JPH0153721B2 - - Google Patents
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- JPH0153721B2 JPH0153721B2 JP57155299A JP15529982A JPH0153721B2 JP H0153721 B2 JPH0153721 B2 JP H0153721B2 JP 57155299 A JP57155299 A JP 57155299A JP 15529982 A JP15529982 A JP 15529982A JP H0153721 B2 JPH0153721 B2 JP H0153721B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/2509—Color coding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光セクシヨニング法及びその方法を実
施するための構成に関する。
施するための構成に関する。
光セクシヨニング法は表面の粗さ及び構造を試
験する公知の方法である。そのために、試験され
るべき表面に主の線状の構造(単一の光帯又は
明/暗の縞状パターン)を投影し、投影方向に対
して角度αでそれを観察する。このようにして作
られた像の縞状パターンの歪みから、縞状パター
ンの投影された表面の形状が導かれる。この方法
において、例えば表面の非平坦性、傾き、縁等を
決定する事ができる。
験する公知の方法である。そのために、試験され
るべき表面に主の線状の構造(単一の光帯又は
明/暗の縞状パターン)を投影し、投影方向に対
して角度αでそれを観察する。このようにして作
られた像の縞状パターンの歪みから、縞状パター
ンの投影された表面の形状が導かれる。この方法
において、例えば表面の非平坦性、傾き、縁等を
決定する事ができる。
光セクシヨニング法によつて検知できる物体の
深さ範囲は、投影された構造のフイールドの深さ
によつて制限される。評価において得られる深さ
の分解能は非平坦性によつて生じる線構造の最小
の横変位に、投影方向と観察方向との間の角度α
のタンジエントを乗じたものによつて決定され
る。一般にこの角度αは、像のフイールドの深さ
が有効に利用され物体における影領域が小さく保
たれるように、小さく保たれなければならないの
で、深さの分解能は常に横分解能よりも小さい。
厚い構造の物体の場合、投影された構造は比較す
ると大きくなければならず、従つてそれは結果と
して得られた像上になお認めることができる。し
かしながら、多くの場合に大きな面積の線構造
は、結果的な像において密接した線を生じ、従つ
て物体形状は一意的に決定され得ない。
深さ範囲は、投影された構造のフイールドの深さ
によつて制限される。評価において得られる深さ
の分解能は非平坦性によつて生じる線構造の最小
の横変位に、投影方向と観察方向との間の角度α
のタンジエントを乗じたものによつて決定され
る。一般にこの角度αは、像のフイールドの深さ
が有効に利用され物体における影領域が小さく保
たれるように、小さく保たれなければならないの
で、深さの分解能は常に横分解能よりも小さい。
厚い構造の物体の場合、投影された構造は比較す
ると大きくなければならず、従つてそれは結果と
して得られた像上になお認めることができる。し
かしながら、多くの場合に大きな面積の線構造
は、結果的な像において密接した線を生じ、従つ
て物体形状は一意的に決定され得ない。
従つて本発明の目的は、深さの分解能が非常に
高い前述の種類の光セクシヨニング法を提供する
事である。
高い前述の種類の光セクシヨニング法を提供する
事である。
ここで提案する、互いに移相されたスペクトル
的に符号化された投影パターンを用いた補間的光
セクシヨニング法は、非常に正確な実時間的な表
面形状の決定を可能にする。適当な符号化手段を
与えれば、この方法は照明の型及び試験すべき物
体の固有の色彩に独立である。表面形状の記録
(例えば等高線像の生成)に加えて、この方法は
その高い動作速度により例えば産業用ロボツトに
関連して物体検出に用いる事ができる。
的に符号化された投影パターンを用いた補間的光
セクシヨニング法は、非常に正確な実時間的な表
面形状の決定を可能にする。適当な符号化手段を
与えれば、この方法は照明の型及び試験すべき物
体の固有の色彩に独立である。表面形状の記録
(例えば等高線像の生成)に加えて、この方法は
その高い動作速度により例えば産業用ロボツトに
関連して物体検出に用いる事ができる。
本発明を実施する方法を図面を参照しながら以
下詳細に説明する。
下詳細に説明する。
この位相感受性光セクシヨニング法によれば、
各々正弦波的な空間的輝度分布を有しスペクトル
的符号化によつて互いに区別される3つの縞状パ
ターンが被試験表面に投影される。これら3つの
縞状パターンは、互いに±120゜変位するように配
置される。被試験表面に投影されたこの縞状パタ
ーンは投影方向に対してαの角度で観測され、3
つのスペクトル帯の各強度が像フイールドの各点
で測定される。3つの正弦的格子の互いの相対的
