JPH0658212B2 - ３次元座標計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は３次元座標計測装置の改良に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、３次元的な広がりを有する計測対象物の３次
元座標を計測する手法は種々あるが、その１つに合焦点
位置変化法がある。この手法は撮像装置の合焦点位置を
変えながら計測対象物を多数回撮像し、得られた多数の
画像中より計測対象物の各部分について焦点の合った画
像を決定し、各画像撮像時の撮像装置の光学系の状態か
ら計測対象物の各部分までの距離、即ち各部分に対する
３次元座標を求めるものであった。

前述した合焦点画像の決定には、通常、画像のコントラ
ストの大きさが用いられる。

３次元的な広がりを有する計測対象物を所定の焦点深度
を備えた光学系を有する撮像装置を用いて撮像した場
合、画像中で焦点の合った部分は最もコントラストが大
きくなり、逆に焦点のずれた部分はぼけを生じるため、
コントラストが小さくなる。即ち、合焦点位置を手前か
ら奥へ連続的に変化させると、画像中のエッジ部分のコ
ントラストは、当初、ぼけのため小さく、焦点が合って
くるに従って大きくなり、焦点が合った時に最も大きく
なり、それを過ぎると、ぼけによって再び小さくなる。

従って、エッジ部分のコントラスト、即ち微分成分が最
も大きい画像が得られた時の光学系の合焦点位置に対応
する距離をその特徴点までの距離と見なすことができ、
合焦点位置が異なる多数の画像中、エッジ部分の微分成
分が最も大きくなるものを求めれば、距離を計測できる
ことになる。

第２図は前記手法を用いた３次元座標計測装置の一例を
示すものである。ビデオカメラ１はレンズ２を介して計
測対象物（被写体）Ａの画像を撮像素子３に結像させ、
映像信号に変換する。該映像信号はアナログ・ディジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器４によりアナログ信号からディジタ
ル信号に変換され、処理装置５に転送される。処理装置
５は前記ディジタル信号に微分演算処理を施し、被写体
Ａの画像のコントラストを検出し、さらにこの結果に基
づいてレンズコントローラ６を制御し、レンズ２の位
置、即ちビデオカメラ１の合焦点位置を変更する。ま
た、合焦点位置変更後の被写体Ａの画像は前記同様にし
てビデオカメラ１により映像信号に変換され、Ａ／Ｄ変
換器４を介して処理装置５に転送され、処理される。こ
のような一連の処理を繰返すことにより合焦点位置の異
なる多数の画像中のコントラストが検出され、被写体Ａ
の各部分についてコントラストが最も大きくなる画像を
選択することにより、被写体Ａの各部分までの距離が求
めるられる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前述した装置における測定精度はコントラス
トの検出精度に依存する。

物点が光学系によって共役な像面上に結像されている
時、像面を前後に移動すると、光学系の射出瞳を通り、
像点に収束してくる光線束は像面上にぼけた像を生ず
る。このぼけの大きさは像点に向かって収束する光線束
の開きの角度と、像面の正しい位置からのずれの量に比
例し、該ぼけの大きさが撮像素子の分解能εより小さけ
れば、像は実用上鮮明、即ちコントラストが大きいと考
えられる。像面の位置を固定した時、この上に鮮明な像
を生ずる物体の範囲を物体（被写界）深度という。

第３図は像面上の画像と物体深度との関係を示すもの
で、図中、Ｑは像面、Ｏは像面Ｑに共役な物面、Ｅは光
学系、ここでは焦点距離ｆのレンズ７の中心面であり、
像面Ｑと中心面Ｅとの距離をａ、中心面Ｅと物面Ｏとの
距離をｂとする。

物面Ｏ上の物点はレンズ７を介して像面Ｑ上に鮮明な像
を結像する。また、物面Ｏからその前後に距離Δ１及び
Δ２だけ離れた位置に存在する平面Ｏ１及びＯ２上の物
点はレンズ７を介して像面Ｑ上に所定の大きさの円形像
を結像し、この円形像の直径が前記分解能ε以下であれ
ば、像面Ｑ上に鮮明な像を結像したと見なせる。

前記平面Ｏ１及びＯ２上の物点に対応する像面Ｑ上の円
形像の直径が前記分解能εに等しい時、平面Ｏ１及びＯ
２間の間隔、即ち Δ＝Δ２−Δ１ …(1) を物体深度という。

