JP2000292121A - ３次元計測方法及び３次元入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定の分解能を確保しつつオクルージョンを低
減する。 【解決手段】参照光Ｕを起点Ａから物体Ｕに向かって投
射する投光手段と、物体Ｑで反射した参照光Ｕを起点Ａ
から基線方向に離れた位置Ｂで受光する撮影手段とを備
え、参照光Ｕで照射された物体Ｑを撮影して物体の位置
を特定するためのデータを出力する３次元入力装置にお
いて、基線方向の倍率が基線方向と直交する方向より大
きい像を光電変換デバイスの受光面Ｓ２に結像させるア
ナモフィックレンズ５１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式の３次元計
測方法及び計測データ又はその基となるデータを出力す
る３次元入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触型の３次元入力装置は、接触型に
比べて高速の計測が可能であることから、ＣＧシステム
やＣＡＤシステムへのデータ入力、身体計測、ロボット
の視覚認識などに利用されている。

【０００３】可搬型の３次元入力装置における計測方法
としては、スリット光投影法（光切断法ともいう）、空
間パターンコード化法、及び縞パターン投影法といった
参照光を投射する能動法が一般的である。ただし、受動
法であるステレオ視法を用いた装置もある。例えばスリ
ット光投影法は、参照光としてビーム断面が直線帯状で
あるスリット光を用い、スリットの幅方向にビームを偏
向する線順次の走査を行う。スリットの長さ方向が主走
査方向であり、幅方向が副走査方向である。走査中のあ
る時点では物体の一部が照射され、撮影系の受光面には
照射部分の起伏に応じて曲がった輝線が現れる。したが
って、走査中に周期的に受光面の各画素の輝度をサンプ
リングすることにより、物体形状を特定する一群の３次
元入力データを得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】能動法による３次元計
測では、物体のうちの参照光で照射され且つ受光面に投
影される範囲の形状のみを計測することができる。参照
光で照射されても受光面に対して陰になる部分は計測で
きない。すなわち、いわゆるオクルージョンが発生する
という問題があった。オクルージョンの発生を抑えるに
は、投光の起点と受光の主点とを近づけて三角測量の基
線長を短くすればよい。しかし、それによって計測にお
ける奥行き方向（距離方向）の分解能が低下してしま
う。ステレオ視法の場合にも、２箇所の撮影位置間の距
離（基線長）を短くすれば分解能が低下する。

【０００５】また、物体の正面形状が細長かったり、奥
行き寸法が小さかったりした場合には、受光面の大半が
物体像の投影（結像）されない領域となり、受光面の利
用率が極端に小さくなる。計測の精度及び不要データの
低減の上で、受光面により大きい物体像を投影するのが
望ましい。

【０００６】本発明は、所定の分解能を確保しつつオク
ルージョンを低減し、又はオクルージョンを増加させず
に分解能を高めることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の方法
は、物体の撮影データに基づいて三角測量法を適用して
前記物体の位置を計測する光学式の３次元計測方法であ
って、撮影のための光電変換デバイスの受光面に前記物
体の像を結像させる受光レンズとしてアナモフィックレ
ンズを用い、三角測量の基線に沿った方向の倍率を他の
方向の倍率より大きくなるように前記物体の像を結像さ
せるものである。

【０００８】請求項２の発明の装置は、参照光を起点か
ら物体に向かって投射する投光手段と、当該物体で反射
した前記参照光を前記起点から基線方向に離れた位置で
受光する撮影手段とを備え、前記参照光で照射された前
記物体を撮影して当該物体の位置を特定するためのデー
タを出力する３次元入力装置であって、前記撮影手段
は、光電変換デバイスと、前記基線方向の倍率が当該基
線方向と直交する方向より大きい像を前記光電変換デバ
イスの受光面に結像させるアナモフィックレンズと、を
備えたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る測定システム
の構成図である。測定システム１は、スリット光投影法
によって立体測定を行う３次元カメラ（レンジファイン
ダ）２と、３次元カメラ２の出力データを処理するホス
ト３とから構成されている。

