JP2003172612A - 光照射受光装置及び光照射受光方法 - Google Patents
光照射受光装置及び光照射受光方法Info
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Abstract
し、前記被計測物体からの反射光を受光して撮像する光
照射受光装置において、オクルージョン領域をなくし、
かつ、撮影範囲と照射範囲の調節を容易にするととも
に、発光手段で発光した光のロスを低減する。 【解決手段】 被計測物体に照射する光を発光する発光
手段と、前記被計測物体で反射した光を受光して撮像す
る撮像手段と、前記被計測物体に照射する光の光軸と前
記撮像手段で受光する光の光軸と一致させる光軸一致手
段と、前記撮像手段で撮像する像の焦点を調節する焦点
調節手段とを備える光照射受光装置であって、前記発光
手段は、単色かつ直線偏光の光を発光する光源と、前記
光源で発光した光の照射角を調節する照射角調節手段と
を備え、前記光軸一致手段は、入射する光の偏光面の向
きに応じて、光を反射あるいは透過させる偏光ビームス
プリッタと、入射した光の偏光面を45度回転させるλ
/4波長板とを備え、前記λ/4波長板は、前記偏光ビ
ームスプリッタと前記被計測物体との間に配置されてい
る光照射受光装置である。
Description
照射し、前記被計測物体からの反射光を受光する光照射
受光装置及び光照射受光方法に関し、特に、前記被計測
物体の三次元形状計測やパターン計測に適用して有効な
技術に関するものである。
体)の三次元形状を入力する方法には、さまざまな方法
があり、例えば、アクティブ型計測法が多く用いられて
いる。前記アクティブ型計測法は、例えば、図11に示
すように、発光手段3から発光される人工的な光を被計
測物体2に照射し、前記被計測物体2からの反射光をカ
メラ等の撮像手段4で受光し、処理することによって、
前記被計測物体2の三次元形状を求める方法である。こ
のとき、前記被計測物体2の三次元形状は、例えば、飛
行時間法(Time of Flight法)を用いて求める。
るには、例えば、前記発光手段3でパルス光を発光して
前記被計測物体2に照射し、前記撮像手段4で、シャッ
ターを高速に切りながら前記被計測物体2を撮影する。
このとき、前記発光手段3から照射された光は、前記被
計測物体2の部位毎に、前記発光手段3から被計測物体
2までの距離と、前記被計測物体2から前記撮像手段4
までの距離の和に応じて、前記撮像手段2に到達するま
で時間(走行時間)にばらつきが生じる。例えば、図1
1に示したような、L字型の被計測物体2に光を照射し
たときには、前記被計測物体2の後方、言い換えると前
記発光手段3及び撮像手段4から遠い部分で反射した光
は、前記被計測物体の前方、言い換えると前記発光手段
3及び撮像手段4に近い部分で反射した光よりも走行時
間が長くなる。そのため、前記被計測物体2の後方で反
射した光は、前記撮像手段4に到達する時間に遅れが生
じ、シャッター時間内に前記撮像手段4に届く光量が少
なくなる。
像は、前記発光手段3及び前記撮像手段4から遠い部分
で反射された光を受光した領域が暗くなり、被計測物体
2の形状に対応した輝度の濃淡値が得られる。そこで、
前記撮像画像の輝度の濃淡値から、前記被計測物体の各
部位と撮像手段の間の距離を算出して前記被計測物体の
形状を求める。
高精度であるため、実用段階に供されている技術も多
い。しかしながら、従来のアクティブ型計測法では、前
記発光手段3と前記撮像手段4が、空間的に異なる位置
にあり、前記発光手段3から照射される光の光軸と、前
記撮像手段で受光する光の光軸が空間的に異なる。その
ため、前記被計測物体2の形状によっては、図12に示
すように、前記撮像手段4で撮像する範囲θ1を照射す
るように前記発光手段3の照射角θ2を設定しても、前
記発光手段3からの光があたらない領域(オクルージョ
ン領域)S3が発生することがある。前記オクルージョ
ン領域S3には光があたらないため、前記オクルージョ
ン領域S3内の形状を計測できないという問題がある。
前記発光手段3で、前記撮像手段4で撮影する範囲θ1
を照射するには、照射角θ2で光を照射する必要がある
が、このとき、前記被計測物体2の、前記撮像手段4で
撮影されない領域S4にも光が照射される。前記発光手
段3から照射される光の単位面積あたりの光量は、照射
面積に反比例するため、図12に示したように、前記撮
像手段4で撮影されない領域S4にも光を照射すると、
前記発光手段3で発光した光の光量に無駄が生じる。そ
のため、限られた出力の照明光を有効に利用できないと
いう問題がある。
る、あるいはズームレンズを用いることにより、撮影範
囲を変更することが可能である。このとき、前記撮像手
段4で広角の撮影をする場合には、図13に示すよう
に、照射光の光軸AX2が前記撮像手段4で受光する光
の光軸AX1と異なっていても、前記撮像手段4の撮影
範囲θ1の広さに合わせて、前記発光手段3の照射角θ
2を広くすることで、前記被計測物体2の全体に光を照
射することができる。
えば、前記撮像手段4の撮影範囲θ1を狭くして、図1
4に示すように、被計測物体2の一部S5を拡大して撮
影する場合、前記発光手段3の照射角θ2も狭くして、
光量を増大し、無駄な光を少なくすることが考えられる
が、前記照射光の光軸AX2が受光する光の光軸AX1
とずれている場合には、図14に示したように、照射範
囲と撮影範囲にずれが出て、撮影範囲内に光のあたらな
い領域S5‘ができてしまうという問題がある。
撮影範囲のずれをなくすためには、前記撮影範囲の変更
に合わせて、前記発光手段3の光軸も調整する必要があ
り、作業の手間がかかるという問題がある。また、前記
発光手段3で発光する光が赤外光などの不可視光の場合
には、調節作業が困難であるという問題がある。前記ア
クティブ型計測方法における各問題は、前記発光手段3
から照射される光の光軸と前記撮像手段4で受光する光
の光軸が異なるために生じる問題であるため、前記照射
する光の光軸と受光する光の光軸を一致させることで解
決できる。
を一致させる方法としては、図15に示すように、ハー
フミラー10を用いる方法が提案されている。前記ハー
フミラー10を用いる場合、例えば、前記発光手段3で
発光した光をハーフミラー10に入射し、前記ハーフミ
ラー10で反射した光を前記被計測物体2に照射する。
また、前記被計測物体2で反射した光は、前記被計測物
体2に照射される光と同じ光軸を通り再び前記ハーフミ
ラー10に入射されるので、前記ハーフミラー8を透過
した光を前記撮像装置4で受光し、撮像することで、前
記各問題を解決することができる。
入射した光の光量の半分が透過し、残りの半分が反射す
るため、前記発光手段3で発光した光の光量Pの半分だ
けが前記被計測物体2に照射されることになる。また、
前記被計測物体2で反射した光も、光量の半分だけが前
記ハーフミラー10を透過して前記撮像手段4で受光さ
れる。そのため、前記被計測物体2に照射した光の光量
の100%が反射したとしても、前記撮像手段4で受光
する光の光量は、前記発光手段3で発光した光の光量P
の4分の1になり、ロスが多いという問題があった。
したように、照射する光の光軸と受光する光の光軸が異
なる場合には、図12及び図14に示したように、オク
ルージョン領域が発生するという問題や、撮影領域外に
照射される無駄な光があるという問題があった。また、
図15に示したようなハーフミラー10を用いた方法で
は、光のロスが多いという問題があった。
被計測物体に照射し、前記被計測物体からの反射光を受
光して撮像する光照射受光装置において、オクルージョ
ン領域をなくすことが可能な技術を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、発光手段で発光した光を被計
測物体に照射し、前記被計測物体からの反射光を受光し
て撮像する光照射受光装置において、撮像範囲と照射範
囲の調節を容易にすることが可能な技術を提供すること
にある。本発明の他の目的は、発光手段で発光した光を
被計測物体に照射し、前記被計測物体からの反射光を受
光して撮像する光照射受光装置において、発光手段で発
光した光のロスを低減することが可能な技術を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、発光手段で発光した
光を被計測物体に照射し、前記被計測物体からの反射光
を受光して撮像する光照射受光装置において、オクルー
ジョン領域をなくし、かつ、撮影範囲と照射範囲の調節
を容易にするとともに、発光手段で発光した光のロスを
低減することが可能な技術を提供することにある。本発
明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細
書の記述及び添付図面によって明らかする。
発明の概要を説明すれば、以下のとおりである。第1の
発明は、被計測物体に照射する光を発光する発光手段
と、前記被計測物体で反射した光を受光して撮像する撮
像手段と、前記被計測物体に照射する光の光軸と前記撮
像手段で受光する光の光軸と一致させる光軸一致手段
と、前記撮像手段で撮像する像の焦点を調節する焦点調
節手段とを備える光照射受光装置であって、前記発光手
段は、単色かつ直線偏光の光を発光する光源と、前記光
源で発光した光の照射角を調節する照射角調節手段とを
備え、前記光軸一致手段は、入射する光の偏光面の向き
に応じて、光を反射あるいは透過させる偏光ビームスプ
リッタと、入射した光の偏光面を45度回転させるλ/
4波長板とを備え、前記λ/4波長板は、前記偏光ビー
ムスプリッタと前記被計測物体との間に配置されている
光照射受光装置である。
前記光軸一致手段及び前記焦点調節手段は、前記被計測
物体と前記撮像手段とを結ぶ直線上に、前記被計測物体
側から、前記焦点調節手段、前記光軸一致手段の順に配
置され、前記光源は、発光した光の偏光面が前記偏光ビ
ームスプリッタで反射される向きになり、かつ、前記偏
光ビームスプリッタで反射した光が前記被計測物体に照
射されるように配置されており、前記照射角調節手段
は、前記光源と前記偏光ビームスプリッタの間に配置さ
れている光照射受光装置である。
前記光軸一致手段及び前記焦点調節手段は、前記被計測
物体と前記発光手段とを結ぶ直線上に、前記被計測物体
側から、前記焦点調節手段、前記光軸一致手段の順に配
置され、前記光源は、発光した光の偏光面が、前記偏光
ビームスプリッタを透過する向きになるように配置さ
れ、前記撮像手段は、前記被計測物体からの反射光が、
前記偏光ビームスプリッタで反射する方向に配置されて