また、レンズ７の横倍率をβ、絞り８による射出瞳の直
径をＤとすると、｜β｜Ｄ》εであれば、Δ２≒−Δ１
となり、物体深度Δは Δ＝Δ２−Δ１≒２ε・ｂ／｜β｜Ｄ …(2) となる。

このように像面Ｑ上に鮮明な像が得られる、即ち大きな
コントラストが得られる物面の範囲には一定の幅がある
ため、前記装置では距離を高精度に測定することが困難
であり、特に被写体までの距離、即ち式(2)中の距離ｂ
が大きい程、物体深度Δも大きくなり、測定精度が劣化
するという問題点があった。

本発明は前記問題点を解決し、測定精度が高く、特に遠
方の被写体でも高精度に測定し得る３次元座標計測装置
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 第１図は本発明の３次元座標計測装置の概要を示すもの
で、図中、９は倍率を変更可能な光学系９ａを有する撮
像装置、１０は撮像装置９の合焦点位置を変えながら計
測対象物Ａを多数回撮像し、得られた多数の画像中より
計測対象物Ａの各部分について焦点の合った画像を決定
し、各画像撮像時の撮像装置９の光学系９ａの状態から
計測対象物Ａの各部分に対する３次元座標を求める座標
算出手段、１１は撮像装置９の光学系９ａの倍率を最も
低い倍率から最も高い倍率へ（又は最も高い倍率から最
も低い倍率へ）順次変更するとともに、該変更の都度、
座標算出手段１０を再起動する倍率変更手段である。

また、第４図は本発明の他の３次元座標計測装置の概要
を示すもので、図中、１２及び１３は所定間隔を隔てて
配置された左右一対の撮像装置、１４及び１５は撮像装
置１２及び１３にそれぞれ対応して、撮像装置１２及び
１３の合焦点位置を変えながら計測対象物Ａを多数回撮
像し、得られた多数の画像中より計測対象物Ａの各部分
について焦点の合った画像を決定し、各画像撮像時の撮
像装置１２及び１３の光学系１２ａ及び１３ａの状態か
ら計測対象物Ａの各部分に対する左画像及び右画像の３
次元座標を求める第１及び第２の座標算出手段、１６は
第１及び第２の座標算出手段１４及び１５により求めら
れた左画像及び右画像の３次元座標に基づいて、該左画
像及び右画像を同様な距離を有する複数の範囲に区分す
る探索範囲限定手段、１７は撮像装置１２及び１３によ
り撮像された左画像及び右画像中の前記範囲内より対応
する点を探索し、その３次元座標を求める第３の座標算
出手段である。

また、第５図は本発明のさらに他の３次元座標計測装置
の概要を示すもので、図中、１４及び１５は第４図の装
置と同様な第１及び第２の座標算出手段、１６は第４図
の装置と同様な探索範囲限定手段、１７は第４図の装置
と同様な第３の座標算出手段、１８及び１９は倍率を変
更可能な光学系１８ａ及び１９ａをそれぞれ有する左右
一対の撮像装置、２０及び２１は左右一対の撮像装置１
８及び１９の光学系１８ａ及び１９ａの倍率を最も低い
倍率から最も高い倍率へ（又は最も高い倍率から最も低
い倍率へ）順次変更するとともに、該変更の都度、第１
及び第２の座標算出手段１４及び１５を再起動する第１
及び第２の倍率変更手段である。

（作用） 第１図の装置によれば、倍率変更手段１１によって撮像
装置９の光学系９ａの倍率が変えられる、例えば大きく
なると、該撮像装置９の光学系９ａの物体深度も変る、
即ち小さくなる。

第６図は光学系の横倍率と物体深度との関係を示すもの
で、光学系、例えばレンズ２２及び２３においてレンズ
２２の方がレンズ２３より横倍率が大きい、即ち焦点距
離が長いとすると、レンズ２２の物体深度Δ01の方がレ
ンズ２３の物体深度Δ02より小さくなる。

従って、前記装置において、さらに倍率変更手段１１に
よって座標算出手段１０が再起動されると、該物体深度
が小さい状態の撮像装置９により撮像された多数の画像
中より焦点のあった画像が決定され、これより計測対象
物Ａの３次元座標が高精度に求められる。

