る線１１
０上にあると考えられる。空間座標（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）の線１１０の方程式を見出すには、第９図の
構成が用いられる。 １１２と１１４の２つの光源又はフイルム１０
６に感知される他の輻射源が、基準表面５２の内
部でしかもその軸上に置かれる。光源１１２及び
１１４は、基準円筒面５２の軸に沿つて互に隔た
つておかれる。此等２つの光源１１２と１１４と
を写した後に、現像された後のフイルムは、光源
１１２が同じく現像された水平又は緯度素子１１
６と垂直又は経度素子１２４との交点の近所にあ
ることを示している。この交点は基準表面上のP₄
点に対応する。同様の方法で光源１１４は現像さ
れたフイルム上で水平又は緯度素子１１８と垂直
又は経度素子１２４との交点の近所に現われる。
この交点は、基準表面上のP₅点に対応する。光源
１１２と１１４とは実質的にはかなり小さく実際
上点光源と考えてよい。 フイルム上に見える光源１１２は、点P₄の像と
近似的に一致するから、光源１１２、点P₄及びレ
ンズノード１０８は、直線上にある事が判る。同
様の解析で光源１１４、点P₅及びレンズノード１
０８が直線上にあることを知る。従つてレンズノ
ード１０８はそのためこれら２つの線の交点にあ
るにちがいない。その３角法間係が第９図ａに示
される。 基準面の半経Ｒ、点１１４の上方の点１１８の
高さ及び光源１１２と１１４との距離ａが知られ
ているので、そして、素子１１６と１１８との間
の距離ｂが測られるので、第９図に示すようにこ
れら既知の点を通る線１２０と１２２とは、レン
ズノード１０８で交わり三角形を形成する。これ
はグラフで行なわれ頂点１０８，１１２，１１４
を有する三角形の平面内でレンズノード１０８の
物理的位置が決定される。 点１０８の空間の座標を見つけるため、三角形
１０８，１１２，１１４の平面の角度方向を考慮
に入れることも又重要である。第９図の上面図を
示す第１０図についてこれが行われる。第１０図
の上面図から、線１２０の方向は、現像されたフ
イルム又は写真上で線１２０が基準面５２を経線
１２４の近所で交わることから決められる。第１
０図の幾何学関係も第９図に関連して前述したの
に似た仕方でグラフから導くことができる。それ
故、第９図と第１０図とを組合わせることにより
空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）中で点又はレンズノード
１０８の位置を特定する。 第８図に関して、点１０８とP₂の空間座標は共
に知れているので、レンズノード１０８と基準面
上の点P₂との線１１０は空間の座標（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）で示しうることが判る。 今、P₂の像がフイルム１０６上の点P₃に現われ
るので、線１１０に沿つた総べての点は、フイル
ム上でP₃点に現われる。従つて、表面上の点が写
真に取られその像がフイルム１０６のP₃点に現わ
れると、表面の点は、たしかに線１１０に沿うど
こかにある。それ故、P₂の如き基準面上のすべて
の見分けられる既知点は、それ自身とレンズノー
ド１０８との間の既知線を定め、更に既知線に対
応するP₃のようなフイルム上の点を規定する。実
際、基準面（第７図）の図と未知の表面の図とを
重ねて幾何学上正確なレンズノードを通す線にフ
イルム上の点を移しかえることができる。 従つて、前記点Ｐの例に於て点Ｐを含む記号化
区分から点Ｐの存在する平面を決定してから基準
面５２の写真に物体面の写真を重ねることにより
カメラレンズノードを通る既知線を特定する。次
いで点Ｐと一致する基準面上の特定点はその点に
相当する既知線を点Ｐを含む線と特定する。点Ｐ
を含む既知線が特定され且つ点Ｐを含む既知面が
特定されるとこの既知面と既知線との交叉により
空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に於ける点Ｐの位置を特
定する。 従つて本発明の実施に当つては表面２２上の点
Ｐを第１図の配置で写真をとり、点Ｐの存在する
表面、従つてそれに相当する面を第２〜５図の方
法で決定する。次いで点Ｐが存在するレンズノー
ドを通る既知線を第８〜１０図に従つて決定す