おり、前記照射角調節手段は、前記光源と前記偏光ビー
ムスプリッタの間に配置されている光照射受光装置であ
る。
記第3の発明によれば、前記光軸一致手段を設けること
により、前記発光手段で発光した光、すなわち前記被計
測物体に照射する光の光軸と、前記被計測物体で反射
し、前記撮像手段で受光される光の光軸を同一軸上にす
ることができる。そのため、前記撮像手段で撮像する範
囲内に、前記光が照射されない領域(オクルージョン領
域)が発生することを防げる。
段を設けることにより、前記被計測物体の光が照射され
る領域を、前記撮像手段で撮影する範囲にあわせること
ができる。そのため、前記発光手段で発光した光が前記
撮像手段で撮影する範囲外に照射されたり、前記図14
に示したように、撮影範囲と照射領域にずれが生じたり
することを防げ、前記発光手段で発光した光の光量を有
効に利用することができる。またこのとき、前記被計測
物体に照射する光の光軸と、前記被計測物体で反射し、
前記撮像手段で受光される光の光軸が同一軸上であるた
め、撮像範囲の変更をした場合に、照射する光の照射角
を調節するだけでよく、光の照射範囲の調節が容易であ
る。
ビームスプリッタ及び前記λ/4波長板を用い、前記光
源で発光した光を、前記偏光ビームスプリッタで反射あ
るいは透過させて被計測物体に照射することにより、前
記光源で発光した光の光量のほぼ100%を前記被計測
物体に照射することができる。このとき、前記被計測物
体に照射される光は、前記λ/4波長板で偏光面が45
度回転し、円偏光に変わって照射される。
光)は、一般に、前記被計測物体に照射したときの円偏
光のほかに、無偏光が混合した状態である。前記反射光
に含まれる円偏光は、前記λ/4波長板で、前記光源で
発光した光の偏光面と直交する偏光面の直線偏光になる
ので、前記偏光ビームスプリッタで透過あるいは反射
し、前記撮像手段で受光される。このとき、前記撮像手
段で受光される光の光量は、前記円偏光と無偏光の割合
によるが、前記被計測物体で反射した光の光量の50%
から100%になる。
ほとんどが反射するため、前記撮像手段で受光される光
の光量は、前記光源で発光した光の光量の50%から1
00%になる。そのため、従来のハーフミラーを用いた
装置に比べ、光のロスを低減することができ、光を有効
に利用することができる。また、前記光照射受光装置の
各構成要素は、例えば、前記第2の発明に示したように
配置する。
光源で発光した直線偏光は、前記偏光ビームスプリッタ
で反射し、前記λ/4波長板で偏光面が45度回転し円
偏光に変わり、前記被計測物体に照射される。前記被計
測物体で反射した光は、一般に、円偏光と無偏光が混合
した光であり、円偏光は前記λ/4波長板で偏光面が4
5度回転し、前記光源で発光した光の偏光面と直交する
偏光面の直線偏光に変わる。そのため、前記偏光ビーム
スプリッタを透過し、前記撮像手段で受光することがで
きる。また、前記光照射受光装置の各構成要素は、前記
第2の発明に示した配置に限らず、前記第3の発明に示
したように配置してもよい。
光源で発光した直線偏光は、前記偏光ビームスプリッタ
を透過し、前記λ/4波長板で偏光面が45度回転し円
偏光に変わり、前記被計測物体に照射される。前記被計
測物体で反射した光は、一般に、円偏光と無偏光が混合
した光であり、円偏光は前記λ/4波長板で偏光面が4
5度回転し、光源で発光した光の偏光面と直交する偏光
面の光に変わる。そのため、前記偏光ビームスプリッタ
で反射し、前記撮像手段で受光することができる。
光を発光する赤外光発光手段と、前記被計測物体で反射
した赤外光を受光して撮像する第1撮像手段と、前記被
計測物体に照射する赤外光の光軸と、前記第1撮像手段
で受光する赤外光の光軸を一致させる光軸一致手段と、
前記第1撮像手段で撮像する像の焦点を調節する焦点調
節手段と、前記被計測物体で反射した光を赤外光と可視
光に分離する光分離手段と、前記光分離手段によって分
離した可視光を受光して撮像する第2撮像手段を備える
光照射受光装置であって、前記赤外光発光手段は、直線
偏光の赤外光を発光する赤外光源と、前記赤外光源で発
光した赤外光の照射角を調節する照射角調節手段とを備
え、前記光軸一致手段は、入射する光の偏光面の向きに
応じて光を反射あるいは透過させる偏光ビームスプリッ
タと、入射した光の偏光面を45度回転させるλ/4波
長板とを備え、前記光分離手段及び前記λ/4波長板
は、前記偏光ビームスプリッタと前記被計測物体との間
に、前記被計測物体側から、前記光分離手段、前記λ/
4波長板の順に配置されている光照射受光装置である。
前記光分離手段は、赤外光を透過し、可視光を反射する
コールドミラーであり、前記焦点調節手段、前記コール
ドミラー、前記λ/4波長板、及び前記偏光ビームスプ
リッタは、前記被計測物体と前記第1撮像手段とを結ぶ
直線上に、前記被計測物体側から、前記焦点調節手段、
前記コールドミラー、前記λ/4波長板、前記偏光ビー
ムスプリッタの順に配置され、前記赤外光源は、発光し
た赤外光の偏光面が前記偏光ビームスプリッタで反射す
る向きになり、かつ、前記偏光ビームスプリッタで反射
した光が前記被計測物体に照射されるように配置され、
前記第2撮像手段は、前記被計測物体からの可視光が前
記コールドミラーで反射する方向に配置されている光照
射受光装置である。
前記光分離手段は、赤外光を透過し、可視光を反射する
コールドミラーであり、前記焦点調節手段、前記コール
ドミラー、前記λ/4波長板、及び前記偏光ビームスプ
リッタは、前記被計測物体と前記赤外光発光手段とを結
ぶ直線上に、前記被計測物体側から、前記焦点調節手
段、前記コールドミラー、前記λ/4波長板、前記偏光
ビームスプリッタの順に配置され、前記赤外光源は、発
光した赤外光の偏光面が前記偏光ビームスプリッタを透
過する向きになるように配置され、前記第1撮像手段
は、前記被計測物体で反射し、前記コールドミラー及び
前記λ/4波長板を通った赤外光が前記偏光ビームスプ
リッタで反射する方向に配置され、前記第2撮像手段
は、前記被計測物体からの可視光が前記コールドミラー
で反射する方向に配置されている光照射受光装置であ
る。
前記光分離手段は、赤外光を反射し、可視光を透過する
ホットミラーであり、前記ホットミラーと前記焦点調節
手段は、前記被計測物体と前記第2撮像手段とを結ぶ直
線上に、前記被計測物体側から前記焦点調節手段、前記
ホットミラーの順に配置され、前記λ/4波長板及び前
記偏光ビームスプリッタは、前記被計測物体からの赤外
光が前記ホットミラーで反射する方向であり、かつ、前
記ホットミラーと前記第1撮像手段とを結ぶ直線上に、
前記λ/4波長板、前記偏光ビームスプリッタの順に配
置され、前記赤外光源は、発光した赤外光の偏光面が前
記偏光ビームスプリッタで反射する向きになり、かつ、
前記被計測物体に照射されるように配置されている光照
射受光装置である。
前記光分離手段は、赤外光を反射し、可視光を透過する
ホットミラーであり、前記ホットミラーと前記焦点調節
手段は、前記被計測物体と前記第2撮像手段とを結ぶ直
線上に、前記被計測物体側から、前記焦点調節手段、前
記ホットミラーの順に配置され、前記偏光ビームスプリ
ッタ及び前記λ/4波長板は、前記ホットミラーと前記
赤外光発光手段との間に、前記ホットミラー側から、前
記λ/4波長板、前記偏光ビームスプリッタの順に配置
され、前記赤外光源は、発光した赤外光の偏光面が前記
偏光ビームスプリッタを透過するような向きに配置さ
れ、前記第1撮像手段は、前記被計測物体で反射し、前
記ホットミラー及び前記λ/4波長板を通った赤外光
が、前記偏光ビームスプリッタで反射する方向に配置さ
れている光照射受光装置である。
6の発明、前記第7の発明、及び前記第8の発明によれ
ば、前記赤外光源で発光した赤外光、すなわち前記被計
測物体に照射する赤外光の光軸と、前記被計測物体で反
射し、前記撮像手段で受光される赤外光の光軸を同一軸
上にすることができる。そのため、前記撮像手段で撮像
する範囲内に、前記赤外光が照射されない領域(オクル
ージョン領域)が発生することを防げる。
調節手段を設けることにより、前記被計測物体の赤外光
が照射される領域を、前記撮像手段で撮影する範囲にあ
わせることができる。そのため、前記赤外光源で発光し
た赤外光が前記撮像手段で撮影する範囲外に照射された
り、前記図14に示したように、撮影範囲と照射領域に
ずれが生じたりすることを防げ、前記赤外光源で発光し
た赤外光の光量を有効に利用することができる。またこ
のとき、前記被計測物体に照射する赤外光の光軸と、前
記被計測物体で反射し、前記撮像手段で受光される赤外
光の光軸が同一軸上であるため、撮像範囲の変更をした
場合に、照射する赤外光の照射角を調節するだけでよ
く、赤外光の照射範囲の調節が容易である。
ビームスプリッタ及び前記λ/4波長板を用い、前記赤
外光源で発光した赤外光を、前記偏光ビームスプリッタ
で反射あるいは透過させて被計測物体に照射することに
より、前記赤外光源で発光した赤外光の光量のほぼ10
0%を前記被計測物体に照射することができる。このと
き、前記被計測物体に照射される赤外光は、前記λ/4
波長板で偏光面が45度回転し、円偏光に変わって照射
される。
(反射光)は、一般に、前記被計測物体に照射したとき
の円偏光のほかに、無偏光が混合した状態である。前記
反射光に含まれる円偏光は、前記λ/4波長板で、前記
赤外光源で発光した赤外光の偏光面と直交する偏光面の
直線偏光になるので、前記偏光ビームスプリッタで透過
あるいは反射し、前記撮像手段で受光される。このと
き、前記撮像手段で受光される赤外光の光量は、前記円
偏光と無偏光の割合によるが、前記被計測物体で反射し
た赤外光の光量の50%から100%になる。
光のほとんどが反射するため、前記撮像手段で受光され
る赤外光の光量は、前記赤外光源で発光した赤外光の光
量の50%から100%になる。そのため、従来のハー
フミラーを用いた装置に比べ、光のロスを低減すること
ができ、光を有効に利用することができる。また、前記
被計測物体に前記赤外光を照射する場合には、前記被計
測物体で反射する光に、前記被計測物体が存在する空間
の可視光(外光)も含まれているため、前記光分離手段
を設けて赤外光と可視光を分離することにより、前記第
1撮像手段では、赤外光だけの像を撮像することができ
る。
た可視光の像を前記第2撮像手段で撮像することによ
り、前記被計測物体の色情報を取得できる。そのため、
前記第2撮像手段で撮影する範囲を前記第1撮像手段で
撮影する範囲と一致させておくことにより、前記被計測
物体の形状及び色を測定することができ、前記被計測物