また、第４図の装置によれば、第１及び第２の座標算出
手段１４及び１５によって撮像装置１２及び１３の合焦
点位置を変えながら撮像された左右の多数の画像中より
計測対象物Ａの各部分について焦点の合った左画像及び
右画像が決定され、各画像撮像時の撮像装置１２及び１
３の光学系１２ａ及び１３ａの状態から計測対象物Ａの
各部分に対する左画像及び右画像の３次元座標が求めら
れる。また、これらの左画像及び右画像の３次元座標か
ら探索範囲限定手段１６によって左画像及び右画像が同
様な距離を有する複数の範囲に区分され、さらに第３の
座標算出手段１７によって撮像装置１２及び１３により
撮像された左画像及び右画像中の前記範囲、即ち第１及
び第２の座標算出手段１４及び１５による計測結果から
対応点の存在が予想される範囲内より対応する点が探索
され、その３次元座標が求められる。

また、第５図の装置によれば、第１及び第２の座標算出
手段１４及び１５に対応した第１及び第２の倍率変更手
段２０及び２１によって物体深度が変えられた、例えば
小さい状態の撮像装置１８及び１９により撮像された左
右の多数の画像に基づいて計測対象物Ａの各部分に対す
る左画像及び右画像の３次元座標が求められ、これらか
ら前記同様にして左画像及び右画像が同様な距離を有す
る複数の範囲に区分され、さらに撮像装置１８及び１９
により撮像された左画像及び右画像中の前記範囲、即ち
対応点の存在がより確率高く予想される範囲内から対応
する点が探索され、その３次元座標が求められる。

（実施例） 第７図は本発明の３次元座標計測装置の第１の実施例を
示すもので、ここでは前述した第１図の装置に対応した
例を示す。図中、３１はビデオカメラ、３２はカメラマ
ウント、３３はＡ／Ｄ変換器、３４はカメラコントロー
ラ、３５はレンズコントローラ、３６は処理装置であ
る。

ビデオカメラ３１は倍率を変更可能な光学系、ここでは
ズームレンズ３１ａを備え、該ズームレンズ３１ａを介
して計測対象物（被写体）Ａの画像を撮像素子（図示せ
ず）に結像させ、映像信号に変換する。カメラマウント
３２はビデオカメラ３１を水平方向及び垂直方向の任意
の方向に首振り自在に支持する如くなっている。

カメラコントローラ３４は処理装置３６からの制御コマ
ンドに基づいてカメラマウント３２を駆動し、ビデオカ
メラ３１の撮像方向を変更する。レンズコントローラ３
５は処理装置３６からの制御コマンドに基づいてビデオ
カメラ３１のズームレンズ３１ａを駆動し、その倍率及
び合焦点位置を変更する如くなっている。

処理装置３６は周知のコンピュータ等よりなり、所定の
プログラムに従って、カメラコントローラ３４及びレン
ズコントローラ３５を制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器
３３を介してディジタル信号に変換された被写体Ａの撮
像信号を受信し、所定の演算処理を行なって被写体Ａの
３次元座標を算出する。

第８図は処理装置３６のプログラムに対応する流れ図
で、該プログラム及び処理装置３６により第１図におけ
る座標算出手段１０及び倍率変更手段１１が実現され
る。

次に、動作について説明する。

まず、処理装置３６はカメラコントローラ３４及びレン
ズコントローラ３５を介してカメラマウント３２及びズ
ームレンズ３１ａを動作させ、ズームレンズ３１ａの倍
率並びに合焦点位置を所定の初期状態（例えば、倍率は
１番低い状態）に設定するとともに、ビデオカメラ３１
の撮像視野を所定の撮像開始位置に設定し（ステップｓ
１）、画像入力する（ステップｓ２）。この時、被写体
Ａが写っていなければ（ステップｓ３）、カメラコント
ローラ３４を介してカメラマウント３２を動作させ、ビ
デオカメラ３１の視野を所定の走査方向に移動させ（ス
テップｓ４）、再度、画像入力する。

次に、処理装置３６はビデオカメラ３１より入力されＡ
／Ｄ変換器３３によりディジタル信号に変換された映像
信号に従来例の場合と同様な微分演算処理を施し、被写
体Ａの画像のコントラスト（画像ぼけ）を検出する（ス
テップｓ５）。さらに処理装置３６は検出結果に基づい
てズームレンズ３１ａの合焦点位置を変更し（ステップ
ｓ６，ｓ７）、画像入力（ステップｓ８）及び画像ぼけ
の検出（ステップｓ５）を繰返し、コントラストの最大
値が得られる合焦点位置を決定する（ステップｓ９）。

