JPH0743115A - 距離測定方法および距離測定装置 - Google Patents
距離測定方法および距離測定装置Info
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- JPH0743115A JPH0743115A JP5183635A JP18363593A JPH0743115A JP H0743115 A JPH0743115 A JP H0743115A JP 5183635 A JP5183635 A JP 5183635A JP 18363593 A JP18363593 A JP 18363593A JP H0743115 A JPH0743115 A JP H0743115A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象物の距離とともに、その濃淡値または色
の情報を得るようにしたものである。 【構成】 測定対象物体４からの反射光をミラー８によ
って赤外光とそれを含まない光とに分離する。赤外光は
距離画像撮像素子６２上に測定対象物体の像を結像し、
距離画像処理部５によって処理された情報と、スキャン
ニングミラー３の位置から測定対象物体４までの距離が
求められる。赤外光以外の光は濃淡画像撮像素子６１上
に結像し、それによって濃淡値が得られる。また、ミラ
ー８の位置を若干ずらせ、ずらす前の像と、ずらした後
の像を重ね合わせることによって解像度を向上した像が
得られる。
の情報を得るようにしたものである。 【構成】 測定対象物体４からの反射光をミラー８によ
って赤外光とそれを含まない光とに分離する。赤外光は
距離画像撮像素子６２上に測定対象物体の像を結像し、
距離画像処理部５によって処理された情報と、スキャン
ニングミラー３の位置から測定対象物体４までの距離が
求められる。赤外光以外の光は濃淡画像撮像素子６１上
に結像し、それによって濃淡値が得られる。また、ミラ
ー８の位置を若干ずらせ、ずらす前の像と、ずらした後
の像を重ね合わせることによって解像度を向上した像が
得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３次元物体の形状測定
に用いて好適な距離測定方法および距離測定装置に関す
る。
に用いて好適な距離測定方法および距離測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】測定対象物体の表面の三次元座標位置測
定、すなわち三次元形状を計測するために、スリット光
を走査しながらリアルタイムに計測対象物体までの距離
を求めるものが、例えば特開昭６２−２２８１０６号公
報に開示されている。これは、スリット光を走査して測
定対象物体からの反射スリット光を、非走査型撮像素子
等の距離画像撮像素子を用いてリアルタイムで検出し、
空間に座標を一意的に設定するものである。
定、すなわち三次元形状を計測するために、スリット光
を走査しながらリアルタイムに計測対象物体までの距離
を求めるものが、例えば特開昭６２−２２８１０６号公
報に開示されている。これは、スリット光を走査して測
定対象物体からの反射スリット光を、非走査型撮像素子
等の距離画像撮像素子を用いてリアルタイムで検出し、
空間に座標を一意的に設定するものである。
【０００３】図３は、このような装置の構成例を示し、
レーザ源等からなる光源１により照射された光は、光学
系２によりスリット化され、このスリット光は、スキャ
ンニングミラー３を回転させることにより測定対象物体
４上で走査される。
レーザ源等からなる光源１により照射された光は、光学
系２によりスリット化され、このスリット光は、スキャ
ンニングミラー３を回転させることにより測定対象物体
４上で走査される。
【０００４】測定対象物体４から反射された光は、光学
系７によって、距離画像撮像素子６上に結像される。測
定対象物体４からの反射スリット光が距離画像撮像素子
６内で二次元に配列された各セル６Ｃを横切るタイミン
グが、距離画像処理部５の微分回路等を用いて求めら
れ、そのときのスキャンニングミラー３の回転位置が求
められる。このスキャンニングミラー３の回転位置関係
から、三角測量の原理で距離画像撮像素子６の各セル６
Ｃ毎に測定対象物体４までの距離が測定される。すなわ
ち、この場合に得られる距離画像の解像度は、距離画像
撮像素子６に配列されている各セル６Ｃの数のみで決定
される。
系７によって、距離画像撮像素子６上に結像される。測
定対象物体４からの反射スリット光が距離画像撮像素子
６内で二次元に配列された各セル６Ｃを横切るタイミン
グが、距離画像処理部５の微分回路等を用いて求めら
れ、そのときのスキャンニングミラー３の回転位置が求
められる。このスキャンニングミラー３の回転位置関係