体を認識しやすくなる。また、前記光分離手段として、
赤外光を透過し、可視光を反射するコールドミラーを用
いることができる。このとき、前記光照射受光装置の各
構成要素は、前記第5の発明に示したように配置する。
赤外光源で発光した赤外光は、前記偏光ビームスプリッ
タで反射し、前記λ/4波長板で偏光面を45度回転し
て円偏光に変わり、前記コールドミラーを透過して前記
被計測物体に照射される。前記被計測物体で反射した円
偏光の赤外光は、前記コールドミラーを透過し、前記λ
/4波長板で偏光面をさらに45度回転し、前記赤外光
源で発光した赤外光の偏光面と直交する偏光面の直線偏
光に変わる。そのため、前記偏光ビームスプリッタを透
過し、前記第1撮像手段で受光される。一方、前記被計
測物体で反射した可視光は、前記コールドミラーで反射
し、前記第2撮像手段で受光される。また、前記光分離
手段として、前記コールドミラーを用いた場合、前記光
照射受光装置の各構成要素は、前記第5の発明に示した
配置に限らず、第6の発明に示したような配置でもよ
い。
赤外光源で発光した赤外光は、前記偏光ビームスプリッ
タを透過し、前記λ/4波長板で偏光面を45度回転し
て円偏光に変わり、前記コールドミラーを透過して前記
被計測物体に照射される。前記被計測物体で反射した円
偏光の赤外光は、前記コールドミラーを透過し、前記λ
/4波長板で偏光面をさらに45度回転し、前記赤外光
源で発光した赤外光の偏光面と直交した偏光面の直線偏
光に変わる。そのため、前記偏光ビームスプリッタで反
射し、前記第1撮像手段で受光される。一方、前記被計
測物体で反射した可視光は、前記コールドミラーで反射
し、前記第2撮像手段で受光される。また、前記光分離
手段は、前記コールドミラーに限らず、赤外光を反射
し、可視光を透過するホットミラーを用いることもでき
る。前記ホットミラーを用いるときには、前記光照射受
光装置の各構成要素は、前記第7の発明に示したように
配置する。
赤外光源で発光した赤外光は、前記偏光ビームスプリッ
タで反射し、前記λ/4波長板で偏光面を45度回転し
て円偏光に変わり、前記ホットミラーで反射した後、前
記被計測物体に照射される。前記被計測物体で反射した
円偏光の赤外光は、前記ホットミラーで反射し、前記λ
/4波長板で偏光面をさらに45度回転して、前記赤外
光源で発光した赤外光の偏光面と直交する偏光面の直線
偏光に変わる。そのため、前記偏光ビームスプリッタを
透過し、前記第1撮像手段で受光される。一方、前記被
計測物体で反射した可視光は、前記ホットミラーを透過
し、前記第2撮像手段で受光される。また、前記光分離
手段として、前記ホットミラーを用いる場合、前記光照
射受光装置の各構成要素は、前記第7の発明に示した配
置に限らず、前記第8の発明に示したような配置であっ
てもよい。
赤外光源で発光した赤外光は、前記偏光ビームスプリッ
タを透過し、前記λ/4波長板で偏光面を45度回転し
て円偏光に変わり、前記ホットミラーで反射した後、前
記被計測物体に照射される。前記被計測物体で反射した
円偏光の赤外光は、前記ホットミラーで反射し、前記λ
/4波長板で偏光面をさらに45度回転して、前記赤外
光源で発光した赤外光の偏光面と直交する偏光面の直線
偏光に変わる。そのため、前記偏光ビームスプリッタで
反射し、前記第1撮像手段で受光される。一方、前記被
計測物体で反射した可視光は、前記ホットミラーを透過
し、前記第2撮像手段で受光される。
光を発光し、前記照射光の照射角を調節し、前記照射角
を調節した照射光を被計測物体に照射し、前記被計測物
体で反射した反射光を受光する光照射受光方法におい
て、単色かつ直線偏光の照射光を発光し、前記照射角を
調節した照射光を偏光ビームスプリッタで反射させ、前
記偏光ビームスプリッタで反射させた照射光の偏光面を
45度回転させてから前記被計測物体に照射し、前記被
計測物体で反射した反射光の偏光面をさらに45度回転
させ、前記偏光ビームスプリッタを透過させて受光する
光照射受光方法である。
スプリッタで反射した光の偏光面を45度回転して前記
被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した光の偏
光面をさらに45度回転させることで、前記被計測物体
で反射した光は、前記偏光ビームスプリッタで反射する
光の偏光面と直交する偏光面の光になり、前記偏光ビー
ムスプリッタを透過する。そのため、前記照射する光
を、受光する反射光と同じ方向から照射することがで
き、前記被計測物体で反射した光を受光し、撮像したと
きに、前記被計測物体に光があたっていない領域(オク
ルージョン領域)が発生することを防ぐことができる。
被計測物体に照射することにより、前記被計測物体で反
射した光を受光し、撮像する際の撮像範囲にあわせて光
を照射することができ、光を有効利用することができ
る。また、前記発光した光を反射して被計測物体に照射
することにより、発光した光の光量のほぼ100%を被
計測物体に照射できる。また、前記偏光ビームスプリッ
タでは、前記被計測物体で反射した光の光量の50%か
ら100%の光量の光が透過する。そのため、前記偏光
ビームスプリッタを透過した光の光量は、発光した光の
光量の50%から100%の光量であり、光のロスが少
なくなる。
射光を発光し、前記照射光の照射角を調節し、前記照射
角を調節した照射光を被計測物体に照射し、前記被計測
物体で反射した反射光を受光する光照射受光方法におい
て、単色かつ直線偏光の照射光を発光し、前記照射角を
調節した照射光を偏光ビームスプリッタで透過させ、前
記偏光ビームスプリッタを透過した照射光の偏光面を4
5度回転させてから前記被計測物体に照射し、前記被計
測物体で反射した反射光の偏光面をさらに45度回転さ
せ、前記偏光ビームスプリッタで反射させて受光する光
照射受光方法である。
ムスプリッタを透過した光の偏光面を45度回転して前
記被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した光の
偏光面をさらに45度回転させることで、前記被計測物
体で反射した光は、前記偏光ビームスプリッタを透過す
る光の偏光面と直交する偏光面の直線偏光になり、前記
偏光ビームスプリッタで反射する。そのため、前記照射
光と同じ方向に反射した光を受光することができ、前記
被計測物体で反射した光を受光し、撮像したときに、前
記被計測物体に光があたっていない領域(オクルージョ
ン領域)が発生することを防ぐことができる。
被計測物体に照射することにより、前記被計測物体で反
射した光を受光し、撮像する際の撮像範囲にあわせて光
を照射することができ、光を有効利用することができ
る。また、前記発光した光を透過して被計測物体に照射
することにより、発光した光の光量のほぼ100%を被
計測物体に照射できる。また、前記偏光ビームスプリッ
タでは、前記被計測物体で反射した光の光量の50%か
ら100%の光量の光が反射する。そのため、前記偏光
ビームスプリッタを反射した光の光量は、発光した光の
光量の50%から100%の光量であり、光のロスが少
なくなる。
し、前記赤外光の照射角を調節し、前記照射角を調節し
た赤外光を被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射
した赤外光及び可視光を受光する光照射受光方法におい
て、前記照射角を調節した赤外光を偏光ビームスプリッ
タで反射させ、前記偏光ビームスプリッタで反射させた
赤外光の偏光面を45度回転させてから前記被計測物体
に照射し、前記被計測物体で反射した光を赤外光と可視
光に分離し、前記分離した赤外光の偏光面をさらに45
度回転させ、前記偏光ビームスプリッタを透過させて受
光する光照射受光方法である。
ムスプリッタで反射した赤外光の偏光面を45度回転し
て前記被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した
赤外光の偏光面をさらに45度回転させることで、前記
被計測物体で反射した赤外光は、前記偏光ビームスプリ
ッタで反射する赤外光の偏光面と直交する偏光面の直線
偏光になり、前記偏光ビームスプリッタを透過する。そ
のため、前記照射する赤外光を、受光する赤外光と同じ
方向から照射することができ、前記被計測物体で反射し
た赤外光を受光し、撮像したときに、前記被計測物体に
赤外光があたっていない領域(オクルージョン領域)が
発生することを防ぐことができる。
被計測物体に照射することにより、前記被計測物体で反
射した赤外光を受光し、撮像する際の撮像範囲にあわせ
て光を照射することができ、撮影範囲外の無駄な領域に
照射される光の量を低減し、光を有効利用することがで
きる。また、前記発光した赤外光を反射して被計測物体
に照射することにより、発光した赤外光の光量のほぼ1
00%を被計測物体に照射できる。また、前記偏光ビー
ムスプリッタでは、前記被計測物体で反射した赤外光の
光量の50%から100%の光量の光が透過する。その
ため、前記偏光ビームスプリッタを透過した赤外光の光
量は、発光した赤外光の光量の50%から100%の光
量であり、光のロスが少なくなる。また、前記被計測物
体で反射した光には、赤外光のほかに、可視光が含まれ
ているため、前記被計測物体で反射した光を赤外光と可
視光に分離することで、赤外光と可視光を別々に受光で
き、前記赤外光のみの像と前記可視光の像を撮像するこ
とができ、被計測物体の形状及び色の情報を得ることが
できる。
し、前記赤外光の照射角を調節し、前記照射角を調節し
た赤外光を被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射
した赤外光及び可視光を受光する光照射受光方法におい
て、前記照射角を調節した赤外光を偏光ビームスプリッ
タで透過し、前記偏光ビームスプリッタで反射させた赤
外光の偏光面を45度回転させてから前記被計測物体に
照射し、前記被計測物体で反射した光を赤外光と可視光
に分離し、前記分離した赤外光の偏光面をさらに45度
回転させ、前記偏光ビームスプリッタで反射して受光す
る光照射受光方法である。
ムスプリッタを透過した赤外光の偏光面を45度回転し
て前記被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した
赤外光の偏光面をさらに45度回転させることで、前記
被計測物体で反射した赤外光は、前記偏光ビームスプリ
ッタを透過する赤外光の偏光面と直交する偏光面の直線
偏光になり、前記偏光ビームスプリッタで反射する。そ
のため、前記赤外光を照射した方向と同じ方向に反射し
た赤外光を受光することができ、前記被計測物体で反射