その後、処理装置３６はビデオカメラ３１の撮像視野を
移動させ、その全視野について前述したステップｓ２〜
ステップｓ９の処理を繰返す（ステップｓ10，ｓ11）。

次に、処理装置３６はビデオカメラ３１の焦点距離、即
ち倍率を変更し、その全倍率について前述したステップ
ｓ２〜ステップｓ11の処理を繰返し（ステップｓ12，ｓ
13）、これらの結果に基づいて被写体Ａの各部分までの
距離、即ち３次元座標を計算する（ステップｓ１４）。

本実施例によれば、倍率を変更した、即ち物体深度を変
更したズームレンズ３１ａによる被写体Ａの画像が得ら
れ、物体深度が小さい状態のビデオカメラ３１による合
焦点位置が被写体Ａの各部分について検出され、これら
から被写体Ａの各部分までの距離が算出されるため、精
度の高い３次元座標が得られる。

また、本実施例では全視野走査した後、倍率を変更する
如くなしたが、ある視野の範囲について順次倍率を変更
し、その後、視野を変更するようになしても良い。な
お、全視野とはカメラマウント３２における移動可能範
囲、又は倍率が１番低い状態におけるビデオカメラ３１
の画角である。

第９図は本発明の３次元座標計測装置の第２の実施例を
示すもので、ここでは前述した第４図の装置に対応した
例を示す。図中、３７及び３８はビデオカメラ、３９及
び４０はカメラマウント、４１及び４２はＡ／Ｄ変換
器、４３及び４４はカメラコントローラ、４５及び４６
はレンズコントローラ、４７は処理装置である。

ビデオカメラ３７及び３８はそれぞれ標準レンズ３７ａ
及び３８ａを備え且つ所定間隔を隔てて配置されてお
り、該標準レンズ３７ａ及び３８ａを介して被写体Ａの
左画像及び右画像を撮像素子（図示せず）に結像させ、
映像信号に変換する。カメラマウント３９及び４０はビ
デオカメラ３７及び３８を水平方向及び垂直方向の任意
の方向に首振り自在に支持する如くなっている。

カメラコントローラ４３及び４４は処理装置４７からの
制御コマンドに基づいてカメラマウント３９及び４０を
駆動し、ビデオカメラ３７及び３８の撮像方向を変更す
る。レンズコントローラ４５及び４６は処理装置４７か
らの制御コマンドに基づいてビデオカメラ３７及び３８
の標準レンズ３７ａ及び３８ａを駆動し、その合焦点位
置を変更する如くなっている。

処理装置４７は周知のコンピュータ等よりなり、所定の
プログラムに従って、カメラコントローラ４３及び４４
並びにレンズコントローラ４５及び４６を制御するとと
もに、Ａ／Ｄ変換器４１及び４２を介してディジタル信
号に変換された被写体Ａの左画像及び右画像に対応する
映像信号を受信し、所定の演算処理を行なって被写体Ａ
の３次元座標を算出する。

第１０図(a)(b)は処理装置４７のプログラムに対応する
流れ図で、該プログラム及び処理装置４７により第４図
における第１及び第２の座標算出手段１４及び１５、探
索範囲限定手段１６並びに第３の座標算出手段１７が実
現される。

次に、動作について説明する。

まず、処理装置４７は被写体Ａの左画像及び右画像の各
部分までの距離、即ち３次元座標を、それぞれビデオカ
メラ３７及び３８を用いた合焦点位置変化法に基づいて
検出する（ステップｓｐ１，ｓｐ２）。

前記ステップｓｐ１及びｓｐ２における動作は、第１０
図(b)に示すようにビデオカメラにおける倍率変更を行
なわない点を除いて第１の実施例と同様であるから、そ
の説明を省略する。

次に、処理装置４７は前述した被写体Ａの左画像及び右
画像の各部分までの距離の値から該被写体Ａの左画像及
び右画像を、同様な距離を有する複数の範囲に区分する
（ステップｓｐ３）。

さらに、処理装置４７はビデオカメラ３７及び３８を介
して入力した被写体Ａの左画像及び右画像中の前記範囲
（探索範囲）のそれぞれについて、周知の両眼立体視法
に基づく対応点探索を行ない（ステップｓｐ４）、これ
に基づいて被写体Ａの各部分までの距離、即ち３次元座
標を計算する（ステップｓｐ５）。

本実施例によれば、両眼立体視法による３次元座標の検
出に先立って、２台のビデオカメラ３７及び３８を用い
た合焦点位置変化法による左画像及び右画像の３次元座
標から同様な距離を有する範囲、即ち対応点が存在する
と予想される範囲を求めたため、対応点探索の範囲を狭
めることができ、対応点探索に伴う計算量を軽減するこ
とができるとともに、その精度を向上させることがで
き、より精度の高い３次元座標が得られる。