から、三角測量の原理で距離画像撮像素子６の各セル６
Ｃ毎に測定対象物体４までの距離が測定される。すなわ
ち、この場合に得られる距離画像の解像度は、距離画像
撮像素子６に配列されている各セル６Ｃの数のみで決定
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらロボット
によるハンドリング作業、各種検査作業等において、測
定対象物体の三次元位置座標の他に、それに対応する濃
淡値を必要とする場合がある。すなわち、距離画像では
距離画像撮像素子６の各セル６Ｃに対応する測定対象物
体４の三次元座標位置が得られるが、この三次元位置に
おける濃淡値が必要になる場合が多々ある。
によるハンドリング作業、各種検査作業等において、測
定対象物体の三次元位置座標の他に、それに対応する濃
淡値を必要とする場合がある。すなわち、距離画像では
距離画像撮像素子６の各セル６Ｃに対応する測定対象物
体４の三次元座標位置が得られるが、この三次元位置に
おける濃淡値が必要になる場合が多々ある。
【０００６】しかし、従来の距離測定装置においては、
距離画像撮像素子の各セルに対応する三次元座標位置デ
ータしか得られず、この三次元位置に対応する測定対象
物体表面の明るさ、すなわち濃淡画像は得られなかっ
た。
距離画像撮像素子の各セルに対応する三次元座標位置デ
ータしか得られず、この三次元位置に対応する測定対象
物体表面の明るさ、すなわち濃淡画像は得られなかっ
た。
【０００７】この問題を解決するものとして、従来の一
般的な測定対象物体の表面の明るさを、ＣＣＤカメラ等
の走査型の画像入力装置を用いて画像信号の形で測定す
ることが考えられる。
般的な測定対象物体の表面の明るさを、ＣＣＤカメラ等
の走査型の画像入力装置を用いて画像信号の形で測定す
ることが考えられる。
【０００８】図４は、異なる位置から距離画像撮像素子
を含む距離画像入力装置６Ｄおよび、ＣＣＤカメラ等の
濃淡画像入力装置６Ｔを用いて測定対象物体４の三次元
座標位置と、その明るさまたは色とを各々測定する態様
を示す。しかしながら、濃淡画像入力装置６Ｔによって
測定された各明るさ、または色が、距離画像撮像素子６
Ｄによって求められた三次元座標位置の、どこに相当す
るのかを正確に判定することは非常に困難であった。
を含む距離画像入力装置６Ｄおよび、ＣＣＤカメラ等の
濃淡画像入力装置６Ｔを用いて測定対象物体４の三次元
座標位置と、その明るさまたは色とを各々測定する態様
を示す。しかしながら、濃淡画像入力装置６Ｔによって
測定された各明るさ、または色が、距離画像撮像素子６
Ｄによって求められた三次元座標位置の、どこに相当す
るのかを正確に判定することは非常に困難であった。
【０００９】また、ＣＣＤ等の濃淡画像撮像素子による
画像取り込み時に測定対象物体上をスリット光が走査す
ると、その走査によるノイズが画像に混入する。これを
回避するために、測定対象物体上にスリット光が照射さ
れていないときに、濃淡画像撮像素子による画像取り込
みを行うことになるが、その構成をとると、測定対象物
体の三次元座標位置とその明るさ、または色とを同時に
測定できなくなり、測定に長時間を要することになる。
画像取り込み時に測定対象物体上をスリット光が走査す
ると、その走査によるノイズが画像に混入する。これを
回避するために、測定対象物体上にスリット光が照射さ
れていないときに、濃淡画像撮像素子による画像取り込
みを行うことになるが、その構成をとると、測定対象物
体の三次元座標位置とその明るさ、または色とを同時に
測定できなくなり、測定に長時間を要することになる。
【００１０】また、距離画像撮像素子６内に配列されて
いる各セル６Ｃの数は、前記距離画像撮像素子６の製造
プロセスの問題等に起因して一定数以上にすることが不
可能であるため、必要十分な解像度を持つ距離画像が得
られないことがある。
いる各セル６Ｃの数は、前記距離画像撮像素子６の製造
プロセスの問題等に起因して一定数以上にすることが不
可能であるため、必要十分な解像度を持つ距離画像が得
られないことがある。
【００１１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、ノイズの影響を受けることなく測定対象物の濃
淡値または色の情報を得るとともに、必要十分な解像度
を得るようにしたものである。
もので、ノイズの影響を受けることなく測定対象物の濃
淡値または色の情報を得るとともに、必要十分な解像度
を得るようにしたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために請求項１の発明は、測定対象物体の表面にスリ
ット光を投射し、測定対象物体からの反射光が撮像面を
構成するセルを通過するタイミングを検出して、測定対