した赤外光を受光し、撮像したときに、前記被計測物体
に赤外光があたっていない領域(オクルージョン領域)
が発生することを防ぐことができる。
被計測物体に照射することにより、前記被計測物体で反
射した赤外光を受光し、撮像する際の撮像範囲にあわせ
て光を照射することができ、撮影範囲外の無駄な領域に
照射される光の量を低減し、光を有効利用することがで
きる。また、前記発光した赤外光を透過して被計測物体
に照射することにより、発光した赤外光の光量のほぼ1
00%を被計測物体に照射できる。また、前記偏光ビー
ムスプリッタでは、前記被計測物体で反射した赤外光の
光量の50%から100%の光量の光が反射する。その
ため、前記偏光ビームスプリッタを反射して受光される
赤外光の光量は、発光した赤外光の光量の50%から1
00%の光量であり、光のロスが少なくなる。また、前
記被計測物体で反射した光には、赤外光のほかに、可視
光が含まれているため、前記被計測物体で反射した光を
赤外光と可視光に分離することで、赤外光と可視光を別
々に受光でき、前記赤外光のみの像と前記可視光の像を
撮像することができ、被計測物体の形状及び色の情報を
得ることができる。
前記第12の発明において、前記被計測物体で反射した
光は、コールドミラーを用い、赤外光を透過させ、可視
光を反射させて分離する光照射受光方法である。前記第
13の発明によれば、前記コールドミラーを用いて赤外
光を透過し、可視光を反射させることにより、前記コー
ルドミラーを通ることによる赤外光及び可視光のロスが
ほとんどなく、光を有効利用することができる。
前記第12の発明において、前記被計測物体で反射した
光は、ホットミラーを用い、赤外光を反射させ、可視光
を透過させて分離する光照射受光方法である。前記第1
4の発明によれば、前記ホットミラーを用いて赤外光を
反射させ、可視光を透過することにより、前記ホットミ
ラーを通ることによる赤外光及び可視光のロスがほとん
どなく、光を有効に利用することができる。
施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。なお、実
施例を説明するための全図において、同一機能を有する
ものは、同一符号をつけ、その繰り返しの説明は省略す
る。
よる実施形態1の光照射受光装置の概略構成を示す模式
図である。図1において、1Aは光照射受光装置、2は
被計測物体、3は発光手段、301は光源、302は照
射角調節手段、4は撮像手段、5は光軸一致手段、50
1は偏光ビームスプリッタ、502はλ/4波長板、6
は焦点調節手段である。また、図1に示した矢印のう
ち、実線の矢印は被計測物体に照射する光の進路を示
し、破線の矢印は受光する光の進路を示す。また、実線
の矢印に添えたsはs偏光であることを示し、破線の矢
印に添えたpはp偏光であることを示す。
1に示すように、被計測物体2に照射する光を発光する
発光手段3と、前記被計測物体2で反射した光を受光し
て撮像する撮像手段4と、前記被計測物体2に照射する
光の光軸と前記撮像手段4で受光する光の光軸とを一致
させる光軸一致手段5と、前記撮像手段4で撮像する像
の焦点を調節する焦点調節手段6とにより構成されてい
る。また、前記発光手段3は、単色かつ直線偏光の光を
発光する光源301と、前記光源301で発光した光の
照射角を調節する照射角調節手段302とを備える。
の偏光面の向きに応じて、光を反射あるいは透過させる
偏光ビームスプリッタ501と、入射した光の偏光面を
45度回転させるλ/4波長板502とを備え、前記λ
/4波長板502は、前記偏光ビームスプリッタ501
と前記被計測物体2との間に配置されている。
では、図1に示したように、前記光軸一致手段5及び前
記焦点調節手段6は、前記被計測物体2と前記撮像手段
4とを結ぶ直線上に、前記被計測物体2側から、前記焦
点調節手段6、前記光軸一致手段5の順に配置されてい
る。
光面が前記偏光ビームスプリッタ501で反射される向
きになり、かつ、前記偏光ビームスプリッタ501で反
射した光が前記被計測物体2に照射されるように配置さ
れ、前記照射角調節手段302は、前記光源301と前
記偏光ビームスプリッタ501の間に配置されている。
光源301で発光した単色かつ直線偏光の光は、前記照
射角調節手段302で照射角を調節した後、前記偏光ビ
ームスプリッタ501に入射される。このとき、前記偏
光ビームスプリッタ501に入射する光はs偏光である
ため、前記偏光ビームスプリッタ501で反射する。前
記偏光ビームスプリッタ501で反射した照射光は、前
記λ/4波長板で偏光面を45度回転させて円偏光にし
た後、前記焦点調節手段6を通して前記被計測物体2に
照射される。
直線偏光であり、前記偏光ビームスプリッタ501でほ
ぼ100%反射するため、前記光源301で発光した光
の光量のほぼ100%を前記被計測物体2に照射するこ
とができる。前記被計測物体2に光を照射する場合、少
なくとも、前記撮像手段4で撮影する範囲(撮影画角)
の全域に照射する必要があるが、前記光を照射する領域
が広すぎる場合は、単位面積あたりの光量が低下して光
の利用効率が低下するとともに、撮影した画像の精度が
低下する。そのため、前記照射角調節手段により、前記
被計測物体2の光が照射される領域が、前記撮影画角と
同等あるいは撮影画角よりもやや広くなるように調節す
る。
光装置1Aの動作を説明するための模式図であり、それ
ぞれ、前記被計測物体に照射する光の照射角の調節方法
を説明するための模式図である。前記光照射受光装置1
Aを用いて、例えば、図2に示すように、前記焦点調節
手段6により、前記撮像手段4で撮影する範囲を、前記
被計測物体2の一部の狭い領域S1に設定した場合、前
記光源301で発光した光が、前記狭い領域S1内全体
を照射していればよい。そのため、前記照射角調節手段
302により、前記狭い領域S1と同じ領域、あるいは
前記狭い領域S1よりもやや広い領域を照射するように
照射角を調節する。
例えば、図3に示すように、前記焦点調節手段6によ
り、前記撮像手段4で撮影する範囲を、前記被計測物体
2の広い領域S2に設定した場合は、前記光源301で
発光した光で、前記広い領域S2内全体を照射しなけれ
ばならない。そのため、前記照射角調節手段302によ
り、前記広い領域S2と同じ領域、あるいは前記広い領
域S2よりもやや広い領域を照射するように照射角を調
節する。また、前記撮像手段4の撮影範囲は、前記焦点
調節手段6の調節により、図2及び図3に示した場合以
外も考えられるが、その場合も、前記撮像手段4の撮影
範囲に合わせて、前記照射角調節手段302により光の
照射範囲を調節する。
離を変化させて、前記撮像手段4の撮影範囲(撮影画
角)を変更したときに、その変化に合わせて、前記照射
角調節手段302により光の照射角(照射領域)を変更
することにより、前記光照射受光装置1Aから照射する
光のほとんどを前記撮影画角内に照射でき、照射した光
の光量をほぼ100%利用することができる。そのた
め、前記発光手段3で発光した光を有効に利用すること
ができる。
前記被計測物体2で反射した光が同じ光路を通るため、
前記撮像手段4で撮影する範囲を変更するときに、前記
照射角調節手段302で照射角を調節するだけでよい。
そのため、撮影範囲を効率よく照射するための制御が容
易になる。またこのとき、前記照射角調節手段302
を、前記焦点調節手段6と連動させることにより、前記
撮像手段4で撮影する範囲に照射することができ、光量
を有効に利用することができる。
射し、図1に示したように、再び前記焦点調節手段6を
通して前記λ/4波長板502に入射し、再び偏光面が
45度回転する。前記被計測物体2からの反射光は、一
般に、円偏光と無偏光が混合した状態であり、前記円偏
光は前記λ/4波長板502で直線偏光に戻る。このと
きの偏光面は、前記光源301で発光した光の偏光面に
対して90度回転した状態、すなわちp偏光であるた
め、前記偏光ビームスプリッタ501を透過し、前記撮
像手段4で受光される。
であり、前記λ/4波長板502により各偏光面が均一
に回転するだけなので、無偏光のまま前記偏光ビームス
プリッタ501に入射される。このとき、前記無偏光の
一部、すなわち偏光面が前記偏光ビームスプリッタ50
1を透過する向きの成分だけが透過し、残りの成分は反
射する。そのため、前記撮像手段4で受光する光の光量
は、前記被計測物体2で反射した光の円偏光と無偏光の
混合比に依存するが、前記被計測物体2で反射した光の
光量の、おおよそ50%から100%となる。
前記被計測物体2に照射する光の光軸を、前記撮像手段
4で受光する光の光軸と一致させているため、前記撮像
手段4で撮影する領域内に光があたらない領域(オクル
ージョン領域)が発生しない。また、前記光源301で
発光した光の光量のほぼ100%を前記被計測物体2に
照射でき、前記被計測物体2で反射した光の光量の50
%から100%を前記撮像手段4で受光することができ
るので、従来のハーフミラーを用いた装置に比べ、撮像
に利用できる光量を増加することができる。
具体的な構成例を示す模式図である。本実施形態1の光
照射受光装置1Aは、主に、前記被計測物体2の三次元
形状を測定したり、パターン認識をしたりするのに用い
られる三次元形状測定装置として用いられ、前記光源3
01として、図4に示すように、パルスレーザ光を発光
する半導体レーザ発振器301を用いる。
ー動作及び光を増幅するゲート付きMCP401及びリ
レーレンズ402が設けられた撮像カメラ403を用い
る。また、必要に応じて前記λ/4波長板502と前記
撮像カメラ403の間に、前記半導体レーザ発振器30
1で発光したレーザパルス光の波長以外の波長の光を除
去するバンドパスフィルタ404を設ける。また、前記
焦点調節手段6は、例えば、焦点距離の短いCマウント
レンズ601と、焦点距離延長レンズ602を組み合わ
せて用いる。
簡単に説明すると、まず、前記半導体レーザ発振器30
1でレーザパルス光を発光する。前記レーザパルス光
は、前記照射角調節手段302で、前記レーザパルス光
の照射角が前記撮像カメラで撮影する範囲(撮像画角)
と同等あるいはやや広くなるように調節して前記偏光ビ
ームスプリッタ501に入射する。
は、前記レーザパルス光がs偏光になるように配置され
ており、前記偏光ビームスプリッタ501で反射し、前
記λ/4波長板502で円偏光になり、前記焦点延長レ
ンズ602及び前記Cマウントレンズ601を通って前
記被計測物体2に照射される。前記被計測物体2に照射
され、反射したレーザパルス光は、再び前記Cマウント
レンズ601及び焦点距離延長レンズ602を通り、前
記λ/4波長板502に入射する。