な変位は既知(即ち±120゜)なので、各像点の相
対的な(空間的)位相は3つの測定点から明瞭に
決定され、乱れのない表面の場合に存在すべき公
称的位相と比較される。相対的な位相は公知のビ
デオ技術手段によつて非常に容易に決定できる。
各々正弦波的な空間的輝度分布を有しスペクトル
的符号化によつて互いに区別される3つの縞状パ
ターンが被試験表面に投影される。これら3つの
縞状パターンは、互いに±120゜変位するように配
置される。被試験表面に投影されたこの縞状パタ
ーンは投影方向に対してαの角度で観測され、3
つのスペクトル帯の各強度が像フイールドの各点
で測定される。3つの正弦的格子の互いの相対的
な変位は既知(即ち±120゜)なので、各像点の相
対的な(空間的)位相は3つの測定点から明瞭に
決定され、乱れのない表面の場合に存在すべき公
称的位相と比較される。相対的な位相は公知のビ
デオ技術手段によつて非常に容易に決定できる。
位相感受性光セクシヨニング法の詳細を以下第
1図に示す構成によつて説明する。光源100は
コンデンサ・レンズ101を経て縞フイルタ10
2を照明する。その縞はこの例では図の面に垂直
に配置されている。通常の光セクシヨニング法の
場合、この縞フイルタは代りに不透明領域及び透
明領域から形成される。結像レンズ103は、縞
フイルタを被試験表面104上に結像させる。こ
の例では表面104は結像系の軸に垂直に(そし
て図の面に垂直に)配置されている。投影された
縞状パターンは、投影方向に関してαの角度で観
測され、TVカメラ106の感光面に投影されビ
デオ・モニタ117に表示される。
1図に示す構成によつて説明する。光源100は
コンデンサ・レンズ101を経て縞フイルタ10
2を照明する。その縞はこの例では図の面に垂直
に配置されている。通常の光セクシヨニング法の
場合、この縞フイルタは代りに不透明領域及び透
明領域から形成される。結像レンズ103は、縞
フイルタを被試験表面104上に結像させる。こ
の例では表面104は結像系の軸に垂直に(そし
て図の面に垂直に)配置されている。投影された
縞状パターンは、投影方向に関してαの角度で観
測され、TVカメラ106の感光面に投影されビ
デオ・モニタ117に表示される。
もし表面104に例えば深さ△hの凹部105
があれば、乱れのない面104の点P上に投影さ
れた縞はTVカメラの像において△x変位してい
るように見える。但し△x=△h・tanαである。
従つて深さ△hは像の横変位△xから決定でき
る。
があれば、乱れのない面104の点P上に投影さ
れた縞はTVカメラの像において△x変位してい
るように見える。但し△x=△h・tanαである。
従つて深さ△hは像の横変位△xから決定でき
る。
本発明の最も単純な実施例において、上述の先
行技術の縞フイルタは、異なつた色の3つの縞フ
イルタを互い違いに重ねた縞フイルタによつて置
き代えられる。(例えば水平の)X方向において、
これらのフイルタの各々は対応する光の波長に関
して正弦波的な透過曲線を有する。第2A図は、
第2B図のB(青)、G(緑)及びR(赤)と表示さ
れた3つの波長領域に関する縞格子の光透過Tの
空間的変動を示す。考慮している波長域毎に、第
2B図によるスペクトル透過は単なる吸収フイル
タに対応する。これらの特性を持つ縞フイルタは
例えばカラー透明フイルムを適当に露光する事に
よつて作成してもよい。
行技術の縞フイルタは、異なつた色の3つの縞フ
イルタを互い違いに重ねた縞フイルタによつて置
き代えられる。(例えば水平の)X方向において、
これらのフイルタの各々は対応する光の波長に関
して正弦波的な透過曲線を有する。第2A図は、
第2B図のB(青)、G(緑)及びR(赤)と表示さ
れた3つの波長領域に関する縞格子の光透過Tの
空間的変動を示す。考慮している波長域毎に、第
2B図によるスペクトル透過は単なる吸収フイル
タに対応する。これらの特性を持つ縞フイルタは
例えばカラー透明フイルムを適当に露光する事に
よつて作成してもよい。
表面104上の投影された色符号化縞フイルタ
はTVカメラ106によつて感知され、二色性ビ
ーム・スプリツタ108,109によつて、縞パ
ターン102を構成するスペクトル帯B,G及び
Rに分割される。二色性ビーム・スプリツタ10
8の透過係数T(ここで透過係数とは光の透過率、
すなわち反射せずに通過する光の割合のことであ
り、例えばある波長において透過係数=1である
とすれば当波長の光は100%透過することを示す。
0であれば100%反射するということである。)は
第2D図に示すような曲線を有し、ビーム・スプ
リツタ109の透過係数Tは第2C図に示すよう
な曲線を有する。適当な位置の反射鏡110,1
11で反射した後、3つの色部分R,G,Bはカ
メラ管112,113,114に到達し、それに
よつて像点の各スペクトル強度が決定される。こ
れら3つの強度値の各々は、相対的位相シフトが
既知(即ち±120゜)の3つの正弦的関数の1つに
対応するので、正弦的関数の絶対的位相Ψを決定
することができる。これらは次のように書かれ
る。
はTVカメラ106によつて感知され、二色性ビ