象物体までの距離を測定する距離測定方法において、反
射光を分光してその一方の光によって測定対象物体まで
の距離を測定し他方の光によって測定対象物体の濃淡値
または色を測定することを特徴とする。
るために請求項１の発明は、測定対象物体の表面にスリ
ット光を投射し、測定対象物体からの反射光が撮像面を
構成するセルを通過するタイミングを検出して、測定対
象物体までの距離を測定する距離測定方法において、反
射光を分光してその一方の光によって測定対象物体まで
の距離を測定し他方の光によって測定対象物体の濃淡値
または色を測定することを特徴とする。
【００１３】請求項２の発明は、赤外光または紫外光の
いずれか一方の光を取り出したものと、その取り出した
光を含まないものに分けることを特徴とする。
いずれか一方の光を取り出したものと、その取り出した
光を含まないものに分けることを特徴とする。
【００１４】請求項３の発明は、その分光させる物理的
位置を移動自在にしたことを特徴とする。
位置を移動自在にしたことを特徴とする。
【００１５】請求項４の発明は、分光位置を移動させた
結果得られた像を重ね合わせることを特徴とする。
結果得られた像を重ね合わせることを特徴とする。
【００１６】請求項５の発明は、測定対象物体の表面に
スリット光を投射し、測定対象物体からの反射光が撮像
面を構成するセルを通過するタイミングを検出して、測
定対象物体までの距離を測定する距離測定装置におい
て、反射光を分光する分光手段（例えばミラー８）と、
分光された一方の光によって測定対象物体までの距離を
測定する距離画像測定手段（例えば距離画像撮像素子６
２および距離画像処理部５）と、分光された他方の光に
よって測定対象物体の距離測定部分の濃淡値または色を
測定する濃淡画像処理手段（例えば濃淡画像撮像素子６
１および濃淡画像処理部１１）とを備えることを特徴と
する。
スリット光を投射し、測定対象物体からの反射光が撮像
面を構成するセルを通過するタイミングを検出して、測
定対象物体までの距離を測定する距離測定装置におい
て、反射光を分光する分光手段（例えばミラー８）と、
分光された一方の光によって測定対象物体までの距離を
測定する距離画像測定手段（例えば距離画像撮像素子６
２および距離画像処理部５）と、分光された他方の光に
よって測定対象物体の距離測定部分の濃淡値または色を
測定する濃淡画像処理手段（例えば濃淡画像撮像素子６
１および濃淡画像処理部１１）とを備えることを特徴と
する。
【００１７】請求項６に記載の発明は、分光手段を光軸
方向に移動させる移動手段（例えばリニアモータ９およ
び制御部１０）と、移動前および移動後の画像を重ね合
わせる加算手段（例えばバッファメモリ１９）を更に備
えることを特徴とする。
方向に移動させる移動手段（例えばリニアモータ９およ
び制御部１０）と、移動前および移動後の画像を重ね合
わせる加算手段（例えばバッファメモリ１９）を更に備
えることを特徴とする。
【００１８】
【作用】請求項１、２、５の発明は、測定対象物体から
反射されたスリット光が可視光を含む光と、可視光を含
まない光とに分光され、一方の光によって距離が測定さ
れ、他方の光によって濃淡値または色が測定される。
反射されたスリット光が可視光を含む光と、可視光を含
まない光とに分光され、一方の光によって距離が測定さ
れ、他方の光によって濃淡値または色が測定される。
【００１９】請求項３、４、６の発明は、位置の若干ず
れた画像が重ね合わされることによって実質的に画素数
が増えたことになり解像度の良い画像が得られる。
れた画像が重ね合わされることによって実質的に画素数
が増えたことになり解像度の良い画像が得られる。
【００２０】
【実施例】図１は、本発明による距離測定装置の一実施
例を示す光学経路図である。この実施例は、測定対象物
体の表面の三次元座標位置と明るさとを、リアルタイム
で同時に測定するものである。不可視光である赤外光レ
ーザ源等からなる光源１により出射された光（赤外線）
は、光学系２によりスリット状にされ、このスリット光
は、ガルバノミラー等からなるスキャンニングミラー３
を用いて反射される。スリット光は、スキャンニングミ
ラー３を制御部１４で駆動されるモータ１５により回転
させることにより、測定対象物体４上で走査される。
例を示す光学経路図である。この実施例は、測定対象物
体の表面の三次元座標位置と明るさとを、リアルタイム
で同時に測定するものである。不可視光である赤外光レ
ーザ源等からなる光源１により出射された光（赤外線）
は、光学系２によりスリット状にされ、このスリット光
は、ガルバノミラー等からなるスキャンニングミラー３
を用いて反射される。スリット光は、スキャンニングミ
ラー３を制御部１４で駆動されるモータ１５により回転