【００１０】３次元カメラ２は、測定対象物である物体
Ｑ上のサンプリング点の３次元位置を特定する測定デー
タとともに、物体Ｑのカラー情報を示す２次元画像及び
キャリブレーションに必要なデータを出力する。三角測
量法を用いてサンプリング点の座標を求める演算処理は
ホスト３が担う。

【００１１】ホスト３は、ＣＰＵ３ａ、ディスプレイ３
ｂ、キーボード３ｃ、及びマウス３ｄなどから構成され
たコンピュータシステムである。ＣＰＵ３ａには測定デ
ータ処理のためのソフトウェアが組み込まれている。ホ
スト３と３次元カメラ２との間では、ケーブル又は赤外
通信によるオンライン及び可搬型の記録メディア４によ
るオフラインの２形態のデータ受渡しが可能である。記
録メディア４としては、光磁気ディスク（ＭＯ）、ミニ
ディスク（ＭＤ）、メモリカードなどがある。

【００１２】図２は３次元カメラの外観を示す図であ
る。ハウジング２０の前面に投光窓２０ａ及び受光窓２
０ｂが設けられている。投光窓２０ａは受光窓２０ｂに
対して上側に位置する。内部の光学ユニットＯＵが射出
するスリット光（所定幅ｗの帯状のレーザビーム）Ｕ
は、投光窓２０ａを通って測定対象の物体（被写体）に
向かう。スリット光Ｕの長さ方向Ｍ１の放射角度φは固
定である。物体の表面で反射したスリット光Ｕの一部が
受光窓２０ｂを通って光学ユニットＯＵに入射する。な
お、光学ユニットＯＵは、投光軸と受光軸との相対関係
を適正化するための２軸調整機構を備えている。

【００１３】ハウジング２０の上面には、ズーミングボ
タン２５ａ，２５ｂ、手動フォーカシングボタン２６
ａ，２６ｂ、及びシャッタボタン２７が設けられてい
る。図２（ｂ）のように、ハウジング２０の背面には、
液晶ディスプレイ２１、カーソルボタン２２、セレクト
ボタン２３、キャンセルボタン２４、アナログ出力端子
３２、ディジタル出力端子３３、及び記録メディア４の
着脱口３０ａが設けられている。

【００１４】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２１は、操作
画面の表示手段及び電子ファインダとして用いられる。
撮影者は背面の各ボタン２１〜２４によって撮影モード
の設定を行うことができる。アナログ出力端子３２から
は、カラー画像信号が例えばＮＴＳＣ形式で出力され
る。ディジタル出力端子３３は例えばＳＣＳＩ端子であ
る。

【００１５】ユーザー（撮影者）は、ＬＣＤ２１が表示
する操作画面の案内に従って所望の動作モードを設定す
る。その後、カラーモニタ画像を見ながら、カメラの位
置と向きを決め、画角を設定する。その際に必要に応じ
てズーミング操作を行う。

【００１６】図３は３次元カメラの機能構成を示すブロ
ック図である。図中の実線矢印は電気信号の流れを示
し、破線矢印は光の流れを示している。３次元カメラ２
は、上述の光学ユニットＯＵを構成する投光光学系４０
及び撮影系５０を有している。

【００１７】投光光学系４０において、半導体レーザ
（ＬＤ）４１が射出する波長６８５ｎｍのレーザビーム
は、投光レンズ系４２を通過することによってスリット
光Ｕとなり、ガルバノミラー（走査手段）４３によって
偏向される。半導体レーザ４１のドライバ４４、投光レ
ンズ系４２の駆動系４５、及びガルバノミラー４３の駆
動系４６は、システムコントローラ６１によって制御さ
れる。

