JPH11271030A

JPH11271030A - ３次元計測装置

Info

Publication number: JPH11271030A
Application number: JP10076845A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kondo; 尊司近藤; Hideki Tanabe; 英樹田辺; Makoto Miyazaki; 誠宮崎; Hidekazu Ide; 英一井手; Hiroshi Uchino; 浩志内野; Toshio Norita; 寿夫糊田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】１つの３次元計測装置を用いて種々の計測条件
によって様々な目的の計測に対応できること。【解決手段】計測対象に参照光を照射する手段と、参照
光を走査する手段と、参照光の計測対象による反射光を
受光する受光センサと、参照光の走査中に受光センサを
繰り返して駆動して出力信号を読み出す手段とを有し、
受光センサの出力信号に基づいて計測対象の３次元形状
を計測する３次元計測装置において、動作モードを選択
する手段と、選択された動作モードに応じて、受光セン
サの有効受光領域のライン幅及び読み出しにおけるライ
ン間隔を切り換える手段と、選択された動作モードに応
じて、受光センサの読み出しにおけるフレーム毎のライ
ンのシフト数を切り換える手段と、を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体にスリット光
又はスポット光などの参照光を照射して物体形状を非接
触で計測する３次元計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スリット光投影法（光切断法
ともいう）を適用した３次元計測装置が知られている
（特開平９−１９６６３２号）。スリット光投影法は、
物体を光学的に走査して３次元画像（距離画像）を得る
方法であり、特定の参照光を照射して物体を撮影する能
動的計測方法の一種である。スリット光投影法では、参
照光として断面が直線状のスリット光が用いられる。

【０００３】３次元計測を行うに当たり、その計測（測
定）の目的には、いろいろな場合がある。例えば、とに
かくできるだけ短時間で高速に撮りたい場合、計測速度
は遅くてもよいが高い分解能で測定したい場合、奥行き
の深い物体を測定したい場合など、目的に応じて様々で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の３次元
計測装置によると、３次元計測装置の仕様に応じた目的
のみにしか計測が行えなかった。例えば、計測速度、計
測可能な奥行き方向の深さ、及び分解能などが、仕様と
して所定の値に定められており、もっと高速に計測した
い場合、分解能をもっと高くして計測したいというよう
に計測条件を大きく変えたい場合に、それに対応できな
かった。

【０００５】したがって、従来においては、計測の目的
に合わせて３次元計測装置自体をそれぞれ購入し用意す
る必要があった。本発明は、上述の問題に鑑みてなされ
たもので、１つの３次元計測装置を用いて種々の計測条
件によって様々な目的の計測に対応できる３次元計測装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、計測対象に参照光を照射する手段と、前記参照光
を走査する手段と、前記参照光の計測対象による反射光
を受光する受光センサと、前記参照光の走査中に前記受
光センサを繰り返して駆動して出力信号を読み出す手段
とを有し、前記受光センサの出力信号に基づいて計測対
象の３次元形状を計測する３次元計測装置において、動
作モードを選択する手段と、選択された動作モードに応
じて、前記参照光の走査速度及び前記受光センサの読み
出し動作を切り換える手段と、を有してなる。

【０００７】請求項２の発明に係る装置は、動作モード
を選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前
記受光センサの読み出しにおけるライン幅を切り換える
手段と、を有してなる。

【０００８】請求項３の発明に係る装置は、動作モード
を選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前
記受光センサの読み出しにおけるライン間隔を切り換え
る手段と、を有してなる。

【０００９】請求項４の発明に係る装置は、動作モード
を選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前
記参照光の走査速度を切り換える手段と、選択された動
作モードに応じて、前記受光センサの読み出しにおける
ライン幅を切り換える手段と、選択された動作モードに
応じて、前記受光センサの読み出しにおけるライン間隔
を切り換える手段と、を有してなる。

【００１０】請求項５の発明に係る装置は、動作モード
を選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前
記受光センサの有効受光領域のライン幅及び読み出しに
おけるライン間隔を切り換える手段と、選択された動作
モードに応じて、前記受光センサの読み出しにおけるフ
レーム毎のラインのシフト数を切り換える手段と、を有
してなる。

【００１１】請求項６の発明に係る装置は、前記シフト
数が複数である場合に、途中のラインを読み飛ばすか又
は読み出した出力信号を加算するかを切り換える手段を
有してなる。

【００１２】図１２に示すように、３次元計測装置の性
能を示すファクターとして、測定速度ＱＳ、奥行き方向
（Ｚ方向）のダイナミックレンジである測定レンジＱ
Ｒ、分解能ＱＤ、感度ＱＢ、及び、縦方向（Ｙ方向）の
ダイナミックレンジである測定エリアＱＢなどがある。

【００１３】これらの性能を決定付けるのは、受光セン
サの有効受光領域Ａｅのライン数（読み出しライン数）
ＧＬ、有効受光領域Ａｅの全体のライン幅（読み出しラ
イン幅）ＧＷ、ライン幅ＧＷをライン数ＧＬで除した値
であるライン間隔ＧＴ、シフト数ＧＳ、及びスリット光
幅ＧＰ（スリット光Ｕの幅ｗ）などである。

【００１４】通常、例えばライン数ＧＬが少なくなる
と、その読み出しが高速で行われるので、測定速度ＱＳ
が速くなる。ライン幅ＧＷが広くなると、奥行き方向
（Ｚ方向）のダイナミックレンジが広がるので、測定レ
ンジＱＲが広がる。シフト数ＧＳが小さくなると分解能
ＱＤが高くなる。

【００１５】動作モードには、性能のファクターのいず
れを優先させるかによって、標準モード、高速モード、
広Ｚモード、高感度モード、高分解能モード、及び高速
高広Ｚモードなどがある。各動作モードにおいても種々
のバリエーションが存在する。これらの動作モードを種
々に設定することによって、様々な目的の計測に対応す
ることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る計測システム
１の構成図である。計測システム１は、スリット光投影
法によって立体計測を行う３次元カメラ（レンジファイ
ンダ）２と、３次元カメラ２の出力データを処理するホ
スト３とから構成されている。

【００１７】３次元カメラ２は、物体Ｑ上の複数のサン
プリング点の３次元位置を特定する計測データ（スリッ
ト画像データ）とともに、物体Ｑのカラー情報を示す２
次元画像及びキャリブレーションに必要なデータを出力
する。三角測量法を用いてサンプリング点の座標を求め
る演算処理はホスト３が担う。