させることにより、測定対象物体４上で走査される。
【００２１】赤外線に対して感応する距離画像撮像素子
６２と、可視光に対して感応するＣＣＤ等からなる濃淡
画像撮像素子６１は、測定対象物体４の映像が光学系７
およびミラー（ダイクロイックミラー）８により結像す
る位置に配置されており、ミラー８は赤外光のみを反射
して、それ以外の可視光を透過し、後述するように光軸
上を自在に移動できる構成となっている。
６２と、可視光に対して感応するＣＣＤ等からなる濃淡
画像撮像素子６１は、測定対象物体４の映像が光学系７
およびミラー（ダイクロイックミラー）８により結像す
る位置に配置されており、ミラー８は赤外光のみを反射
して、それ以外の可視光を透過し、後述するように光軸
上を自在に移動できる構成となっている。
【００２２】すなわち、光学系７を介した測定対象物体
４からの光は、ミラー８に達すると、赤外光はミラー８
で反射されるが、その表面に施されているコーティング
によって赤外光より波長が短い可視光を透過するように
なっている。
４からの光は、ミラー８に達すると、赤外光はミラー８
で反射されるが、その表面に施されているコーティング
によって赤外光より波長が短い可視光を透過するように
なっている。
【００２３】このため、赤外光はミラー８で反射され、
距離画像撮像素子６２上に結像し、それ以外の光（測定
対象物体４には、通常の可視光も照射されており、その
反射光）は、ミラー８を透過して濃淡画像撮像素子６１
上に結像する。距離画像撮像素子６２および濃淡画像撮
像素子６１を構成する個々のセル６２Ｃと６１Ｃは、適
当なキャリブレーション等により対応付けがされてい
る。
距離画像撮像素子６２上に結像し、それ以外の光（測定
対象物体４には、通常の可視光も照射されており、その
反射光）は、ミラー８を透過して濃淡画像撮像素子６１
上に結像する。距離画像撮像素子６２および濃淡画像撮
像素子６１を構成する個々のセル６２Ｃと６１Ｃは、適
当なキャリブレーション等により対応付けがされてい
る。
【００２４】このように構成することによって、距離画
像撮像素子６２上で赤外光のスリット光が結像され、従
来と同様に距離画像処理部５でリアルタイムで距離が測
定される。すなわち、可視光が、濃淡画像撮像素子６１
に結像されると同時に、その濃淡画像撮像素子６１に結
像されたと同じ部分の赤外光による像が、測定対象物体
４の画像として距離画像撮像素子６２に結像される。こ
こで、濃淡画像撮像素子６１の各セル６１Ｃと、距離画
像撮像素子６２の各セル６２Ｃの各々の位置関係は、一
意的に決まり、セル１６Ｃの出力より濃淡画像処理部１
１において、求められた測定対象物体４の各三次元座標
位置における明るさが、対応するセル６２Ｃの出力より
距離画像処理部５において同定できる。
像撮像素子６２上で赤外光のスリット光が結像され、従
来と同様に距離画像処理部５でリアルタイムで距離が測
定される。すなわち、可視光が、濃淡画像撮像素子６１
に結像されると同時に、その濃淡画像撮像素子６１に結
像されたと同じ部分の赤外光による像が、測定対象物体
４の画像として距離画像撮像素子６２に結像される。こ
こで、濃淡画像撮像素子６１の各セル６１Ｃと、距離画
像撮像素子６２の各セル６２Ｃの各々の位置関係は、一
意的に決まり、セル１６Ｃの出力より濃淡画像処理部１
１において、求められた測定対象物体４の各三次元座標
位置における明るさが、対応するセル６２Ｃの出力より
距離画像処理部５において同定できる。
【００２５】図１の例によれば、ミラー８を用いて入射
光を分割することにより、距離画像撮像素子６２により
測定された測定対象物体４の三次元座標位置と、ＣＣＤ
等の濃淡画像撮像素子６１により測定された明るさとの
正確な対応付けが可能となる。
光を分割することにより、距離画像撮像素子６２により
測定された測定対象物体４の三次元座標位置と、ＣＣＤ
等の濃淡画像撮像素子６１により測定された明るさとの
正確な対応付けが可能となる。
【００２６】また、赤外光のみを反射する特性を持つミ
ラー８を用いることにより、大部分の赤外スリット光の
反射光を距離画像撮像素子６２に結像させることがで
き、これにより、分光による光強度の減衰を防ぐことが
できる。また、可視光を含む赤外光よりも波長が短い光
は、ミラー８を透過し、ＣＣＤ等の濃淡画像撮像素子６
１に結像され、測定対象物体４の三次元座標位置を測定
するために用いられるスリット光（赤外線）による影響
が除去される。このことにより、測定対象物体の三次元
座標位置の明るさを正確に測定できる。
ラー８を用いることにより、大部分の赤外スリット光の
反射光を距離画像撮像素子６２に結像させることがで
き、これにより、分光による光強度の減衰を防ぐことが
できる。また、可視光を含む赤外光よりも波長が短い光
は、ミラー８を透過し、ＣＣＤ等の濃淡画像撮像素子６