ーム・スプリツタ108,109によつて、縞パ
ターン102を構成するスペクトル帯B,G及び
Rに分割される。二色性ビーム・スプリツタ10
8の透過係数T(ここで透過係数とは光の透過率、
すなわち反射せずに通過する光の割合のことであ
り、例えばある波長において透過係数=1である
とすれば当波長の光は100%透過することを示す。
0であれば100%反射するということである。)は
第2D図に示すような曲線を有し、ビーム・スプ
リツタ109の透過係数Tは第2C図に示すよう
な曲線を有する。適当な位置の反射鏡110,1
11で反射した後、3つの色部分R,G,Bはカ
メラ管112,113,114に到達し、それに
よつて像点の各スペクトル強度が決定される。こ
れら3つの強度値の各々は、相対的位相シフトが
既知(即ち±120゜)の3つの正弦的関数の1つに
対応するので、正弦的関数の絶対的位相Ψを決定
することができる。これらは次のように書かれ
る。
R=M+A・sinΨ
G=M+A・sin(Ψ−120゜)
B=M+A・sin(Ψ+120゜)
但しMは正弦的関数の平均値、Aは振幅であ
る。位相Ψは縞フイルタの位置座標と一意的な相
関を有する。
る。位相Ψは縞フイルタの位置座標と一意的な相
関を有する。
三角関数の関係式、
及び、
M=1/3(R+G+B)
A・sinΨ=R−M
A・sin(Ψ+120゜)=B−M
A・sin(Ψ−120゜)=G−M
を用いれば所望の位相Ψに関して次式が得られ
る。
る。
tanΨ=√3(G−M)+(B−M)/(B
−M)−(G−M) ビデオ信号が処理される時、伝送に関するビデ
オ標準に従つて値M及びG−M、B−Mも作られ
る(いわゆるY信号即ち輝度信号R+B+G並び
にB−Y及びR−Yの線型結合から作られる色度
信号)。
−M)−(G−M) ビデオ信号が処理される時、伝送に関するビデ
オ標準に従つて値M及びG−M、B−Mも作られ
る(いわゆるY信号即ち輝度信号R+B+G並び
にB−Y及びR−Yの線型結合から作られる色度
信号)。
表面104の被走査像の各像点x0の位相Ψはこ
のようにして何の困難もなく標準的なTV回路1
15及び116において作られ、従つて像点の各
位相はモニタ117上に表示できる。もし像点の
位相が、例えば像点が表面の凹部105に位置す
る時に基準点に関して変化すれば、位相の変化か
ら高さの変化△hを導く事ができる。ビデオ技術
信号処理に用いられる回路の詳細は例えば欧州特
許出願第811025535号に説明されている。
のようにして何の困難もなく標準的なTV回路1
15及び116において作られ、従つて像点の各
位相はモニタ117上に表示できる。もし像点の
位相が、例えば像点が表面の凹部105に位置す
る時に基準点に関して変化すれば、位相の変化か
ら高さの変化△hを導く事ができる。ビデオ技術
信号処理に用いられる回路の詳細は例えば欧州特
許出願第811025535号に説明されている。
縞フイルタ102の3つの成分の正弦波的変調
は、各縞の間の非常に微細な補間を可能にするの
で、この光セクシヨニング法は深さにおいて高い
分解能を保証する。像全体の相対的位相の点毎の
決定及び各点の位相関係の視覚的表示は上述の
TV技術手段によつて非常に迅速に行なわれるの
で、実時間的な評価が可能である。
は、各縞の間の非常に微細な補間を可能にするの
で、この光セクシヨニング法は深さにおいて高い
分解能を保証する。像全体の相対的位相の点毎の
決定及び各点の位相関係の視覚的表示は上述の
TV技術手段によつて非常に迅速に行なわれるの
で、実時間的な評価が可能である。
さらにTVカメラ106の出力信号は、さらに
別の処理のために(信号線118上を)計算機へ
供給し、この情報によつて等高線の発生又は物体
の検出を行なう事ができる。
別の処理のために(信号線118上を)計算機へ
供給し、この情報によつて等高線の発生又は物体
の検出を行なう事ができる。
これまで述べた本発明の例では色R,G,Bに
よつて区別可能な縞フイルタを用いていたが、そ
の場合TVカメラにおける位相評価が被試験物体
の固有の色によつて影響を受ける可能性がある。
これを取り除くために、3つの空間的に変位した
正弦波的縞状パターン(第3A図)が第2B図の
ような狭いスペクトル帯によつては区別されず複
数の個々の非常に狭いスペクトル帯(スペクトル
線)によつて区別されるような縞フイルタを用い
る事ができる。そのようなフイルタのスペクトル
透過特性は第3B図に示されている。即ち第1の
縞状パターンは破線で示した全てのスペクトル線
を含み、第2の縞状パターンは実線で示した全
てのスペクトル線を含み、そして第3の縞状パ
ターンは点破線で示した全てのスペクトル線を
含む。線,及びは各々波長λ1,λ2,λ3…に
接近している。3つの縞状パターンをスペクトル
的に分離するために、TVカメラ106中のビー
ム・スプリツタ108及び109は各々第3C図
及び第3D図に示すような透過スペクトルを特た
なければならない。第1のビーム・スプリツタは
スペクトル線を全て反射し、第2のものはスペ
クトル線を全て反射する。
よつて区別可能な縞フイルタを用いていたが、そ