る。点Ｐの空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、前記既知
面及び線の交叉により解くことが出来る。 カメラ４０の現像されたフイルム１０６上の写
された点を基準面上の水平及び垂直の素子につい
て容易に見分けるためには、点と水平即ち緯度素
子と垂直即ち経度素子とを別々に写すのが望まし
い。夫々の像の重ねが、経度と緯度との素子につ
いて点の場所の判別を容易に行わせる。経度と緯
度との素子が別々に付勢されてこれが達成され
る。其の上、異なる経度、緯度近傍素子に関して
例えば違う色を用いることにより写真上の点の場
所の判別作業を更に簡便化することができる。 本発明によれば、基準面上の交点の既知の場所
は基準面の写真を走査した後、第４図について述
べられた仕方でコンピユーターに入れられる。コ
ンピユーター４８がこの目的に用いられる時に
は、所望の精度で表面２２上の点の空間座標と場
所とを指定するためコンピユーターは必要な補間
を行う。この目的でコンピユーターを用いる時、
網目又は格子８２はコンピユーター中に蓄えられ
る。 支台２４上に基準表面を置いたり第６図につい
て述べた方法を行なつたりすることが必須でない
ことも又本発明の特徴である。基準面は例えばコ
ンピユーター４８中の適当な式によつて数学的に
特定することが出来る。第７図に示す図形は、表
面２２と投射器２６とカメラ４０との幾何学的相
対位置を考慮に入れてコンピユーターにより計算
することが出来る。従つて、網目８２中に含まれ
る情報を幾何学的計算だけにたよることにより抽
出することができる。然し、幾何学的計算の使用
のみでは、レンズの乱れを補正しないので精度を
落すことになる。 本発明によれば、２箇以上の投射器を使用する
ことは必須ではない。 １つの投射器のみを用いそして第１図に示され
た残りの投射器を省略するときには、本発明は支
台２４を所定の角度で次ぎ次ぎに回転する回転機
構１０２を用いて投射器とカメラとが全表面２２
の周囲をカバーすることができるようにする。こ
のためには、回転機構１０２が例えば投写器とカ
メラとの視野の大きさできめられる所定角度によ
り支台２４の位置定めを行い、第１図について説
明されたように投射器がマスクを完全に連続使用
するまで該位置に支台２４を保つ。視野よりも小
さい回転は、カメラ又は投射器からの物体表面の
他の部分をカバーするのに必要とされる。 １０２のような回転機構は業界では既知であり
これ以上の説明は必要としない。 本発明によれば、物体２０を静止させカメラ４
０と投射器２６とを表面２２の周りに回転させる
事も可能である。即ち、物体２０を投射器２６と
カメラ４０とに対して変位させることだけで良
い。 上記の通り、基準面は、表面２２とカメラと投
射器との相対的な幾何学上の位置のみを考えてひ
きだした計算によつて完全に特定することが出来
る。しかしながらカメラと投射器とは個有の欠点
を含む光学素子をもつている。このような光学的
欠点は、理論的予想や計算に容易に適するように
はならぬ。そのため、このような光学的欠点は、
一般には網又は格子８２を引き出すための計算に
は考慮に入れることはできない。 それ故、カメラと投射器とのレンズや素子の光
学的欠点を考慮に入れるには、物理的な基準表面
を用い第６図に示す一連の方法を行うのが有用で
ある。この仕方で網目８２はカメラや投射器の光
学系中に存在する欠点を直接導入し、これにより
網目８２は投射器２６，２８，３０，３２の照射
によりカメラ４０で観察されるような点の空間座
標を決定するための真の精密な構成を与える。そ
れ故物理的基準表面の使用はカメラと投射器との
光学系の欠点が数学的な関係で表わされる事を必
要としない。その上、表面２２とカメラと投射器
との間の幾何学的な相対位置を示す入り組んだ複
雑な数学的関係をプログラムする必要はないか
ら、物理的な形での基準面の使用は更に又格子８
２の導き出しを簡単にする。 基準表面を特別な形に適合する必要のない事が
本発明の重要な特徴である。既知の座標の表面を
もつ如何な形でも基準面として用いることができ
る。 基準円筒表面５２を使用すれば、例えば緯度素
子を示すしるし等をその上につける必要はない。
そのような緯度又は水平素子はこれら緯度又は水
平素子を示すべき所定の線を投射するようなマス
クの使用により得られる。同様に、前記の直角方