１に結像され、測定対象物体４の三次元座標位置を測定
するために用いられるスリット光（赤外線）による影響
が除去される。このことにより、測定対象物体の三次元
座標位置の明るさを正確に測定できる。
【００２７】図１の制御部１０は、リニアモータ９を駆
動し、定量的にミラー８の位置を光軸方向に移動させ
る。これにより、距離画像撮像素子６２に結像する像の
位置を精度良く、任意の量だけ平行移動させることが可
能になる。
動し、定量的にミラー８の位置を光軸方向に移動させ
る。これにより、距離画像撮像素子６２に結像する像の
位置を精度良く、任意の量だけ平行移動させることが可
能になる。
【００２８】図２は、図１のミラー８の位置をリニアモ
ータ９によって移動させることにより、高解像度の像を
得る距離画像生成方法の一例の構成を示す。すなわち図
２の例は、図１において、ミラー８を入射光軸方向に平
行移動する制御部１０を持つリニアモータ９により、ミ
ラー８の位置を入射光方向に所定の距離だけ平行移動さ
せて、距離画像撮像素子６２のセル６２Ｃ間隔（すなわ
ち、ピッチＰ）の半分だけ像を横方向に移動させて撮像
した像と、移動前に撮像した像とを、加算器１８で合成
することにより、横方向の解像度を２倍にする例であ
る。
ータ９によって移動させることにより、高解像度の像を
得る距離画像生成方法の一例の構成を示す。すなわち図
２の例は、図１において、ミラー８を入射光軸方向に平
行移動する制御部１０を持つリニアモータ９により、ミ
ラー８の位置を入射光方向に所定の距離だけ平行移動さ
せて、距離画像撮像素子６２のセル６２Ｃ間隔（すなわ
ち、ピッチＰ）の半分だけ像を横方向に移動させて撮像
した像と、移動前に撮像した像とを、加算器１８で合成
することにより、横方向の解像度を２倍にする例であ
る。
【００２９】まず図２（ａ）は、ミラー８が移動する前
に、距離画像撮像素子６２上に像１２Ａが結像されてい
る状態を示している。すなわち、図１のスキャンニング
ミラー３によって測定対象物体４上をスリット光を走査
することによって、距離画像撮像素子６２上で距離画像
が得られていることを示している。
に、距離画像撮像素子６２上に像１２Ａが結像されてい
る状態を示している。すなわち、図１のスキャンニング
ミラー３によって測定対象物体４上をスリット光を走査
することによって、距離画像撮像素子６２上で距離画像
が得られていることを示している。
【００３０】図２（ｂ）は、ミラー８を所定の距離だけ
移動させ、距離画像撮像素子６２上の像１２Ｂが横方向
のセル６２Ｃの間隔の半分、すなわちＰ／２だけ横にず
れ、結像した状態を示す。すなわち、ここでも、図１の
スキャンニングミラー３によって測定対象物体４上をス
リット光が走査し、距離画像撮像素子６２上で距離画像
が得られていることを示している。ミラー８の移動は、
スキャンニングミラー３により測定対象物体４上でのス
リット光の走査を開始する直前のタイミングに行う。
移動させ、距離画像撮像素子６２上の像１２Ｂが横方向
のセル６２Ｃの間隔の半分、すなわちＰ／２だけ横にず
れ、結像した状態を示す。すなわち、ここでも、図１の
スキャンニングミラー３によって測定対象物体４上をス
リット光が走査し、距離画像撮像素子６２上で距離画像
が得られていることを示している。ミラー８の移動は、
スキャンニングミラー３により測定対象物体４上でのス
リット光の走査を開始する直前のタイミングに行う。
【００３１】図２（ｃ）は、図２（ａ）に示されている
状態で、距離画像撮像素子６２上に結像されている像１
２Ａを、距離画像撮像素子６２内に配列されている各セ
ル６２Ｃが感知しているところを示している。すなわ
ち、図２（ｃ）は、黒く塗り潰されているセル６２Ｃ上
に、三角形の像が結像されていることを示しており、こ
の像の解像度は、距離画像撮像素子６２内のセル６２Ｃ
の数で決定される。
状態で、距離画像撮像素子６２上に結像されている像１
２Ａを、距離画像撮像素子６２内に配列されている各セ
ル６２Ｃが感知しているところを示している。すなわ
ち、図２（ｃ）は、黒く塗り潰されているセル６２Ｃ上
に、三角形の像が結像されていることを示しており、こ
の像の解像度は、距離画像撮像素子６２内のセル６２Ｃ
の数で決定される。
【００３２】図２（ｄ）は、図２（ｂ）に示されている
状態で、距離画像撮像素子６２上に結像されている像１
２Ｂを、距離画像撮像素子６２内に配列されている各セ
ル６２Ｃが感知しているところを示している。すなわち
図２（ｄ）は、黒く塗り潰されているセル６２Ｃ上に、
三角形の像が撮像されているところを示している。
状態で、距離画像撮像素子６２上に結像されている像１
２Ｂを、距離画像撮像素子６２内に配列されている各セ
ル６２Ｃが感知しているところを示している。すなわち