うち円偏光の光は、前記半導体レーザ発振器301で発
光したレーザパルス光の偏光面と直交する偏光面のパル
ス光になるため、前記偏光ビームスプリッタ501を透
過する。また、前記反射したレーザパルス光の無偏光成
分は、前記偏光ビームスプリッタ501が透過する偏光
面に近い成分が透過する。
た光は、前記バンドパスフィルタ404に入射され、前
記半導体レーザ光源301で発光したレーザパルス光の
波長以外の外光成分が除去される。なお、前記三次元形
状測定装置を用いた計測を暗室で行う場合や、前記レー
ザパルス光の強度が前記外光の強度よりも十分に大きい
場合には、前記バンドパスフィルタ404を設けなくて
もよい。前記バンドパスフィルタ404を通過した光
は、前記ゲート付きMCP401を用いて高速のシャッ
ター動作をさせながら、前記リレーレンズ402を通し
て前記撮像カメラ403で光の像を撮影する。
射した光には、前記半導体レーザ発振器301から前記
被計測物体2までの距離と、前記被計測物体2から前記
撮像カメラ403までの距離の和に応じた時間差があ
る。そのため、高速のシャッター動作をさせながら像を
撮影することにより、撮影された画像には、単位時間内
に到達した光の光量に応じた濃淡が現われる。そこで、
前記撮像した画像の濃淡値にもとづき、飛行時間法を用
いて、撮影した画像の各点に対する前記被計測物体まで
の距離を求めることにより、前記被計測物体の形状を求
めることができる。
射受光装置によれば、前記被計測物体2に照射する光の
光軸を、前記撮像手段4で受光する光の光軸と一致させ
ることにより、前記被計測物体2にオクルージョン領域
が発生するのを防ぐことができる。またこのとき、前記
照射角調節手段302を用いることにより、前記被計測
物体2の撮影領域(撮像画角)と同等あるいはやや広い
領域のみに光を照射することができ、光量を有効に利用
することができる。また、前記偏光ビームスプリッタ5
01及びλ/4波長板502を用いることにより、前記
撮像手段4で受光する光の光量が、前記光源301で発
光した光の光量の50%から100%になるため、従来
のハーフミラーを用いた装置に比べ、光の利用効率を高
くすることができる。
形態2の光照射受光装置の概略構成を示す模式図であ
る。図5において、1Bは光照射受光装置、2は被計測
物体、3は発光手段、301は光源、302は照射角調
節手段、4は撮像手段、5は光軸一致手段、501は偏
光ビームスプリッタ、502はλ/4波長板、6は焦点
調節手段である。また、図5に示した矢印のうち、実線
の矢印は被計測物体に照射する光の進路を示し、破線の
矢印は受光する光の進路を示す。また、実線の矢印に添
えたpはp偏光であることを示し、破線の矢印に添えた
sはs偏光であることを示す。
記実施形態1の光照射受光装置1Aと同様の構成であ
り、図5に示すように、前記光源301及び照射角調節
手段302を備える発光手段3と、前記撮像手段4と、
前記偏光ビームスプリッタ501及び前記λ/4波長板
502を備える光軸一致手段5と、前記焦点調節手段6
とにより構成されている。そのため、前記各構成要素の
説明は省略する。
て、前記実施形態1の光照射受光装置1Aと異なる点
は、前記発光手段3と前記撮像手段4の配置である。本
実施形態2の光照射受光装置1Bでは、前記発光手段3
の前記光源301は、発光した光の偏光面が、前記偏光
ビームスプリッタ501を透過する向きになるように配
置されている。また、前記撮像手段4は、前記被計測物
体からの反射光が、前記偏光ビームスプリッタ501で
反射する方向に配置されている。また、前記光源301
は、発光した光の偏光面が前記偏光ビームスプリッタ5
01で反射される向きになり、かつ、前記偏光ビームス
プリッタ501で反射した光が前記被計測物体2に照射
されるように配置され、前記照射角調節手段302は、
前記光源301と前記偏光ビームスプリッタ501の間
に配置されている。
前記光源301で発光した単色かつ直線偏光の光は、前
記照射角調節手段302で照射角を調節した後、前記偏
光ビームスプリッタ501に入射される。このとき、前
記偏光ビームスプリッタ501に入射する光はp偏光で
あるため、前記偏光ビームスプリッタ501を透過す
る。前記偏光ビームスプリッタ501を透過した照射光
は、前記λ/4波長板502で偏光面を45度回転させ
て円偏光にした後、前記焦点調節手段6を通して前記被
計測物体2に照射される。
直線偏光であり、前記偏光ビームスプリッタ501でほ
ぼ100%反射するため、前記光源301で発光した光
の光量のほぼ100%を前記被計測物体2に照射するこ
とができる。また、前記被計測物体2に光を照射する場
合には、前記実施形態1で説明したように、前記照射角
調節手段302により、前記被計測物体2の光が照射さ
れる領域が、前記撮影画角と同等あるいは撮影画角より
もやや広くなるように調節する。
図5に示したように、再び前記焦点調節手段6を通して
前記λ/4波長板502に入射し、再び偏光面が45度
回転する。前記被計測物体2からの反射光は、一般に、
円偏光と無偏光が混合した状態であり、前記円偏光は前
記λ/4波長板502で直線偏光に戻る。このときの偏
光面は、前記光源301で発光した光の偏光面に対して
90度回転した状態、すなわちs偏光であるため、前記
偏光ビームスプリッタ501で反射し、前記撮像手段4
で受光される。
であり、前記λ/4波長板502により各偏光面が均一
に回転するだけなので、無偏光のまま前記偏光ビームス
プリッタ501に入射される。このとき、前記無偏光の
一部、すなわち偏光面が前記偏光ビームスプリッタ50
1で反射する向きの成分だけが反射し、残りの成分は透
過する。そのため、前記撮像手段4で受光する光の光量
は、前記被計測物体2で反射した光の円偏光と無偏光の
混合比に依存するが、前記被計測物体2で反射した光の
光量の、おおよそ50%から100%となる。
前記被計測物体2に照射する光の光軸を、前記撮像手段
4で受光する光の光軸と一致させているため、前記撮像
手段4で撮影する領域内に光があたらない領域(オクル
ージョン領域)が発生しない。また、前記光源301で
発光した光の光量のほぼ100%を前記被計測物体2に
照射でき、前記被計測物体2で反射した光の光量の50
%から100%を前記撮像手段4で受光することができ
るので、従来のハーフミラーを用いた装置に比べ、撮像
に利用できる光量を増加することができる。本実施形態
2の光照射受光装置1Bも、前記実施形態1の光照射受
光装置1Aと同様に、主に、前記被計測物体の三次元形
状を測定したり、パターン認識をしたりするのに用いら
れる三次元形状測定装置として用いられるが、その具体
的な構成及び動作の説明については省略する。
射受光装置によれば、前記光軸一致手段5を用い、前記
被計測物体2に照射する光の方向と同じ方向に反射した
光を前記撮像手段4で受光することにより、前記被計測
物体2にオクルージョン領域が発生するのを防ぐことが
できる。またこのとき、前記照射角調節手段302を用
いることにより、前記被計測物体2の撮影領域(撮像画
角)と同等あるいはやや広い領域のみに光を照射するこ
とができ、光量を有効に利用することができる。また、
前記偏光ビームスプリッタ501及びλ/4波長板50
2を用いることにより、前記撮像手段4で受光する光の
光量が、前記光源301で発光した光の光量の50%か
ら100%になるため、従来のハーフミラーを用いた装
置に比べ、光の利用効率を高くすることができる。
形態3の光照射受光装置の概略構成を示す模式図であ
る。図6において、1Cは光照射受光装置、2は被計測
物体、3は発光手段、302は照射角調節手段、303
は赤外光源、4は第1撮像手段、5は光軸一致手段、5
01は偏光ビームスプリッタ、502はλ/4波長板、
6は焦点調節手段、7Aは光分離手段(コールドミラ
ー)、8は第2撮像手段である。また、図6に示した矢
印のうち、実線の矢印は被計測物体に照射する光の進路
を示し、破線の矢印は受光する光の進路を示す。また、
実線の矢印に添えたsはs偏光であることを示し、破線
の矢印に添えたpはp偏光であることを示す。
6に示すように、被計測物体2に照射する赤外光を発光
する発光手段3と、前記被計測物体2で反射した赤外光
を受光して撮像する第1撮像手段4と、前記被計測物体
2に照射する赤外光の光軸と、前記第1撮像手段4で受
光する赤外光の光軸を一致させる光軸一致手段5と、前
記第1撮像手段4で撮像する像の焦点を調節する焦点調
節手段6と、前記被計測物体2で反射した光を赤外光と
可視光に分離する光分離手段7Aと、前記光分離手段7
Aによって分離した可視光を受光して撮像する第2撮像
手段8とにより構成されている。
光を発光する赤外光源303と、前記赤外光源303で
発光した赤外光の照射角を調節する照射角調節手段30
2とを備える。また、前記光軸一致手段5は、入射する
光の偏光面の向きに応じて光を反射あるいは透過させる
偏光ビームスプリッタ501と、入射した光の偏光面を
45度回転させるλ/4波長板502とを備える。ま
た、前記光分離手段7A、前記λ/4波長板502は、
前記偏光ビームスプリッタ501と前記被計測物体2と
の間に、前記被計測物体2側から、前記光分離手段7、
前記λ/4波長板502の順に配置されている。
において、前記光分離手段7Aは、赤外光を透過し、可
視光を反射するコールドミラーであり、前記焦点調節手
段6、前記コールドミラー7A、前記λ/4波長板50
2、前記偏光ビームスプリッタ501は、図6に示した
ように、前記被計測物体2と前記第1撮像手段4とを結
ぶ直線上に、前記被計測物体2側から、前記焦点調節手
段6、前記コールドミラー7A、前記λ/4波長板50
2、前記偏光ビームスプリッタ501の順に配置されて
いる。
外光の偏光面が前記偏光ビームスプリッタ501で反射
する向きになり、かつ、前記偏光ビームスプリッタ50
1で反射した赤外光が前記被計測物体2に照射されるよ
うに配置されている。また、前記第2撮像手段8は、前
記被計測物体2からの可視光が前記コールドミラー7A
で反射する方向に配置されている。
前記赤外光源303で発光した直線偏光の赤外光は、前
記照射角調節手段302で照射角を調節した後、前記偏
光ビームスプリッタ501に入射される。このとき、前
記偏光ビームスプリッタ501に入射する赤外光はs偏
光であるため、前記偏光ビームスプリッタ501で反射
する。前記偏光ビームスプリッタ501で反射した赤外
照射光は、前記λ/4波長板502で偏光面を45度回
転させて円偏光にした後、前記コールドミラー7Aを透
過し、前記焦点調節手段6を通して前記被計測物体2に
照射される。
