JP2003279314A - 投影装置、および照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線状光源で発生する光を効率良く集光させ
て、対象物に対して照射される光の強度を効率良く増加
させることができる照射装置を提供する。 【解決手段】 線状発光部１１Ｌの長手方向を、照射装
置１１から対象物に照射される光の光軸ＬＰに沿って配
置して、線状発光領域１１ａと光軸ＬＰとが重なり合う
状態に設定し、また、線状発光部１１Ｌの周囲に、反射
面１１ＲＡが、光軸ＬＰに対して平行に位置ずれした軸
を有する放物線を光軸ＬＰの回りに回転させた軌跡によ
って形成される２重凹面のうち、外側の凹面によって形
成される凹面反射鏡１１Ｒを配置し、線状発光領域１１
ａから光軸ＬＰに対して垂直な方向に発せられた光が反
射面１１ＲＡにおいて反射されて、光軸ＬＰ上の焦点Ｏ
２付近に集光するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に対して光
を照射する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、投影装置によって対象物に縞状等
のパターンを投影し、撮影装置によって対象物に投影さ
れたパターンを撮影し、そのパターンの歪みを解析する
ことによって対象物の三次元形状を測定するパターン投
影型画像入力装置が三次元形状測定装置の１つとして知
られている。パターン投影型画像入力装置に用いられる
投影装置においては、発光部に小さな点光源を用い、そ
の周囲に回転楕円面や回転放物面を反射面の形状とする
反射鏡を配置することによって、点光源で発生する光を
対象物に効率良く集光させ、対象物に照射されるパター
ンの照度を増加させたりすることが可能であった。

【０００３】しかし、対象物から少し離れた位置からパ
ターンを照射して形状を測定しなければならない場合
や、投影装置と撮影装置との位置関係に制約がある場合
などには、投影装置と対象物との距離を近づけることが
できないため、対象物に投影されるパターンの照度を高
く維持することができず、対象物に対して投影されるパ
ターンの像を感度良く検出して、対象物の三次元形状を
高精度に測定することができないといった問題があっ
た。

【０００４】このような問題を解決する手段として、光
源の単位時間当たりの絶対発光量を大きくする手段が考
えられる。例えば、発光部にキセノン管などの線状光源
を用いる場合を考えると、理論上、単位時間当たりの発
光量自体は電圧、コンデンサ容量を増加させることによ
って、光源の単位時間当たりの絶対発光量を増加させる
ことができる。しかし、その一方で、実用上、発光管内
の容量を増やす必要があり、結果的に発光部の大型化を
招く。したがって、単位時間当たりの絶対発光量を増加
させた線状光源で発生する光は反射鏡で集光するのが困
難となり、集光効率が低下するため、線状光源は集光用
途に適さず、例えば、カメラのフラッシュなど光を発散
させる照射装置に用いられることが多い状況であった。

【０００５】ところが、現存する点光源と比較して、線
状光源の単位時間当たりの絶対発光量は明らかに大きく
することができるため、単位時間当たりの絶対光量が点
光源では不足する用途向けには、効率良く集光させるこ
とができないものの、単位時間当たりの絶対光量の大き
な線状光源を用いて、非効率的に線状光源から発せられ
る光の出力を上げていく必要性があった。そして、線状
光源を用いた照射装置としては、例えば、特開平５−３
１３００５号公報において、光軸に沿って配置された線
状光源と、その線状光源の周囲に曲率の異なる２つの回
転楕円面を結合させた曲面を反射面の形状とする反射鏡
とを備えた照射装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た照射装置は、対象物に対して照射される光の均一化を
図ることはできるものの、線状光源で発生する光を効率
良く集光させることができないため、対象物に対して照
射される光の照度を効率良く増加させることができない
といった問題があった。

【０００７】そして、このような問題は、パターン投影
型画像入力装置に用いられる投影装置に限らず、対象物
に照射する光の強度を効率良く増加させることが望まれ
る場合一般に共通する問題となっている。