【表】 従つて、上記３・ビツトシフト記号は、端子２
０８，２１０，２１２をもつ桁送りレジスター２
０６によつて作られる。端子２１０と２１２と
は、排他的論理和２１４の入力へつなげられる。
このゲート２１４の出力は、インバーター２１６
を通り桁送りレジスター２０６の入力へ加えられ
る。レジスターは端子２２０で時計パルスを受け
る。端子２０８，２１０，２１２に現われるパル
ス列を分析すれば端子２１０に於けるパルス列
は、端子２０８に於けるパルス列に関して１桁送
られることが判る。同様にして、端子２１２にお
けるパルス列は、端子２１０におけるパルスの列
に関して１桁送られる。記号を桁送り記号として
示すのがこの記号化の特性である。パルス列が他
のパルス列を得るためにのみ桁送りされるこの桁
送り記号の特別な性質により記号化及び見分け作
業に起るエラーを容易に検知することができる。
それ故、パルス列が予めきめられるので、“１”
又は“０”が誤つて列中にあるかどうかを容易に
検知できる。この目的のために、列の最後の３ビ
ツトのみを検査し、それにより桁送りレジスタの
現状を決定し、そして従つて列の次の列のビツト
を予言することが出来る。 記号のこのような予言しうる特性にかんがみ、
上記第２〜５図に関して述べたような見分けるた
めの写真のコンピユーター処理も又特に有利とな
る。 桁送り記号は、物体を区分に細分するためのマ
スクと一緒に用いる時には特に有利である。マス
クが端子２０８に現われる記号パターンに応じて
第１３図に示されるように作られるならば、端子
２１０における記号パターンは第１３図のマスク
をもう１区分だけ移すだけで得ることが出来る。
同様に、端子２１２に現われる記号パターンは、
第１３図のマスクを一つの区分だけ移すことによ
り得られる。一つの区分の巾に対応するだけの距
離マスクを移すことは、例えば全体のマスクを変
えるか又は進めるのに必要な移動距離より実質的
に小さい。マスクを変えるか又は進めるかは、機
械的又は物理的運動を含む実質的に機械的な手順
であるから、マスクのそのような変化が行なわれ
る速度は、その移動中に起きる力に耐えるフイル
ム及び関連した移送機構の能力によつて制限され
る。従つて桁送り記号を用いる時に必要な実質的
に短い移動は、記号パターンのより速かな変化を
許容し、それによつて物体を区分に細分する手順
が行われる速度を増大させる。 第１３図のマスク２０８ａ又は第３図のマスク
３６を作る時これらのマスクがフイルム帯又は担
体２１８により運ばれる事は必須ではない。マス
クのための担体は、可撓性のプラスチツク又は紙
又は慣用の投射器スライドの形で使用できるガラ
ス板の帯でもよい。 上記のように、桁送り記号は、必要とするマス
クの運動の大きさに関して、特に各記号パターン
について投射器中に全く異なるマスクを置くため
のかなり大きなマスク移動を含む純粋な２進記号
に関係して、固有の有利さがある。マスクをかな
り短く移動させ従つて高い処理速度を許容する区
分パターンを記号化する他のやり方は第１４図に
示される。この方式では、２つのマスク２２０及
び２２２は、１方では光を通し他方では光の通過
を抑止する交互の区分を有する。即ち、斜め縞を
含むバンド２２４は光を通さず、他方空白のバン
ド２２６は光を通す。２つのマスク２２０及び２
２２は、同一の構造であり、特に区分の巾と間隔
に関してそうである。マスク２２０及び２２２
は、投射器内の２つのマスクの相互移動によつて
区分の巾が変わるパターンを得る目的で投射器中
で相互に重ねられる。従つて、２つのマスク２２
０及び２２２が互いに重ねられてマスク２２２の
斜線縞の領域又は区分が、マスク２２０の斜線縞
の区分と正確に重なると、その時には光を通す区
分は例えば区分２２６の巾に対応する全巾とな
る。若し今マスク２２２が、マスク２２０に対し
て縦方向に区分巾の半分の大きさだけ移動する
と、光を通す区分巾は半分即ち50％減少する。 マスク２２０及びマスク２２２が重ねられて両
者の相互移動により生ずる区分のパターンは、第
１５図のパターンの構成２２８により示される。
第１４図及び第１５図の方法により区分の巾は、
物体を区分に細分する時連続して変えることが出
来る。その上、区分の巾の大きさは、パターンを
見分ける目的で記号化されうる。 カメラ４０が慣用のフイルムカメラである必要
はない。その代り、像を記録するためのカメラ機
