JP2016011930A - 三次元データの連結方法、測定方法、測定装置、構造物製造方法、構造物製造システム、及び形状測定プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】三次元データの連結を効率的に行う。
【解決手段】測定対象物について取得される複数の三次元データを連結する三次元データの連結方法であって、測定対象物のライブビュー画像を表示することと、第1の三次元データを取得する際に撮像される測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示することと、オーバーレイ画像の表示状態を変更することと、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結することとを含む
【選択図】図5
【解決手段】測定対象物について取得される複数の三次元データを連結する三次元データの連結方法であって、測定対象物のライブビュー画像を表示することと、第1の三次元データを取得する際に撮像される測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示することと、オーバーレイ画像の表示状態を変更することと、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結することとを含む
【選択図】図5
Description
本発明は、三次元データの連結方法、測定方法、測定装置、構造物製造方法、構造物製造システム、及び形状測定プログラムに関する。
測定対象物の三次元形状を測定する手法として、例えば位相シフト法が知られている。位相シフト法を用いた形状測定装置は、投影部、撮像部、及び制御部を備えている。この投影部は、正弦波状の光強度の分布を有する縞状のパターン光(以下、構造光という。)を測定対象物に投影する。この際、撮像部は、4種類の異なる位相の構造光がそれぞれ測定対象物に投影されるときに、それぞれ測定対象物を撮像して4つの位相画像を取得する。制御部は、撮像部が撮像した4つの画像における各画素の信号強度に関するデータを所定の演算式に当てはめ、測定対象物の面形状に応じた各画素における縞の位相値を求める。そして、演算部は、三角測量の原理を利用して、各画素における縞の位相値から測定対象物の三次元データ(例えば、点群データ)を算出する。この位相シフト法を利用した装置は、例えば、特許文献1に開示されている。
上記の場合において、例えば測定対象物が撮像部の撮像視野に収まらないときには、測定対象物の異なる位置をそれぞれ測定して算出した、各三次元データを連結することで測定対象物全体の三次元形状を測定することができる。三次元データをつなぎ合わせは、例えば三次元データの一部同士を重ねあわせて行う。また、三次元データの一部同士を重ね合わせる際には、測定対象物の同じ領域における三次元データ同士を重ね合わせる。
三次元データの一部同士を重ね合わせる処理では、まず測定対象物の第1部分の画像を撮像し、次に第1部分の画像と一部が重なるように第2部分の画像を撮像し、それぞれ三次元データを算出する。この第1部分の画像と第2部分の画像との重複部分の範囲は、予め設定されている。例えば、この重複部分の範囲は、第1部分の画像と第2部分の画像とが、3つ以上の共通の特徴領域を互いに含む範囲となるように設定される。この特徴領域は、例えば第1部分の画像及び第2部分の画像の各画像内の領域であって、他の領域に対して輝度(信号強度)が変化していることにより識別可能な領域である。この場合、輝度(信号強度)の変化は、測定対象物の形状や表面の光反射率等の変化等に基づくものである。そして、第1部分及び第2部分の各三次元データにおいて、重複して撮像された部分同士を重ねるようにして、第1部分の三次元データと第2部分の三次元データとを連結する。このとき、第1部分の三次元データと第2部分の三次元データとで共通の座標データとなる上記3つの特徴領域の画素をサーチして、第1部分と第2部分との重複部分を判断する。三次元データを複数回連結する場合には、順次新たな三次元データを重ねていくようにする。
しかしながら、従来では、第1部分の画像と第2部分の画像とがどの程度重複しているのかを確認しながら撮像することが困難であったため、撮像に手間がかかってしまい、三次元データの連結を効率的に行うことが困難であった。
以上のような事情に鑑み、本発明は、三次元データの連結を効率的に行うことを目的とする。
本発明の第1態様に従えば、測定対象物について取得される複数の三次元データを連結する三次元データの連結方法であって、測定対象物のライブビュー画像を表示することと、第1の三次元データを取得する際に撮像される測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示することと、オーバーレイ画像の表示状態を変更することと、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結することとを含む三次元データの連結方法が提供される。
本発明の第2態様に従えば、測定対象物の三次元形状を測定する測定方法であって、測定対象物についての複数の三次元データを取得することと、本発明の第1態様に従う三次元データの連結方法を用いて複数の三次元データを連結することと、連結された結果に基づいて、測定対象物の三次元形状を算出することとを含む測定方法が提供される。
本発明の第3態様に従えば、測定対象物の三次元形状を測定する測定装置であって、測定対象物を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像される画像を表示する表示部と、測定対象物のライブビュー画像を撮像部に撮像させ、ライブビュー画像を表示部に表示させる動作と、測定対象物の第1の三次元データを取得する際に測定対象物の画像の一部を撮像部で撮像させ、測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示部に表示させる動作と、オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作と、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結する動作と、を行わせる制御部と、連結された結果に基づいて、測定対象物の三次元形状を算出する算出部とを備える測定装置が提供される。
本発明の第4態様に従えば、構造物の形状に関する設計情報を作製することと、設計情報に基づいて前記構造物を作製することと、作製された構造物の形状を測定する本発明の第2態様に従う形状測定方法と、形状測定方法によって得られた構造物の形状に関する形状情報と設計情報とを比較することとを含む構造物製造方法が提供される。
本発明の第5態様に従えば、構造物の形状に関する設計情報を作製する設計装置と、設計情報に基づいて構造物を作製する成形装置と、作製された構造物の形状を測定する本発明の第3態様に従う測定装置と、測定装置によって得られた構造物の形状に関する形状情報と設計情報とを比較する検査装置とを含む構造物製造システムが提供される。
本発明の第6態様に従えば、測定対象物の三次元形状を測定する測定装置に含まれるコンピュータに、測定対象物のライブビュー画像を表示する処理と、第1の三次元データを取得する際に撮像される測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示する処理と、オーバーレイ画像の表示状態を変更する処理と、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結する処理とを実行させる形状測定プログラムが提供される。
本発明の態様によれば、三次元データの連結を効率的に行うことができる。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る形状測定装置の一例を示す図である。なお、図1において、紙面の右方向をX軸とし、X軸と直交するある方向をY軸とし、X軸及びY軸と直交する方向をZ軸としている。形状測定装置1は、位相シフト法を用いて測定対象物2の三次元形状を測定する装置である。形状測定装置1は、図1に示すように、投影部10と、撮像部50と、演算処理部60と、表示装置70と、筐体90とを備える。形状測定装置1は、投影部10、撮像部50、演算処理部60及び表示装置70が持ち運び可能な筐体90に収容された構成となっている。
図1は、第1実施形態に係る形状測定装置の一例を示す図である。なお、図1において、紙面の右方向をX軸とし、X軸と直交するある方向をY軸とし、X軸及びY軸と直交する方向をZ軸としている。形状測定装置1は、位相シフト法を用いて測定対象物2の三次元形状を測定する装置である。形状測定装置1は、図1に示すように、投影部10と、撮像部50と、演算処理部60と、表示装置70と、筐体90とを備える。形状測定装置1は、投影部10、撮像部50、演算処理部60及び表示装置70が持ち運び可能な筐体90に収容された構成となっている。
投影部10は、第1の方向D1(図1のX軸方向)に沿った光強度分布を有するライン状の投影光100を生成する。そして、投影部10は、生成した投影光100を第1の方向とは異なる第2の方向D2(図1のY軸方向)に沿って走査することにより、投影領域200に対して構造光101を投影する。第1実施形態の構造光101は、位相シフト法で用いる構造光である。なお、構造光101、投影領域200、及び特徴領域の詳細については後述する(図3及び図4参照)。
投影部10は、図1に示すように、光生成部20と、投影光学系30と、走査部40とを有する。光生成部20は、投影光100を生成する。投影光学系30は、光生成部20で生成された投影光100を投影する。投影光学系30から出射された投影光100は、走査部40を介して測定対象物2または測定対象物2の近傍に向けて投影される。走査部40は、投影光100を第2の方向D2(図1のY軸方向)に走査する。
撮像部50は、測定対象物2を撮像する。撮像部50は、投影部10の位置と異なる位置に配置されている。撮像部50は、投影光100が投影された測定対象物2を、投影部10による投影方向とは異なる方向から撮像する。撮像部50は、例えば構造光101が投影された測定対象物2の像(以下、「測定像」と表記する。)を撮像する。また、撮像部50は、例えば自然光による測定対象物2の像(以下、「参照像」と表記する。)を撮像する。参照像は、静止画像及びライブビュー画像を含む。