図２（ｄ）は、黒く塗り潰されているセル６２Ｃ上に、
三角形の像が撮像されているところを示している。
【００３３】図２（ｅ）は、図４（ｂ）のようにして撮
像された像と、図２（ｄ）のようにして撮像された像と
を加算器１８で合成、すなわち重ね合わせることにより
得られる像を示している。このように位置をずらせて得
られた像を重ね合わせると、横方向の解像度が２倍にな
った距離画像１３が得られる。
像された像と、図２（ｄ）のようにして撮像された像と
を加算器１８で合成、すなわち重ね合わせることにより
得られる像を示している。このように位置をずらせて得
られた像を重ね合わせると、横方向の解像度が２倍にな
った距離画像１３が得られる。
【００３４】すなわち、図２（ｃ）のようにして撮像さ
れた距離画像を、図１における距離画像処理部５内のバ
ッファメモリ１９に記憶し、図２（ｄ）のようにして撮
像された距離画像も同様にバッファメモリ１９に記憶
し、図２（ｃ）の撮像により得られた距離画像の横方向
の各画素間に、図４（ｄ）の撮像により得られた距離画
像以内の対応する画素を埋め込む。これにより、２回の
スリット光の走査を行うことにより、横方向の解像度が
２倍になった１枚の距離画像が生成される。
れた距離画像を、図１における距離画像処理部５内のバ
ッファメモリ１９に記憶し、図２（ｄ）のようにして撮
像された距離画像も同様にバッファメモリ１９に記憶
し、図２（ｃ）の撮像により得られた距離画像の横方向
の各画素間に、図４（ｄ）の撮像により得られた距離画
像以内の対応する画素を埋め込む。これにより、２回の
スリット光の走査を行うことにより、横方向の解像度が
２倍になった１枚の距離画像が生成される。
【００３５】図１の例では、ミラー８として赤外光のみ
を反射させて、それより波長が短い光可視光を透過させ
るミラーを用いて入射光を分光したが、ミラーの代わり
にプリズム等の光学素子を用いても良い。
を反射させて、それより波長が短い光可視光を透過させ
るミラーを用いて入射光を分光したが、ミラーの代わり
にプリズム等の光学素子を用いても良い。
【００３６】図１の例では、白黒濃淡画像撮像素子を用
いたが、カラーの画像を撮像するときは、この代わりに
カラー画像撮像素子を用いても良い。例えば、カラー画
像撮像素子として用いられるものとしては、ＣＣＤ撮像
素子の各画素上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色
のフィルタを均等に配列させたカラーＣＣＤ撮像素子が
あげられる。これはＲのフィルタの下にある画素につい
ては撮像素子に対する入射光の中で、Ｒ（赤）の成分だ
けがその明るさとして感知されるものである。Ｇ
（緑）、Ｂ（青）についても同様で、これによりＲ，
Ｇ，Ｂ各々についての像が生成され、カラー画像が読み
取られる。
いたが、カラーの画像を撮像するときは、この代わりに
カラー画像撮像素子を用いても良い。例えば、カラー画
像撮像素子として用いられるものとしては、ＣＣＤ撮像
素子の各画素上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色
のフィルタを均等に配列させたカラーＣＣＤ撮像素子が
あげられる。これはＲのフィルタの下にある画素につい
ては撮像素子に対する入射光の中で、Ｒ（赤）の成分だ
けがその明るさとして感知されるものである。Ｇ
（緑）、Ｂ（青）についても同様で、これによりＲ，
Ｇ，Ｂ各々についての像が生成され、カラー画像が読み
取られる。
【００３７】図１の例では赤外光を用いてスリット光を
生成したが、紫外光を用いることもできる。このとき、
紫外光のみを反射する分光ミラーと、紫外光に対する感
光特性がある距離画像撮像素子を用いることになる。
生成したが、紫外光を用いることもできる。このとき、
紫外光のみを反射する分光ミラーと、紫外光に対する感
光特性がある距離画像撮像素子を用いることになる。
【００３８】図２の例では解像度を２倍にする例である
が、距離画像撮像素子に結像する像の移動量を小さく
し、その分多くの像を撮像し、そこで得られた数多くの
像を合成することにより、解像度をより高めることが可
能となる。
が、距離画像撮像素子に結像する像の移動量を小さく
し、その分多くの像を撮像し、そこで得られた数多くの
像を合成することにより、解像度をより高めることが可
能となる。
【００３９】図１と図２の例では、距離画像の解像度を
横方向に向上させる例であるが、図１のミラー８を入射
光軸を中心にして９０度回転させ、それに伴い距離画像
撮像素子６２とリニアモータ９を所定の位置に配置さ
せ、同様な処理を行うと、距離画像の解像度を縦方向に
向上させることが可能となる。
横方向に向上させる例であるが、図１のミラー８を入射
光軸を中心にして９０度回転させ、それに伴い距離画像