の場合TVカメラにおける位相評価が被試験物体
の固有の色によつて影響を受ける可能性がある。
これを取り除くために、3つの空間的に変位した
正弦波的縞状パターン(第3A図)が第2B図の
ような狭いスペクトル帯によつては区別されず複
数の個々の非常に狭いスペクトル帯(スペクトル
線)によつて区別されるような縞フイルタを用い
る事ができる。そのようなフイルタのスペクトル
透過特性は第3B図に示されている。即ち第1の
縞状パターンは破線で示した全てのスペクトル線
を含み、第2の縞状パターンは実線で示した全
てのスペクトル線を含み、そして第3の縞状パ
ターンは点破線で示した全てのスペクトル線を
含む。線,及びは各々波長λ1,λ2,λ3…に
接近している。3つの縞状パターンをスペクトル
的に分離するために、TVカメラ106中のビー
ム・スプリツタ108及び109は各々第3C図
及び第3D図に示すような透過スペクトルを特た
なければならない。第1のビーム・スプリツタは
スペクトル線を全て反射し、第2のものはスペ
クトル線を全て反射する。
縞フイルタ102中の各縞パターンのそのよう
なマルチスペクトル符号化は光くし型フイルタに
よつて行なう事ができる。それらは1つ又はいく
つかの薄い透明層から成る誘導体フイルタであつ
て、その層の厚さが透過のスペクトル位置を決定
し、層の数が透過帯のスペクトル幅を決定する。
第3B図の透過スペクトルを有し第3A図に従つ
て透過率が空間的に正弦波的に変化する縞フイル
タは厚さが空間的に変化する層を用いて製作でき
る。第4図は所望の特性を有する縞フイルタの空
間座標xに関する高さプロフアイル41を示す。
そのようなフイルタは異なつた隣接領域42、43、
44から構成される。その各々は異なつた厚さ
(d1、d2、d3)を有し、従つて異なつたスペクト
ル帯を透過させ、そしてその幅(b1、b2、b3)
は周期的に増減する。第4図の例では各帯域の幅
(μm)は次式によつて決定される。
なマルチスペクトル符号化は光くし型フイルタに
よつて行なう事ができる。それらは1つ又はいく
つかの薄い透明層から成る誘導体フイルタであつ
て、その層の厚さが透過のスペクトル位置を決定
し、層の数が透過帯のスペクトル幅を決定する。
第3B図の透過スペクトルを有し第3A図に従つ
て透過率が空間的に正弦波的に変化する縞フイル
タは厚さが空間的に変化する層を用いて製作でき
る。第4図は所望の特性を有する縞フイルタの空
間座標xに関する高さプロフアイル41を示す。
そのようなフイルタは異なつた隣接領域42、43、
44から構成される。その各々は異なつた厚さ
(d1、d2、d3)を有し、従つて異なつたスペクト
ル帯を透過させ、そしてその幅(b1、b2、b3)
は周期的に増減する。第4図の例では各帯域の幅
(μm)は次式によつて決定される。
b1=1.5+cosΨ
b2=1.5+cos(Ψ+120゜)
b3=1.5+cos(Ψ−120゜)
角度Ψは以前に説明した位相角に対応する。第
4図の例ではこの角度は4πの位相角がx方向の
90μmの経路に対応するように選ばれている。定
数1.5は最小の帯域幅でさえもフオトリソグラフ
イ法によつてなお製造し得るように選ばれる。す
なわち、フオトリソグラフイにより第4図に示す
ような所定幅、所定高さを有するフイルタを作成
する場合、上式のb1〜b3の最小値はcosΨ≧−1
であるから、1.5−1=0.5となる。従つて、上式
では0.5が最小値となり、0.5μmがフイルタをフ
オトリソグラフイで作成する時の最小加工幅とな
る。フオトリソグラフイの加工技術の度合により
この値は可変である。帯域の密度(位相間隔2π
当りの数)は、その結果生じる線パターンが被試
験物体上に投影された時にもはや分解され得ない
ようなものである。
4図の例ではこの角度は4πの位相角がx方向の
90μmの経路に対応するように選ばれている。定
数1.5は最小の帯域幅でさえもフオトリソグラフ
イ法によつてなお製造し得るように選ばれる。す
なわち、フオトリソグラフイにより第4図に示す
ような所定幅、所定高さを有するフイルタを作成
する場合、上式のb1〜b3の最小値はcosΨ≧−1
であるから、1.5−1=0.5となる。従つて、上式
では0.5が最小値となり、0.5μmがフイルタをフ
オトリソグラフイで作成する時の最小加工幅とな
る。フオトリソグラフイの加工技術の度合により
この値は可変である。帯域の密度(位相間隔2π
当りの数)は、その結果生じる線パターンが被試
験物体上に投影された時にもはや分解され得ない
ようなものである。
異なつたステツプ高を有する干渉フイルタの空
間的透過スペクトルも同様に第4図に示されてい
る。ステツプ高d3に対応する周波数は、厚さd3
の帯域が大きな幅b3を持つ全ての位置において
比較的高い強度で通過する。幅の周期的変動によ
りこの周波数に関して近似的に正弦波的な第4図
の透過曲線が得られる。厚さd2及びd1の他の2
つの帯域に伴う透過曲線46及び47も曲線45
に対して±120゜変位した近似的な正弦波である。
間的透過スペクトルも同様に第4図に示されてい
る。ステツプ高d3に対応する周波数は、厚さd3
の帯域が大きな幅b3を持つ全ての位置において