【０００８】そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなさ
れたものであって、線状光源で発生する光を効率良く集
光させて、対象物に対して照射される光の強度を効率良
く増加させることができる照射装置を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、三次元形状測定装置におい
て、対象物に対して所定の光を投影するための投影装置
であって、長手方向が前記対象物に投影される光の光軸
に沿って配置される線状発光部と、前記線状発光部の周
囲に配置された凹面反射鏡とを備え、前記凹面反射鏡の
反射面の少なくとも一部が、前記光軸に対して平行に位
置ずれした軸を有する放物線を光軸回りに回転させた軌
跡によって形成される２重凹面のうち、外側の凹面によ
り形成されたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項２の発明は、対象物に対して
光を照射するための照射装置であって、長手方向が前記
対象物に照射される光の光軸に沿って配置される線状発
光部と、前記線状発光部の周囲に配置された凹面反射鏡
とを備え、前記凹面反射鏡の反射面の少なくとも一部
が、前記光軸に対して平行に位置ずれした軸を有する放
物線を光軸回りに回転させた軌跡によって形成される２
重凹面のうち、外側の凹面により形成されたことを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１２】＜パターン投影型画像入力装置１の概要＞
図１は、本発明の実施形態に係るパターン投影型画像入
力装置１を示す模式的平面図である。図１に示すよう
に、パターン投影型画像入力装置１は、投影装置１０と
撮影装置２０とを備えている。なお、図１にはお互いに
直交するＸ，Ｙ，Ｚの三軸を示しており、このうちＸ軸
は鉛直軸となっている。

【００１３】まず、投影装置１０について説明する。投
影装置１０は対象物に対して所定のパターンを投影する
装置であり、ここでは、一例として、周期的な縞状パタ
ーンを投影させる。そして、投影装置１０は、対象物に
投影させるための投影光を生成するための照射装置１
１、照射装置１１から照射される光線を縞状パターンに
変換する縞状パターン生成部１３、縞状パターン生成部
１３において変換されて射出される縞状パターンの像を
対象物の表面上に結像させるための投影レンズ系１４、
および、光源制御部１５を備えて構成される。この投影
装置１０はＺ軸に対して周期的に変化する縞状パターン
を、投影装置１０に対向して配置される対象物に対して
投影するものであり、縞状パターンを構成する各ライン
はＸ方向に平行なラインとなる。

【００１４】図２および図３は、照射装置１１の斜視模
式図および断面模式図である。図２および図３に示すよ
うに、照射装置１１は、主にキセノン管などの線状発光
領域１１ａを有する発光管（線状発光部）１１Ｌと、凹
面反射鏡１１Ｒとから構成される。そして、線状発光部
１１Ｌは、長手方向が、照射装置１１から縞状パターン
生成部１３に照射されて、対象物に投影されるパターン
を形成する光の軸（光軸）ＬＰ（Ｙ方向）に沿って配置
される。つまり、実質的には線状発光領域１１ａと光軸
ＬＰとが重なり合う状態に設定される。また、凹面反射
鏡１１Ｒは、線状発光部１１Ｌの周囲に配置され、図３
に示すように、線状発光部１１Ｌにおける線状発光領域
１１ａから光軸ＬＰに対して垂直な方向に発せられた光
が凹面反射鏡１１Ｒの内面側である反射面１１ＲＡにお
いて反射されて、光軸ＬＰ上の点Ｏ２付近に集光するよ
うに形成されている。また、ここでは、凹面反射鏡１１
Ｒの開口１１ＯＰの形状は真円となるように設定されて
いる。この凹面反射鏡１１Ｒの反射面１１ＲＡの形状に
ついては後で詳述する。

【００１５】図１に戻って説明を続ける。

【００１６】照射装置１１の線状発光部１１Ｌから発せ
られた光は反射面１１ＲＡによって反射されて、収束光
となって、縞状パターン生成部１３へ集光され、縞状パ
ターン生成部１３および投影レンズ系１４を通って対象
物に照射される。