【００１８】ホスト３は、ＣＰＵ３ａ、ディスプレイ３
ｂ、キーボード３ｃ、及びマウス３ｄなどから構成され
たコンピュータシステムである。ＣＰＵ３ａには計測デ
ータ処理のためのソフトウェアが組み込まれている。ホ
スト３と３次元カメラ２との間では、オンライン及び可
搬型の記録メディア４によるオフラインの両方の形態の
データ受渡しが可能である。記録メディア４としては、
光磁気ディスク（ＭＯ）、ミニディスク（ＭＤ）、メモ
リカードなどがある。

【００１９】図２は３次元カメラ２の外観を示す図であ
る。ハウジング２０の前面に投光窓２０ａ及び受光窓２
０ｂが設けられている。投光窓２０ａは受光窓２０ｂに
対して上側に位置する。内部の光学ユニットＯＵが射出
するスリット光（所定幅ｗの帯状のレーザビーム）Ｕ
は、投光窓２０ａを通って計測対象の物体（被写体）に
向かう。スリット光Ｕの長さ方向Ｍ１の放射角度φは固
定である。物体の表面で反射したスリット光Ｕの一部が
受光窓２０ｂを通って光学ユニットＯＵに入射する。な
お、光学ユニットＯＵは、投光軸と受光軸との相対関係
を適正化するための２軸調整機構を備えている。

【００２０】ハウジング２０の上面には、ズーミングボ
タン２５ａ，２５ｂ、手動フォーカシングボタン２６
ａ，２６ｂ、及びシャッタボタン２７が設けられてい
る。図２（ｂ）のように、ハウジング２０の背面には、
液晶ディスプレイ２１、カーソルボタン２２、セレクト
ボタン２３、キャンセルボタン２４、アナログ出力端子
３１，３２、デジタル出力端子３３、及び記録メディア
４の着脱口３０ａが設けられている。

【００２１】液晶ディスプレイ２１（ＬＣＤ）は、操作
画面の表示手段及び電子ファインダとして用いられる。
撮影者は背面の各ボタン２１〜２４によって撮影モード
の設定を行うことができる。特に、セレクトボタン２３
によって動作モードの設定が行われる。アナログ出力端
子３１からは計測データが出力され、アナログ出力端子
３１からは２次元画像信号が例えばＮＴＳＣ形式で出力
される。デジタル出力端子３３は例えばＳＣＳＩ端子で
ある。

【００２２】図３は３次元カメラ２の機能構成を示すブ
ロック図である。図中の実線矢印は電気信号の流れを示
し、破線矢印は光の流れを示している。３次元カメラ２
は、上述の光学ユニットＯＵを構成する投光側及び受光
側の２つの光学系４０，５０を有している。光学系４０
において、半導体レーザ（ＬＤ）４１が射出する波長６
８５ｎｍのレーザビームは、投光レンズ系４２を通過す
ることによってスリット光Ｕとなり、ガルバノミラー
（走査手段）４３によって偏向される。半導体レーザ４
１のドライバ４４、投光レンズ系４２の駆動系４５、及
びガルバノミラー４３の駆動系４６は、システムコント
ローラ６１によって制御される。

【００２３】光学系５０において、ズームユニット５１
によって集光された光はビームスプリッタ５２によって
分光される。半導体レーザ４１の発振波長帯域の光は、
計測用のセンサ５３に入射する。可視帯域の光は、モニ
タ用のカラーセンサ５４に入射する。センサ５３及びカ
ラーセンサ５４は、どちらもＣＣＤエリアセンサであ
る。ズームユニット５１は内焦型であり、入射光の一部
がオートフォーカシング（ＡＦ）に利用される。ＡＦ機
能は、ＡＦセンサ５７とレンズコントローラ５８とフォ
ーカシング駆動系５９によって実現される。ズーミング
駆動系６０は電動ズーミングのために設けられている。
絞り駆動系５９ａは、絞り開口を制御するための設けら
れている。

【００２４】センサ５３による撮像情報は、ドライバ５
５からのクロックに同期して出力処理回路６２へ転送さ
れる。出力処理回路６２によってセンサ５３の各画素毎
に対応する計測データが生成され、メモリ６３，６４に
格納される。その後、オペレータがデータ出力を指示す
ると、計測データは、ＳＣＳＩコントローラ６６又はＮ
ＴＳＣ変換回路６５によって所定形式でオンライン出力
され、又は記録メディア４に格納される。計測データの
オンライン出力には、アナログ出力端子３１又はディジ
タル出力端子３３が用いられる。カラーセンサ５４によ
る撮像情報は、ドライバ５６からのクロックに同期して
カラー処理回路６７へ転送される。カラー処理を受けた
撮像情報は、ＮＴＳＣ変換回路７０及びアナログ出力端
子３２を経てオンライン出力され、又はディジタル画像
生成部６８で量子化されてカラー画像メモリ６９に格納
される。その後、カラー画像データがカラー画像メモリ
６９からＳＣＳＩコントローラ６６へ転送され、ディジ
タル出力端子３３からオンライン出力され、又は計測デ
ータと対応づけて記録メディア４に格納される。なお、
カラー画像は、センサ５３による距離画像と同一の画角
の像であり、ホスト３側におけるアプリケーション処理
に際して参考情報として利用される。カラー情報を利用
する処理としては、例えばカメラ視点の異なる複数組の
計測データを組み合わせて３次元形状モデルを生成する
処理、３次元形状モデルの不要の頂点を間引く処理など
がある。システムコントローラ６１は、キャラクタジェ
ネレータ７１に対して、ＬＣＤ２１の画面上に適切な文
字や記号を表示するための指示を与える。

【００２５】図４は投光レンズ系４２の構成を示す模式
図である。図４（ａ）は正面図であり、図４（ｂ）は側
面図である。投光レンズ系４２は、コリメータレンズ４
２１、バリエータレンズ４２２、及びエキスパンダレン
ズ４２３の３つのレンズから構成されている。半導体レ
ーザ４１が射出したレーザビームに対して、次の順序で
適切なスリット光Ｕを得るための光学的処理が行われ
る。まず、コリメータレンズ４２１によってビームが平
行化される。次にバリエータレンズ４２２によってレー
ザビームのビーム径が調整される。最後にエキスパンダ
レンズ４２３によってビームがスリット長さ方向（スリ
ット走査方向）Ｍ１に拡げられる。