撮像部50は、受光光学系51及び撮像装置52を有している。撮像部50としては、モノクロカメラが用いられる。受光光学系51は、測定対象物2の表面において、投影光100が投影された部分を含む領域の像を撮像装置52に結像させる光学系である。受光光学系51は、例えば複数のレンズが用いられる。撮像装置52は、受光光学系51によって結像された像に基づいて測定対象物2の画像データを生成するとともに、生成した画像データを記憶する。
演算処理部60は、光生成部20による投影光100の生成を制御する。また、演算処理部60は、走査部40による投影光100の走査と、撮像部50による測定対象物2の撮像とを同期させるように、走査部40及び撮像部50を制御する。また、演算処理部60は、自然光による測定対象物2の像を撮像するように撮像部50を制御する。また、演算処理部60は、撮像部50が撮像した画像データにおける各画素の輝度データ(信号強度)に基づいて、測定対象物2の三次元形状を算出する。
次に、図2を参照して形状測定装置1に含まれる投影部10、撮像部50、及び演算処理部60の詳細な構成について説明する。図2は、図1に示す形状測定装置1の詳細構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように3軸座標系を設定した場合、図2においては、紙面の右方向がX軸となり、紙面の上方向がZ軸となり、紙面の裏から表に向かう方向がY軸となる。図2に示すように、投影部10は、レーザコントローラ21、レーザダイオード(光源)22、投影光学系30、及び走査部40を有している。図1に示す光生成部20は、レーザコントローラ21及びレーザダイオード22を含む。
レーザコントローラ21は、制御部62からの指令信号に基づいてレーザダイオード22によるレーザ光の照射を制御する。例えば、レーザコントローラ21は、後述するように、制御部62からの指令信号に基づいて、走査部40による投影光100の走査と同期するようにレーザ光の光強度を変化させることが可能となっている。なお、制御部62については後述する。レーザダイオード22は、レーザコントローラ21からの制御信号に基づいてレーザ光を照射する光源である。レーザダイオード22は、例えば赤色光を射出する赤色レーザダイオードと、緑色光を射出する緑色レーザダイオードと、青色光を射出する青色レーザダイオードとを有している。
投影光学系30は、上述したように、投影光100を投影する。投影光学系30は、一つまたは複数の透過光学素子または反射光学素子によって構成される。
走査部40は、投影光学系30から出射された投影光100を、例えば、ミラー等の反射光学素子を用いて反射し、その反射角を変化させることにより投影光100を第2の方向D2(図2のY軸方向)に走査する。走査部40を構成する反射光学素子の一例として、静電気でミラーを共振させて投影光100の反射角を変化させるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーが用いられる。第2の方向D2は、第1の方向D1(図2のX軸方向)と異なる測定対象物2上の方向である。例えば、第1の方向D1と第2の方向D2とは直交している。
MEMSミラーは、図1に示すように紙面内の振動中心AXを軸として方向S(図1参照)に振動し、投影光100を所定の反射角で反射させつつ、その反射角を変化させる。MEMSミラーによる第2の方向D2の走査幅(つまり、投影領域200における第2の方向D2の長さ)は、MEMSミラーの振動方向Sの振幅によって決定される。また、MEMSミラーにより投影光100が第2の方向D2に走査される速度は、MEMSミラーの角速度(つまり、共振周波数)によって決定される。また、MEMSミラーを振動させることにより、投影光100を往復して走査可能となる。投影光100の走査の開始位置は任意である。例えば、投影領域200の端から投影光100の走査が開始されるほかに、投影領域200の略中央付近から走査が開始されてもよい。
図3は、投影領域200における構造光101の強度分布を示す図である。図1に示すような3軸座標系を設定した場合、図3においては、紙面の右方向がY軸となり、紙面の上方向がX軸となり、紙面の裏から表に向かう方向がZ軸となる。
図3に示すように、投影光100は、第1の方向D1に所定の長さを有するスリット状の光である。投影光100は、第2の方向D2に所定の距離にわたって走査されることで矩形状の投影領域200を形成する。投影領域200は、構造光101が投影される領域であり、第1の方向D1と第2の方向D2とで規定される領域である。投影領域200は、測定対象物2の一部または全部を含んでいる。
図3に示す構造光101は、第2の方向D2に沿って周期的な光強度の分布を有するパターン光である。第1実施形態では、構造光101の一例として、第2の方向D2に沿って正弦波状の周期的な光強度の分布を有する縞パターンPが用いられる。縞パターンPは、例えば投影光100の波長を所定波長(例、約680nm)として、投影光100の光強度を周期的に変化させつつ第2の方向D2に走査することで形成される。縞パターンPは、明るい部分(図3の白い部分)と暗い部分(図3の黒い部分)とが第2の方向D2に沿って変化する明暗パターンを有する。また、縞パターンPは、濃い部分(図3の黒い部分)と薄い部分(図3の白い部分)とが徐々に変化する濃淡パターンとも表現される。また、縞パターンPは、格子状のパターンであるから格子パターンとも表現される。また、第2の方向D2を明暗の方向または濃淡の方向、格子の方向ともいう。
続いて、図2に示すように、撮像部50は、受光光学系51、CCDカメラ52a、及び画像メモリ52bを有している。撮像装置52は、CCDカメラ52a及び画像メモリ52bを含む。受光光学系51は、上述したように、測定対象物2の表面において、投影光100が投影された部分を含む領域の像または自然光による像をCCDカメラ52aの受光面に結像させる。CCDカメラ52aは、電荷結合素子(Charge Coupled Device)を用いたカメラである。
CCDカメラ52aにより生成される画像データは画素毎の信号強度データによって構成される。例えば、画像データは512×512=262144画素の信号強度データで構成される。画像メモリ52bは、CCDカメラ52aが生成した画像データを記憶する。
続いて、図2に示すように、演算処理部60は、操作部61、制御部62、設定情報記憶部63、取込メモリ64、演算部65、画像記憶部66、及び表示制御部67を有している。
操作部61は、ユーザの操作に応じた操作信号を制御部62に出力する。この操作部61は、例えば、ユーザによって操作されるボタン、スイッチ、タッチパネルなどである。
操作部61は、ユーザの操作に応じた操作信号を制御部62に出力する。この操作部61は、例えば、ユーザによって操作されるボタン、スイッチ、タッチパネルなどである。
制御部62は、光生成部20と、走査部40と、撮像部50とを制御する。制御部62は、設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って次の制御を実行する。
制御部62は、走査部40及びCCDカメラ52aに指令信号を出力し、CCDカメラ52aによる測定対象物2の撮像が、走査部40による縞パターンPの走査に同期するように制御する。また、制御部62は、CCDカメラ52aによる1フレームの撮像と、縞パターンPの複数回の走査とを同期させるように制御する。また、制御部62は、CCDカメラ52aを単独で制御することが可能である。この場合、制御部62の制御により、CCDカメラ52aは、自然光による測定対象物2の像を所定のフレームレートで撮像する。
制御部62は、レーザコントローラ21に指令信号を出力することにより、レーザダイオード22から赤色光、青色光及び緑色光を組み合わせた所望のレーザ光を照射可能である。また、制御部62は、レーザコントローラ21に指令信号を出力することにより、レーザダイオード22から照射されるレーザ光の光強度を調整可能である。制御部62は、縞パターンPを測定対象物2に投影する場合、例えばレーザコントローラ21と走査部40とを同期制御することにより、所定波長の投影光100の光強度を周期的に変化させつつ該投影光100を第2の方向D2に走査する。
走査部40を構成するMEMSミラーの周波数は、例えば500Hz(MEMSミラーの振動周期は往復2ms)に設定される。また、CCDカメラ52aのシャッタースピード(CCDカメラ52aの露光時間)は例えば40msに設置される。従って、CCDカメラ52aが1枚の画像を撮像する間に、走査部40は投影光100を投影領域200に40回走査(20回往復走査)する。制御部62は、CCDカメラ52aによる1フレームの撮像の間に、例えば走査部40により、投影光100を20回往復させるように制御を行う。ただし、CCDカメラ52aによる1フレームの撮像において、投影光100を何往復走査させるかは、任意に設定可能である。例えば、CCDカメラ52aのシャッタースピードの調整や、MEMSミラーの周波数の調整により、1フレームの撮像で取り込む投影光100の走査数は調整される。
設定情報記憶部63は、制御部62に制御を実行させるためのプログラムを記憶する。また、設定情報記憶部63は、表示制御部67に表示制御を実行させるためのプログラムを記憶する。このようなプログラムとして、例えば表示装置70にライブビュー画像を表示させるためのプログラムや、測定対象物2の参照像の一部をオーバーレイ画像として上記ライブビュー画像に重ねて表示装置70に表示させるためのプログラムなどが挙げられる。なお、ライブビュー画像は、CCDカメラ52aからの出力がリアルタイムで表示装置70に表示される画像である。ライブビュー画像は、例えば撮像部50により撮像されている測定対象物2等の画像をユーザが確認するために用いられる。また、オーバーレイ画像は、ライブビュー画像に重ねて表示される画像である。
また、設定情報記憶部63は、演算部65に対して、三次元形状の演算処理を実行させるためのプログラムを記憶する。設定情報記憶部63は、演算部65の演算処理において縞パターンPの縞の位相から測定対象物2の実座標値を算出する際に用いるキャリブレーション情報なども記憶する。
取込メモリ64は、画像メモリ52bに記憶された画像データを取り込んで記憶する。この取込メモリ64は、縞パターンPを投影して撮像した測定対象物2の測定像や、自然光による測定対象物2の参照像などが記憶される。取込メモリ64には、複数の記憶領域が設けられている。測定像の画像データ及び参照像の画像データは、例えばそれぞれ異なる記憶領域に記憶される。
演算部65は、設定情報記憶部63に記憶されているプログラムやキャリブレーション情報に従って、所定の演算を実行する。演算部65は、例えば撮像部50によって撮像された参照像に基づいた画像処理により測定対象物2の特徴領域を検出する。特徴領域は、例えば測定対象物2の参照像に含まれる領域であって、他の領域に対して輝度が変化していることにより識別可能な領域である。この場合、輝度の変化は、測定対象物2の形状や表面の光反射率等の変化等に基づくものである。なお、このような特徴領域として、測定対象物2上又はその周囲に上記の不図示のマーカを配置した場合、該マーカが、特徴領域として含まれてもよい。