【００１７】縞状パターン生成部１３は、照射装置１１
から光軸ＬＰの方向（Ｙ方向）に沿って所定距離だけ離
隔して設置され、照射装置１１の反射面１１ＲＡによっ
て縞状パターン生成部１３へ集光された光をＺ軸に沿っ
て周期的にブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド
（Ｒ）の三つの色が繰り返し並べられた縞状パターンに
変換する。

【００１８】図４は縞状パターン生成部１３の斜視模式
図である。図４に示すように、縞状パターン生成部１３
は、Ｚ軸に沿って周期的にの３つの色にそれぞれ対応す
る有効透過帯域を持った領域Ｒ，Ｇ，Ｂが繰り返し並べ
られた縞状パターンを有するカラーフィルタ板３３によ
って構成され、カラーフィルタ板３３の板面は照射装置
１１からの光の光軸ＬＰに対してほぼ垂直な状態となる
ように設置することが好ましい。カラーフィルタ板３３
の具体例としては、ＢＧＲの三色に対応するように顔料
を調合して透明ガラス板上に印刷することによって作製
されるものがある。

【００１９】投影レンズ系１４は、縞状パターン生成部
１３から光軸方向（Ｙ方向）に沿って所定距離だけ離隔
して設置され、投影レンズ系１４から対象物に対して射
出される光束の大きさなどを調節するための絞りなどを
備えている。

【００２０】照射装置１１からカラーフィルタ板３３に
到達する光のうち、カラーフィルタ板３３の、透過領域
Ｂ，Ｇ，Ｒのそれぞれに入射した光は、実質的にＢ色、
Ｇ色、Ｒ色の成分だけがそれぞれの領域Ｂ，Ｇ，Ｒを透
過する。

【００２１】この結果、照射装置１１から放射される光
は、カラーフィルタ板３３によってＢＧＲのカラー光の
縞状パターンを有する光に変換され、対象物にはこの縞
状パターンが投影されることとなる。

【００２２】光源制御部１５は、照射装置１１に発光用
の電力供給を行うとともに、撮影装置２０に対して撮影
タイミングを指示するように構成される。これにより、
撮影装置２０では照射装置１１の発光と同期して撮影動
作を行うことが可能となる。

【００２３】図５は、パターン投影型画像入力装置１の
使用例を示す図であり、ここでは、不透明な表面を持つ
対象物５の三次元形状を測定する。縞状パターンに変換
された光を投影光として投影装置１０から射出し、対象
物５の表面に周期的な縞状パターンを投影させ、対象物
５に投影された縞状パターンの像を撮影装置２０で撮影
する。ここでは、対象物５の表面には、カラーフィルタ
板３３によって生成された縞状パターンが投影され、撮
影装置２０は、ＢＧＲの３つのカラー光ごとにパターン
中の像を検出する撮像素子２２を備え、対象物５に投影
された縞状パターンの像を撮影する。

【００２４】次に、撮影装置２０について説明する。撮
影装置２０は、対象物に投影された縞状パターンの像を
撮影する装置であり、対象物に投影される縞状パターン
の空間的な歪みを良好に撮影することができるように、
Ｚ軸方向に関して投影装置１０から所定間隔だけ離隔し
て設置される。

【００２５】撮影装置２０は、対象物に投影された縞状
パターンの像を撮像素子２２に導く撮影レンズ２１、Ｃ
ＣＤエリアセンサ等で構成された撮像素子２２、撮像素
子２２から得られる１枚ずつの画像データを記憶するメ
モリ２３、メモリ２３に格納された画像データに基づい
て所定の演算を行うことにより、縞状パターンの歪みの
位置および量を求める演算部２４、および、投影装置１
０の光源制御部１５からの指示によって照射装置１１の
発光と同期して撮像素子２２を制御する撮影制御部２５
を備えて構成される。

【００２６】また、図示を省略しているが、演算部２４
によって求められる、対象物に投影された縞状パターン
の歪みの位置および量は、撮影装置２０に接続される外
部装置（コンピュータなど）に対して出力されるように
構成され、外部装置において縞状パターンの歪みの位置
および量を三角測量の原理に基づいて解析することによ
り対象物の三次元形状を導出することが可能である。