【００１８】撮影系５０において、本発明に特有のアナ
モフィック撮影レンズ５１によって集光された光は、ビ
ームスプリッタ５２で分光される。半導体レーザ４１の
発振波長帯域の光は測定用のイメージセンサ５３に入射
する。可視帯域の光はモニタ用のカラーイメージセンサ
５４に入射する。イメージセンサ５３及びカラーイメー
ジセンサ５４はどちらもＣＣＤ撮像デバイスである。ア
ナモフィック撮影レンズ５１のオートフォーカシング
（ＡＦ）を行うため、アナモフィック撮影レンズ５１の
近傍に光学的測距を行うＡＦモジュール５７が配置され
る。ＡＦモジュール５７が出力する距離データに基づい
てレンズコントローラ５８がフォーカシング駆動系５９
を制御する。ズーミング駆動系６０は電動ズーミングの
ために設けられている。

【００１９】３次元カメラ２における物体情報の流れは
次のとおりである。まず、イメージセンサ５３による撮
影情報は、ドライバ５５からのクロックに同期して信号
処理回路６２へ転送される。信号処理回路６２は、イメ
ージセンサ５３の出力する各画素の光電変換信号を増幅
する増幅器、及び光電変換信号を８ビットの受光データ
に変換するＡＤ変換器を有している。信号処理回路６２
で得られた受光データはメモリ６３によって一時的に記
憶された後、重心演算回路７３へ送られる。その際のア
ドレス指定はメモリコントローラ６５が行う。重心演算
回路７３は、入力された受光データに基づいて３次元位
置を算出するための基となるデータを算出し、それを出
力メモリ６４に出力する。また、重心演算回路７３は、
測定対象の物体の形状に対応した濃淡画像（距離画像）
を生成し、それを表示コントローラ７４に送る。ＬＣＤ
２１は、濃淡画像、カラー画像、及び操作案内画面など
を表示する。システムコントローラ６１は、図示しない
キャラクタジェネレータに対して、ＬＣＤ２１の画面上
に適切な文字や記号を表示するための指示を与える。

【００２０】一方、カラーイメージセンサ５４による撮
像情報は、ドライバ５６からのクロックに同期してカラ
ー処理回路６７へ転送される。カラー処理を受けた撮像
情報は、ＮＴＳＣ変換回路７０及びアナログ出力端子３
２を経てオンライン出力され、又はディジタル化回路６
８で量子化されてカラー画像メモリ６９に格納される。
その後、カラー画像メモリ６９からＳＣＳＩコントロー
ラ６６へカラー画像データが転送され、ディジタル出力
端子３３からオンライン出力され、又は測定データと対
応づけて記録メディア４に格納される。

【００２１】なお、カラー画像は、イメージセンサ５３
による距離画像と同一の画角の像であり、ホスト３にお
けるアプリケーション処理に際して参考情報として利用
される。カラー画像を利用する処理としては、例えばカ
メラ視点の異なる複数組の測定データを組み合わせて形
状モデルを生成する処理、形状モデルの不要の頂点を間
引く処理がある。

【００２２】図４は投光レンズ系の構成図である。図４
（ａ）は正面図であり、図４（ｂ）は側面図である。投
光レンズ系４２は、コリメータレンズ４２１、バリエー
タレンズ４２２、及びエキスパンダレンズ４２３の３つ
のレンズから構成されている。半導体レーザ４１が射出
したレーザビームに対して、次の順序で適切なスリット
光Ｕを得るための光学的処理が行われる。まず、コリメ
ータレンズ４２１によってビームがわずかに内に向いた
略平行光にされる。次にバリエータレンズ４２２によっ
てレーザビームのビーム径が調整される。最後にエキス
パンダレンズ４２３によってビームがスリット長さ方向
Ｍ１に拡げられる。