画像記憶部66は、演算部65による演算処理によって算出される測定対象物2の三次元形状データを記憶する。また、画像記憶部66は、演算部65によって算出される測定対象物2の画像データや、演算処理の際に用いられる画像データなどを記憶する。このような画像データには、静止画、動画、ライブビュー画像などが含まれる。
表示制御部67は、設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って、ライブビュー画像の表示制御を実行する。この場合、表示制御部67は、画像記憶部66に記憶された測定対象物2のライブビュー画像を読み出し、表示装置70の表示画面に表示させる。
また、表示制御部67は、設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って、オーバーレイ画像の表示制御を実行する。この場合、表示制御部67は、画像記憶部66に記憶された測定対象物2の参照像のデータを読み出す。そして、表示制御部67は、読み出した参照像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示装置70の表示画面に表示させる。表示画面のうちオーバーレイ画像が表示される範囲については、ユーザが予め設定しておいてもよいし、自動で設定されてもよい。
また、表示制御部67は、表示画面に表示されるオーバーレイ画像の表示状態を変更する制御を行う。このオーバーレイ画像の表示状態の変更には、例えばオーバーレイ画像の透明度を変更することなどが含まれる。オーバーレイ画像の透明度については、表示制御部67が自動で設定してもよいし、表示制御部67がユーザによって設定される値に応じて設定してもよい。オーバーレイ画像の透明度をユーザに設定させる場合、表示制御部67は、透明度を表す情報を表示装置70の表示画面に表示させる制御を行ってもよい。
また、表示制御部67は、設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って三次元形状の画像の表示制御を実行する。すなわち、表示制御部67は、ユーザによる操作部61の操作に応じて、または自動的に、画像記憶部66に記憶された三次元形状データを読み出す。そして、表示制御部67は、読み出した三次元形状データに基づいて表示装置70の表示画面に測定対象物2の三次元形状の画像を表示させる制御を実行する。
表示装置70は、表示制御部67の制御により、測定対象物2の三次元形状の画像や参照像(静止画像及びライブビュー画像)を表示する装置である。また、表示装置70として、例えばタッチパネルが用いられている。この表示装置70は、画像等を表示させるものであるが、タッチパネルによる操作が可能であるため、操作部61としても用いられる。
また、上記の制御部62、演算部65、及び表示制御部67は、CPU(Central Processing Unit)などの演算処理装置により構成される。すなわち、演算処理装置が設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って制御部62が実行する処理を行う。また、演算処理装置が設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って演算部65が実行する処理を行う。また、演算処理装置が設定情報記憶部63に記憶されているプログラムに従って表示制御部67が実行する処理を行う。このプログラムには、測定プログラムが含まれる。
この測定プログラムは、演算処理装置(制御部62)に対して、測定対象物2のライブビュー画像を表示する処理と、測定対象物2の三次元データ(第1の三次元データ)を取得する際に撮像される測定対象物2の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示する処理と、オーバーレイ画像の表示状態を変更する処理と、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物2の第2の三次元データと、上記の第1の三次元データとを連結する処理とを実行させる処理とを行わせる。
次に、位相シフト法の原理について説明する。
位相シフト法は、三角測量の原理に基づいて、測定対象物2へ投影した正弦波状の光強度分布を有する縞パターンPの縞の位相をシフトさせて撮像した縞画像(縞パターンPが投影された測定対象物2の測定像)を解析することにより、三次元的に形状を計測する手法である。本実施形態において、縞パターンPは、縞の位相を第2の方向D2に沿ってπ/2ずつシフトさせた4種類の縞パターンPである。ここで、縞パターンPの位相は、縞パターンPの光強度の分布である正弦波の位相と言い換えることができる。つまり、光強度の分布である正弦波をπ/2ずつ第2の方向D2に沿ってシフトさせて4種類の縞パターンPを生成する。
位相シフト法は、三角測量の原理に基づいて、測定対象物2へ投影した正弦波状の光強度分布を有する縞パターンPの縞の位相をシフトさせて撮像した縞画像(縞パターンPが投影された測定対象物2の測定像)を解析することにより、三次元的に形状を計測する手法である。本実施形態において、縞パターンPは、縞の位相を第2の方向D2に沿ってπ/2ずつシフトさせた4種類の縞パターンPである。ここで、縞パターンPの位相は、縞パターンPの光強度の分布である正弦波の位相と言い換えることができる。つまり、光強度の分布である正弦波をπ/2ずつ第2の方向D2に沿ってシフトさせて4種類の縞パターンPを生成する。
以下、例えば基準となる縞パターンPを第1縞パターン(第1位相光)P1とし、この第1縞パターンP1の位相を0とする。そして、この第1縞パターンP1の位相をπ/2だけシフトさせた縞パターンPを第2縞パターン(第2位相光)P2とし、第1縞パターンP1の位相をπだけシフトさせた縞パターンPを第3縞パターン(第3位相光)P3とし、第1縞パターンP1の位相を3π/2だけシフトさせた縞パターンPを第4縞パターン(第4位相光)P4とする。
図5(a)〜(d)は、測定対象物2のない平面に第1縞パターンP1〜第4縞パターンP4が投影された状態を示す図であり、投影領域200内における撮像領域210の画像である。なお、撮像領域210は、撮像部50により撮像される測定対象物2の領域である。図5(a)は第1縞パターンP1、(b)は第2縞パターンP2、(c)は第3縞パターンP3、(d)は第4縞パターンP4を示している。
位相シフト法では、図5(a)〜(d)に示すような第1縞パターンP1〜第4縞パターンP4を投影部10から測定対象物2に投影すると共に、投影部10に対して異なる角度に配置される撮像部50で測定対象物2を撮影する。このとき、投影部10、測定対象物2、撮像部50は、三角測量の位置関係になるよう配置される。
撮像部50は、第1縞パターンP1〜第4縞パターンP4がそれぞれ測定対象物2に投影された状態で、それぞれ測定対象物2を撮像して4つの測定像を取得する。そして、演算処理部60は、撮像部50が撮像した4つの測定像のそれぞれの信号強度に関するデータを以下の(式1)に当てはめ、測定対象物2の面形状に応じた各画素における縞の位相値φを求める。
φ(u,v)=tan−1{(I4(u,v)−I2(u,v))/(I1(u,v)−I3(u,v))}・・・(式1)
ただし、(u、v)は画素の位置座標を示している。また、I1は第1縞パターンP1が投影されたときに撮像された測定像の信号強度である。同様に、I2は第2縞パターンP2、I3は第3縞パターンP3、I4は第4縞パターンP4がそれぞれ投影されたときの測定像の信号強度である。
ただし、(u、v)は画素の位置座標を示している。また、I1は第1縞パターンP1が投影されたときに撮像された測定像の信号強度である。同様に、I2は第2縞パターンP2、I3は第3縞パターンP3、I4は第4縞パターンP4がそれぞれ投影されたときの測定像の信号強度である。
このように、画像の画素毎に正弦波状に変化する信号強度の位相を求めることができる。位相φ(u,v)が等しい点を連結して得られる線(等位相線)が、光切断法における切断線と同じく物体をある平面で切断した断面の形状を表す。従って、この位相φ(u,v)に基づいて三角測量の原理により三次元形状(画像の各点での高さ情報)が求められる。
なお、図5(a)〜(d)に示すように、縞パターンPの位相が0、π/2、π、3π/2とシフトする毎に、撮像領域210上で縞の位置(縞の明るい部分と縞の暗い部分の位置)が位相差分だけずれているのが確認される。このように、縞パターンPの位相をシフトさせることにより、撮像領域210上においては、位相に対応して、縞の明るい部分及び暗い部分の位置が第2の方向D2にずれた状態で投影される。
図5(a)〜(d)に示すように、例えば、第2縞パターンP2では、第1縞パターンP1に対して、縞の位置が位相π/2に対応する距離だけ第2の方向D2にずれている。また、第3縞パターンP3では、第1縞パターンP1に対して、縞の位置が位相πに対応する距離だけ第2の方向D2にずれている。同様に、第4縞パターンP4では、第1縞パターンP1に対して、縞の位置が位相3π/2に対応する距離だけ第2の方向D2にずれている。このため、撮像領域210上においては、第1縞パターンP1から第4縞パターンP4にかけて、縞の位置が等間隔ずつ第2の方向D2にずれた状態で投影される。
なお、図5(a)〜(d)では、平面上に投影された縞パターンPの像を示しているので、縞パターンPの像の形状に変化はない。測定対象物2がある場合は、測定対象物2の表面に縞パターンPが投影されるので測定対象物2の形状(高さ)に応じて縞パターンPの像が第2の方向D2(図3のY軸方向)に沿って変形する。
次に、上記のように構成された形状測定装置1を用いた測定方法の一例について説明する。第1実施形態では、測定対象物2が撮像部50の撮像視野よりも大きくなるように配置された場合を例に挙げて説明する。例えば、図1に示すように、測定対象物2がY方向において投影領域200よりも大きい寸法となっている。この場合、測定対象物2のうち−Y側の第1部分2M及び+Y側の第2部分2N(図1参照)をそれぞれ測定し、各三次元データをつなぎ合わせることで測定対象物2全体の三次元形状を測定する手順を例に挙げる。この三次元データの一部同士をつなぎ合わせる処理では、第1部分2Mの画像と一部が重なるように第2部分2Nの画像を撮像し、それぞれ三次元データを算出する。このとき、本実施形態では、第1部分2Mの画像と第2部分2Nの画像との重複部分の範囲が、予め設定されている場合を例に挙げて説明する。なお、この重複部分の範囲については、予め設定される場合に限定されるものではなく、例えば撮像等を行っている間に設定を行うようにしてもよい。また、本実施形態では、第1部分2Mの画像と第2部分2Nの画像とが共通の3つの特徴領域(ここでは、一例として測定対象物2の形状の特徴領域)を互いに含むように、例えばこの2つの画像の半分ずつが重複部分の範囲として設定されるが、これには限定されない。