第１１図は本発明の３次元座標計測装置の第３の実施例
を示すもので、ここでは前述した第５図の装置に対応し
た例を示す。図中、３９及び４０はカメラマウント、４
１及び４２はＡ／Ｄ変換器、４３及び４４はカメラコン
トローラ、４８及び４９はビデオカメラ、５０及び５１
はレンズコントローラ、５２は処理装置である。

ビデオカメラ４８及び４９はそれぞれズームレンズ４８
ａ及び４９ａを備え且つ所定間隔を隔てて配置されてお
り、該ズームレンズ４８ａ及び４９ａを介して被写体Ａ
の左画像及び右画像を撮像素子（図示せず）に結像さ
せ、映像信号に変換する。

レンズコントローラ５０及び５１は処理装置５２からの
制御コマンドに基づいてビデオカメラ４８及び４９のズ
ームレンズ４８ａ及び４９ａを駆動し、その倍率及び合
焦点位置を変更する如くなっている。

処理装置５２は周知のコンピュータ等よりなり、所定の
プログラムに従って、カメラコントローラ４３及び４４
並びにレンズコントローラ５０及び５１を制御するとと
もに、Ａ／Ｄ変換器４１及び４２を介してディジタル信
号に変換された被写体Ａの左画像及び右画像に対応する
映像信号を受信し、所定の演算処理を行なって被写体Ａ
の３次元座標を算出する。なお、その他の構成は第２の
実施例と同様である。

第１２図(a)(b)は処理装置５２のプログラムに対応する
流れ図で、該プログラム及び処理装置５２により第５図
における第１及び第２の座標算出手段１４及び１５、探
索範囲限定手段１６、第３の座標算出手段１７並びに第
１及び第２の倍率変更手段２０及び２１が実現される。

次に、動作について説明する。

まず、処理装置５２は被写体Ａの左画像及び右画像の各
部分までの距離、即ち３次元座標を、それぞれビデオカ
メラ４８及び４９を用いた倍率変更を伴う合焦点位置変
化法に基づいて検出する（ステップｓｐ６，ｓｐ７）。

前記ステップｓｐ６及びｓｐ７における動作は、第１２
図(b)に示すように第１の実施例と同様であるから、そ
の説明を省略する。

以下、処理装置５２は第２の実施例の場合と同様に、被
写体Ａの左画像及び右画像の各部分までの距離の値から
該被写体Ａの左画像及び右画像を、同様な距離を有する
複数の範囲に区分し（ステップｓｐ３）、ビデオカメラ
４８及び４９を介して入力した被写体Ａの左画像及び右
画像中の前記範囲（探索範囲）のそれぞれについて、周
知の両眼立体視法に基づく対応点探索を行ない（ステッ
プｓｐ４）、これに基づいて被写体Ａの各部分までの距
離、即ち３次元座標を計算する（ステップｓｐ５）。

本実施例によれば、両眼立体視法による３次元座標の検
出に先立って求められる対応点探索の範囲が、ズームレ
ンズ４８ａ及び４９ａを備えたビデオカメラ４８及び４
９から入力される画像に基づいてより精密に求められる
ため、第２の実施例に比べて対応点探索に伴う計算量を
より軽減することができるとともに、その精度をより向
上させることができ、さらに精度の高い３次元座標が得
られる。

なお、実施例中では倍率の変更可能な光学系として焦点
距離を連続的に変えられるズームレンズを用いたが、焦
点距離を段階的に切替えることができるようなレンズを
用いても良い。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、撮像装置の光学系
の倍率を変更することにより、その物体深度を小さくし
た状態における被写体の合焦点画像が得られ、これに基
づいて３次元座標が算出されるため、誤差の少ない３次
元座標が得られ、特に被写体までの距離が大きい場合で
も精度の良い３次元座標が得られる。

また、本発明によれば、左右一対の撮像装置からそれぞ
れ合焦点画像を得て、これから被写体の左画像及び右画
像の３次元座標を算出し、これらに基づいて被写体の左
画像及び右画像中の同様な距離を有する範囲を限定し、
該範囲内にて周知の両眼立体視法による対応点探索を行
なって３次元座標を算出するようになしたため、左右の
画像から対応点を求めるための計算量を減らすことがで
きるとともに、精度良く対応点を求めることができ、従
って、高精度な３次元座標が得られる。