【００２３】バリエータレンズ４２２は、撮影距離及び
撮影の画角に係わらず、イメージセンサ５３に複数画素
分の幅のスリット光Ｕを入射させるために設けられてい
る。駆動系４５は、システムコントローラ６１の指示に
従って、イメージセンサ５３上でのスリット光Ｕの幅ｗ
を一定に保つようにバリエータレンズ４２２を移動させ
る。バリエータレンズ４２２は受光側のズームレンズと
連動する。

【００２４】ガルバノミラー４３による偏向の以前にス
リット長を拡げることにより、偏向の後で行う場合に比
べてスリット光Ｕの歪みを低減することができる。エキ
スパンダレンズ４２３を投光レンズ系４２の最終段に配
置することにより、すなわちガルバノミラー４３に近づ
けることにより、ガルバノミラー４３を小型化すること
ができる。

【００２５】図５はアナモフィック撮影レンズの構成図
である。アナモフィック撮影レンズ５１は、ズーミング
の可能な結像部５１Ａと、アフォーカル型アナモフィッ
クレンズ５１Ｂとからなる。結像部５１Ａは、前側固定
レンズ５１５、バリエータレンズ５１４、フォーカシン
グレンズ５１１、及び後側固定レンズ５１２から構成さ
れている。バリエータレンズ５１４及びフォーカシング
レンズ５１１は、光軸に沿って互いに独立に移動可能で
ある。

【００２６】フォーカシングレンズ５１１の移動はフォ
ーカシング駆動系５９が担う。フォーカシング駆動系５
９は、レンズを駆動するパルスモーター５９Ａと、原点
位置を検出する原点スイッチ５９Ｂを備えている。フォ
ーカシングレンズ５１１は、原点スイッチ５９Ｂが動作
する点を基準として、パルスモーター５９Ａの回転量に
応じた距離だけ移動する。バリエータレンズ５１４の移
動はズーミング駆動系６０が担う。ズーミング駆動系６
０は、レンズを駆動するパルスモーター６０Ａと、原点
位置を検出する原点スイッチ６０Ｂとを備えている。バ
リエータレンズ５１４は、原点スイッチ６０Ｂが動作す
る点を基準として、パルスモーター６０Ａの回転量に応
じた距離だけ移動する。

【００２７】アナモフィックレンズ５１Ｂは、基線方向
の倍率が基線方向と直交する方向の倍率より大きくなる
ように、結像部５１Ａの前側に光軸を一致させて配置さ
れている。

【００２８】図６はスリット光の投射と受光の模式図、
図７は基線長と撮影像との関係を示す図である。図６に
おいて、物体Ｑは略直方体であり、その前面には水平方
向に並んで凸部ｑ１と凹部ｑ２とが存在する。ここで
は、物体Ｑのうちの特に凸部ｑ１及び凹部ｑ２の形状を
測定対象、すなわち撮影すべきものとする。

【００２９】起点Ａから物体Ｑにスリット光Ｕが投射さ
れ、物体Ｑの前面が線状に照射されている。この状態の
物体像がアナモフィック撮影レンズ５１によって受光面
Ｓ２に結像する。ここで、スリット光Ｕの長さ方向を水
平方向とし、三角測量の基線方向を垂直方向とする。す
なわち、受光の主点Ｂと起点Ａとが垂直方向に並ぶもの
とする。ただし、これら２点Ａ，Ｂの位置に関して奥行
き方向（受光軸方向）のオフセットがあっても、それを
加味して演算を行えば、正しく３次元座標を求めること
ができる。２点の位置、受光面の画素位置、及びオフセ
ットなどの演算に必要な装置データは、測定データ（時
間重心ｉｐ）と合わせて又は別個にホスト３へ出力され
る。

【００３０】アナモフィック撮影レンズ５１による結像
においては、水平方向の倍率と比べて基線方向である垂
直方向の倍率が大きい。つまり、従来の等倍結像と比べ
て垂直方向に拡大した像が結像される。図示では垂直方
向の倍率Ｖは水平方向の倍率Ｈの４倍である。