図5は、第1実施形態に係る測定方法の一例について説明するフローチャートである。また、図6は、測定方法における測定対象物2と形状測定装置1との位置関係の一例を示す図である。また、図7〜図10は、測定方法において表示領域70aで表示される画像等を処理順に沿って模式的に示す図である。
本実施形態の測定方法では、ユーザは、図6に示す測定位置A1に形状測定装置1を配置して測定対象物2の第1部分2Nの画像を撮像する。その後、ユーザは、形状測定装置1を+Y側に移動させ、図6に示す測定位置A2に形状測定装置1を配置して第2部分2Nの画像を撮像する。
まず、ユーザが、測定対象物2のうち−Y側の第1部分2Mについて測定する場合を説明する。形状測定装置1の電源がオンとなった状態において、制御部62は、撮像部50に対して、自然光による測定対象物2のライブビュー画像を所定のフレームレートで撮像させる。表示制御部67は、図7(a)に示すように、撮像部50によって撮像されたライブビュー画像Im1を表示装置70の表示領域70aに表示させる。この状態から、ユーザは、形状測定装置1を撮像位置A1まで移動させ、シャッター操作を行う。
まず、ユーザが、測定対象物2のうち−Y側の第1部分2Mについて測定する場合を説明する。形状測定装置1の電源がオンとなった状態において、制御部62は、撮像部50に対して、自然光による測定対象物2のライブビュー画像を所定のフレームレートで撮像させる。表示制御部67は、図7(a)に示すように、撮像部50によって撮像されたライブビュー画像Im1を表示装置70の表示領域70aに表示させる。この状態から、ユーザは、形状測定装置1を撮像位置A1まで移動させ、シャッター操作を行う。
ユーザによりシャッター操作が行われると、制御部62は、光生成部20及び走査部40に対して指令信号を出力し、第1部分2Mに4種類の縞パターンP(図5(a)〜(d)参照)を投影させ、各縞パターンPが投影された第1部分2Mの測定像をそれぞれCCDカメラ52aに撮像させる。そして演算部65は、4種類の測定像に基づいて、第1部分2Mの三次元データ(第1の三次元データ)を取得する(ステップS01)。この三次元データは、第1部分2Mの三次元形状に関する画像データである。
また、演算部65は、上記シャッター操作が行われた場合、撮像部50によって第1部分2Mの参照像ImR(図8参照)を取得する。図8に示すように、参照像ImRは、第1部分2Mの静止画像である。演算部65は、画像処理により、取得した第1部分2Mの参照像ImRのうち複数の位置で特徴領域Cを検出する。特徴領域Cとしては、例えば、測定対象物2の角部や凹部等に対応する3つの部分が検出される。表示制御部67は、図7(b)に示すように、撮像部50によって撮像されるライブビュー画像Im1を表示領域70aの全体に表示させる(ステップ02)と共に、取得した参照像ImRの右側半分(図8参照)をオーバーレイ画像Im2としてライブビュー画像Im1の左側半分の領域に重ねて表示させる(ステップS03)。
本実施形態では、形状測定装置1を+Y方向に移動させることで次の撮像を行う。そのため、表示制御部67は、形状測定装置1の移動方向とは反対側、すなわち表示領域70aの左側半分の領域にオーバーレイ画像Im2を配置させる。このとき、表示制御部67は、参照像ImRの右側(+Y側)半分に相当する部分を、オーバーレイ画像Im2として表示させる。
また、表示制御部67は、オーバーレイ画像Im2を所定の透明度で表示させる。このため、ライブビュー画像Im1は、オーバーレイ画像Im2が表示される領域では、オーバーレイ画像Im2から透けるように表示される。
次に、表示制御部67は、図9(a)に示すように、オーバーレイ画像Im2の透明度を示すインジケータ71を表示領域70a内に表示させる。この場合、オーバーレイ画像Im2の透明度が高いほど、オーバーレイ画像Im2からライブビュー画像Im1が透けて見える度合いが大きくなる。例えば、オーバーレイ画像Im2の透明度が最も高い場合、ライブビュー画像Im1はオーバーレイ画像Im2を重ねない状態と同等に表示される。逆に、オーバーレイ画像Im2の透明度が低いほど、オーバーレイ画像Im2からライブビュー画像Im1が透けて見える度合いが小さくなる。例えば、オーバーレイ画像Im2の透明度が最も低い場合、ライブビュー画像Im1は見えない状態となる。このインジケータ71は、例えばゲージが上端に達するほど透明度が低くなる(ライブビュー画像Im1が透けて見える度合いが大きくなる)ように設定されるが、これには限定されない。インジケータ71が示された後、ユーザは、表示領域70aに表示されるライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とを確認し、オーバーレイ画像Im2の透明度を調整可能である。ユーザによってオーバーレイ画像Im2の透明度が変更された場合、表示制御部67は、変更された透明度に基づいてオーバーレイ画像Im2の表示を変更する(ステップS04)。また、表示制御部67は、変更された透明度に応じてインジケータ71のゲージを変更する。例えば図9(b)では、図9(a)の状態に比べて、ユーザによってオーバーレイ画像Im2の透明度が高くなるように設定された場合の例を示している。図9(b)の表示状態では、図9(a)の表示状態に比べて、オーバーレイ画像Im2を透かして表示されるライブビュー画像Im1が明瞭になっている。また、インジケータ71のゲージが下側に移動している。このように、ユーザは、オーバーレイ画像Im2の表示状態を変更することにより、表示領域70aにおいてライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とを識別しやすくすることができる。
次に、ユーザは、測定対象物2のうち+Y側の第2部分2Nについて測定する。ユーザは、形状測定装置1を+Y側(例えば、図6に示す位置A1a)に移動させると、図10(a)に示すように、ライブビュー画像Im1が切り替わる。このときユーザは、表示領域70aに表示されるライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とを見比べ、オーバーレイ画像Im2で示される測定対象物2の表示に対して、ライブビュー画像Im1で示される測定対象物2の表示が重なるように形状測定装置1を+Y方向に移動させる。このとき、オーバーレイ画像Im2の表示状態が変更され、ライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とを容易に識別できるようになっているため、ユーザは容易にこれらの画像を重ね合わせることが可能となる。
その後、図10(b)に示すように、ユーザは、ライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とが重なる位置(例えば、図6に示す撮像位置A2)に形状測定装置1の位置を調整した後、シャッター操作を行う。このシャッター操作が行われると、制御部62は、操作部61からシャッター操作が行われたことを表す信号が入力される。また、シャッター操作が行われた場合、第2部分2Nとの距離を測定して、投影光学系30や受光光学系51のフォーカス合わせが行われてもよい。
シャッター操作が行われると、制御部62は、光生成部20及び走査部40に対して指令信号を出力し、測定対象物2のうち+Y側の第2部分2Nに4種類の縞パターンPを投影させ、各縞パターンPが投影された第2部分2Nの測定像をそれぞれCCDカメラ52aに撮像させる。その後、演算部65は、4種類の測定像に基づいて、第2部分2Nの三次元データ(第2の三次元データ)を取得する。この三次元データは、シャッター操作を行った時のライブビュー画像Im1に示される測定対象物2の形状データであり、例えば第2部分2Nの三次元形状に関する画像データである。このように、第2の三次元データは、ライブビュー画像Im1に対応したデータとなっている。また、第2の三次元データの測定像は、オーバーレイ画像Im2に表示される測定対象物2と、ライブビュー画像Im1に表示される測定対象物2とがほぼ重なった状態で撮像されたものである。したがって、第2の三次元データは、第1の三次元データとの間で重複部分を有している。このようにして、演算処理部60は、測定対象物2の三次元形状に関する複数の三次元データを取得する(ステップS05)。取得された第2の三次元データと第1の三次元データとの間の重複部分の範囲は、ほぼ予め設定された範囲となる。
また、演算部65は、上記シャッター操作が行われた場合、撮像部50によって第2部分2Nの参照像を取得する。演算部65は、取得した第2部分2Nの参照像のうち複数の位置で特徴領域を検出する。そして、表示制御部67は、取得した第2部分2Nの参照像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示する。その後、ユーザは、測定対象物2の全体の三次元データを取得した場合には、撮像を終了する。また、測定対象物2の一部の三次元データが得られていない場合には、測定対象物2のすべての部分の三次元データが得られるまで、上記操作を繰り返し行う。すなわち、新たに表示されるオーバーレイ画像とライブビュー画像とを見比べて、ライブビュー画像とオーバーレイ画像とが重なるように形状測定装置1の位置を調整した後、シャッター操作を行う。
次に、演算部65は、取得した第1部分2Mの三次元データと第2部分2Nの三次元データとを、測定対象物2の形状が復元するように連結する。これらの三次元データ同士を連結する場合、まず、形状測定装置1から第1部分2M及び第2部分2Nへの回転及び並進を算出する。例えば、算出した第1部分2Mの三次元データX1と、取得した第1部分2Mの参照像ImRに含まれる特徴領域の2次元座標との対応により、形状測定装置1から第1部分2Mへの回転R1及び並進t1を求める。また、例えば、算出した第2部分2Nの三次元データX2と、取得した第2部分2Nの参照像の特徴領域の二次元座標との対応により、形状測定装置1から第2部分2Nへの回転R2及び並進t2を算出する。なお、特徴領域は、第1部分2Mの参照像ImRと第2部分2Nの参照像との間で共通する領域である。この場合の回転及び並進の算出方法としては、学術論文(例、V. Lepetit et al. “EPnP: An Accurate O(n) Solution to the PnP Problem”,International Journal Of Computer Vision, vol. 81, p. 155-166, 2009.)や公開公報などに記載の公知の手法を用いることができる。