さらにまた、本発明によれば、左右一対の撮像装置から
それぞれ物体深度を小さくした状態における合焦点画像
を得て、これから被写体の左画像及び右画像の３次元座
標を算出し、これらに基づいて被写体の左画像及び右画
像中の同様な距離を有する範囲を限定し、該範囲内にて
周知の両眼立体視法による対応点探索を行なって３次元
座標を算出するようになしたため、左右の画像から対応
点を求めるための計算量を著しく減らすことができると
ともに、極めて精度良く対応点を求めることができ、従
って、さらに高精度な３次元座標が得られる。

また、本発明のいずれの装置も自然光による測定が可能
であり、自然光中の物体や風景等の３次元座標を測定す
ることができ、また、画像データベースやＣＡＤのため
の３次元情報を高精度に入力することができ、さらにま
た、航空写真による地形解析や自動車の自動運転、ロボ
ットの視覚制御等に応用できる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の３次元座標計測装置の概要を示す機能
ブロック図、第２図は従来の３次元座標計測装置の一例
を示す構成図、第３図は像面上の画像と物体深度との関
係を示す説明図、第４図は本発明の他の３次元座標計測
装置の概要を示す機能ブロック図、第５図は本発明のさ
らに他の３次元座標計測装置の概要を示す機能ブロック
図、第６図は光学系の横倍率と物体深度との関係を示す
説明図、第７図は本発明の３次元座標計測装置の第１の
実施例を示す構成図、第８図は第７図の処理装置のプロ
グラムに対応する流れ図、第９図は本発明の３次元座標
計測装置の第２の実施例を示す構成図、第１０図(a)(b)
は第９図の処理装置のプログラムに対応する流れ図、第
１１図は本発明の３次元座標計測装置の第３の実施例を
示す構成図、第１２図(a)(b)は第１１図の処理装置のプ
ログラムに対応する流れ図である。 ９，１２，１３，１８，１９…撮像装置、９ａ，１２
ａ，１３ａ，１８ａ，１９ａ…光学系、１０…座標算出
手段、１１…倍率変更手段、１４…第１の座標算出手
段、１５…第２の座標算出手段、１６…探索範囲限定手
段、１７…第３の座標算出手段、２０…第１の倍率変更
手段、２１…第２の倍率変更手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像装置と、該撮像装置の合焦点位置を変
   えながら計測対象物を多数回撮像し、得られた多数の画
   像中より計測対象物の各部分について焦点の合った画像
   を決定し、各画像撮像時の撮像装置の光学系の状態から
   計測対象物の各部分に対する３次元座標を求める座標算
   出手段とを備えた３次元座標計測装置において、 倍率を変更可能な光学系を有する撮像装置を用い、 撮像装置の光学系の倍率を最も低い倍率から最も高い倍
   率へ（又は最も高い倍率から最も低い倍率へ）順次変更
   するとともに、該変更の都度、座標算出手段を再起動す
   る倍率変更手段を設けた ことを特徴とする３次元座標計測装置。
2. 【請求項２】所定間隔を隔てて配置された左右一対の撮
   像装置と、 左右一対の撮像装置にそれぞれ対応して、撮像装置の合
   焦点位置を変えながら計測対象物を多数回撮像し、得ら
   れた多数の画像中より計測対象物の各部分について焦点
   の合った画像を決定し、各画像撮像時の撮像装置の光学
   系の状態から計測対象物の各部分に対する左画像及び右
   画像の３次元座標を求める第１及び第２の座標算出手段
   と、 第１及び第２の座標算出手段により求められた左画像及
   び右画像の３次元座標に基づいて、該左画像及び右画像
   を同様な距離を有する複数の範囲に区分する探索範囲限
   定手段と、 左右一対の撮像装置により撮像された左画像及び右画像
   中の前記範囲内より対応する点を探索し、その３次元座
   標を求める第３の座標算出手段とを備えた ことを特徴とする３次元座標計測装置。
3. 【請求項３】倍率を変更可能な光学系をそれぞれ有する
   左右一対の撮像装置を用い、 左右一対の撮像装置の光学系の倍率を最も低い倍率から
   最も高い倍率へ（又は最も高い倍率から最も低い倍率
   へ）順次変更するとともに、該変更の都度、第１及び第
   ２の座標算出手段を再起動する第１及び第２の倍率変更
   手段を設けた ことを特徴とする請求項(2)記載の３次元座標計測装
   置。