能は、光電ダイオード、ビデオ又は他のセンサー
や、磁気テープとドラムとを含むデジタル又はア
ナログ形式の情報蓄積用に慣用される装置によつ
て行うことができる。 同時に、像の情報は、直接コンピユーターの記
憶装置に蓄えられることもでき、そしてそのよう
な記憶装置は、コア−メモリ、固体素子装置並び
に磁気デイスク、ドラム、テープで成立つてい
る。 本発明を実施するに当り、第３図のようにマス
クが区分の長手方向に平行に移動されるが、同時
にマスクは担体２１８が区分の長手方向に直角に
動く第１４図及び第１５図の方向に移動すること
もできる。其の上、重ねられたマスク担体は、り
んかくを生成する目的で直角でない方向に沿つて
互いに相対的に動かすこともできる。又投射器２
６，２８，３０，３２を動かして異なる投射器が
組合わされた時には所定の記号化されたパターン
を出す異なるマスクを表わす事も可能である。 投射器とマスクの操作に当り、本発明では、光
の平行なビームを投射器が出すことが望ましい。
本発明で用いるための光の平行なビームを得る一
つの方法が、第１６図に示される。このやり方で
は、光又は照明源２５２は、平行用レンズとして
働く集光器２５４を通して光を発する。 平行用レンズ２５４から出る光は幾分拡散する
がレンズ２５４からある距離で光のビームを改善
する目的で平行用マスク２５６が更に設けられ
る。これら平行用マスク２５６は例えば第３図、
第１３図又は第１４図のマスクを通りかなり平行
な光のビームが発することのできる程度に余分の
光の通路を制限するのに役立つ。 平行な光ビームを得るための他のやりかたは例
えば第１７図、第１８図に示すように照明源２５
２が円筒レンズ２５８と円筒形反射表面２６０と
共に操作される。円筒表面２６０から反射した
後、光は更に第１７図の平行化マスク２５６を通
過し、光ビームを更に改善する。従つて第１７図
のやり方は、円筒レンズと円筒反射表面とを集光
器２５４に置きかえるものである。 記号化マスクの長さに沿つてほぼ一様な光を得
る目的で、光又は照明源が例えば第１８図に示さ
れるように、記号化マスクの長手方向に沿い一様
に分布された３つの光源の形にしうる。第１８図
は第１７図の平面図である。多数の光源を使用す
るこのやり方では、夫々別の光源に別々の円筒レ
ンズ２５８が第１８図に示されるように設けられ
ている。別々の円筒形の光学器具の使用は、一軸
に沿つて極めて平行化され、他の軸に沿つては拡
散か集光化される。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明方法の実施の一例を示し、第
１図は平面説明図で解析又は調査されるべき表面
と投射器とカメラとの相対的な配置を示し：第１
ａ図は第１図中の１ａ−１ａ線にそつての立面説
明図；第２図は第１図の配置中のカメラによつて
取られた典型的な写真の平面図を示す；第３図は
第１図の投射器で送られる担体上の記号化マスク
の部分平面図であり；第４図は第２図の写真の走
査用の配置を示す説明図；第５図は解析さるべき
表面上の色バンドの投射を含む方法を用いた時カ
メラによつて取られた写真の平面図を示し；第６
図は基準面上の点を得るための配置を示す説明
図；第７図は基準表面のカメラによつて取られた
像から引き出した網目の配置を示し；第８図は線
と平面の交りによつて点を面上に定めるやりかた
を示す説明図；第９図は本発明によるカメラのレ
ンズノードの位置を決定する方法を示す説明図；
第９ａ図は第９図に用いられる三角法関係の図式
を示す図；第１０図は第９図の配置の平面図；第
１１図は無集光配備中の照明容積素子と立体の交
叉点を示す透視図；第１１ａ図は集光配備中の照
明容積素子と立体の交叉を示す透視図；第１２図
は本発明に用いられる桁送り記号を得るための配
置の回路図；第１３図は桁送り記号を出すように
配備された記号化マスクの平面図；第１４図は等
間隔で巾の異なるバンドの記号化された型（パタ
ーン）を出すために配置されたマスクの平面図；
第１５図は第１４図に示されたマスクを重ねる時
に得られる構成の平面図；第１６図は投射器と記
号化マスクとを共に用いられる光の平行ビームを
得るための配備の説明立面図；第１７図は光の平
行ビームを得るための他の実施態様の前面図、第
１８図は第１７図のやり方の平面図である。 図中、２０……物体、２２……表面、２４……