次に、演算部65は、求めたR1、t1、R2、t2を用いて、以下の[数1]により、形状測定装置1の回転Ra及び並進taを求める。なお、回転R1、R2、Raは行列式で表され、並進t1、t2、taはベクトルで表される。
このように、形状測定装置1は、第1位置と第2位置との間で、回転と並進とがそれぞれRa、taだけ変化している。したがって、第2位置で取得した三次元データX2を、以下の[数2]の変換式によって変換することにより、第1位置から見たときの三次元データに変換できる。
このように、三次元データX1、X2を変換した後、演算部65は、特徴領域同士を重ね合わせることにより、三次元データX1と三次元データX2とを連結する。そして、演算部65は、連結した三次元データに基づいて測定対象物2の形状を測定する(ステップS06)。
ここで、上記のように三次元データ同士を連結する場合には、第1部分2Mの画像と第2部分2Nの画像との重複部分の範囲が予め設定された範囲となるようにすることが重要である。従来では、他の領域に対して光反射率等が大きく異なるようなマーカを特徴領域として使用する場合、第1部分2Mの画像に対する第2部分2Nの画像の重複の程度を確認しながら、所定数の共通の特徴領域(例えば3つのマーカ)が含まれるように重複部分の範囲を設定することができた。しかしながら、マーカを用いずにマーカ以外の領域(測定対象物2の形状や光反射率の変化)を特徴領域として用いる場合、特徴領域と他の領域との間の変化(例えば、画像上におけるコントラスト)が小さくなる場合が多く、所定数の共通の特徴領域が含まれるように重複部分の範囲を設定することが困難であった。そのため、第1部分2Mの画像と第2部分2Nの画像とがどの程度重複しているのかを確認しながら撮像することが困難となり、重複部分の範囲が予め設定された範囲に対して広すぎたり、狭すぎたりする場合があった。重複部分の範囲が広すぎる場合、測定対象物2の全体を計測するために必要な撮像回数が多くなる。また、重複部分の範囲が狭すぎる場合、所望の数(例えば3つ)の特徴領域がその重複部分に含まれていないため、三次元データ同士の連結の精度が低下し、精度よく三次元データ同士を連結できるように測定対象物2の撮像をやり直す必要がある。そのため、撮像に手間がかかってしまい、三次元データの連結を効率的に行うことが困難であった。
なお、マーカを用いず、マーカ以外の領域であって、被測定物上の特徴領域を利用して第1部分の三次元データと第2部分の三次元データとを連結する理由としては、マーカを配置する手間(一方、配置したマーカを撤去する手間)や測定対象物が大きいためマーカを配置することができないこと等がある。
そこで、本実施形態では、測定対象物2を撮像したときの参照像ImRの半分をライブビュー画像Im1上にオーバーレイ画像Im2として表示し、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1とを見比べながら重複部分の位置合わせを行うこととしている。これにより、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との識別が容易となるため、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との間の重複部分を予め設定された範囲にすることが容易となる。しかし、単にオーバーレイ画像を表示した場合、測定対象物2の形状や色合い等によっては、オーバーレイ画像とライブビュー画像とを十分に識別できず、重複部分が適正かどうかの判断を行うことが困難となる場合がある。
このような場合、本実施形態では、オーバーレイ画像Im2の透明度を変更することにより、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との識別が容易となる。そのため、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との間の重複部分が適正かどうかの判断を容易に行うことができる。
以上のように、第1実施形態によれば、測定対象物2のライブビュー画像Im1を表示することと、第1の三次元データを取得する際に撮像される測定対象物2の画像の一部をオーバーレイ画像Im2としてライブビュー画像Im1に重ねて表示することと、オーバーレイ画像Im2の表示状態を変更することと、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像Im1に対応する測定対象物2の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結することとを含むため、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との識別が容易となり、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との間の重複部分を予め設定された範囲にすることが容易となる。これにより、測定対象物2の全体を計測するための撮像回数を抑えることができる。また、三次元データ同士の連結を精度よく行うことができるため、測定対象物2の撮像をやり直す可能性が低くなる。そのため、撮像に要する手間を軽減することができ、三次元データの連結を効率的に行うことができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態を説明する。本実施形態では、オーバーレイ画像Im2の表示状態として、オーバーレイ画像の色彩を変更する場合を例に挙げて説明する。図11(a)及び(b)は、表示領域70aに表示される画像の一例を示す図である。なお、色彩は、色相、明度及び彩度によって表される。
次に、第2実施形態を説明する。本実施形態では、オーバーレイ画像Im2の表示状態として、オーバーレイ画像の色彩を変更する場合を例に挙げて説明する。図11(a)及び(b)は、表示領域70aに表示される画像の一例を示す図である。なお、色彩は、色相、明度及び彩度によって表される。
例えば測定対象物2の第1部分2Mを表示領域70aに表示させた状態でユーザによりシャッター操作が行われた場合、制御部62は、第1部分2Mの三次元データ(第1の三次元データ)を取得させる。また、演算部65は、上記シャッター操作が行われた場合、撮像部50によって第1部分2Mの参照像を取得する。演算部65は、取得した第1部分2Mの参照像のうち複数の位置で特徴領域を検出する。また、表示制御部67は、図11(a)に示すように、取得した参照像の一部をオーバーレイ画像Im2としてライブビュー画像Im1に重ねて表示する。このとき、表示制御部67は、測定対象物2の画像に対して色彩を変更した状態でオーバーレイ画像Im2を表示させる。
オーバーレイ画像Im2の色彩については、表示制御部67が自動で設定してもよいし、表示制御部67がユーザによって設定される値に応じて設定してもよい。本実施形態では、参照像、ライブビュー画像Im1、及びオーバーレイ画像Im2がモノクロ画像である。このため、オーバーレイ画像Im2の色彩を表示制御部67が設定する場合、例えば、ライブビュー画像Im1で表示される部分について、明度を反転させるようにオーバーレイ画像Im2を表示させてもよい。オーバーレイ画像Im2の色彩をユーザに設定させる場合、表示制御部67は、色彩を表す情報を表示装置70の表示画面に表示させる制御を行ってもよい。
例えばユーザは、表示領域70aに表示されるライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とを確認し、オーバーレイ画像Im2の色彩を変更可能である。ユーザによってオーバーレイ画像Im2の色彩が変更された場合、表示制御部67は、図11(b)に示すように、変更された色彩に基づいてオーバーレイ画像Im2の表示を変更する。
このように、第2実施形態によれば、オーバーレイ画像Im2の色彩を変更することにより、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との識別が容易となる。そのため、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との間の重複部分が適正かどうかの判断を容易に行うことができる。これにより、三次元データの連結を精度よくかつ効率的に行うことができる。
なお、図12は、表示領域70aに表示される画像の他の例を示す図である。
演算部65が第1部分2Mの参照像から特徴領域Cを検出した場合、表示制御部67は、図12に示すように、参照像のうち特徴領域Cに係る部分の色彩のみを変更するように表示してもよい。なお、特徴領域Cとしては、例えば測定対象物2に配置される複数(例えば3つ)のマーカであってもよい。これにより、特徴領域Cが際立つことになるため、オーバーレイ画像Im2(特徴領域C)とライブビュー画像Im1との識別が一層容易となる。
演算部65が第1部分2Mの参照像から特徴領域Cを検出した場合、表示制御部67は、図12に示すように、参照像のうち特徴領域Cに係る部分の色彩のみを変更するように表示してもよい。なお、特徴領域Cとしては、例えば測定対象物2に配置される複数(例えば3つ)のマーカであってもよい。これにより、特徴領域Cが際立つことになるため、オーバーレイ画像Im2(特徴領域C)とライブビュー画像Im1との識別が一層容易となる。
<第3実施形態>
次に、第2実施形態を説明する。本実施形態では、オーバーレイ画像Im2の表示状態として、オーバーレイ画像を点滅させる場合を例に挙げて説明する。図13(a)は、表示領域70aに表示される画像の一例を示す図である。
次に、第2実施形態を説明する。本実施形態では、オーバーレイ画像Im2の表示状態として、オーバーレイ画像を点滅させる場合を例に挙げて説明する。図13(a)は、表示領域70aに表示される画像の一例を示す図である。
図13(a)に示すように、表示制御部67は、取得した参照像の一部をオーバーレイ画像Im2としてライブビュー画像Im1に重ねて表示する。このとき、表示制御部67は、図13(a)に示すように、オーバーレイ画像Im2を点滅させた状態で表示させてもよい。