【００２６】バリエータレンズ４２２は、撮影距離及び
撮影の画角に係わらず、センサ５３に３以上の複数画素
分の幅のスリット光Ｕを入射させるために設けられてい
る。駆動系４５は、システムコントローラ６１の指示に
従って、センサ５３上でのスリット光Ｕの幅ｗを一定に
保つようにバリエータレンズ４２２を移動させる。バリ
エータレンズ４２２と受光側のズームユニット５１とは
連動する。また、システムコントローラ６１の指示にし
たがって、後述の動作モードに応じてスリット光Ｕの幅
ｗが制御される。

【００２７】ガルバノミラー４３による偏向の以前にス
リット長を拡げることにより、偏向の後で行う場合に比
べてスリット光Ｕの歪みを低減することができる。エキ
スパンダレンズ４２３を投光レンズ系４２の最終段に配
置することにより、すなわちガルバノミラー４３に近づ
けることにより、ガルバノミラー４３を小型化すること
ができる。

【００２８】図５は計測システム１における３次元位置
の算出の原理図、図２３はスリット光投影法の概要を示
す図、図２４はスリット光投影法による計測の原理を説
明するための図である。図５において、図２３及び図２
４と対応する要素には同一の符号を付してある。

【００２９】センサ５３の撮像面Ｓ２上で複数画素分と
なる比較的に幅の広いスリット光Ｕを物体Ｑに照射す
る。スリット光Ｕの幅は、標準モードでは５画素分に設
定されるが、動作モードに応じて異なる画素分に切り換
えられる。例えば、高速モード又は広Ｚモードなどにお
いてライン間隔を「２」とする場合には、幅ｗは１０画
素分に設定される。また、スリット光Ｕは物体Ｑの走査
のために偏向される。スリット光Ｕの移動方向は、図５
に示す撮像面Ｓ２上を上から下に向かう方向である。ス
リット光Ｕの移動速度は、標準モードではサンプリング
周期毎に撮像面Ｓ２上で１画素ピッチｐｖだけ移動する
ように設定されるが、動作モードに応じて異なる速度に
切り換えられる。例えば、高速モード又は広Ｚモードな
どにおいて後述のシフト数ＧＳを「２」とした場合に
は、サンプリング周期毎に２画素ピッチ（２ｐｖ）だけ
移動する。サンプリング周期毎に、センサ５３から１フ
レーム分の光電変換情報が出力される。

【００３０】撮像面Ｓ２の１つの画素ｇに注目すると、
走査中に行うＮ回のサンプリングの内の５回のサンプリ
ングにおいて有効な受光データが得られる。これら５回
分の受光データに対する補間演算によって注目画素ｇが
にらむ範囲の物体表面ａｇをスリット光Ｕの光軸が通過
するタイミング（時間重心Ｎｐｅａｋ：注目画素ｇの受
光量が最大となる時刻）を求める。図５（ｂ）の例で
は、ｎ回目とその１つ前の（ｎ−１）回目の間のタイミ
ングで受光量が最大である。求めたタイミングにおける
スリット光の照射方向と、注目画素に対するスリット光
の入射方向との関係に基づいて、物体Ｑの位置（座標）
を算出する。これにより、撮像面の画素ピッチｐｖで規
定される分解能より高い分解能の計測が可能となる。

【００３１】注目画素ｇの受光量は物体Ｑの反射率に依
存する。しかし、５回のサンプリングの各受光量の相対
比は受光の絶対量に係わらず一定である。つまり、物体
色の濃淡は計測精度に影響しない。

【００３２】本実施形態の計測システム１では、３次元
カメラ２がセンサ５３の画素ｇ毎に５回分の受光データ
を計測データとしてホスト３に出力し、ホスト３が計測
データに基づいて物体Ｑの座標を算出する。３次元カメ
ラ２の出力処理回路６２（図３参照）は、各画素ｇに対
応した計測データの生成を担う。

【００３３】図６は出力処理回路６２のブロック図、図
７はセンサ５３の読出し範囲を示す図、図８はＣＣＤエ
リアセンサのインターライン転送の場合の構成の例を示
す図である。

【００３４】出力処理回路６２は、センサ５３の出力す
る各画素ｇの光電変換信号を８ビットの受光データに変
換するＡＤ変換部６２０、直列接続されるそれぞれ４つ
のフレームディレイメモリ６２１ａ〜６２４ａ，６２１
ｂ〜６２４ｂ、セレクタ６２１ｃ〜６２４ｃ、有効な５
回分の受光データを記憶するための５つのメモリバンク
６２５Ａ〜Ｅ、受光データが最大となるフレーム番号
（サンプリング番号）ＦＮを記憶するためのメモリバン
ク６２５Ｆ、コンパレータ６２６、フレーム番号ＦＮを
指し示すジェネレータ６２７、及びメモリバンク６２５
Ａ〜Ｆのアドレス指定などを行う図示しないメモリ制御
手段から構成されている。各メモリバンク６２５Ａ〜Ｅ
は、計測のサンプリング点数（つまり、センサ５３の有
効画素数）と同数の受光データを記憶可能な容量をも
つ。

【００３５】ＡＤ変換部６２０は、１フレーム毎に３２
ライン分の受光データＤ６２０を画素ｇの配列順にシリ
アルに出力する。４つのフレームディレイメモリ６２１
ａ〜６２４ａ及び６２１ｂ〜６２４ｂは、それぞれデー
タ遅延を行うためのものであり、これによって個々の画
素ｇについて５フレーム分の受光データを同時にメモリ
バンク６２５Ａ〜Ｅに格納することが可能となってい
る。４つのフレームディレイメモリ６２１ａ〜６２４ａ
及び６２１ｂ〜６２４ｂは、それぞれ、３１（＝３２−
１）ライン分、又は１５（＝１６−１）ライン分の容量
をもつＦＩＦＯである。セレクタ６２１ｃ〜６２４ｃ
は、動作モードに応じて、フレームディレイメモリ６２
１ａ〜６２４ａ又は６２１ｂ〜６２４ｂのいずれかの出
力を選択する。