【００２７】＜反射面１１ＲＡの形状について＞次に、
凹面反射鏡１１Ｒの反射面１１ＲＡの形状について説明
する。

【００２８】図６から図９は、反射面１１ＲＡの形状に
ついて説明する図である。なお、図６から図９において
も、方位関係を明確とするために、図１などと対応する
ように、お互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三軸を示してい
る。

【００２９】まず、図６に示すように、Ｙ軸を軸とし
て、原点Ｏを頂点とする放物線Ｌ１を設定する。

【００３０】次に、図７に示すように、Ｙ軸に対して平
行な直線をＹ軸からＺ方向にずらした軸６Ｃを設定す
る。そして、軸６Ｃを中心として放物線Ｌ１を軸６Ｃの
まわりに回転させると、放物線Ｌ１の描く軌跡が２つの
凹面が結合したような２重凹面を形成する。

【００３１】図８は、２重凹面がＹＺ平面と交差する部
分について示している。軸６Ｃを中心として放物線Ｌ１
を軸６Ｃのまわりに回転させると、図８に示すように、
放物線Ｌ１を軸６Ｃで分割した分割放物線Ｌ１ａ（太
線），Ｌ１ｂ（太鎖線）をそれぞれ軸６Ｃを中心として
軸６Ｃのまわりに回転させたこととなる。そして、分割
放物線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂをそれぞれ軸６Ｃを中心として軸
６Ｃのまわりに回転して描かれる軌跡がＹＺ平面と交差
する部分は、分割放物線Ｌ２ａ（細線），Ｌ２ｂ（細鎖
線）からなる放物線Ｌ２、および放物線Ｌ１となり、放
物線Ｌ２は軸６Ｃを基準として放物線Ｌ１と対象な放物
線となる。なお、分割放物線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは放物線Ｌ
２を軸６Ｃで分割したものとなっている。

【００３２】したがって、放物線Ｌ１を軸６Ｃを中心と
して軸６Ｃのまわりに回転させて形成される軌跡は、分
割放物線Ｌ１ａ，Ｌ２ａによって形成される曲線を軸６
Ｃを中心として軸６Ｃのまわりに回転させた際に形成さ
れる凹面と、分割放物線Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂによって形成さ
れる曲線を軸６Ｃを中心として軸６Ｃのまわりに回転さ
せた際に形成される凹面とが結合した２重凹面を形成す
る。

【００３３】次に、上述した２重凹面を形成する２つの
凹面のうち、外側の凹面、つまりは、分割放物線Ｌ１
ａ，Ｌ２ａを含む凹面から、その一部の面を反射面１１
ＲＡの形状に適用すべく「軸ずれ回転放物面」として選
出する。

【００３４】図９は、軸ずれ回転放物面とＹＺ平面とが
交差する部分を示している。図９に示すように、軸ずれ
回転放物面とＹＺ平面とが交差する部分は、図８におい
て示した分割放物線Ｌ１ａ，Ｌ２ａの一部にあたる部分
放物線Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａとなる。なお、図９では、ＹＺ平
面と交差する部分しか示していないが、軸ずれ回転放物
面は、部分放物線Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａを軸６Ｃを中心として
軸６Ｃのまわりに回転させた軌跡によって形成された形
状となっている。

【００３５】そして、最終的に、反射面１１ＲＡの形状
に適用すべく設定された「軸ずれ回転放物面」を、図３
に示す反射面１１ＲＡの形状に適用する際には、上述し
た軸ずれ回転放物面を設定する際に用いた軸６Ｃが照射
装置１１の光軸ＬＰとなるようにして、反射面１１ＲＡ
の形状が設定される。

【００３６】つまり、ここでは、照射装置１１の凹面反
射鏡１１Ｒの反射面１１ＲＡが、光軸ＬＰに対して平行
に位置ずれした軸を有する放物線Ｌ１を光軸ＬＰ回りに
回転させた軌跡によって形成される２重凹面のうち、外
側の凹面の一部である軸ずれ回転放物面によって形成さ
れたこととなる。