比較的高い強度で通過する。幅の周期的変動によ
りこの周波数に関して近似的に正弦波的な第4図
の透過曲線が得られる。厚さd2及びd1の他の2
つの帯域に伴う透過曲線46及び47も曲線45
に対して±120゜変位した近似的な正弦波である。
そのような縞フイルタはフオトリソグラフイ的
に製造し得る。そのために1つだけのエツチン
グ・マスクしか必要ではない。このマスクは±
120゜ずれた2つの帯域パターンのエツチング中に
適当に変位させられる。第5図及び第6図には、
被試験物体が光投影手段502,601、光結像
手段504,606より小さい場合、大きい場合
の補完的光セクシヨニング法の光学的配置がそれ
ぞれ示されている。被試験物体が大きい時は光投
影を広げるために発散光とする必要がある。
に製造し得る。そのために1つだけのエツチン
グ・マスクしか必要ではない。このマスクは±
120゜ずれた2つの帯域パターンのエツチング中に
適当に変位させられる。第5図及び第6図には、
被試験物体が光投影手段502,601、光結像
手段504,606より小さい場合、大きい場合
の補完的光セクシヨニング法の光学的配置がそれ
ぞれ示されている。被試験物体が大きい時は光投
影を広げるために発散光とする必要がある。
第5図は補間的光セクシヨニング法に関する光
学的配置を示す。ここで被試験物体503は光投
影手段502及び光結像手段504よりも小さな
直径を有する。縞フイルタ500はKoehler照明
器(結像物502中の光源の像)によつて右側か
ら照明される。投影アパーチヤは光学結像手段5
02の後焦点面のアパーチヤ・ダイアフラム50
1によつて制限され、物体503の表面に平行な
縞が生じる。この場合表面の点の位置と像面50
6の像点の位相との間に線型関係が存在する。像
面506は光学結像手段504及びその後焦点に
位置するアパーチヤ・ダイアフラム505によつ
て形成される。
学的配置を示す。ここで被試験物体503は光投
影手段502及び光結像手段504よりも小さな
直径を有する。縞フイルタ500はKoehler照明
器(結像物502中の光源の像)によつて右側か
ら照明される。投影アパーチヤは光学結像手段5
02の後焦点面のアパーチヤ・ダイアフラム50
1によつて制限され、物体503の表面に平行な
縞が生じる。この場合表面の点の位置と像面50
6の像点の位相との間に線型関係が存在する。像
面506は光学結像手段504及びその後焦点に
位置するアパーチヤ・ダイアフラム505によつ
て形成される。
第6図は、大きな面積を有する物体602につ
いて用いられる補完的光セクシヨニング法に関す
る光学的配置を示す。投影及び結像アパーチヤを
制限せずに、発散的な縞面605が得られ、物体
位置と位相との間にはもはや線型関係は存在しな
い。物体表面602を一意的に決定するために、
光学結像手段606によつて像面607に作られ
る各々の縞が識別されなければならない。もし表
面が影帯域を持たなければ、すなわち光路を遮ぎ
り、投影光によつて生ずる縞以外の縞を形成して
しまうような突出部等を有していなければ、例え
ば縞フイルタの縁から縞を計数すれば充分であ
る。一般に最小の可能な連続場において検出され
る各縞又は縞の群が標識されなければならない。
これは例えば白色光成分を変調する事によつて行
なわれる。この目的のために縞フイルタによつて
作られたスペクトルが空間依存性の白色光成分と
重ね合される。最も単純な場合、白色光成分は基
準点から次第に増加して行くようなものである。
もしスペクトル的に符号化された光の位相に加え
て、白色光の強度が測定されるならば、同じ位相
を持つが白色光成分の異なる表面の点を容易に区
別する事ができる。
いて用いられる補完的光セクシヨニング法に関す
る光学的配置を示す。投影及び結像アパーチヤを
制限せずに、発散的な縞面605が得られ、物体
位置と位相との間にはもはや線型関係は存在しな
い。物体表面602を一意的に決定するために、
光学結像手段606によつて像面607に作られ
る各々の縞が識別されなければならない。もし表
面が影帯域を持たなければ、すなわち光路を遮ぎ
り、投影光によつて生ずる縞以外の縞を形成して
しまうような突出部等を有していなければ、例え
ば縞フイルタの縁から縞を計数すれば充分であ
る。一般に最小の可能な連続場において検出され
る各縞又は縞の群が標識されなければならない。
これは例えば白色光成分を変調する事によつて行
なわれる。この目的のために縞フイルタによつて
作られたスペクトルが空間依存性の白色光成分と
重ね合される。最も単純な場合、白色光成分は基
準点から次第に増加して行くようなものである。
もしスペクトル的に符号化された光の位相に加え
て、白色光の強度が測定されるならば、同じ位相
を持つが白色光成分の異なる表面の点を容易に区
別する事ができる。
第1図は位相符号化光セクシヨニング法の構成
を示す図、第2A図は第1図の構成に関する縞フ
イルタのスペクタル透過の空間的変動を示す図、
第2B図、第2C図及び第2D図は縞フイルタ及
びTVカメラの半透鏡のスペクトル透過曲線を示
す図、第3A図乃至第3D図はマルチスペクトル