オーバーレイ画像の点滅について、表示制御部67は、点滅の間隔や点滅させる範囲を設定可能である。この設定は、表示制御部67が自動で設定してもよいし、ユーザによって設定される値に応じて設定してもよい。オーバーレイ画像の点滅の間隔や点滅させる範囲をユーザに設定させる場合、表示制御部67は、点滅の間隔及び点滅させる範囲に関する情報を表示装置70の表示画面に表示させる制御を行う。
例えばユーザは、表示領域70aに表示されるライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2とを確認し、オーバーレイ画像Im2の点滅の状態を変更可能である。ユーザによってオーバーレイ画像Im2が点滅の状態が変更された場合、表示制御部67は、変更された態様に基づいてオーバーレイ画像Im2の点滅の状態を変更する。
このように、第3実施形態によれば、オーバーレイ画像Im2を点滅させることにより、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との識別が容易となる。そのため、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との間の重複部分が適正かどうかの判断を容易に行うことができる。これにより、三次元データの連結を精度よくかつ効率的に行うことができる。
なお、図13(b)は、表示領域70aに表示される画像の他の例を示す図である。
演算部65が第1部分2Mの参照像から特徴領域Cを検出した場合、表示制御部67は、図13(b)に示すように、参照像のうち特徴領域Cに係る部分のみを点滅させるように表示してもよい。なお、特徴領域Cは、測定対象物2に配置される複数(例えば3つ)のマーカであってもよい。このように、表示制御部67は、点滅させる範囲を変更することができる。また、表示制御部67は、特徴領域Cに係る部分のみの点滅の状態を変更してもよい。これにより、特徴領域Cが際立つことになるため、オーバーレイ画像Im2(特徴領域C)とライブビュー画像Im1との識別が一層容易となる。
演算部65が第1部分2Mの参照像から特徴領域Cを検出した場合、表示制御部67は、図13(b)に示すように、参照像のうち特徴領域Cに係る部分のみを点滅させるように表示してもよい。なお、特徴領域Cは、測定対象物2に配置される複数(例えば3つ)のマーカであってもよい。このように、表示制御部67は、点滅させる範囲を変更することができる。また、表示制御部67は、特徴領域Cに係る部分のみの点滅の状態を変更してもよい。これにより、特徴領域Cが際立つことになるため、オーバーレイ画像Im2(特徴領域C)とライブビュー画像Im1との識別が一層容易となる。
<変形例>
次に、本発明の変形例を説明する。以下の変形例は、上記した実施形態の構成に適宜組み合わせて適用することが可能である。
例えば、上記各実施形態においては、オーバーレイ画像Im2が表示領域70aの左側半分に表示された場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、測定対象物2の形状によっては、形状測定装置1を上記実施形態のような右方向(+Y方向)ではなく、上下方向(Z方向)または左方向(−Y方向)に移動させる場合がある。このような場合、オーバーレイ画像Im2は、表示領域70aのうち形状測定装置1の移動方向とは反対側に表示させるようにする。例えば、形状測定装置1を下側(例えば−Z方向)に移動させる場合にはオーバーレイ画像Im2を表示領域70aの上側半分に表示させる。また、形状測定装置1を上側(例えば+Z方向)に移動させる場合にはオーバーレイ画像Im2を表示領域70aの下側半分に表示させる。また、形状測定装置1を左側(例えば−Y方向)に移動させる場合にはオーバーレイ画像Im2を表示領域70aの右側半分に表示させる。なお、形状測定装置1の移動方向を変更する場合には、形状測定装置1の移動方向の変更に合わせてオーバーレイ画像Im2の表示位置を変更させるようにする。オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの上側半分に表示させる場合、表示制御部67は、参照像の下側半分を表示させる。また、オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの下側半分に表示させる場合、表示制御部67は、参照像の上側半分を表示させる。また、オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの右側半分に表示させる場合、表示制御部67は、参照像の左側半分を表示させる。
次に、本発明の変形例を説明する。以下の変形例は、上記した実施形態の構成に適宜組み合わせて適用することが可能である。
例えば、上記各実施形態においては、オーバーレイ画像Im2が表示領域70aの左側半分に表示された場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、測定対象物2の形状によっては、形状測定装置1を上記実施形態のような右方向(+Y方向)ではなく、上下方向(Z方向)または左方向(−Y方向)に移動させる場合がある。このような場合、オーバーレイ画像Im2は、表示領域70aのうち形状測定装置1の移動方向とは反対側に表示させるようにする。例えば、形状測定装置1を下側(例えば−Z方向)に移動させる場合にはオーバーレイ画像Im2を表示領域70aの上側半分に表示させる。また、形状測定装置1を上側(例えば+Z方向)に移動させる場合にはオーバーレイ画像Im2を表示領域70aの下側半分に表示させる。また、形状測定装置1を左側(例えば−Y方向)に移動させる場合にはオーバーレイ画像Im2を表示領域70aの右側半分に表示させる。なお、形状測定装置1の移動方向を変更する場合には、形状測定装置1の移動方向の変更に合わせてオーバーレイ画像Im2の表示位置を変更させるようにする。オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの上側半分に表示させる場合、表示制御部67は、参照像の下側半分を表示させる。また、オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの下側半分に表示させる場合、表示制御部67は、参照像の上側半分を表示させる。また、オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの右側半分に表示させる場合、表示制御部67は、参照像の左側半分を表示させる。
また、図14(a)に示すように、オーバーレイ画像Im2の表示範囲は、例えばユーザの操作等によって変更可能である。この場合、オーバーレイ画像Im2の表示範囲は表示領域70aの半分よりも広い範囲であっても、狭い範囲であってもよい。なお、オーバーレイ画像Im2の表示範囲を変更する場合、表示制御部67は、ライブビュー画像Im1の座標系でオーバーレイ画像Im2をY方向に平行移動させるようにする。これにより、測定対象物2の形状や色彩等に応じてオーバーレイ画像Im2の表示範囲を変更できるため、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との識別を容易に行うことが可能となる。オーバーレイ画像Im2を表示領域70aの上側、下側、右側に表示させる場合も同様である。また、例えば、表示制御部67が演算部65による画像処理に基づいて自動でオーバーレイ画像Im2の表示範囲を変更するようにしてもよい。この場合、表示制御部67は、オーバーレイ画像Im2に含まれる特徴領域の分布に応じて適宜表示範囲を変更できる。このときにオーバーレイ画像Im2に含まれる特徴領域は、4つ以上であってもよいし、特徴領域は2つであってもよい。
また、図14(b)に示すように、上記第1実施形態において、オーバーレイ画像Im2の透明度が0(不透明)となるように設定することも可能である。この場合、ライブビュー画像Im1のうちオーバーレイ画像Im2に重なる部分は見えなくなる。なお、測定対象物2のうちY方向(図14(b)の左右方向)に延びる直線状の辺2Lが設けられる場合、オーバーレイ画像Im2の透明度を0としても、ライブビュー画像Im1とオーバーレイ画像Im2との間で辺2Lの重なり具合を見ながら形状測定装置1の位置を調整することができる。
また、上記第1実施形態においては、1つの撮像部50のみが設けられる構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。図15は、変形例に係る形状測定装置1Aの一例を示す図である。
図15に示すように、形状測定装置1Aは、撮像部50に加えて、撮像部50とは独立して制御可能な第2撮像部150を有する構成となっている。なお、他の構成、例えば投影部10や演算処理部60の構成、測定対象物2などの構成については、第1実施形態と同一である。第2撮像部150は、受光光学系151及び撮像装置152を有している。第2撮像部150としては、例えばカラーカメラが用いられる。このため、第2撮像部150で撮像された画像は、カラー画像となる。
このような構成において、表示制御部67は、例えば図16に示すように、第2撮像部150で撮像された画像のうち複数(例えば、3つ)のマーカMの画像を特徴領域Cとしてオーバーレイ画像Im2に表示させてもよい。この場合、ライブビュー画像Im1の全部及びオーバーレイ画像Im2のうち特徴領域C以外の部分はモノクロ画像として表示される。また、オーバーレイ画像Im2のうち特徴領域Cは、カラー画像として表示される。このため、ユーザは、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1とを容易に識別することができる。また、本変形例を第2実施形態に組み合わせる場合、参照像、ライブビュー画像Im1及びオーバーレイ画像Im2はカラー画像となる。そのため、オーバーレイ画像Im2の色彩を変更する場合には、明度のみならず色相や彩度を変更してもよい。
なお、第2撮像部150として、カラーカメラに変えてモノクロカメラが用いられてもよい。なお、特徴部分Cは、マーカMの画像として説明したが、これに限定するものではなく、例えば測定対象物2の一部の画像であってもよい。
<構造物製造システム及び構造物製造方法>
図17は、構造物製造システムの実施形態の一例を示すブロック図である。図17に示す構造物製造システムSYSは、上記した形状測定装置1(又は形状測定装置1A)、設計装置710、成形装置720、制御装置(検査装置)730、及びリペア装置740を有している。
図17は、構造物製造システムの実施形態の一例を示すブロック図である。図17に示す構造物製造システムSYSは、上記した形状測定装置1(又は形状測定装置1A)、設計装置710、成形装置720、制御装置(検査装置)730、及びリペア装置740を有している。