赤外光は直線偏光であり、前記偏光ビームスプリッタ5
01でほぼ100%反射する。また、前記赤外光は前記
コールドミラー7Aもほぼ100%透過するため、前記
赤外光源301で発光した赤外光の光量のほぼ100%
を前記被計測物体2に照射することができる。また、前
記被計測物体2に光を照射する場合には、前記実施形態
1で説明したように、前記照射角調節手段302によ
り、前記被計測物体2の光が照射される領域が、前記撮
影画角と同等あるいは撮影画角よりもやや広くなるよう
に調節する。
図6に示したように、再び前記焦点調節手段6を通して
前記コールドミラー7Aに入射する。このとき、前記被
計測物体2で反射した光は、前記赤外光と外光(可視
光)が含まれているが、赤外光は前記コールドミラー7
Aを透過し、可視光は前記コールドミラー7Aで反射す
る。前記コールドミラー7Aを透過した赤外光は、再び
前記λ/4波長板502に入射し、再び偏光面が45度
回転する。
般に、円偏光と無偏光が混合した状態であり、前記円偏
光は前記λ/4波長板502で直線偏光に戻る。このと
きの偏光面は、前記光源301で発光した光の偏光面に
対して90度回転した状態、すなわちp偏光であるた
め、前記偏光ビームスプリッタ501で反射し、前記撮
像手段4で受光される。
であり、前記λ/4波長板502により各偏光面が均一
に回転するだけなので、無偏光のまま前記偏光ビームス
プリッタ501に入射される。このとき、前記無偏光の
一部、すなわち偏光面が前記偏光ビームスプリッタ50
1で反射する向きの成分だけが反射し、残りの成分は透
過する。また、前記コールドミラー7Aは赤外光をほぼ
100%透過するため、前記撮像手段4で受光する光の
光量は、前記被計測物体2で反射した光の円偏光と無偏
光の混合比に依存するが、前記被計測物体2で反射した
光の光量の、おおよそ50%から100%となる。
可視光は、図6に示したように、第2撮像手段8で受光
し、撮像される。このとき、前記第2撮像手段8は、前
記第1撮像手段4で撮影する範囲と同じ範囲を撮影でき
るように光学的距離を調整しておく。
前記被計測物体2に照射する赤外光の光軸を、前記第1
撮像手段4で受光する赤外光の光軸と一致させているた
め、前記第1撮像手段4で撮影する領域内に赤外光があ
たらない領域(オクルージョン領域)が発生しない。
光量のほぼ100%を前記被計測物体2に照射でき、前
記被計測物体2で反射した赤外光の光量の50%から1
00%を前記撮像手段4で受光することができるので、
従来のハーフミラーを用いた装置に比べ、撮像に利用で
きる光量を増加することができる。
前記被計測物体2で反射した光から可視光を分離し、前
記第2撮像手段8で受光し、撮像することにより、前記
第1撮像手段4で撮影した範囲の色情報を取得すること
ができる。そのため、前記被計測物体2の形状及び色情
報を測定でき、前記被計測物体2を認識しやすくなる。
具体的な構成例を示す模式図である。本実施形態3の光
照射受光装置1Cは、主に、前記被計測物体の三次元形
状を測定したり、パターン認識をしたりするのに用いら
れる三次元形状測定装置として用いられ、前記赤外光源
303として、図4に示すように、パルスレーザ光を発
光する半導体レーザ発振器303を用いる。
有し、高速のシャッター動作及び増幅をするゲート付き
MCP401及びリレーレンズ402が設けられた撮像
カメラ403を用いる。また、必要に応じて前記λ/4
波長板502と前記撮像カメラ403の間に、前記赤外
半導体レーザ発振器303で発光したレーザパルス光の
波長以外の波長の光を除去するバンドパスフィルタ40
4を設ける。また、前記焦点調節手段6は、例えば、焦
点距離の短いCマウントレンズ601と、焦点距離延長
レンズ602を組み合わせて用いる。
簡単に説明すると、まず、前記赤外半導体レーザ発振器
303でレーザパルス光を発光する。前記レーザパルス
光は、前記照射角調節手段302で、前記レーザパルス
光の照射角が前記撮像カメラで撮影する範囲(撮像画
角)と同等あるいはやや広くなるように調節して前記偏
光ビームスプリッタ501に入射する。
03は、前記レーザパルス光がs偏光になるように配置
されており、前記偏光ビームスプリッタ501で反射
し、前記λ/4波長板502で円偏光になり、前記コー
ルドミラー7Aを透過し、前記焦点延長レンズ602及
び前記Cマウントレンズ601を通って前記被計測物体
2に照射される。
ーザパルス光は、再び前記Cマウントレンズ601及び
焦点距離延長レンズ602を通り、前記コールドミラー
7Aに入射する。このとき、反射した前記レーザパルス
光のうち円偏光の赤外光は、前記コールドミラー7Aを
透過し、前記λ/4波長板502で、前記赤外半導体レ
ーザ発振器303で発光したレーザパルス光の偏光面と
直交する偏光面のパルス光、すなわちp偏光になる。そ
のため、前記偏光ビームスプリッタ501を透過する。
また、前記反射したレーザパルス光の無偏光成分は、前
記偏光ビームスプリッタ501が透過する偏光面に近い
成分が透過する。
た光は、前記バンドパスフィルタ404に入射され、前
記赤外半導体レーザ光源303で発光したレーザパルス
光の波長以外の外光成分が除去される。前記バンドパス
フィルタ404を通過した光は、前記ゲート付きMCP
401を用いて高速のシャッター動作をさせながら、前
記リレーレンズ402を通して前記撮像カメラ403で
光の像を撮影する。
射した光には、前記半導体レーザ発振器から前記被計測
物体までの距離と、前記被計測物体から前記撮像カメラ
までの距離の和に応じた時間差がある。そのため、高速
のシャッター動作をさせながら像を撮影することによ
り、撮影された画像には、単位時間内に到達した光の光
量に応じた濃淡が現われる。そこで、前記撮像した画像
の濃淡値にもとづき、飛行時間法を用いて、撮影した画
像の各点に対する前記被計測物体までの距離を求めるこ
とにより、前記被計測物体の形状を求めることができ
る。
可視光は、前記コールドミラー7Aで反射するが、その
ままでは撮影した像の左右が入れ替わるため、ミラー9
でもう一度反射させ、像の左右を元に戻したあと、前記
第2撮像手段8で受光し、撮像する。
射受光装置によれば、前記光軸一致手段5を用い、前記
被計測物体2に照射する光の光軸を前記第1撮像手段4
で受光する光の光軸と一致させることにより、前記被計
測物体2にオクルージョン領域が発生するのを防ぐこと
ができる。またこのとき、前記照射角調節手段302を
用いることにより、前記被計測物体2の撮影領域(撮像
画角)と同等あるいはやや広い領域のみに光を照射する
ことができ、光量を有効に利用することができる。ま
た、前記偏光ビームスプリッタ501及びλ/4波長板
502を用いることにより、前記撮像手段4で受光する
光の光量が、前記光源301で発光した光の光量の50
%から100%になるため、従来のハーフミラーを用い
た装置に比べ、光の利用効率を高くすることができる。
また、前記光分離手段(コールドミラー)7Aを用いる
ことにより、前記被計測物体で反射した可視光を前記第
2撮像手段8で撮影することができ、前記被計測物体2
を認識するための情報量が増え、認識しやすくなる。
の変形例を示す模式図である。前記実施形態3の光照射
受光装置1Cでは、図6に示したように、前記焦点調節
手段6、前記コールドミラー7A、前記λ/4波長板5
02、前記偏光ビームスプリッタ501を、前記被計測
物体2と前記第1撮像手段4とを結ぶ直線上に、前記被
計測物体2側から、前記焦点調節手段6、前記コールド
ミラー7A、前記λ/4波長板502、前記偏光ビーム
スプリッタ501の順に配置しているが、これに限ら
ず、図8に示したように、前記被計測物体2と前記赤外
光発光手段3とを結ぶ直線上に、前記被計測物体2側か
ら、前記焦点調節手段6、前記コールドミラー7A、前
記λ/4波長板502、前記偏光ビームスプリッタ50
1の順に配置してもよい。
た赤外光の偏光面が前記偏光ビームスプリッタ501を
透過する向きになるように配置する。また、前記第1撮
像手段4は、前記被計測物体2で反射され、前記コール
ドミラー7A及び前記λ/4波長板502を通った赤外
光が前記偏光ビームスプリッタ501で反射する方向に
配置する。図8に示したような構成の場合、前記第1撮
像手段4で受光する光の光軸が前記被計測物体2に照射
する赤外光の光軸と一致するため、前記実施形態3の光
照射受光装置1Cと同じ効果を得ることができる。
形態4の光照射受光装置の概略構成を示す模式図であ
る。図9において、1Dは光照射受光装置、2は被計測
物体、3は発光手段、302は照射角調節手段、303
は赤外光源、4は第1撮像手段、5は光軸一致手段、5
01は偏光ビームスプリッタ、502はλ/4波長板、
6は焦点調節手段、7Bは光分離手段(ホットミラ
ー)、8は第2撮像手段である。また、図9に示した矢
印のうち、実線の矢印は被計測物体に照射する光の進路
を示し、破線の矢印は受光する光の進路を示す。また、
実線の矢印に添えたsはs偏光であることを示し、破線
の矢印に添えたpはp偏光であることを示す。
記実施形態3の光照射受光装置と同様の構成であり、図
9に示すように、赤外光源303と照射角調節手段30
2を備える発光手段3と、前記第1撮像手段4と、前記
偏光ビームスプリッタ501と前記λ/4波長板502
を備える前記光軸一致手段5と、前記焦点調節手段6
と、前記光分離手段7Bと、前記第2撮像手段8とによ
り構成されている。そのため、各構成要素の説明は省略
する。
て、前記実施形態3の光照射受光装置1Cと異なる点
は、前記光分離手段7Bとして、赤外光を反射し、可視
光を透過するホットミラーを用いる点と、前記各構成要
素の配置である。本実施形態4の光照射受光装置1Dで
は、前記ホットミラー7Bと前記焦点調節手段6は、図
9に示したように、前記被計測物体2と前記第2撮像手
段8とを結ぶ直線上に、前記被計測物体2側から前記焦
点調節手段6、前記ホットミラー7Bの順に配置され
る。
光ビームスプリッタ501は、前記被計測物体2からの
赤外光が前記ホットミラー7Bで反射する方向であり、
かつ、前記ホットミラー7Bと前記第1撮像手段4とを
結ぶ直線上に、前記λ/4波長板502、前記偏光ビー
ムスプリッタ501の順に配置される。また、前記赤外
光源303は、発光した赤外光の偏光面が前記偏光ビー
ムスプリッタ501で反射する向きになり、かつ、前記
被計測物体2に照射されるように配置されている。
前記赤外光源303で発光した直線偏光の赤外光は、前
記照射角調節手段302で照射角を調節した後、前記偏
光ビームスプリッタ501に入射される。このとき、前
記偏光ビームスプリッタ501に入射する赤外光はs偏