【００３６】センサ５３における１フレームの読出し
は、撮像面Ｓ２の全体ではなく、高速化を図るために図
７のように撮像面Ｓ２の一部の有効受光領域（帯状画
像）Ａｅのみを対象に行われる。有効受光領域Ａｅのシ
フト方向（縦方向）の画素数（つまりライン数ＧＬ）
は、標準モードでは「３２」であるが、動作モードによ
っては「１６」「６４」などに設定される。また、有効
受光領域Ａｅは、スリット光Ｕの偏向（走査）に伴って
フレーム毎に所定画素分だけシフトする。フレーム毎の
シフト数ＧＳは、標準モードでは１画素分であるが、動
作モードによっては２画素分となる。

【００３７】上述のように、有効受光領域Ａｅのライン
数ＧＬ及びシフト数ＧＳは、モ−ドに応じて変更され
る。変更のための制御は、システムコントロ−ラ６１が
計測用のセンサ５３のドライバ５５に指示信号を出力す
ることにより行われる。ドライバ５５は、システムコン
トロ−ラ６１からの指示信号に基づいて、センサ５３の
有効受光領域Ａｅのライン数ＧＬ及びシフト数ＧＳを制
御しながらセンサ５３を駆動する。

【００３８】なお、ＣＣＤエリアセンサの撮影像の一部
のみを読み出す手法は、特開平７−１７４５３６号公報
に開示されており、本実施形態においてセンサ５３から
有効受光領域Ａｅのみを読み出すために、また有効受光
領域Ａｅにおける必要なラインのみを読み出すために、
その手法が適用される。

【００３９】その手法の概略を図８を参照して説明する
と、センサ５３の有効受光領域Ａｅの開始ラインまで
は、蓄積された電荷をオ−バ−フロ−ドレインＯＤへ排
出する。有効受光領域Ａｅにおいては、転送ゲ−トへの
１シフト信号入力を行い、最下の垂直レジスタの各電荷
を水平レジスタＨＲＧに読み出し、その後、水平シフト
信号により１画像づつ出力させる。有効受光領域Ａｅの
終了ライン以降の電荷は、オ−バ−フロ−ドレインＯＤ
へ排出する。

【００４０】したがって、１ラインおきに読み出す動作
モードの場合には、有効受光領域Ａｅの読み出しの際
に、１ラインおきにオ−バ−フロ−ドレインＯＤへ排出
するように制御する。有効受光領域Ａｅのシフト数ＧＳ
の制御は、有効受光領域Ａｅの開始ラインの設定をシフ
トさせることにより行われる。２ライン分を加算するモ
−ド、例えば高感度モ−ドのときには、転送ゲ−トＴＧ
へ２個のシフト信号を入力した後に水平レジスタＨＲＧ
から読み出す。

【００４１】センサ５３から読み出す際に、有効受光領
域Ａｅのライン数ＧＬが「３２」である場合にはフレー
ムディレイメモリ６２１ａ〜６２４ａによる３１ライン
ディレイ出力を、ライン数ＧＬが「１６」である場合に
はフレームディレイメモリ６２１ｂ〜６２４ｂによる１
５ラインディレイ出力を、それぞれ選択する。なお、有
効受光領域Ａｅのライン数ＧＬを「６４」とするモ−ド
を設ける場合には、さらに６３ラインディレイのための
フレームディレイメモリをも設け、その出力を選択可能
に構成する。

【００４２】ＡＤ変換部６２０から出力された注目画素
ｇの受光データＤ６２０は、２フレーム分だけ遅延され
た時点で、コンパレータ６２６によって、メモリバンク
６２５Ｃが記憶する注目画素ｇについての過去の受光デ
ータＤ６２０の最大値と比較される。遅延された受光デ
ータＤ６２０（フレームディレイメモリ６２２ａ又はｂ
の出力）が過去の最大値より大きい場合に、その時点の
ＡＤ変換部６２０の出力及び各フレームディレイメモリ
６２１ａ〜６２４ａ又は６２１ｂ〜６２４ｂの出力が、
メモリバンク６２５Ａ〜Ｅにそれぞれ格納され、メモリ
バンク６２５Ａ〜Ｅの記憶内容が書換えられる。これと
同時にメモリバンク６２５Ｆには、メモリバンク６２５
Ｃに格納する受光データＤ６２０に対応したフレーム番
号ＦＮが格納される。

【００４３】すなわち、ｎ番目（ｎ＜Ｎ）のフレームで
注目画素ｇの受光量が最大になった場合には、メモリバ
ンク６２５Ａに（ｎ＋２）番目のフレームのデータが格
納され、メモリバンク６２５Ｂに（ｎ＋１）番目のフレ
ームのデータが格納され、メモリバンク６２５Ｃにｎ番
目のフレームのデータが格納され、メモリバンク６２５
Ｄに（ｎ−１）番目のフレームのデータが格納され、メ
モリバンク６２５Ｅに（ｎ−２）番目のフレームのデー
タが格納され、メモリバンク６２５Ｆにｎが格納され
る。

【００４４】次に、３次元カメラ２及びホスト３の動作
を計測の手順と合わせて説明する。以下では、計測のサ
ンプリング点数を２００×２３１とする。すなわち、撮
像面Ｓ２におけるスリット長さ方向の画素数は２３１で
あり、実質的なフレーム数Ｎも２００である。

【００４５】ユーザー（撮影者）は、ＬＣＤ２１が表示
するカラーモニタ像を見ながら、カメラ位置と向きとを
決め、画角を設定する。その際、必要に応じてズーミン
グ操作を行う。３次元カメラ２ではカラーセンサ５４に
対する絞り調整は行われず、電子シャッタ機能により露
出制御されたカラーモニタ像が表示される。これは、絞
りを開放状態とすることによってセンサ５３の入射光量
をできるだけ多くするためである。

【００４６】図９は３次元カメラ２におけるデータの流
れを示す図、図１０はホスト３におけるデータの流れを
示す図、図１１は光学系の各点と物体Ｑとの関係を示す
図である。

【００４７】ユーザーによる画角選択操作（ズーミン
グ）に応じて、ズームユニット５１のバリエータ部５１
４の移動が行われる。また、フォーカシング部５１２の
移動による手動又は自動のフォーカシングが行われる。
フォーカシングの過程でおおよその対物間距離ｄ₀が測
定される。

【００４８】このような受光系のレンズ駆動に呼応し
て、投光側のバリエータレンズ４２２の移動量が図示し
ない演算回路によって算出され、算出結果に基づいてバ
リエータレンズ４２２の移動制御が行われる。