符号化を用いた場合の第2A図乃至第2D図に相
当する図、第4図はマルチスペクトル符号化の場
合の縞フイルタの高さプロフアイルを示す図、第
5図は小さな物体に対して位相敏感光セクシヨニ
ング法を実施するための構成を示す図、第6図は
大きな表面の物体に対して位相敏感光セクシヨニ
ング法を実施するための構成を示す図である。 100……光源、102……縞フイルタ、10
4……被試験面、106……TVカメラ。
を示す図、第2A図は第1図の構成に関する縞フ
イルタのスペクタル透過の空間的変動を示す図、
第2B図、第2C図及び第2D図は縞フイルタ及
びTVカメラの半透鏡のスペクトル透過曲線を示
す図、第3A図乃至第3D図はマルチスペクトル
符号化を用いた場合の第2A図乃至第2D図に相
当する図、第4図はマルチスペクトル符号化の場
合の縞フイルタの高さプロフアイルを示す図、第
5図は小さな物体に対して位相敏感光セクシヨニ
ング法を実施するための構成を示す図、第6図は
大きな表面の物体に対して位相敏感光セクシヨニ
ング法を実施するための構成を示す図である。 100……光源、102……縞フイルタ、10
4……被試験面、106……TVカメラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 被試験物体表面の縞状照明を用いる光セクシ
ヨニング法において、 空間的強度が正弦波的であり且つ互いに位相が
±120゜変位した3種のスペクトル的に符号化され
た縞パターンを物体表面に投影し、形成された縞
パターンの像において投影方向に対して角度αで
各像点の相対的位相を、スペクトル的に符号化さ
れた縞パターンの各々の強度を測定する事によつ
て決定する事を特徴とする方法。 2 上記スペクトル的符号化に、光スペクトルの
異なつた狭い帯域の光を用いる、特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3 上記スペクトル的符号化に、干渉フイルタの
マルチ・スペクトル線を用いる、特許請求の範囲
第1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP81108094.4 | 1981-10-09 | ||
EP19810108094 EP0076866B1 (de) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | Interpolierendes Lichtschnitt-Verfahren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58122409A JPS58122409A (ja) | 1983-07-21 |
JPH0153721B2 true JPH0153721B2 (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=8187947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15529982A Granted JPS58122409A (ja) | 1981-10-09 | 1982-09-08 | 光セクシヨニング法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0076866B1 (ja) |
JP (1) | JPS58122409A (ja) |
DE (1) | DE3170315D1 (ja) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6273254U (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | ||
JPH0789057B2 (ja) * | 1986-06-11 | 1995-09-27 | キヤノン株式会社 | 距離測定装置 |
DE3721749A1 (de) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Man Technologie Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen erfassung der form von gegenstaenden |
DE3907430C1 (ja) * | 1988-12-23 | 1991-03-21 | Klaus 8206 Bruckmuehl De Pfister | |
DE3938714A1 (de) * | 1989-11-23 | 1991-05-29 | Bernd Dr Breuckmann | Verfahren zur optischen erfassung von formen von objekten |
CA2017518A1 (en) * | 1990-05-24 | 1991-11-24 | Her Majesty The Queen, In Right Of Canada, As Represented By The Ministe R Of The National Research Council Of Canada | Colour-range imaging |