支台、２６，２８，３０，３２……投射器、３４
……光ビーム、３６……マスク、３８……スプロ
ケツト孔、４０……カメラ、４４……写真、４５
……マーク、４６……走査器、４８……コンピユ
ーター、５０……写真、５２……基準面、５４…
…水平円形素子、５６……垂直素子、８２……網
目、１０２……見出し機構、１０４……レンズ、
１０６……フイルム、１０８……ノード、１１０
……線、１１２，１１４……光源、１１６……緯
度素子、１２０，１２２……線、１２４……経度
素子、１３０，１３１……光ビーム、２０６……
送りレジスタ、２０８ａ……マスク、２０８，２
１０，２１２……端子、２１４……ゲート（排他
的論理和）、２１６……否定回路、２１８……担
体、２２０………２２２……マスク、２２８……
型構成、２５２……光源、２５４……集光器、２
５６……平行化マスク、２５８……円筒レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 物体２０をレンズ１０４の視野内に置き、該
   物体の表面２２上の点を含む投射域を定め、 該投射域の所定区分の連続した異なるセツトに
   帯状の輻射ビームを投射することによつて前記物
   体の表面の一部分を照射し、 かかる照射により前記物体の表面部分の記録を
   前記レンズを通して作成し、 前記物体表面の点を含む前記記録中の投射域区
   分を示す出力信号を発生させ、そして該出力信号
   から前記物体表面上の点を含む平面の位置を確定
   すると共に、 前記レンズの視野内に、既知のそれぞれの位置
   を識別可能な位置として有している基準面５２を
   置き、 前記レンズのレンズノード１０８と前記物体の
   表面の点とを結ぶ直線の前記基準面上での識別可
   能な位置を定め、それによりレンズノードと物体
   の表面上の点とを結ぶ直線１１０を確定し、 該直線と前記平面とを交叉させ、それにより該
   物体の表面上の点の空間位置を定めることを特徴
   とする物体２０の表面上の点の三次元の空間位置
   を定める方法。 ２ 所定投射域区分の前記異なるセツトに別々に
   輻射エネルギーを投射することにより、物体表面
   部分を次々と照らす特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 前記輻射エネルギーの付勢可能なエネルギー
   源と物体表面２２との間に異なる輻射エネルギー
   伝達性のマスク３６を連続して置き、該エネルギ
   ー源を付勢することにより照射が行われる特許請
   求の範囲第２項記載の方法。 ４ 所定区分の前記セツトが桁送り信号に記号化
   された特許請求の範囲第１項記載乃至第３項のい
   ずれか一つの項記載の方法。 ５ 前記基準面５２は記号化された縦と横の素子
   １２４，１１６によつて規定され、それらの交点
   が基準面上の位置（P₂）を定める特許請求の範囲
   第１項乃至第４項のいずれか一つの項記載の方
   法。 ６ 基準面５２がコンピユーター４８に蓄えられ
   たデータにより決められそしてレンズ１０４を介
   して得られる物体の記録を走査することにより得
   られる電気信号に関連する特許請求の範囲第１項
   乃至第４項のいずれか一つの項記載の方法。 ７ 前記物体２０及び前記基準面５２が前記レン
   ズ視野中に別々に置かれ、このレンズを通して物
   体２０及び基準面５２の別々の記録が作られる特
   許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか一つの
   項記載の方法。 ８ 基準面５２及び物体２０の記録が互いに重ね
   られる特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 各々平行にされた光エネルギー３４を有する
   複数の投射器２６，２８，３０，３２と、その平
   行光線エネルギーを投射域区分に加えるように支
   持されたマスク装置３６とを用いて行なわれる特
   許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか一つの
   項記載の方法。 １０ 物体２０の周りに置かれた複数のレンズ１
   ０４を通つて別々の記録が作られる特許請求の範
   囲第９項記載の方法。