【００３７】＜投影装置の出力比較＞次に、本実施形態
における照射装置１１および従来の照射装置をパターン
投影型画像入力装置に適用した場合に、投影レンズ系１
４から射出される光の単位時間当たりの光量を比較す
る。図１０は、回転楕円面を反射面の形状とした照射装
置１１Ｂを示す図であり、図３に示す凹面反射鏡１１Ｒ
を、回転楕円面を反射面の形状とした凹面反射鏡１８Ｒ
に入れ替えたものとなっている。なお、ここでは、図３
と同様な部分については同様な符号を付しており、説明
を省略する。

【００３８】図１０に示す照射装置１１Ｂでは、反射面
１８ＲＡの形状は回転楕円面であり、線状発光部１１Ｌ
の線状発光領域１１ａのＹ方向の中点Ｏ３が反射面１８
ＲＡの一方の焦点となるようにし、光軸ＬＰ上の点Ｏ２
に他方の焦点を持つように構成される。また、ここで
は、凹面反射鏡１８Ｒの開口１８ＯＰの形状および大き
さは、凹面反射鏡１１Ｒのものと同様となっている。

【００３９】図１１は、軸ずれ回転放物面と回転楕円面
とが結合した面を反射面の形状とした照射装置１１Ｃを
示す図であり、図３に示す凹面反射鏡１１Ｒを、軸ずれ
回転放物面と回転楕円面とが結合した面を反射面の形状
とした凹面反射鏡１９Ｒに入れ替えたものとなってい
る。つまり、照射装置１１Ｃは、図３に示す照射装置１
１と、図１０に示した照射装置１１Ｂとの中間にあたる
ものである。なお、ここでも、図３と同様な部分につい
ては同様な符号を付しており、説明を省略する。

【００４０】図１１に示す照射装置１１Ｃでは、凹面反
射鏡１９Ｒの反射面１９ＲＡのうち、線状発光領域１１
ａのＹ方向の＋Ｙ側から半分の区間１９ｘおよび区間１
９ｘの＋Ｙ側が図３に示す反射面１１ＲＡの形状である
軸ずれ回転放物面と同様な曲面から構成され、線状発光
領域１１ａのＹ方向の−Ｙ側から半分の区間１９ｙおよ
び区間１９ｙの−Ｙ側が回転楕円面から構成される。つ
まり、反射面１９ＲＡのうちの区間１９ｘについては、
図３に示す反射面１１ＲＡと同様に、線状発光領域１１
ａから光軸ＬＰに対して垂直な方向に発せられた光が反
射面１９ＲＡにおいて反射されて、光軸ＬＰ上の点Ｏ２
付近に集光するように形成される。また、反射面１９Ｒ
Ａのうちの区間１９ｙについては、線状発光領域１１ａ
の区間１９ｙの中点Ｏ４が反射面１９ＲＡの一方の焦点
となるようにし、光軸ＬＰ上の点Ｏ２に他方の焦点を持
つように構成される。また、ここでは、凹面反射鏡１９
Ｒの開口１９ＯＰの形状および大きさは、凹面反射鏡１
１Ｒ，１８Ｒのものと同様となっている。

【００４１】そして、図３に示す凹面反射鏡１１Ｒ（反
射面形状：軸ずれ回転放物面）、図１０に示す凹面反射
鏡１８Ｒ（反射面形状：回転楕円面＋軸ずれ回転放物
面）、図１１に示す凹面反射鏡１９Ｒ（反射面形状：回
転楕円面）をそれぞれ有する照射装置１１，１１Ｂ，１
１Ｃを、図１に示すようなパターン投影型画像入力装置
１に組み込み、投影レンズ系１４から射出される光の単
位時間当たりの光量について、シミュレーションにおい
て得られる結果の一例を表１に示している。なお、ここ
では、光軸ＬＰ上の点Ｏ２は、すべての反射面１１Ｒ
Ａ，１８ＲＡ，１９ＲＡを設定する際に共通する点とな
っており、凹面反射鏡１１Ｒ，１８Ｒ，１９Ｒ以外の条
件は、すべて一定条件としている。また、表１では、凹
面反射鏡１８Ｒを用いたときに得られる単位時間当たり
の光量を基準の１００として示している。

