JP6596500B2 - 線イメージスキャナおよび走査方法 - Google Patents
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Description
2s 光学系
2t 光学系
3 光学軸
4 走査線
5 デジタル化対象物
6a 光源
6b 光源
6c 光源
6d 光源
6e 光源
6f 光源
7 矢印
8 走査平面
9a 光強度
9c 光強度
9e 光強度
10a 入射角
10c 入射角
10e 入射角
11s 光線
11t 光線
12s 光線
12t 光線
13s 入射角
13t 入射角
14s 入射角
14t 入射角
15 矢印
16e 一定間隔
18e 個別の隣接した部分
19e LED
20e レンズ
21 ストリップ
22e 線照明器
23e 光学的サブシステム
25e 線照明器
26e 光モデル化グリッド
27e フィン
Claims (9)
- 線タイプの撮像センサ(1)と、
デジタル化対象物(5)が配置されている走査平面(8)と、
光学系(2s、2t)と、
z軸と一致する光学軸(3)と、
y軸に包含され、前記線タイプの撮像センサ(1)の視覚によって、前記光学系(2s、2t)を通じて決定される走査線(4)であって、前記走査平面(8)の直線部または前記デジタル化対象物(5)の表面の走査線(4)と、
少なくとも2つの第1の光源(6a、6b)、前記走査線(4)と前記光学軸(3)によって画定された視覚面(Y-Z)、およびx軸に一致する順方向(7)と前記光学軸(3)とによって画定された移動面(X-Z)を備える照明システムであって、前記2つの第1の光源(6a、6b)が、前記移動面(X-Z)に対して平行な光線で前記走査線(4)を照射するように、前記視覚面(Y-Z)に対して対称に、互いに反対側に配置されており、前記2つの第1の光源(6a、6b)が独立して制御可能であり、前記2つの第1の光源(6a、6b)は、それぞれの光源が、前記光源の均一な光強度および均一な入射角で、異なる方向から前記走査線(4)の全長にわたって前記走査線(4)を照らすように配置されている照明システムと
を備える線イメージスキャナにおいて、
前記照明システムが少なくとも2つの第2の光源(6e、6f)も含み、前記第2の光源(6e、6f)が独立して制御可能であり、前記第2の光源(6e、6f)は、前記視覚面(Y-Z)に対して平行な光線を用いて前記走査線(4)を照射するように、前記移動面(X-Z)に対して対称に、互いに反対側に配置されており、
それぞれの第2の光源(6e、6f)が、線照明器(22e)と、前記線照明器(22e)に関連した光学的サブシステム(23e)とで作製されており、
それぞれの第2の光源(6e、6f)は、前記線照明器(22e)の、一定間隔(16e)で生じる光線を、前記走査線(4)の対応する個別の隣接した部分(18e)にのみ、一定間隔(16e)で集中させることができ、また、隣接した一定間隔(16e)に属する光線がオーバーラップして一続きの輝く線を形成するように、均一な光強度(9e)および均一な入射角(10e)で、前記走査線(4)の前記全長にわたって前記走査線(4)を照射することができることを特徴とする線イメージスキャナ。 - 前記第2の光源(6e、6f)に属する前記線照明器(22e)が、LED(19e)の配列、線ランプ、蛍光灯(25e)および線LEDを含むグループからの選択物によって構成されている請求項1に記載の線イメージスキャナ。
- 前記第2の光源(6e、6f)に属する前記線照明器(22e)がLED(19e)の配列によって構成されており、
前記第2の光源(6e、6f)に属する前記光学的サブシステム(23e)が、前記走査線(4)の対応する個別の隣接した部分にのみ前記光の放射を合焦することを目的とした対応するレンズをそれぞれのLEDが有するように、一定間隔(16e)で配置されたレンズ(20e)の配列によって構成されており、
それぞれのLEDおよび対応するレンズが、照らされる前記走査線(4)の前記個別の隣接した部分に対して均一な距離および均一な放射角で配置されており、
それぞれのLEDが、隣接したLEDの光線がオーバーラップして一続きの輝く線を形成するように、また、前記走査線(4)の前記全長にわたって、前記第2の光源(6e、6f)の均一な光強度(9e)および均一な入射角(10e)で前記走査線(4)を照射するように、レンズのタイプに依拠した振幅および変調を有する光線を、前記走査線(4)の前記対応する個別の隣接した部分に放射する請求項1に記載の線イメージスキャナ。 - 前記第2の光源(6e、6f)に属する前記光学的サブシステム(23e)は、フィン(27e)の配列で作製された光モデル化グリッド(26e)により構成されており、フィン(27e)の配列の長さ、距離および配向が、光の放射角を、前記走査線(4)の対応する個別の隣接した部分(18e)にのみ限定するのに適しており、その結果、前記走査線(4)の前記全長にわたって、前記第2の光源(6e、6f)の均一な光強度(9e)および均一な入射角(10e)で前記走査線(4)を照射するために、前記光線がオーバーラップして一続きの輝く線を形成する請求項1に記載の線イメージスキャナ。
- 前記第2の光源(6e、6f)に属する前記光学的サブシステム(23e)が、光の放射角を前記走査線(4)の個別の隣接した部分(18e)にのみ限定することを目的としたレンズによって構成されており、その結果、前記走査線(4)の前記全長にわたって、前記第2の光源(6e、6f)の均一な光強度(9e)および均一な入射角(10e)で前記走査線(4)を照射するために、前記光線がオーバーラップして一続きの輝く線を形成する請求項1に記載の線イメージスキャナ。
- 光学系(2t)がテレセントリックレンズから成る請求項1から5のいずれか一項に記載の線イメージスキャナ。
- 前記線イメージスキャナは、ステッチ可能な別々のストリップ(21)において前記デジタル化対象物(5)を走査するように、前記走査線(4)と平行な方向への、前記走査平面(8)および前記線タイプの撮像センサ(1)、前記光学系(2t)および前記照明システムを含む組の相互移動が可能なように設けられていることを特徴とする請求項6に記載の線イメージスキャナ。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の線イメージスキャナを使用する走査方法において、
前記デジタル化対象物(5)の少なくとも4つの別々の画像が得られ、
前記少なくとも4つの別々の画像は、前記少なくとも4つの別々の画像間の反射光の量の変化を計算することにより得られる表面に対する法線を推定することによって、ひいては、前記変化および前記別々の光源の既知の位置、方向および角度ならびに前記撮像センサ(1)の視点の関数として前記表面の配向を推定することによって前記デジタル化対象物(5)の前記表面の3D再構成を得るために、前記少なくとも4つの別々の画像のそれぞれが、常に同一の視点からではあるが異なる方向で照らされて取得された前記デジタル化対象物(5)の同一の部分を表すように、前記少なくとも2つの第1の光源(6a、6b)および前記少なくとも2つの第2の光源(6e、6f)を含んでいる別々の光源を毎回活性化することによって得られることを特徴とする走査方法。 - カラーまたはグレースケールの3次元の情報が、前記デジタル化対象物(5)を走査することによって得られる請求項8に記載の走査方法。
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