撮像素子６２とリニアモータ９を所定の位置に配置さ
せ、同様な処理を行うと、距離画像の解像度を縦方向に
向上させることが可能となる。
【００４０】図１の例では、分光ミラーを移動させる方
法として、リニアモータを使用したが、正確な位置決め
ができるピエゾ素子など、直線動作を行うアクチュエー
タを用いても良い。
法として、リニアモータを使用したが、正確な位置決め
ができるピエゾ素子など、直線動作を行うアクチュエー
タを用いても良い。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１、２、５の
発明は、測定対象物体から反射されたスリット光が可視
光を含む光と、可視光を含まない光とに分光され、一方
の光によって距離が測定され、他方の光によって濃淡値
または色が測定されるので、測定対象物体までの距離
と、その距離を測定した部分の濃淡値または色が同時に
測定できるという効果を有する。
発明は、測定対象物体から反射されたスリット光が可視
光を含む光と、可視光を含まない光とに分光され、一方
の光によって距離が測定され、他方の光によって濃淡値
または色が測定されるので、測定対象物体までの距離
と、その距離を測定した部分の濃淡値または色が同時に
測定できるという効果を有する。
【００４２】請求項３、４、６の発明は、位置の若干ず
れた位置画像が重ね合わされることによって実質的に画
素数が増えたことになり、解像度の良い画像が得られ
る。
れた位置画像が重ね合わされることによって実質的に画
素数が増えたことになり、解像度の良い画像が得られ
る。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】距離画像撮像素子に位置をずらせて測定対象の
像を結像させ、それを合成した状態を示す図である。
像を結像させ、それを合成した状態を示す図である。
【図３】従来の測定方法の一例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】従来の方法において距離情報と濃淡値情報を同
時に得る手段の一例を示す図である。
時に得る手段の一例を示す図である。
１ 光源 ２ 光学系 ３ スキャンニングミラー ４ 測定対象物体 ５ 距離画像処理部 ６ 距離画像撮像素子 ７、７Ａ 光学系 ８ ミラー ９ リニアモータ １０ 制御部 １３ 画像 １８ 加算器 １９ バッファメモリ ６１ 濃淡画像撮像素子 ６２ 距離画像撮像素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 1/00 7/60 8837−5Ｌ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３５０ Ｊ
Claims (6)
- 【請求項１】 測定対象物体の表面にスリット光を投射
し、前記測定対象物体からの反射光が撮像面を構成する
セルを通過するタイミングを検出して、前記測定対象物
体までの距離を測定する距離測定方法において、 前記反射光を分光してその一方の光によって前記測定対
象物体までの距離を測定し、他方の光によって前記測定
対象物体の濃淡値または色を測定することを特徴とする
距離測定方法。 - 【請求項２】 前記分光は、赤外光または紫外光のいず
れか一方の光を取り出したものと、その取りだした光を
含まないものに分けることを特徴とする請求項１に記載
の距離測定方法。 - 【請求項３】 前記分光させる物理的位置を移動自在に
したことを特徴とする請求項１に記載の距離測定方法。 - 【請求項４】 前記分光位置を移動させた結果得られた
像を重ね合わせることを特徴とする請求項３に記載の距
離測定方法。 - 【請求項５】 測定対象物体の表面にスリット光を投射
し、前記測定対象物体からの反射光が撮像面を構成する
セルを通過するタイミングを検出して、前記測定対象物
体までの距離を測定する距離測定装置において、 前記反射光を分光する分光手段と、 前記分光された一方の光によって前記測定対象物体まで
の距離を測定する距離画像測定手段と、 前記分光された他方の光によって前記測定対象物体の距
離測定部分の濃淡値または色を測定する濃淡画像処理手
段とを備えることを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項６】 前記分光手段を光軸方向に移動させる移
動手段と、 前記移動手段による移動前に得られる距離画像と、移動
後に得られる距離画像を重ね合わせる加算手段を更に備