【００４２】

【表１】

【００４３】ここでは、表１に示すように、回転楕円面
を反射面の形状とした従来の凹面反射鏡１８Ｒを用いた
場合を基準に比較すると、回転楕円面と軸ずれ回転放物
面とが結合した曲面を反射面の形状とした凹面反射鏡１
９Ｒを用いた場合の方が１．３１倍の単位時間当たりの
光量を得ることができ、さらに、軸ずれ回転放物面を反
射面の形状とした凹面反射鏡１１Ｒを用いた場合の方が
１．３４倍の単位時間当たりの光量を得ることができ
る。つまり、回転楕円面を反射面１８ＲＡの形状とした
従来の凹面反射鏡１８Ｒを用いた場合よりも、軸ずれ回
転放物面を反射面のすべてまたは一部に用いた凹面反射
鏡１１Ｒ，１９Ｒを用いた場合の方が線状発光部１１Ｌ
から射出される光を効率良く集光させて、対象物に対し
て照射される光の強度を効率良く増加させることができ
る。

【００４４】また、表１に示すように、反射面を占める
軸ずれ回転放物面の割合の増加に伴って、測定される単
位時間当たりの光量が高くなる。つまり、凹面反射鏡の
反射面を占める軸ずれ回転放物面の割合が高い方が、線
状発光部１１Ｌから射出される光を効率良く集光させ
て、対象物に対して照射される光の強度を効率良く増加
させるためには好ましい。

【００４５】したがって、凹面反射鏡の反射面の全部ま
たは一部を軸ずれ放物面によって形成することによっ
て、対象物に投影される光の強度を効率良く増加させる
ことができるため、撮影装置２０において撮影される画
像は特に明るくなり、画像から縞状パターンの歪みを検
出する際のＳ／Ｎ比（縞状パターンに対応する画像信号
／ノイズ比）が大きく増加して三次元形状の解析精度が
特に高くなる。つまり、光の利用効率が高くなり、遠方
などの対象物の三次元形状を高精度に測定することがで
きる。

【００４６】以上のように、本実施形態においては、投
影装置に用いられる照射装置において、線状発光部の長
手方向を対象物に照射される光の光軸に沿って配置し、
また、線状発光部の周囲に、反射面の少なくとも一部が
光軸に対して平行に位置ずれした軸を有する放物線を光
軸回りに回転させた軌跡によって形成される２重凹面の
うち、外側の凹面によって形成される凹面反射鏡を配置
することによって、線状発光部で発生する光を効率良く
集光させて、対象物に対して投影される光の強度を効率
良く増加させることができるため、三次元測定装置にお
いて、パターンの像を感度良く検出して、対象物の三次
元形状を高精度に測定することができる。

【００４７】＜変形例＞以上、この発明の実施形態につ
いて説明したが、この発明は上記に説明した内容のもの
に限定されるものではない。

【００４８】◎例えば、上述した実施形態においては、
三次元形状測定装置の一例として、縞状パターンを対象
物に照射させるパターン投影型画像入力装置を例にとっ
て説明したが、これに限られるものではなく、対象物に
投影した光像を検出することにより対象物の三次元形状
を測定するような三次元形状測定装置であれば良い。

【００４９】◎また、上述した実施形態においては、線
状発光領域１１ａから光軸ＬＰに対して垂直に射出され
る光を反射する反射面の全体が軸ずれ回転放物面からな
る凹面反射鏡１１Ｒ、および、反射面の約半分が軸ずれ
回転放物面からなり、残りの約半分が回転楕円面からな
る凹面反射鏡１９Ｒを例示して説明したが、これに限ら
れるものではなく、反射面の少なくとも一部が軸ずれ回
転放物面からなる凹面反射鏡であれは良い。

