JP5256745B2 - 三次元形状計測装置 - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態である三次元形状計測装置の構成例を示している。図1の三次元形状計測装置は、駆動装置11aを有するステージ11と、投光部12と、照明部13と、カメラユニット14と、第1メモリ15と、タイミングコントローラ16と、パターン光抽出部17と、輝度判定部18と、サブピクセル演算部19と、点群データ生成部20と、撮像条件演算部21と、輝度制御部22と、操作部23と、CPU24と、第2メモリ25とを有している。ここで、ステージ11の駆動装置11a、投光部12、カメラユニット14、タイミングコントローラ16、輝度判定部18、点群データ生成部20、輝度制御部22、操作部23、第2メモリ25はそれぞれCPU24と接続されている(なお、図1では輝度制御部22とCPU24との信号線の図示は省略する)。
図7は、他の実施形態における三次元形状計測装置の構成例を示している。図7に示す三次元形状計測装置は、図1に示した三次元形状計測装置の変形例であって、両者で共通する構成要素については同一符号を付して重複説明を省略する。
(1)上記の各実施形態において、予備計測の工程を省略して最初から本走査を開始するようにしてもよい。また、上記実施形態の予備測定では、測定対象物10の全体をカメラユニット14で撮像し、1回の撮像で測定対象物10の表面反射率を求めるようにしてもよい。
Claims (9)
- 測定対象物に対してパターン光を照射する投光部と、
前記パターン光によって前記測定対象物の表面に形成されるパターンを含む画像を撮像する撮像部と、
予め定められた複数の前記画像の輝度に影響を与えるパラメータに対応して前記パラメータを変化させる輝度条件調整部と、
前記測定対象物と前記パターン光の照射位置とを所定方向に相対的に走査させる走査手段と、
前記走査手段により前記パターン光の照射位置を前記測定対象物に対して相対的に走査している間にそれぞれ異なる走査位置での複数の画像を取得し、前記複数の画像が異なる前記パラメータで撮影されるように前記撮像部と前記輝度条件調整部を制御する制御部と、
前記複数の画像から、前記パターンの像が形成された領域にある画素の輝度レベルが所定範囲に収まる画像を対象画像として抽出し、該対象画像に対応するパターンの輝度情報を用いて前記測定対象物の三次元形状を求める演算部と、
を備えることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1に記載の三次元形状計測装置において、
前記制御部は、前記パラメータを周期的に変化させることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1または請求項2に記載の三次元形状計測装置において、
前記走査手段は、前記投光部と前記撮像部を前記測定対象物に対して相対的に走査させることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置において、
前記演算部は、前記撮像部への入射光量と前記輝度レベルとの相関が線形性を示す範囲で前記対象画像を抽出することを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置において、
前記輝度条件調整部は、前記パターン光の光量、前記撮像部の露光時間および前記測定対象物の全体を照明する照明光の光量のうち少なくとも1つを変化させることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置において、
前記輝度条件調整部は、前記走査に先立って実行された予備計測の結果に基づいて、前記予め定められた複数のパラメータに対応した前記走査のときの前記パラメータの変化量を決定することを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の三次元形状計測装置において、
前記演算部は、前記パターン光の像の空間重心から前記測定対象物の三次元形状を求めることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項1または請求項2に記載の三次元形状計測装置において、
前記演算部は、前記パターン光の強度の時間重心から前記測定対象物の三次元形状を求めることを特徴とする三次元形状計測装置。 - 請求項8に記載の三次元形状計測装置において、
前記制御部は、前記撮像部の任意の画素に対応する前記被測定対象物表面の領域に対して、複数の異なる前記パラメータの条件で複数の画像を得るように前記撮像部と前記輝度条件調整部を制御することを特徴とする三次元形状計測装置。
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