【００４９】システムコントローラ６１は、レンズコン
トローラ５８を介して、フォーカシングエンコーダ５９
Ａの出力（繰り出し量Ｅｄ）及びズーミングエンコーダ
６０Ａの出力（ズーム刻み値ｆｐ）を読み込む。システ
ムコントローラ６１の内部において、歪曲収差テーブル
Ｔ１、主点位置テーブルＴ２、及び像距離テーブルＴ３
が参照され、繰り出し量Ｅｄ及びズーム刻み値ｆｐに対
応した撮影条件データがホスト２へ出力される。ここで
の撮影条件データは、歪曲収差パラメータ（レンズ歪み
補正係数ｄ１，ｄ２）、前側主点位置ＦＨ、及び像距離
ｂである。前側主点位置ＦＨは、ズームユニット５１の
前側端点Ｆと前側主点Ｈとの距離で表される。前側端点
Ｆは固定であるので、前側主点位置ＦＨにより前側主点
Ｈを特定することができる。

【００５０】システムコントローラ６１は、半導体レー
ザ４１の出力（レーザ強度）及びスリット光Ｕの偏向条
件（走査開始角、走査終了角、偏向角速度）を算定す
る。この算定方法を詳しく説明する。まず、おおよその
対物間距離ｄ₀に平面物体が存在するものとして、セン
サ５３の中央で反射光を受光するように投射角設定を行
う。以下で説明するレーザ強度の算定のためのパルス点
灯は、この設定された投射角で行う。

【００５１】次にレーザ強度を算定する。レーザ強度の
算定に際しては、人体を計測する場合があるので、安全
性に対する配慮が不可欠である。まず、最小強度ＬＤｍ
ｉｎでパルス点灯し、センサ５３の出力を取り込む。取
り込んだ信号〔Ｓｏｎ（ＬＤｍｉｎ）〕と適正レベルＳ
ｔｙｐとの比を算出し、仮のレーザ強度ＬＤ１を設定す
る。

【００５２】ＬＤ１＝ＬＤｍｉｎ×Ｓｔｙｐ／ＭＡＸ
〔Ｓｏｎ（ＬＤｍｉｎ）〕続いてレーザ強度ＬＤ１で再びパルス点灯し、センサ５
３の出力を取り込む。取り込んだ信号〔Ｓｏｎ（ＬＤ
１）〕が適正レベルＳｔｙｐ又はそれに近い値であれ
ば、ＬＤ１をレーザ強度ＬＤｓと決める。他の場合に
は、レーザ強度ＬＤ１とＭＡＸ〔Ｓｏｎ（ＬＤ１）〕と
を用いて仮のレーザ強度ＬＤ１を設定し、センサ５３の
出力と適正レベルＳｔｙｐとを比較する。センサ５３の
出力が許容範囲内の値となるまで、レーザ強度の仮設定
と適否の確認とを繰り返す。なお、センサ５３の出力の
取り込みは、撮像面Ｓ２の全面を対象に行う。これは、
ＡＦによる受動的な距離算出では、スリット光Ｕの受光
位置を高精度に推定することが難しいためである。セン
サ５３におけるＣＣＤの積分時間は１フィールド時間
（例えば１／６０秒）であり、実際の計測時における積
分時間より長い。このため、パルス点灯を行うことによ
り、計測時と等価なセンサ出力を得る。

【００５３】次に、投射角と、レーザ強度が決定したと
きのスリット光Ｕの受光位置から、三角測量により対物
間距離ｄを決定する。最後に、決定された対物間距離ｄ
に基づいて、偏向条件を算出する。偏向条件の算定に際
しては、対物間距離ｄの測距基準点である受光系の後側
主点Ｈ’と投光の起点ＡとのＺ方向（図２４参照）のオ
フセットｄｏｆｆを考慮する。また、走査方向の端部に
おいても中央部と同様の計測可能距離範囲ｄ’を確保す
るため、所定量（例えば８画素分）のオーバースキャン
を行うようにする。走査開始角ｔｈ１、走査終了角ｔｈ
２、偏向角速度ωは、次式で表される。

【００５４】ｔｈ１＝ｔａｎ^-1〔β×ｐｖ（ｎｐ／２＋
８）＋Ｌ）／（ｄ＋ｄｏｆｆ）〕×１８０／π ｔｈ２＝ｔａｎ^-1〔−β×ｐｖ（ｎｐ／２＋８）＋Ｌ）
／（ｄ＋ｄｏｆｆ）〕×１８０／π ω＝（ｔｈ１−ｔｈ２）／ｎｐ β：撮像倍率（＝ｄ／実効焦点距離ｆｒｅａｌ）ｐｖ：画素ピッチｎｐ：撮像面Ｓ２のＹ方向の有効画素数Ｌ：基線長このようにして算出された条件で次に本発光に移り、物
体Ｑの走査（スリット投影）が行われ、上述の出力処理
回路５２によって得られた１画素当たり５フレーム分の
計測データ（スリット画像データ）Ｄ６２がホスト２へ
送られる。同時に、偏向条件（偏向制御データ）及びセ
ンサ５３の仕様などを示す装置情報Ｄ１０も、ホスト３
へ送られる。

【００５５】図１０のように、ホスト３においては、ス
リット重心演算＃３１、歪曲収差の補正演算＃３２、カ
メラ視線方程式の演算＃３３、スリット面方程式の演算
＃３４、及び３次元位置演算＃３５が実行され、それに
よって２００×２３１個のサンプリング点の３次元位置
（座標Ｘ，Ｙ，Ｚ）が算定される。サンプリング点はカ
メラ視線（サンプリング点と後側主点Ｈ’とを結ぶ直
線）とスリット面（サンプリング点を照射するスリット
光Ｕの光軸面）との交点である。

【００５６】さて、次に、動作モードについて説明す
る。図１２は動作モードの種類を示す図である。計測シ
ステム１の性能を示すファクターとして、計測（撮影）
に要する時間の逆数に比例する測定速度ＱＳ、奥行き方
向（Ｚ方向）のダイナミックレンジである測定レンジＱ
Ｒ、分解能ＱＤ、感度ＱＢ、及び、縦方向（Ｙ方向）の
ダイナミックレンジである測定エリアＱＢがある。