【００３１】図７のように、受光面Ｓ２には物体Ｑの照
射部位の起伏に応じて曲がった輝線ＧＵが結像する。輝
線ＧＵの垂直方向の変化幅ｙが、物体Ｑの凸部ｑ１と凹
部ｑ２との高低差に対応する。結像がアナモフィックで
あるので、受光面Ｓ２上に投影される凸部ｑ１及び凹部
ｑ２のそれぞれの像Ｇｑ１，Ｇｑ２の垂直方向の寸法４
Ｙは、等倍結像をした場合の寸法Ｙの４倍となる。同様
に輝線ＧＵの変化幅ｙも等倍結像をした場合の値の４倍
となっており、これは主点Ｂから基線長Ｌの４倍の距離
だけ離れた点Ａ’から投射を行ったのと同等の値であ
る。つまり、１：４のアナモフィック結像により、基線
長Ｌを１／４に短縮しても短縮しない場合と同等の分解
能の計測が可能である。また、基線長Ｌを短縮しなけれ
ば、等倍結像の場合の４倍の分解能が得られることにな
る。ただし、アナモフィック結像によって輝線ＧＵの幅
も拡大するので、重心演算の精度を確保するには、等倍
結像の場合よりもスリット幅ｗの小さいスリット光Ｕを
投射する必要がある。

【００３２】図８は測定システムにおける３次元位置の
算出の原理図である。同図では理解を容易にするため、
各画素ｇの受光量のサンプリングについて５回分のみが
示されている。

【００３３】３次元入力装置１は、イメージセンサ５３
の受光面（撮像面）Ｓ２上でのスリット幅がピッチｐｖ
で並ぶ画素ｇの複数個分となる比較的に幅の広いスリッ
ト光Ｕを物体Ｑに投射する。具体的にはスリット光Ｕの
幅を５画素分程度とする。スリット光Ｕは起点Ａを中心
に図の上下方向に等角速度で偏向される。物体Ｑで反射
したスリット光Ｕは結像の主点Ｂ（ズームの後側主点）
を通ってイメージセンサ５３の受光面Ｓ２に入射する。
スリット光Ｕの投射中に受光面Ｓ２の各画素ｇの受光量
を周期的にサンプリングすることにより、物体Ｑ（厳密
には奥行き方向と直交する仮想面）が走査される。サン
プリング周期毎にイメージセンサ５３から１フレーム分
の光電変換信号が出力される。

【００３４】受光面Ｓ２の１つの画素ｇに注目すると、
本実施形態においては、走査中に行う３２回のサンプリ
ングによって３２回分の受光データが得られる。これら
３２回分の受光データに対する重心演算によって時間重
心ｉｐを求める。時間重心ｉｐは、物体表面のうちの注
目画素ｇがにらむ範囲ａｇの中心をスリット光Ｕの光軸
が通過する時点である。

【００３５】物体Ｑの表面が平面であって光学系の特性
によるノイズがないとすると、注目画素ｇの受光量は、
図８（ｂ）に示すようにスリット光Ｕが通過する期間に
おいて多くなり、通常はほぼ正規分布曲線を描くように
推移する。図８（ｂ）の例ではｎ回目のサンプリング時
点Ｔ_n とその１つ前の（ｎ−１）回目のサンプリング時
点Ｔ_n-1 との間で受光量が最大になっており、その時点
は演算結果の時間重心ｉｐとほぼ一致する。ここで、主
点Ｂと受光面Ｓ２の各画素ｇとの位置関係から、各画素
ｇに対するスリット光Ｕの入射角度が一義的に決まる。
したがって、時間重心は、「特定の角度でスリット光Ｕ
が主点Ｂに入射する時刻」ということもできる。