DE4130237A1 (de) * | 1991-09-11 | 1993-03-18 | Zeiss Carl Fa | Verfahren und vorrichtung zur dreidimensionalen optischen vermessung von objektoberflaechen |
JPH08505551A (ja) * | 1993-01-21 | 1996-06-18 | テヒノメッド・ゲゼルシャフト・フュール・メディツィニッシェ・ウント・メディツィニッシュ‐テヒニッシェ・ジステメ・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 反射表面の形態を測定する方法と装置 |
DE19604076C2 (de) * | 1996-02-05 | 1998-02-19 | F & O Electronic Systems | Vorrichtung zur Inspektion der Oberfläche von Holz zwecks Feststellung von Oberflächenmerkmalen und Verfahren hierzu |
WO1999034301A1 (en) * | 1997-12-31 | 1999-07-08 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus for three-dimensional surface contouring using a digital video projection system |
US6438272B1 (en) | 1997-12-31 | 2002-08-20 | The Research Foundation Of State University Of Ny | Method and apparatus for three dimensional surface contouring using a digital video projection system |
US6252623B1 (en) | 1998-05-15 | 2001-06-26 | 3Dmetrics, Incorporated | Three dimensional imaging system |
JP2002544510A (ja) * | 1999-05-14 | 2002-12-24 | 3ディーメトリックス,インコーポレイテッド | カラー構造化された光3d撮像システム |
US6788210B1 (en) | 1999-09-16 | 2004-09-07 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus for three dimensional surface contouring and ranging using a digital video projection system |
US6750899B1 (en) * | 2000-01-07 | 2004-06-15 | Cyberoptics Corporation | Solder paste inspection system |
CA2301822A1 (fr) | 2000-03-24 | 2001-09-24 | 9071 9410 Quebec Inc. | Projection simultanee de plusieurs patrons avec acquisition simultanee pour l'inspection d'objets en trois dimensions |
JP2002081924A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-03-22 | Ckd Corp | 三次元計測装置 |
JP3878023B2 (ja) | 2002-02-01 | 2007-02-07 | シーケーディ株式会社 | 三次元計測装置 |
DE10254139A1 (de) * | 2002-11-15 | 2004-05-27 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
SI21521A (sl) * | 2003-06-12 | 2004-12-31 | Univerza V Ljubljani | Naprava za ugotavljanje oblike in dimenzij trodimenzionalnega merjenca |
US8238661B2 (en) | 2004-08-12 | 2012-08-07 | Bioscrypt, Inc. | Device for contactlessly controlling the surface profile of objects |