設計装置710は、構造物の形状に関する設計情報を作製する。そして、設計装置710は、作製した設計情報を成形装置720及び制御装置730に送信する。ここで、設計情報とは、構造物の各位置の座標を示す情報である。また、測定対象物は、構造物である。
成形装置720は、設計装置710から送信された設計情報に基づいて構造物を成形する。この成形装置720の成形工程は、鋳造、鍛造、または切削などが含まれる。形状測定装置1、1Aは、成形装置720により作製された構造物(測定対象物2)の三次元形状、すなわち構造物の座標を測定する。そして、形状測定装置1、1Aは、測定した座標を示す情報(以下、形状情報という。)を制御装置730に送信する。
制御装置730は、座標記憶部731及び検査部732を有している。座標記憶部731は、設計装置710から送信される設計情報を記憶する。検査部732は、座標記憶部731から設計情報を読み出す。また、検査部732は、座標記憶部731から読み出した設計情報と、形状測定装置1、1Aから送信される形状情報とを比較する。そして、検査部732は、比較結果に基づき、構造物が設計情報の通りに成形されたか否かを検査する。
また、検査部732は、成形装置720により成形された構造物が良品であるか否かを判定する。構造物が良品であるか否かは、例えば、設計情報と形状情報との誤差が所定の閾値の範囲内であるか否かにより判定する。そして、検査部732は、構造物が設計情報の通りに成形されていない場合は、その構造物を設計情報の通りに修復することができるか否かを判定する。修復することができると判定した場合は、検査部732は、比較結果に基づき、不良部位と修復量を算出する。そして、検査部732は、不良部位を示す情報(以下、不良部位情報という。)と、修復量を示す情報(以下、修復量情報という。)と、をリペア装置740に送信する。
リペア装置740は、制御装置730から送信された不良部位情報と修復量情報とに基づいて、構造物の不良部位を加工する。
図18は、構造物製造システムSYSによる処理を示すフローチャートであり、構造物製造方法の実施形態の一例を示している。図18に示すように、設計装置710は、構造物の形状に関する設計情報を作製する(ステップS31)。設計装置710は、作製した設計情報を成形装置720及び制御装置730に送信する。制御装置730は、設計装置710から送信された設計情報を受信する。そして、制御装置730は、受信した設計情報を座標記憶部731に記憶する。
次に、成形装置720は、設計装置710が作製した設計情報に基づいて構造物を成形する(ステップS32)。そして、形状測定装置1、1Aは、成形装置720が成形した構造物の三次元形状を測定する(ステップS33)。その後、形状測定装置1、1Aは、構造物の測定結果である形状情報を制御装置730に送信する。次に、検査部732は、形状測定装置1、1Aから送信された形状情報と、座標記憶部731に記憶されている設計情報とを比較して、構造物が設計情報の通りに成形されたか否か検査する(ステップS34)。
次に、検査部732は、構造物が良品であるか否かを判定する(ステップS35)。構造物が良品であると判定した場合は(ステップS35:YES)、構造物製造システムSYSによる処理を終了する。一方、検査部732は、構造物が良品でないと判定した場合は(ステップS35:NO)、検査部732は、構造物を修復することができるか否かを判定する(ステップS36)。
検査部732が構造物を修復することができると判定した場合は(ステップS36:YES)、検査部732は、ステップS34の比較結果に基づいて、構造物の不良部位と修復量を算出する。そして、検査部732は、不良部位情報と修復量情報とをリペア装置740に送信する。リペア装置740は、不良部位情報と修復量情報とに基づいて構造物のリペア(再加工)を実行する(ステップS37)。そして、ステップS33の処理に移行する。すなわち、リペア装置740がリペアを実行した構造物に対してステップS33以降の処理が再度実行される。一方、検査部732が構造物を修復することができると判定した場合は(ステップS36:NO)、構造物製造システムSYSによる処理を終了する。
このように、構造物製造システムSYS及び構造物製造方法では、形状測定装置1、1Aによる構造物の測定結果に基づいて、検査部732が設計情報の通りに構造物が作製されたか否かを判定する。これにより、成形装置720により作製された構造物が良品であるか否か精度よく判定することができるとともに、その判定の時間を短縮することができる。また、上記した構造物製造システムSYSでは、検査部732により構造物が良品でないと判定された場合に、直ちに構造物のリペアを実行することができる。
なお、上記した構造物製造システムSYS及び構造物製造方法において、リペア装置740が加工を実行することに代えて、成形装置720が再度加工を実行するように構成してもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。そのような変更または改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記した実施形態や変形例の構成を適宜組み合わせて適用することも可能である。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用したX線装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
例えば、上記した各実施形態及び変形例において、第1の方向D1と第2の方向D2とが直交していたが、第1の方向D1と第2の方向D2とが異なる方向であれば直交していなくてもよい。例えば、第2の方向D2は、第1の方向D1に対して60度や80度の角度に設定されてもよい。
また、上記した各実施形態及び変形例において、各図面では光学素子を一つまたは複数で表しているが、特に使用する数を指定しない限り、同様の光学性能を発揮させるものであれば、使用する光学素子の数は任意である。
また、上記した各実施形態及び変形例において、光生成部20等が構造光101を生成するための光は、可視光領域の波長の光、赤外線領域の波長の光、紫外線領域の波長の光、のいずれが用いられてもよい。可視光領域の波長の光が用いられることにより、使用者が投影領域200を認識可能となる。この可視光領域のうち、赤色の波長が用いられることにより、測定対象物2へのダメージを軽減させることができる。また、上記した各実施形態及び変形例では、参照像として、例えば自然光による測定対象物2の像を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、例えば白色光などの照明光による測定対象物2の像であってもよい。なお、照明光は、白色光には限定されず、他の種類の光であってもよい。
また、上記した各実施形態及び変形例において、走査部40は、構造光を反射する光学素子を用いているがこれに限定されない。例えば、回折光学素子や、屈折光学素子、平行平板ガラス等が用いられてもよい。レンズ等の屈折光学素子を光軸に対して振動させることで構造光を走査させてもよい。なお、この屈折光学素子としては、投影光学系30の一部の光学素子が用いられてもよい。
また、上記した各実施形態及び変形例において、撮像部50としてCCDカメラ52aが用いられるがこれに限定されない。例えば、CCDカメラに代えて、CMOSイメージセンサ(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補性金属酸化膜半導体)などのイメージセンサが用いられてもよい。また、上記実施形態では、撮像部50として、モノクロカメラが用いられる場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、カラーカメラが用いられてもよい。
また、上記した各実施形態及び変形例において、位相シフト法に用いる縞パターンPの位相を一周期の間に4回シフトさせる4バケット法が用いられるが、これに限定されない。例えば、縞パターンPの位相の一周期2πを5分割した5バケット法や、同じく6分割した6バケット法などが用いられてもよい。
また、上記した各実施形態及び変形例において、いずれも位相シフト法が用いられているが、空間コード法を用いて測定対象物2の三次元形状を測定するものでもよい。
また、上記した各実施形態及び変形例において、縞パターンPを白色及び黒色で表していたが、これに限定されず、いずれか一方または双方が単色であってもよい。例えば、縞パターンPは、白色と赤色とで生成されるものでもよい。
また、上記各実施形態及び変形例において、表示制御部67が、測定対象物2のうち輪郭部分のみ表示を変更した状態でオーバーレイ画像Im2を表示させてもよい。
また、上記第1実施形態では、オーバーレイ画像Im2の透明度をユーザの操作によって設定する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、表示制御部67により自動で設定するようにしてもよい。この場合、表示制御部67が、ライブビュー画像Im1の明度等に応じて透明度を設定する構成であってもよい。また、上記第1実施形態において、オーバーレイ画像Im2の透明度を可変とする範囲についても、ユーザの操作又は表示制御部67による制御により、変更可能としてもよい。また、上記第1実施形態において、オーバーレイ画像Im2の透明度だけでなくライブビュー画像Im1の透明度を変更してもよいし、オーバーレイ画像Im2とライブビュー画像Im1との両方の透明度を変更してもよい。
また、上記第1実施形態では、参照像ImRから特徴領域Cを検出し、その特徴領域Cの位置等を基準としてオーバーレイ画像Im2の範囲を設定するようにしたが、これに限定するものではなく、測定対象物2を基準としてオーバーレイ画像Im2の範囲を設定してもよい。例えば、参照像ImRのうち測定対象物2の所定部分を含む領域がオーバーレイ画像Im2となるように設定してもよい。この場合、ユーザは、撮像時には表示領域70aを確認しつつ、測定対象物2の所定部分を含むように撮像すればよい。
また、上記実施形態では、演算部65によって特徴領域Cを検出する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、例えばユーザがタッチパネル上で特徴領域を指定するものであってもよい。
また、上記実施形態又は変形例では、測定対象物2上の一部を特徴領域Cとして用いる場合を例に挙げて説明したが、上記の説明において特徴領域としてマーカを用いてもよい。この場合であっても、第1部分2Mの画像と第2部分2Nの画像との重複の程度が従来よりも確認しやすくなるため、2つの画像の重複部分を予め設定された範囲にすることが容易となる。よって、測定対象物2の撮像をやり直す可能性がより低くなり、撮像に要する手間を軽減することができるため、三次元データの連結を効率的に行うことができる。