【００３６】求めた時間重心ｉｐにおけるスリット光の
照射方向と、注目画素に対するスリット光の入射方向と
の関係に基づいて、物体Ｑの位置（座標）を算出する。
これにより、受光面の画素ピッチｐｖで規定される分解
能よりも高い分解能の測定が可能となる。なお、注目画
素ｇの受光量は物体Ｑの反射率に依存する。しかし、サ
ンプリングの各受光量の相対比は受光の絶対量に係わら
ず一定である。つまり、物体色の濃淡は測定精度に影響
しない。

【００３７】図９はイメージセンサの受光面におけるラ
インとフレームとの関係を示す図である。イメージセン
サ５３における１フレームの読出しは、受光面Ｓ２の全
体ではなく、高速化を図るために副走査方向の一部であ
る帯状の有効受光領域のみを対象に行われる。有効受光
領域は、測定可能な距離範囲内の物体の起伏を示す輝線
が結像する領域であり、スリット光Ｕの偏向に伴ってフ
レーム毎に１画素分ずつシフトする。有効受光領域のシ
フト方向の画素数は３２に固定されており、長さ方向
（水平方向）の画素数は例えば２００に選定されてい
る。

【００３８】図９のように、受光面Ｓ２の最初のフレー
ム１には、先頭ラインであるライン１からライン３２ま
での３２ライン分の受光データが含まれる。フレーム２
はライン２からライン３３まで、フレーム３はライン３
からライン３４までというように、フレーム毎に１ライ
ン分だけシフトされる。フレーム３２はライン３２から
ライン６３までの３２ラインである。

【００３９】これらフレーム１からフレーム３２までの
受光データが、信号処理回路６２を介してメモリ６３に
順次転送されて記憶される。つまり、メモリ６３には、
フレーム１、２、３…の順に受光データが記憶される。
サンプリング範囲の先頭ラインであるライン３２のデー
タは、フレーム１については３２ライン目、フレーム２
については３１ライン目というように、フレーム毎に１
ラインずつ上方にシフトされて記憶される。フレーム１
からフレーム３２までの受光データがメモリ６３に記憶
されると、ライン３２の各画素について、時間重心ｉｐ
の算出が行われる。ライン３２についての演算が行われ
ている間に、フレーム３３の受光データがメモリ６３に
転送されて記憶される。フレーム３３の受光データは、
メモリ６３のフレーム３２の次のアドレスに記憶され
る。フレーム３３のデータがメモリ６３に記憶される
と、これらフレーム２からフレーム３３までに含まれる
ライン３３の各画素について、時間重心ｉｐの算出が行
われる。

【００４０】図１０は時間重心の概念を示す図である。
重心演算回路７３が算出する時間重心ｉｐは、３２回の
サンプリングによって得られた３２個の時系列の受光デ
ータについての時間軸上の重心である。各画素について
の３２個の受光データに、１〜３２のサンプリング番号
を付す。ｉ番目の受光データはｘｉで表される。ｉは１
〜３２の整数である。このとき、ｉは１つの画素につい
て、その画素が有効受光領域に入ってからのフレーム数
を示している。

【００４１】１〜３２番の受光データｘ１〜ｘ３２につ
いての時間重心ｉｐは、３２個の受光データについて、
ｉ・ｘｉの総和Σｉ・ｘｉをｘｉの総和Σｘｉで除すこ
とにより求められる。

【００４２】重心演算回路７３は、メモリ６３から読み
出したデータに基づいて、各画素についての時間重心ｉ
ｐを算出する。ただし、メモリ６３から読み出したデー
タをそのまま用いるのではなく、各データから定常光デ
ータを減算した値（その値が負になるときは０）を用い
る。つまり、イメージセンサ５３から出力される受光デ
ータに対して、定常光データの分だけ差し引いてオフセ
ットを与える。

【００４３】算出された時間重心ｉｐは表示コントロー
ラ内のメモリに逐次記憶され、ＬＣＤ２１の画面に表示
される。時間重心ｉｐの値は物体Ｑの表面の位置が３次
元カメラ２に近い場合に大きく、遠い場合に小さい。し
たがって、受光面Ｓ２の各画素の時間重心ｉｐを濃度デ
ータとして濃淡画像を表示させることによって、測定結
果である距離分布を可視化することができる。