【００５７】これらの性能を決定付けるのは、有効受光
領域Ａｅのライン数（読み出しライン数）ＧＬ、有効受
光領域Ａｅの全体のライン幅（読み出しライン幅）Ｇ
Ｗ、ライン幅ＧＷをライン数ＧＬで除した値であるライ
ン間隔ＧＴ、シフト数ＧＳ、及びスリット光幅ＧＰ（ス
リット光Ｕの幅ｗ）である。ライン間隔ＧＴを「２」と
した場合に、１ラインおきに読み出すようにしてもよい
し、２ライン分を加算した後に読み出すようにしてもよ
い。２ライン分を加算した後に読み出すようにすると高
感度モードとなる。

【００５８】通常、ライン数ＧＬが少なくなると、その
読み出しが高速で行われるので、測定速度ＱＳが速くな
る。ライン幅ＧＷが広くなると、奥行き方向（Ｚ方向）
のダイナミックレンジが広がるので、測定レンジＱＲが
広がる。シフト数ＧＳが小さくなると分解能ＱＤが高く
なる。

【００５９】動作モードには、性能のファクターのいず
れを優先させるかによって、標準モード、高速モード、
広Ｚモード、高感度モード、高分解能モード、及び高速
高広Ｚモードがある。各動作モードにおいても種々のバ
リエーションが存在する。

【００６０】次に、計測システム１の動作、特に各動作
モードの相違点を中心に説明する。図１３は計測システ
ム１の動作の概要を示すフローチャート、図１４はモー
ド設定処理を示すフローチャートである。

【００６１】図１３において、まず初期設定が行われる
（＃１１）。動作モード設定操作があった場合に、動作
モードが変更される（＃１２，１３）。測定開始操作が
行われると、操作に応じた動作モード設定が行われる
（＃１４，１５）。その後、設定された動作モードによ
って測定が行われる（＃１６）。

【００６２】図１４において、操作で設定された動作モ
ードに対応するパラメータの読み出しが行われる（＃２
１）。パラメータとして、読み出し幅（有効受光領域Ａ
ｅ）、ライン間隔ＧＴ、シフト数ＧＳ、高感度モードで
あるか否かなどがあり、それらのパラメータがドライバ
５５に出力される（＃２２）。

【００６３】なお、高感度モードであるか否かを示すパ
ラメータは、ライン間隔ＧＴが「２」の場合に２ライン
分を加算した後に読み出すように設定されている場合に
用いられる。また、パラメータとして出力する代わり
に、動作モードの種類を示す信号を出力してもよい。そ
の場合に、ドライバ５５内において、動作モードに対応
した動作を行うための変換を行う必要がある。

【００６４】ライン数ＧＬに基づいて、セレクタ６２１
ｃ〜６２４ｃによりフレームディレイメモリ６２１ａ〜
６２４ａ又は６２１ｂ〜６２４ｂのいずれかが選択され
る（＃２３）。

【００６５】動作モードに応じて、スリット光Ｕの幅ｗ
及び走査速度が設定される（＃２４）。広Ｚモード又は
高速高広Ｚモードである場合に、絞りが絞られる（＃２
５）。つまり、広Ｚモード又は高速高広Ｚモードでは、
測定距離範囲が広く、広い範囲にわたってピントを合わ
せる必要がある。絞りを絞ることによって被写界深度を
深くし、ピントを合いやすくする。

【００６６】これらの処理はシステムコントローラ６１
によって行われる。以下、各動作モードについて、その
典型的ないくつかの例を説明する。標準モードは、測定
速度ＱＳ、測定レンジＱＲ、分解能ＱＤ、感度ＱＢ、及
び測定エリアＱＢのいずれもが標準的な状態に設定され
たモードである。標準モードでは、図７にも示すよう
に、ライン数ＧＬが「３２」、ライン幅ＧＷが「３
２」、ライン間隔ＧＴが「１」、シフト数ＧＳが
「１」、スリット光幅ＧＰが「５」に、それぞれ設定さ
れる。標準モードでは、測定速度ＱＳ、測定レンジＱ
Ｒ、分解能ＱＤ、感度ＱＢ、及び測定エリアＱＢのいず
れも「１」とする。他の動作モードは、この標準モード
の性能との比較において優れた性能に着目して名付けら
れる。

【００６７】高速モードは、計測を高速で行う動作モー
ドである。高速モードでは、ライン数ＧＬを標準モード
の半分にし、またシフト数ＧＳを標準モードの２倍とす
る。また、ライン幅ＧＷを標準モードのままにする場合
と、ライン幅ＧＷを標準モードの半分としてライン間隔
ＧＴを「２」とする場合とがある。

【００６８】ライン数ＧＬを少なくすると、１フレーム
分の受光データの読み出し時間が短縮される。したがっ
て、フレームをシフトする周期を短くすることができ、
全画面について測定する時間が短縮される。また、シフ
ト数ＧＳを多くすると、全画面の測定のためのフレーム
数が少なくなるので、全画面について測定する時間が短
縮される。いずれの場合であっても、有効受光領域Ａｅ
が高速に移動するので、スリット光Ｕも高速に移動させ
る必要がある。

【００６９】ライン数ＧＬ及びシフト数ＧＳなどの組み
合わせによって、図１２に示すように、高速モード１〜
高速モード５の種類がある。また、パラメータを適当に
設定することによって、これら以外の高速モードとする
ことが可能である。

【００７０】図１５は高速モード１におけるセンサ５３
の有効受光領域Ａｅ（読み出し範囲）を示す図、図１６
は高速モード２における有効受光領域Ａｅを示す図、図
１７は高速モード３における有効受光領域Ａｅを示す
図、図１８は高速モード４における有効受光領域Ａｅを
示す図である。

【００７１】図１５に示す高速モード１において、有効
受光領域Ａｅのシフト方向の画素数は「１６」である。
スリット光Ｕの走査速度は標準モードの２倍となるよう
制御する。高速モード１では、標準モードに対して次の
ような特徴がある。

【００７２】読み出し時間：１／２（測定速度は２倍）測定レンジ：１／２分解能：同じすなわち、高速モード１は、測定レンジＱＲよりも分解
能ＱＤに重点におく場合に有効である。