えることを特徴とする請求項５に記載の距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5183635A JPH0743115A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 距離測定方法および距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5183635A JPH0743115A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 距離測定方法および距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743115A true JPH0743115A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16139236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5183635A Withdrawn JPH0743115A (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 距離測定方法および距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743115A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073737A1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-07 | National Research Council Of Canada | Three dimensional optical scanning |
| JP2006038798A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Ihi Aerospace Co Ltd | 発熱物体の位置検出装置 |
| JP2006174440A (ja) * | 2000-02-21 | 2006-06-29 | Sharp Corp | 画像合成装置 |
| JP2009168488A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | 位置情報取得装置、位置推定装置、及び移動体 |
| US7884949B2 (en) | 2003-02-06 | 2011-02-08 | Koh Young Technology Inc. | Three-dimensional image measuring apparatus |
| JP2013540999A (ja) * | 2010-09-13 | 2013-11-07 | マイクロ‐エプシロン オプトロニク ゲーエムベーハー | 距離測定システム |
| WO2019053998A1 (ja) | 2017-09-13 | 2019-03-21 | ソニー株式会社 | 距離測定モジュール |
| JP2020073894A (ja) * | 2019-12-25 | 2020-05-14 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
| JP2020073895A (ja) * | 2019-12-25 | 2020-05-14 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
| US11719790B2 (en) | 2017-05-25 | 2023-08-08 | Kyocera Corporation | Electromagnetic wave detection apparatus and information acquisition system |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP5183635A patent/JPH0743115A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2020073894A (ja) * | 2019-12-25 | 2020-05-14 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
| JP2020073895A (ja) * | 2019-12-25 | 2020-05-14 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
| JP2022173534A (ja) * | 2019-12-25 | 2022-11-18 | 京セラ株式会社 | 電磁波検出装置および情報取得システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001003 |