光であるため、前記偏光ビームスプリッタ501で反射
する。前記偏光ビームスプリッタ501で反射した赤外
照射光は、前記λ/4波長板502で偏光面を45度回
転させて円偏光にした後、前記ホットミラー7Bで反射
し、前記焦点調節手段6を通して前記被計測物体2に照
射される。
赤外光は直線偏光であり、前記偏光ビームスプリッタ5
01でほぼ100%反射する。また、前記ホットミラー
7Bもほぼ100%反射するため、前記赤外光源303
で発光した赤外光の光量のほぼ100%を前記被計測物
体2に照射することができる。また、前記被計測物体2
に光を照射する場合には、前記実施形態1で説明したよ
うに、前記照射角調節手段302により、前記被計測物
体2の光が照射される領域が、前記撮影画角と同等ある
いは撮影画角よりもやや広くなるように調節する。
図6に示したように、再び前記焦点調節手段6を通して
前記ホットミラー7Bに入射する。このとき、前記被計
測物体2で反射した光は、前記赤外光と外光(可視光)
が含まれているが、赤外光は前記ホットミラー7Bで反
射し、可視光は前記ホットミラー7Bを透過する。前記
ホットミラー7Bで反射した赤外光は、再び前記λ/4
波長板502に入射し、再び偏光面が45度回転する。
般に、円偏光と無偏光が混合した状態であり、前記円偏
光は前記λ/4波長板502で直線偏光に戻る。このと
きの偏光面は、前記赤外光源303で発光した光の偏光
面に対して90度回転した状態、すなわちp偏光である
ため、前記偏光ビームスプリッタ501で反射し、前記
撮像手段4で受光される。
であり、前記λ/4波長板502により各偏光面が均一
に回転するだけなので、無偏光のまま前記偏光ビームス
プリッタ501に入射される。このとき、前記無偏光の
一部、すなわち偏光面が前記偏光ビームスプリッタ50
1で反射する向きの成分だけが反射し、残りの成分は透
過する。また、前記ホットミラー7は赤外光をほぼ10
0%反射するため、前記撮像手段4で受光する光の光量
は、前記被計測物体2で反射した光の円偏光と無偏光の
混合比に依存するが、前記被計測物体2で反射した光の
光量の、おおよそ50%から100%となる。
視光は、図9に示したように、第2撮像手段8で受光
し、撮像される。このとき、前記第2撮像手段8は、前
記第1撮像手段4で撮影する範囲と同じ範囲を撮影でき
るように光学的距離を調整しておく。
前記被計測物体2に照射する赤外光の光軸を、前記第1
撮像手段4で受光する赤外光の光軸と一致させているた
め、前記第1撮像手段4で撮影する領域内に赤外光があ
たらない領域(オクルージョン領域)が発生しない。
光量のほぼ100%を前記被計測物体2に照射でき、前
記被計測物体2で反射した赤外光の光量の50%から1
00%を前記撮像手段4で受光することができるので、
従来のハーフミラーを用いた装置に比べ、撮像に利用で
きる光量を増加することができる。
記被計測物体2で反射した光から可視光を分離し、前記
第2撮像手段8で受光し、撮像することにより、前記第
1撮像手段4で撮影した範囲の色情報を取得することが
できる。そのため、前記被計測物体2の形状及び色情報
を測定でき、前記被計測物体2を認識しやすくなる。
に、前記被計測物体の三次元形状を測定したり、パター
ン認識をしたりするのに用いられる三次元形状測定装置
として用いられるが、その具体的な構成及び動作は、前
記実施形態3の装置と同様であるため、その説明は省略
する。
射受光装置によれば、前記光軸一致手段5を用い、前記
被計測物体2に照射する光の光軸を前記第1撮像手段4
で受光する光の光軸と一致させることにより、前記被計
測物体2にオクルージョン領域が発生するのを防ぐこと
ができる。またこのとき、前記照射角調節手段302を
用いることにより、前記被計測物体2の撮影領域(撮像
画角)と同等あるいはやや広い領域のみに光を照射する
ことができ、光量を有効に利用することができる。
びλ/4波長板502を用いることにより、前記撮像手
段4で受光する光の光量が、前記光源301で発光した
光の光量の50%から100%になるため、従来のハー
フミラーを用いた装置に比べ、光の利用効率を高くする
ことができる。また、前記光分離手段(ホットミラー)
7Bを用いることにより、前記被計測物体で反射した可
視光を前記第2撮像手段8で撮影することができ、前記
被計測物体2を認識するための情報量が増え、認識しや
すくなる。
置の変形例を示す模式図である。前記実施形態4の光照
射受光装置1Dでは、図9に示したように、前記λ/4
波長板502及び前記偏光ビームスプリッタ501を、
前記被計測物体2からの赤外光が前記ホットミラー7B
で反射する方向であり、かつ、前記ホットミラー7Bと
前記第1撮像手段4とを結ぶ直線上に、前記λ/4波長
板502、前記偏光ビームスプリッタ501の順に配置
しているが、これに限らず、図10に示すように、前記
ホットミラー7Bと前記発光手段3との間に、前記ホッ
トミラー7B側から、前記λ/4波長板502、前記偏
光ビームスプリッタ501の順に配置してもよい。
赤外光源303は、発光した赤外光の偏光面が前記偏光
ビームスプリッタ501を透過するような向きに配置
し、前記第1撮像手段4は、前記被計測物体2で反射さ
れ、前記ホットミラー7B及び前記λ/4波長板502
を通った赤外光が、前記偏光ビームスプリッタ501で
反射する方向に配置することで、前記実施形態4の光照
射受光装置1Dと同じ効果を得ることができる。
体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種
々変更可能であることはもちろんである。
以下のとおりである。 (1)発光手段で発光した光を被計測物体に照射し、前
記被計測物体からの反射光を受光して撮像する光照射受
光装置において、オクルージョン領域をなくすことがで
きる。 (2)発光手段で発光した光を被計測物体に照射し、前
記被計測物体からの反射光を受光して撮像する光照射受
光装置において、撮像範囲と照射範囲の調節を容易にす
ることができる。 (3)発光手段で発光した光を被計測物体に照射し、前
記被計測物体からの反射光を受光して撮像する光照射受
光装置において、発光手段で発光した光のロスを低減す
ることができる。 (4)発光手段で発光した光を被計測物体に照射し、前
記被計測物体からの反射光を受光して撮像する光照射受
光装置において、オクルージョン領域をなくし、かつ、
撮影範囲と照射範囲の調節を容易にするとともに、発光
手段で発光した光のロスを低減することができる。
略構成を示す模式図である。
るための模式図である。
るための模式図である。
例を示す模式図である。
略構成を示す模式図である。
略構成を示す模式図である。
例を示す模式図である。
す模式図である。
略構成を示す模式図である。
示す模式図である。
の模式図である。
るための模式図である。
るための模式図である。
るための模式図である。
るための模式図である。
物体、3…発光手段、301…光源、302…照射角調
節手段、303…赤外光源、4…撮像手段(第1撮像手
段)、401…ゲート付きMCP、402…リレーレン
ズ、403…撮像カメラ、404…バンドパスフィル
タ、5…光軸一致手段、501…変更ビームスプリッ
タ、502…λ/4波長板、6…焦点調節手段、7A…
コールドミラー、7B…ホットミラー、8…第2撮像手
段、9…ミラー、10…ハーフミラー。
Claims (14)
- 【請求項1】 被計測物体に照射する光を発光する発光
手段と、前記被計測物体で反射した光を受光して撮像す
る撮像手段と、前記被計測物体に照射する光の光軸と前
記撮像手段で受光する光の光軸とを一致させる光軸一致
手段と、前記撮像手段で撮像する像の焦点を調節する焦
点調節手段とを備える光照射受光装置であって、前記発
光手段は、単色かつ直線偏光の光を発光する光源と、前
記光源で発光した光の照射角を調節する照射角調節手段
とを備え、前記光軸一致手段は、入射する光の偏光面の
向きに応じて、光を反射あるいは透過させる偏光ビーム
スプリッタと、入射した光の偏光面を45度回転させる
λ/4波長板とを備え、前記λ/4波長板は、前記偏光
ビームスプリッタと前記被計測物体との間に配置されて
いることを特徴とする光照射受光装置。 - 【請求項2】 前記光軸一致手段及び前記焦点調節手段
は、前記被計測物体と前記撮像手段とを結ぶ直線上に、
前記被計測物体側から、前記焦点調節手段、前記光軸一
致手段の順に配置され、前記光源は、発光した光の偏光
面が前記偏光ビームスプリッタで反射される向きにな
り、かつ、前記偏光ビームスプリッタで反射した光が前
記被計測物体に照射されるように配置され、前記照射角
調節手段は、前記光源と前記偏光ビームスプリッタの間
に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光
照射受光装置。 - 【請求項3】 前記光軸一致手段及び前記焦点調節手段
は、前記被計測物体と前記発光手段とを結ぶ直線上に、
前記被計測物体側から、前記焦点調節手段、前記光軸一
致手段の順に配置され、前記光源は、発光した光の偏光
面が、前記偏光ビームスプリッタを透過する向きになる
ように配置され、前記撮像手段は、前記被計測物体から
の反射光が、前記偏光ビームスプリッタで反射する方向
に配置されており、前記照射角調節手段は、前記光源と
前記偏光ビームスプリッタの間に配置されていることを
特徴とする請求項1に記載の光照射受光装置。 - 【請求項4】 被計測物体に照射する赤外光を発光する
赤外光発光手段と、前記被計測物体で反射した赤外光を
受光して撮像する第1撮像手段と、前記被計測物体に照
射する赤外光の光軸と、前記第1撮像手段で受光する赤
外光の光軸を一致させる光軸一致手段と、前記第1撮像
手段で撮像する像の焦点を調節する焦点調節手段と、前
記被計測物体で反射した光を赤外光と可視光に分離する
光分離手段と、前記光分離手段によって分離した可視光
を受光して撮像する第2撮像手段を備える光照射受光装
置であって、前記赤外光発光手段は、直線偏光の赤外光
を発光する赤外光源と、前記赤外光源で発光した赤外光
の照射角を調節する照射角調節手段とを備え、前記光軸
一致手段は、入射する光の偏光面の向きに応じて光を反
射あるいは透過させる偏光ビームスプリッタと、入射し
た光の偏光面を45度回転させるλ/4波長板とを備
え、前記光分離手段及び前記λ/4波長板は、前記偏光
ビームスプリッタと前記被計測物体との間に、前記被計
測物体側から、前記光分離手段、前記λ/4波長板の順
に配置されていることを特徴とする光照射受光装置。 - 【請求項5】 前記光分離手段は、赤外光を透過し、可