【００７３】図１６に示す高速モード２において、有効
受光領域Ａｅのライン幅ＧＷ、つまりシフト方向の画素
の幅は「３２」であるが、ライン間隔ＧＴが「２」であ
り、１画素毎に読み飛ばしているので、ライン数ＧＬ、
つまり受光データの画素数としてはその半分の「１６」
となる。高速モード２におけるスリット光幅ＧＰは「１
０」であるが、そのうちの半分は読み飛ばされるので、
受光データとしては５画素分となる。高速モード２では
標準モードに対して次のような特徴がある。

【００７４】読み出し時間：１／２測定レンジ：同じ分解能：１／２すなわち、高速モード２は、分解能ＱＤよりも測定レン
ジＱＲに重点におく場合に有効である。

【００７５】図１７に示す高速モード３において、有効
受光領域Ａｅのライン数ＧＬ及びライン幅ＧＷはともに
「３２」であるが、シフト数ＧＳが「２」であり、有効
受光領域Ａｅを２ラインづつシフトさせる。これによっ
て、入力されるフレーム数が少なくなり、全体の測定時
間が削減される。スリット光Ｕの移動量も１フレームに
対して２ラインとなるように制御される。高速モード３
では標準モードに対して次のような特徴がある。

【００７６】読み出し時間：１／２測定レンジ：同じ分解能：１／２図１８に示す高速モード４において、有効受光領域Ａｅ
のライン数ＧＬ及びライン幅ＧＷはともに「３２」であ
り、シフト数ＧＳも「１」であるが、センサ５３の撮像
面Ｓ２の全域にわたって測定を行うのではなく、そのう
ちの一部分のみにおいて測定を行う。したがって測定エ
リアＱＢは狭くなる。スリット光Ｕの走査範囲もこれに
合わせる。標準モードにおけるフレーム数をＮ、高速モ
ード４におけるフレーム数をＮ’とし、Ｒ＝Ｎ’／Ｎと
定義すると、このＲを用いて、高速モード４の標準モー
ドに対する特徴は次のように表される。

【００７７】読み出し時間：Ｒ測定レンジ：同じ分解能：同じ測定エリア：Ｒなお、高速モード４を実現するには、図１４に示すフロ
ーチャートのステップ＃２２において、開始フレ−ム番
号と終了フレ−ム番号とをドライバ５５に出力するよう
に構成し、且つ、スリット光Ｕの走査開始位置及び走査
終了位置を設定する。

【００７８】次に、広Ｚモードについて説明する。広Ｚ
モードは、奥行き方向の測定レンジを広げた動作モード
である。広Ｚモードでは、ライン幅ＧＷを標準モードの
２倍とする。

【００７９】図１９は広Ｚモード１における有効受光領
域Ａｅを示す図、図２０は広Ｚモード２における有効受
光領域Ａｅを示す図である。図１９に示す広Ｚモード１
において、有効受光領域Ａｅのライン幅ＧＷは「６４」
であるが、１画素毎に読み飛ばしているので、受光デー
タの画素数は「３２」である。広Ｚモード１におけるス
リット光幅ＧＰは「１０」であるが、そのうちの半分は
読み飛ばされるので、受光データとしては５画素分とな
る。広Ｚモード１では、標準モードに対して次のような
特徴がある。

【００８０】読み出し時間：同じ測定レンジ：２倍分解能：１／２すなわち、広Ｚモード１は、測定レンジＱＲを広げたい
場合に有効である。

【００８１】図２０に示す広Ｚモード２において、有効
受光領域Ａｅのライン数ＧＬ及びライン幅ＧＷは「６
４」であり、標準モードの２倍である。スリット光Ｕの
走査速度は標準モードの半分である。広Ｚモード２では
標準モードに対して次の特徴がある。

【００８２】読み出し時間：２倍測定レンジ：２倍分解能：同じ次に、高感度モードについて説明する。高感度モード
は、センサ５３の感度を高くした動作モードである。

【００８３】図２１は高感度モードにおける有効受光領
域Ａｅを示す図である。図２１において、有効受光領域
Ａｅのライン幅ＧＷは「３２」であるが、２画素毎に加
算するので、ライン数ＧＬつまり受光データの画素数は
「１６」となる。高感度モードにおけるスリット光幅Ｇ
Ｐは「１０」であるが、２画素分が加算されるので、受
光データとしては５画素分となる。スリット光Ｕの走査
速度は標準モードの２倍である。高感度モードでは、標
準モードに対して次の特徴がある。

【００８４】読み出し時間：１／２測定レンジ：同じ分解能：１／２感度：２倍次に、高分解能モードについて説明する。高分解能モー
ドは、分解能を高くした動作モードである。

【００８５】図２２は高分解能モードにおける有効受光
領域Ａｅを示す図である。図２２において、有効受光領
域Ａｅのライン数ＧＬ及びライン幅ＧＷはともに「３
２」であるが、シフト数ＧＳが１／２である。つまり、
スリット光Ｕの走査速度が標準モードの１／２であり、
フレームのシフトが２フレームの読み込みについて１画
素分である。スリット光Ｕが画素ピッチｐｖの半分を移
動する毎にデータを読み出しているので、スリット光Ｕ
が画素を通過するタイミングを２倍の精度で検出でき
る。高分解能モードでは標準モードに対して次の特徴が
ある。

【００８６】読み出し時間：２倍測定レンジ：同じ分解能：２倍なお、高分解能モードを実現するには、図１４に示すフ
ローチャートのステップ＃２２において、２フレームの
読み出しについて１画素移動するように設定し、ステッ
プ２４において、１フレームの読み出しについて半画素
移動するように設定すればよい。出力処理回路６２にお
いてフレームディレイメモリ６２１ａ〜６２４ａを選択
することは、標準モードと同様である。

【００８７】なお、センサ５３の有効受光領域Ａｅのラ
イン数ＧＬ、ライン幅ＧＷ、及びシフト数ＧＳの制御
は、システムコントロ−ラ６１がドライバ５５にそれら
に対応する指示信号を出力することによって行われる。
スリット光Ｕの走査速度（偏向速度）の制御は、システ
ムコントロ−ラ６１が駆動系４６に対して指示信号を出
力し、これによってガルバノミラー４３を駆動すること
によって行われる。スリット光Ｕの幅ｗは、バリエータ
レンズ４２２又はコリメータレンズ４２１の種類又は位
置を切り換えることによって、センサ５３の撮像面Ｓ２
上で５画素分と１０画素分とに切り換えられる。