WO2006031147A1 (fr) | 2004-08-12 | 2006-03-23 | A4 Vision S.A. | Dispositif de controle biometrique de la surface d'un visage |
US7646896B2 (en) | 2005-08-02 | 2010-01-12 | A4Vision | Apparatus and method for performing enrollment of user biometric information |
JP4613626B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2011-01-19 | 旭硝子株式会社 | 鏡面形状測定方法および装置並びに検査方法および装置 |
DE102005046754A1 (de) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
FI20075975L (fi) | 2007-12-31 | 2009-07-01 | Metso Automation Oy | Rainan mittaus |
DE102008035532B4 (de) * | 2008-07-29 | 2016-01-07 | Carl Zeiss Ag | Verfahren zur Bestimmung der Reflexionscharakteristik einer Substanz |
DE102009038965A1 (de) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Carl Zeiss Oim Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum optischen Inspizieren einer Oberfläche an einem Gegenstand |
DE102013211802A1 (de) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Dynamikerhöhung bei der farbkodierten Triangulation |
DE102018211913B4 (de) * | 2018-07-17 | 2022-10-13 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Objektoberfläche mittels elektromagnetischer Strahlung |
CN110006374B (zh) * | 2019-04-28 | 2020-04-07 | 大连理工大学 | 一种通过多维插值获取图像基准的cfrp粗糙度测量方法 |
CN111174730B (zh) * | 2020-01-07 | 2021-07-16 | 南昌航空大学 | 一种基于相位编码的快速相位解包裹方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5461551A (en) * | 1977-10-03 | 1979-05-17 | Solid Photo | Method of prescribing surface of body |
JPS5724810A (en) * | 1980-06-11 | 1982-02-09 | Gen Electric | Method of and apparatus for measuring contour of surface |
-
1981
- 1981-10-09 DE DE8181108094T patent/DE3170315D1/de not_active Expired
- 1981-10-09 EP EP19810108094 patent/EP0076866B1/de not_active Expired
-
1982
- 1982-09-08 JP JP15529982A patent/JPS58122409A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5461551A (en) * | 1977-10-03 | 1979-05-17 | Solid Photo | Method of prescribing surface of body |
JPS5724810A (en) * | 1980-06-11 | 1982-02-09 | Gen Electric | Method of and apparatus for measuring contour of surface |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58122409A (ja) | 1983-07-21 |
DE3170315D1 (en) | 1985-06-05 |
EP0076866A1 (de) | 1983-04-20 |
EP0076866B1 (de) | 1985-05-02 |
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