視光を反射するコールドミラーであり、前記焦点調節手
段、前記コールドミラー、前記λ/4波長板、及び前記
偏光ビームスプリッタは、前記被計測物体と前記第1撮
像手段とを結ぶ直線上に、前記被計測物体側から、前記
焦点調節手段、前記コールドミラー、前記λ/4波長
板、前記偏光ビームスプリッタの順に配置され、前記赤
外光源は、発光した赤外光の偏光面が前記偏光ビームス
プリッタで反射する向きになり、かつ、前記偏光ビーム
スプリッタで反射した赤外光が前記被計測物体に照射さ
れるように配置され、前記第2撮像手段は、前記被計測
物体からの可視光が前記コールドミラーで反射する方向
に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の光
照射受光装置。 - 【請求項6】 前記光分離手段は、赤外光を透過し、可
視光を反射するコールドミラーであり、前記焦点調節手
段、前記コールドミラー、前記λ/4波長板、及び前記
偏光ビームスプリッタは、前記被計測物体と前記赤外光
発光手段とを結ぶ直線上に、前記被計測物体側から、前
記焦点調節手段、前記コールドミラー、前記λ/4波長
板、前記偏光ビームスプリッタの順に配置され、前記赤
外光源は、発光した赤外光の偏光面が前記偏光ビームス
プリッタを透過する向きになるように配置され、前記第
1撮像手段は、前記被計測物体で反射され、前記コール
ドミラー及び前記λ/4波長板を通った赤外光が前記偏
光ビームスプリッタで反射する方向に配置され、前記第
2撮像手段は、前記被計測物体からの可視光が前記コー
ルドミラーで反射する方向に配置されていることを特徴
とする請求項4に記載の光照射受光装置。 - 【請求項7】 前記光分離手段は、赤外光を反射し、可
視光を透過するホットミラーであり、前記ホットミラー
と前記焦点調節手段は、前記被計測物体と前記第2撮像
手段とを結ぶ直線上に、前記被計測物体側から前記焦点
調節手段、前記ホットミラーの順に配置され、前記λ/
4波長板及び前記偏光ビームスプリッタは、前記被計測
物体からの赤外光が前記ホットミラーで反射する方向で
あり、かつ、前記ホットミラーと前記第1撮像手段とを
結ぶ直線上に、前記λ/4波長板、前記偏光ビームスプ
リッタの順に配置され、前記赤外光源は、発光した赤外
光の偏光面が前記偏光ビームスプリッタで反射する向き
になり、かつ、前記被計測物体に照射されるように配置
されていることを特徴とする請求項4に記載の光照射受
光装置。 - 【請求項8】 前記光分離手段は、赤外光を反射し、可
視光を透過するホットミラーであり、前記ホットミラー
と前記焦点調節手段は、前記被計測物体と前記第2撮像
手段とを結ぶ直線上に、前記被計測物体側から、前記焦
点調節手段、前記ホットミラーの順に配置され、前記偏
光ビームスプリッタ及び前記λ/4波長板は、前記ホッ
トミラーと前記赤外光発光手段との間に、前記ホットミ
ラー側から、前記λ/4波長板、前記偏光ビームスプリ
ッタの順に配置され、前記赤外光源は、発光した赤外光
の偏光面が前記偏光ビームスプリッタを透過するような
向きに配置され、前記第1撮像手段は、前記被計測物体
で反射され、前記ホットミラー及び前記λ/4波長板を
通った赤外光が、前記偏光ビームスプリッタで反射する
方向に配置されていることを特徴とする請求項4に記載
の光照射受光装置。 - 【請求項9】 被計測物体に照射する照射光を発光し、
前記照射光の照射角を調節し、前記照射角を調節した照
射光を被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した
反射光を受光する光照射受光方法において、単色かつ直
線偏光の照射光を発光し、前記照射角を調節した照射光
を偏光ビームスプリッタで反射させ、前記偏光ビームス
プリッタで反射させた照射光の偏光面を45度回転させ
てから前記被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射
した反射光の偏光面をさらに45度回転させ、前記偏光
ビームスプリッタを透過させて受光することを特徴とす
る光照射受光方法。 - 【請求項10】 被計測物体に照射する照射光を発光
し、前記照射光の照射角を調節し、前記照射角を調節し
た照射光を被計測物体に照射し、前記被計測物体で反射
した反射光を受光する光照射受光方法において、単色か
つ直線偏光の照射光を発光し、前記照射角を調節した照
射光を偏光ビームスプリッタで透過させ、前記偏光ビー
ムスプリッタを透過した照射光の偏光面を45度回転さ
せてから前記被計測物体に照射し、前記被計測物体で反
射した反射光の偏光面をさらに45度回転させ、前記偏
光ビームスプリッタで反射させて受光することを特徴と
する光照射受光方法。 - 【請求項11】 直線偏光の赤外光を発光し、前記赤外
光の照射角を調節し、前記照射角を調節した赤外光を被
計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した赤外光及
び可視光を受光する光照射受光方法において、前記照射
角を調節した赤外光を偏光ビームスプリッタで反射さ
せ、前記偏光ビームスプリッタで反射させた赤外光の偏
光面を45度回転させてから前記被計測物体に照射し、
前記被計測物体で反射した光を赤外光と可視光に分離
し、前記分離した赤外光の偏光面をさらに45度回転さ
せ、前記偏光ビームスプリッタを透過させて受光するこ
とを特徴とする光照射受光方法。 - 【請求項12】 直線偏光の赤外光を発光し、前記赤外
光の照射角を調節し、前記照射角を調節した赤外光を被
計測物体に照射し、前記被計測物体で反射した赤外光及
び可視光を受光する光照射受光方法において、前記照射
角を調節した赤外光を偏光ビームスプリッタで透過し、
前記偏光ビームスプリッタで反射させた赤外光の偏光面
を45度回転させてから前記被計測物体に照射し、前記
被計測物体で反射した光を赤外光と可視光に分離し、前
記分離した赤外光の偏光面をさらに45度回転させ、前
記偏光ビームスプリッタで反射して受光することを特徴
とする光照射受光方法。 - 【請求項13】 前記被計測物体で反射した光は、コー
ルドミラーを用い、赤外光を透過させ、可視光を反射さ
せて分離することを特徴とする請求項11または請求項
12に記載の光照射受光方法。 - 【請求項14】 前記被計測物体で反射した光は、ホッ
トミラーを用い、赤外光を反射させ、可視光を透過させ
て分離することを特徴とする請求項11または請求項1
2に記載の光照射受光方法。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007526453A (ja) * | 2004-01-28 | 2007-09-13 | カネスタ インコーポレイテッド | 単一チップの赤、緑、青、距離(rgb−z)センサー |
JP2008126984A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2011530097A (ja) * | 2008-08-03 | 2011-12-15 | マイクロソフト インターナショナル ホールディングス ビイ.ヴイ. | ローリングカメラシステム |
JP2013545976A (ja) * | 2010-10-25 | 2013-12-26 | 株式会社ニコン | 装置、光学アセンブリ、物体を検査又は測定する方法、及び構造体を製造する方法 |
JP2019090647A (ja) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 株式会社サキコーポレーション | 検査装置の投射ユニットにおける液晶表示素子の位置決定方法 |
JP2022173534A (ja) * | 2019-12-25 | 2022-11-18 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
WO2023119797A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 株式会社Jvcケンウッド | 撮像装置及び撮像方法 |
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- 2001-12-10 JP JP2001375625A patent/JP3766326B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007526453A (ja) * | 2004-01-28 | 2007-09-13 | カネスタ インコーポレイテッド | 単一チップの赤、緑、青、距離(rgb−z)センサー |
JP2008126984A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Nippon Seiki Co Ltd | ヘッドアップディスプレイ装置 |
JP2011530097A (ja) * | 2008-08-03 | 2011-12-15 | マイクロソフト インターナショナル ホールディングス ビイ.ヴイ. | ローリングカメラシステム |
JP2013545976A (ja) * | 2010-10-25 | 2013-12-26 | 株式会社ニコン | 装置、光学アセンブリ、物体を検査又は測定する方法、及び構造体を製造する方法 |
US9625368B2 (en) | 2010-10-25 | 2017-04-18 | Nikon Corporation | Apparatus, optical assembly, method for inspection or measurement of an object and method for manufacturing a structure |
JP2019090647A (ja) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 株式会社サキコーポレーション | 検査装置の投射ユニットにおける液晶表示素子の位置決定方法 |
JP2022173534A (ja) * | 2019-12-25 | 2022-11-18 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
WO2023119797A1 (ja) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 株式会社Jvcケンウッド | 撮像装置及び撮像方法 |
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