【００４４】以上の実施形態においては、通常のレンズ
（垂直方向と水平方向の画角比が１）に、アフォーカル
系アナモフィックレンズを接続する形態を図示したが、
アナモフィックレンズ５１Ｂについて単体構成を採用し
てもよい。

【００４５】物体Ｑの走査の形態はスリットＵを１方向
に偏向するものに限らず、スリット光を一方向に投射
し、物体を移動させる形態、スリット光の投光手段を
平行移動させる形態、スリット光の長さ方向と平行な
軸を中心に物体が回転する形態、スリット光の長さ方
向と平行な軸を中心に３次元カメラが物体の周囲を回る
形態、スポット光を２方向に偏向する形態、上述の
〜の形態でスリット光に代えてスポット光の１次元
偏向を行う形態のいずれでもよい。

【００４６】３次元計測方法はスリット光又はスポット
光を投射する光切断法に限らず、空間パターンコード化
法、縞パターン投影法、ステレオ視法などの他の方法を
適用してもよい。

【００４７】上述の実施形態によれば、物体の正面形状
が細長かったり、奥行き寸法が小さかったりした場合に
も、受光面に大きい物体像を投影し、受光面の利用率を
高めることができる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１又は請求項２の発明によれば、
所定の分解能を確保しつつ、基線長を短縮してオクルー
ジョンのを低減と装置の小型化とを図ることができる。
また、基線長を短縮しない場合には分解能を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定システムの構成図である。

【図２】３次元カメラの外観を示す図である。

【図３】３次元カメラの機能構成を示すブロック図であ
る。

【図４】投光レンズ系の構成図である。

【図５】アナモフィック撮影レンズの構成図である。

【図６】スリット光の投射と受光の模式図である。

【図７】基線長と撮影像との関係を示す図である。

【図８】測定システムにおける３次元位置の算出の原理
図である。

【図９】イメージセンサの受光面におけるラインとフレ
ームとの関係を示す図である。

【図１０】時間重心の概念を示す図である。

【符号の説明】

２ ３次元カメラ（３次元入力装置） Ｑ 物体 ５３ イメージセンサ（光電変換デバイス） Ｓ２ 受光面 ５１ アナモフィック撮影レンズ Ｕ スリット光（参照光） Ａ 起点 ４０ 投光光学系（投光手段） ５０ 撮影系（撮影手段） ｉｐ 時間重心（データ）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA17 BB05 DD03 FF01 FF04 FF05 FF09 GG06 HH04 HH05 HH06 HH07 JJ02 JJ03 JJ05 JJ25 JJ26 LL06 LL09 LL10 LL13 LL46 LL62 MM16 QQ01 QQ03 QQ23 QQ25 SS02 SS03 SS13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体の撮影データに基づいて三角測量法を
   適用して前記物体の位置を計測する光学式の３次元計測
   方法であって、 撮影のための光電変換デバイスの受光面に前記物体の像
   を結像させる受光レンズとしてアナモフィックレンズを
   用い、三角測量の基線に沿った方向の倍率を他の方向の
   倍率より大きくなるように前記物体の像を結像させるこ
   とを特徴とする３次元計測方法。
2. 【請求項２】参照光を起点から物体に向かって投射する
   投光手段と、当該物体で反射した前記参照光を前記起点
   から基線方向に離れた位置で受光する撮影手段とを備
   え、前記参照光で照射された前記物体を撮影して当該物
   体の位置を特定するためのデータを出力する３次元入力
   装置であって、 前記撮影手段は、光電変換デバイスと、前記基線方向の
   倍率が当該基線方向と直交する方向より大きい像を前記
   光電変換デバイスの受光面に結像させるアナモフィック
   レンズとを備えたことを特徴とする３次元入力装置。