【００５０】◎また、上述した実施形態においては、反
射面の少なくとも一部が軸ずれ回転放物面からなる凹面
反射鏡として、Ｙ方向のある区間については、光軸ＬＰ
を中心として全周にわたって軸ずれ回転放物面となるよ
うな反射面を例示して説明したが、これに限られるもの
ではなく、軸ずれ回転放物面をＹ方向のある区間につい
て光軸ＬＰを中心とした全周ではなく、全周のうちの一
部に軸ずれ回転放物面を含むような反射面からなる凹面
反射鏡であっても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、線状発光部の長手方向を対象物に照射される光
の光軸に沿って配置し、また、線状発光部の周囲に、反
射面の少なくとも一部が光軸に対して平行に位置ずれし
た軸を有する放物線を光軸回りに回転させた軌跡によっ
て形成される２重凹面のうち、外側の凹面によって形成
される凹面反射鏡を配置することによって、線状発光部
で発生する光を効率良く集光させて、対象物に対して投
影される光の強度を効率良く増加させることができるた
め、三次元形状測定装置において、対象物に投影される
光像を感度良く検出して、対象物の三次元形状を高精度
に測定することができる。

【００５２】また、請求項２の発明によれば、線状発光
部の長手方向を対象物に照射される光の光軸に沿って配
置し、また、線状発光部の周囲に、反射面の少なくとも
一部が光軸に対して平行に位置ずれした軸を有する放物
線を光軸回りに回転させた軌跡によって形成される２重
凹面のうち、外側の凹面によって形成される凹面反射鏡
を配置することによって、線状発光部で発生する光を効
率良く集光させて、対象物に対して照射される光の強度
を効率良く増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパターン投影型画像入力装置を示
す模式的平面図である。

【図２】照射装置の斜視模式図である。

【図３】照射装置の断面模式図である。

【図４】縞状パターン生成部の斜視模式図である。

【図５】パターン投影型画像入力装置の使用例を示す図
である。

【図６】反射面の形状について説明する図である。

【図７】反射面の形状について説明する図である。

【図８】反射面の形状について説明する図である。

【図９】反射面の形状について説明する図である。

【図１０】回転楕円面を反射面の形状とした照射装置を
示す図である。

【図１１】軸ずれ回転放物面と回転楕円面とが結合した
面を反射面の形状とした照射装置を示す図である。

【符号の説明】

１ パターン投影型画像入力装置 ５ 対象物 １０ 投影装置 １１ 照射装置 １１ａ 線状発光領域 １１Ｌ 線状発光部 １１Ｒ，１８Ｒ，１９Ｒ， 凹面反射鏡 １１ＲＡ，１８ＲＡ，１９ＲＡ 反射面 Ｌ１ 放物線 ＬＰ 光軸

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA53 FF09 GG03 GG16 HH06 HH07 JJ03 JJ26 LL19 LL22 QQ24 2G051 AA90 AB20 BA08 BA20 BB11 BB15 CA03 CA04 CB01 EA14 2H052 BA02 BA03 BA09 BA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元形状測定装置において、対象物に
   対して所定の光を投影するための投影装置であって、 長手方向が前記対象物に投影される光の光軸に沿って配
   置される線状発光部と、 前記線状発光部の周囲に配置された凹面反射鏡と、を備
   え、 前記凹面反射鏡の反射面の少なくとも一部が、 前記光軸に対して平行に位置ずれした軸を有する放物線
   を光軸回りに回転させた軌跡によって形成される２重凹
   面のうち、外側の凹面により形成されたことを特徴とす
   る投影装置。
2. 【請求項２】 対象物に対して光を照射するための照射
   装置であって、 長手方向が前記対象物に照射される光の光軸に沿って配
   置される線状発光部と、 前記線状発光部の周囲に配置された凹面反射鏡と、を備
   え、 前記凹面反射鏡の反射面の少なくとも一部が、 前記光軸に対して平行に位置ずれした軸を有する放物線
   を光軸回りに回転させた軌跡によって形成される２重凹
   面のうち、外側の凹面により形成されたことを特徴とす
   る照射装置。