また、上記第2実施形態では、表示制御部67によって色彩が自動で設定される場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、ユーザが色彩を設定できる構成であってもよい。この場合、表示制御部67は、例えばユーザが色彩をタッチパネルで設定するための操作領域を表示領域70aに表示させるようにする。このような操作領域としては、例えば色相、明度、彩度を個別に変更可能なインジケータを表示させてもよいし、ユーザが直接色彩を選択できるように複数の色彩を並べて表示させてもよい。また、色相、明度、彩度について、数値を入力して変更するようにしてもよい。
なお、演算処理部60の全ての機能を持ち運びが可能な筐体に収容しなくてもよく、演算処理部60の一部の機能(演算部、画像記憶部、表示制御部、及び設定情報記憶部の少なくとも一部)を外部のコンピュータに持たせてもよい。また、本発明は、持ち運び可能な形状測定装置1に限定されず、例えば多関節アームに三次元測定部が設けられた測定機や、測定対象物2を載置するステージ上を三次元測定部が移動可能に構成された測定機などの、据え置き型の形状測定装置に対しても適用できる。
この場合であっても、上述の実施形態と同様に、MEMSミラーの往復振動とレーザダイオードから射出される光強度とを同期させる必要がなく、複雑かつ高度な同期制御が不要となる。投影部10、撮像部50、演算処理部60及び表示装置70を持ち運びが可能な筐体に収容した形状測定装置を持ち運ぶ場合、特に外部の測定環境(温度、湿度、気圧など)が変化しやすくなるが、外部環境が変化したとしても高精度な測定対象物2の形状測定を行うことができる。
また、形状測定装置1の一部の構成をコンピュータにより実現してもよい。例えば、演算部処理部60をコンピュータにより実現してもよい。この場合、コンピュータは、測定対象物2のライブビュー画像を表示する処理と、測定対象物2の三次元データ(第1の三次元データ)を取得する際に撮像される測定対象物2の画像の一部をオーバーレイ画像としてライブビュー画像に重ねて表示する処理と、オーバーレイ画像の表示状態を変更する処理と、第1の三次元データと重複する部分を有しライブビュー画像に対応する測定対象物2の第2の三次元データと、第1の三次元データとを連結する処理とを実行させる処理とを実行する。
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した検出方法、形状測定方法や形状測定装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
Im1…ライブビュー画像 Im2…オーバーレイ画像 C…特徴領域 SYS…構造物製造システム 1、1A…形状測定装置 2…測定対象物 2M…第1部分 2N…第2部分 50…撮像部 60…演算処理部 62…制御部 63…設定情報記憶部 65…演算部 66…画像記憶部 67…表示制御部 70…表示装置 70a…表示領域 71…インジケータ 90…筐体 150…第2撮像部 710…設計装置 720…成形装置 730…制御装置 740…リペア装置
Claims (22)
- 測定対象物について取得される複数の三次元データを連結する三次元データの連結方法であって、
前記測定対象物のライブビュー画像を表示することと、
第1の三次元データを取得する際に撮像される前記測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像として前記ライブビュー画像に重ねて表示することと、
前記オーバーレイ画像の表示状態を変更することと、
前記第1の三次元データと重複する部分を有し前記ライブビュー画像に対応する前記測定対象物の第2の三次元データと、前記第1の三次元データとを連結することと
を含む三次元データの連結方法。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態の変更は、前記オーバーレイ画像の透明度を変更することを含む
請求項1に記載の三次元データの連結方法。 - 前記透明度の変更は、前記透明度を示す情報を前記表示部に表示することを含む
請求項2に記載の三次元データの連結方法。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態の変更は、前記オーバーレイ画像の色彩を変更することを含む
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の三次元データの連結方法。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態の変更は、前記オーバーレイ画像を点滅させる又は前記オーバーレイ画像の点滅の状態を変更することを含む
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の三次元データの連結方法。 - 前記点滅の状態の変更は、前記点滅の間隔及び範囲のうち少なくとも一方を変更することを含む
請求項5に記載の三次元データの連結方法。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態の変更は、前記オーバーレイ画像の一部の表示状態を変更することを含む
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の三次元データの連結方法。 - 前記オーバーレイ画像の一部は、前記オーバーレイ画像に含まれる特徴領域である
請求項7に記載の三次元データの連結方法。 - 測定対象物の三次元形状を測定する測定方法であって、
前記測定対象物についての複数の三次元データを取得することと、
請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の三次元データの連結方法を用いて複数の三次元データを連結することと、
連結された結果に基づいて、前記測定対象物の三次元形状を算出することと
を含む測定方法。 - 測定対象物の三次元形状を測定する測定装置であって、
前記測定対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像される画像を表示する表示部と、
前記測定対象物のライブビュー画像を前記撮像部に撮像させ、前記ライブビュー画像を前記表示部に表示させる動作と、前記測定対象物の第1の三次元データを取得する際に前記測定対象物の画像の一部を前記撮像部で撮像させ、前記測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像として前記ライブビュー画像に重ねて前記表示部に表示させる動作と、前記オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作と、前記第1の三次元データと重複する部分を有し前記ライブビュー画像に対応する前記測定対象物の第2の三次元データと、前記第1の三次元データとを連結する動作と、を行わせる制御部と、
連結された結果に基づいて、前記測定対象物の三次元形状を算出する算出部と
を備える測定装置。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作は、前記オーバーレイ画像の透明度を変更する動作を含む
請求項10に記載の測定装置。 - 前記透明度を変更させる動作は、前記透明度を示す情報を前記表示部に表示させることを含む
請求項11に記載の測定装置。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作は、前記オーバーレイ画像の色彩を変更する動作を含む
請求項10から請求項12のうちいずれか一項に記載の測定装置。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作は、前記オーバーレイ画像を点滅させる又は前記点滅の状態を変更する動作を含む
請求項10から請求項13のうちいずれか一項に記載の測定装置。 - 前記点滅の状態を変更する動作は、前記点滅の間隔及び範囲のうち少なくとも一方を変更する動作を含む
請求項14に記載の測定装置。 - 前記オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作は、前記オーバーレイ画像の一部の表示状態を変更させる動作を含む
請求項10から請求項15のうちいずれか一項に記載の測定装置。 - 前記オーバーレイ画像の一部は、前記オーバーレイ画像に含まれる特徴領域である
請求項16に記載の測定装置。 - 前記撮像部とは別個に設けられ、前記測定対象物の画像を撮像する第2撮像部を備え、
前記制御部は、前記オーバーレイ画像の表示状態を変更させる動作において、前記第2撮像部によって撮像される画像のうち少なくとも一部を表示させる
請求項10から請求項17のうちいずれか一項に記載の測定装置。 - 前記第2撮像部は、カラーカメラであり、
前記第2撮像部によって撮像される画像は、カラー画像を含む
請求項18に記載の測定装置。 - 構造物の形状に関する設計情報を作製することと、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作製することと、
作製された前記構造物の形状を測定する請求項9に記載の形状測定方法と、
前記形状測定方法によって得られた前記構造物の形状に関する形状情報と前記設計情報とを比較することと、
を含む構造物製造方法。 - 構造物の形状に関する設計情報を作製する設計装置と、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作製する成形装置と、
作製された前記構造物の形状を測定する請求項10から請求項18のうちいずれか一項に記載の形状測定装置と、
前記形状測定装置によって得られた前記構造物の形状に関する形状情報と前記設計情報とを比較する検査装置と、
を含む構造物製造システム。 - 測定対象物の三次元形状を測定する測定装置に含まれるコンピュータに、
前記測定対象物のライブビュー画像を表示する処理と、
第1の三次元データを取得する際に撮像される前記測定対象物の画像の一部をオーバーレイ画像として前記ライブビュー画像に重ねて表示する処理と、
前記オーバーレイ画像の表示状態を変更する処理と、
前記第1の三次元データと重複する部分を有し前記ライブビュー画像に対応する前記測定対象物の第2の三次元データと、前記第1の三次元データとを連結する処理と
を実行させる形状測定プログラム。
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