【００８８】上述の実施形態によると、動作モードを切
り換えることによって、測定の時間を短縮したい場合、
測定の奥行きを広げたい場合、分解能を高めたい場合、
感度を高くしたい場合など、種々の目的に応じた計測を
行うことができる。また、その場合に、測定の時間が長
くなってもよい場合、測定の奥行きが狭くなってもよい
場合、分解能が低くなってもよい場合、測定のエリアが
狭くなってもよい場合など、計測条件に照らして種々の
設定を行うことができる。

【００８９】上述の実施形態において、３次元カメラ２
とホスト３との機能の分担は種々変更することができ
る。また、ホスト３の機能を３次元カメラ２に内蔵する
などによってそれらを一体としてもよい。上述の実施形
態においては、スリット光Ｕを走査する場合について説
明したが、スポット光を２次元に走査する場合であって
も本発明を適用することができる。

【００９０】上述の実施形態において、動作モードの設
定内容、組み合わせ内容、出力処理回路６２の構成、処
理内容、その他、計測システム１の全体又は各部の構
成、回路、処理内容、処理順序、処理タイミング、設定
内容、設定値などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更す
ることができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によると、１つの３次元計測装置
を用い、種々の計測条件によって様々な目的の計測に対
応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る計測システムの構成図である。

【図２】３次元カメラの外観を示す図である。

【図３】３次元カメラの機能構成を示すブロック図であ
る。

【図４】投光レンズ系の構成を示す模式図である。

【図５】計測システムにおける３次元位置の算出の原理
図である。

【図６】出力処理回路のブロック図である。

【図７】センサの読出し範囲を示す図である。

【図８】ＣＣＤエリアセンサのインターライン転送の場
合の構成の例を示す図である。

【図９】３次元カメラにおけるデータの流れを示す図で
ある。

【図１０】ホストにおけるデータの流れを示す図であ
る。

【図１１】光学系の各点と物体との関係を示す図であ
る。

【図１２】動作モードの種類を示す図である。

【図１３】計測システムの動作の概要を示すフローチャ
ートである。

【図１４】モード設定処理を示すフローチャートであ
る。

【図１５】高速モード１におけるセンサの有効受光領域
を示す図である。

【図１６】高速モード２における有効受光領域を示す図
である。

【図１７】高速モード３における有効受光領域を示す図
である。

【図１８】高速モード４における有効受光領域を示す図
である。

【図１９】広Ｚモード１における有効受光領域を示す図
である。

【図２０】広Ｚモード２における有効受光領域を示す図
である。

【図２１】高感度モードにおける有効受光領域を示す図
である。

【図２２】高分解能モードにおける有効受光領域を示す
図である。

【図２３】スリット光投影法の概要を示す図である。

【図２４】スリット光投影法による計測の原理を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１計測システム（３次元計測装置）２３セレクトボタン（動作モードを選択する手段）４１半導体レーザ（照射する手段）４３ガルバノミラー（走査する手段）５３センサ（受光センサ）５５ドライバ（出力信号を読み出す手段）６１システムコントローラ（走査速度を切り換える手
段、ライン幅を切り換える手段、ライン間隔を切り換え
る手段、シフト数を切り換える手段）Ｑ物体（計測対象）Ｕスリット光（参照光）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎誠大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者井手英一大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者内野浩志大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者糊田寿夫大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計測対象に参照光を照射する手段と、前記
参照光を走査する手段と、前記参照光の計測対象による
反射光を受光する受光センサと、前記参照光の走査中に
前記受光センサを繰り返して駆動して出力信号を読み出
す手段とを有し、前記受光センサの出力信号に基づいて
計測対象の３次元形状を計測する３次元計測装置におい
て、動作モードを選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前記参照光の走査速度
及び前記受光センサの読み出し動作を切り換える手段
と、を有してなることを特徴とする３次元計測装置。
【請求項２】計測対象に参照光を照射する手段と、前記
参照光を走査する手段と、前記参照光の計測対象による
反射光を受光する受光センサと、前記参照光の走査中に
前記受光センサを繰り返して駆動して出力信号を読み出
す手段とを有し、前記受光センサの出力信号に基づいて
計測対象の３次元形状を計測する３次元計測装置におい
て、動作モードを選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前記受光センサの読み
出しにおけるライン幅を切り換える手段と、を有してなることを特徴とする３次元計測装置。
【請求項３】計測対象に参照光を照射する手段と、前記
参照光を走査する手段と、前記参照光の計測対象による
反射光を受光する受光センサと、前記参照光の走査中に
前記受光センサを繰り返して駆動して出力信号を読み出
す手段とを有し、前記受光センサの出力信号に基づいて
計測対象の３次元形状を計測する３次元計測装置におい
て、動作モードを選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前記受光センサの読み
出しにおけるライン間隔を切り換える手段と、を有してなることを特徴とする３次元計測装置。
【請求項４】計測対象に参照光を照射する手段と、前記
参照光を走査する手段と、前記参照光の計測対象による
反射光を受光する受光センサと、前記参照光の走査中に
前記受光センサを繰り返して駆動して出力信号を読み出
す手段とを有し、前記受光センサの出力信号に基づいて
計測対象の３次元形状を計測する３次元計測装置におい
て、動作モードを選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前記参照光の走査速度
を切り換える手段と、選択された動作モードに応じて、前記受光センサの読み
出しにおけるライン幅を切り換える手段と、選択された動作モードに応じて、前記受光センサの読み
出しにおけるライン間隔を切り換える手段と、を有してなることを特徴とする３次元計測装置。
【請求項５】計測対象に参照光を照射する手段と、前記
参照光を走査する手段と、前記参照光の計測対象による
反射光を受光する受光センサと、前記参照光の走査中に
前記受光センサを繰り返して駆動して出力信号を読み出
す手段とを有し、前記受光センサの出力信号に基づいて
計測対象の３次元形状を計測する３次元計測装置におい
て、動作モードを選択する手段と、選択された動作モードに応じて、前記受光センサの有効
受光領域のライン幅及び読み出しにおけるライン間隔を
切り換える手段と、選択された動作モードに応じて、前記受光センサの読み
出しにおけるフレーム毎のラインのシフト数を切り換え
る手段と、を有してなることを特徴とする３次元計測装置。
【請求項６】前記シフト数が複数である場合に、途中の
ラインを読み飛ばすか又は読み出した出力信号を加算す
るかを切り換える手段を有してなる、請求項５記載の３次元計測装置。