JPS58122409A - 光セクシヨニング法 - Google Patents
光セクシヨニング法Info
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- JPS58122409A JPS58122409A JP15529982A JP15529982A JPS58122409A JP S58122409 A JPS58122409 A JP S58122409A JP 15529982 A JP15529982 A JP 15529982A JP 15529982 A JP15529982 A JP 15529982A JP S58122409 A JPS58122409 A JP S58122409A
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- 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
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光セクショニング法及びその方法を実施するた
めの構成に関する。
めの構成に関する。
光セクショ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、試験さオ（るべき表面に
主に線状の構造（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ｌ−で角度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、縞状バター７の投影された表面の形状が導かれる。
知の方法である。そのために、試験さオ（るべき表面に
主に線状の構造（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ｌ−で角度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、縞状バター７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。
を決定する事ができる。
光セクショニング法によって検知できる物体の深さ範囲
は、投影された構造のフィールドの深さによって制限さ
れる。評価において得られる深さの分解能は非平坦性に
よっ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のタンジェントを乗じたものによっ
て決定されス、。
は、投影された構造のフィールドの深さによって制限さ
れる。評価において得られる深さの分解能は非平坦性に
よっ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のタンジェントを乗じたものによっ
て決定されス、。
一般にこの角度αは、像のフィ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、従ってそ
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、従って物体形状
は一意的に決定され得ない。
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、従ってそ
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、従って物体形状
は一意的に決定され得ない。
従って本発明の目的は、深さの分解能が非常に高い前述
の種類の光セクショニング法を提供する事である。
の種類の光セクショ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ョニング
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ットに関
連して物体検出に用いる事ができる。
化された投影パターンを用いた補間的光セクショニング
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ットに関
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から」ソ下詳細
に説明する。
に説明する。
この位相感受性光セクショニング法によれば、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っ
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６つの縞状パターンは、互いに±１
２０°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
測さ才１．３つのスペクトル帯の各強度が像フィールド
の各点で測定される。６つの正弦的格子の互いの相χ・
ｊ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６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
って非常に容易に決定できイ〉、。
波的な空間的輝度分布を有しスペクトル的符号化によっ
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６つの縞状パターンは、互いに±１
２０°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
測さ才１．３つのスペクトル帯の各強度が像フィールド
の各点で測定される。６つの正弦的格子の互いの相χ・
ｊ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６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
って非常に容易に決定できイ〉、。
位相感受性光セクショニング法の詳細を以下第１図に示
す構成によって説明する。光源１００はコンデンサ・レ
ンズ１０１を経て縞フィルタ１０２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℃・る。通常の
光セクショニング法の場合、この縞フィルタは代りに不
透明領域及び透明領域から形成される。結像レンズ１０
３は、縞フィルタを被試験表面１０４上に結像させる。
す構成によって説明する。光源１００はコンデンサ・レ
ンズ１０１を経て縞フィルタ１０２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℃・る。通常の
光セクショニング法の場合、この縞フィルタは代りに不
透明領域及び透明領域から形成される。結像レンズ１０
３は、縞フィルタを被試験表面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１Ｄ６の感光面に投影されビデオ・モニタ１１７に表
示される。
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１Ｄ６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−△ｈｓｔａｎαテアル。
、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−△ｈｓｔａｎαテアル。
従って深さ△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
縞フィルタは、異なった色の６つの縞フィルタを互い違
いに重ねた縞フィルタによって置き代えられる。（例え
ば水平の）Ｘ方向において、これらのフィルタの各々は
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ィルタに対
応する。これらの特性を持つ縞フィルタは例えばカラー
透明フィルムを適当に露光する事によって作成してもよ
い。
縞フィルタは、異なった色の６つの縞フィルタを互い違
いに重ねた縞フィルタによって置き代えられる。（例え
ば水平の）Ｘ方向において、これらのフィルタの各々は
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ィルタに対
応する。これらの特性を持つ縞フィルタは例えばカラー
透明フィルムを適当に露光する事によって作成してもよ
い。
表面１０４上に投影された色符号化績フィルタはＴＶ右
カメラ０６によって感知され、二色性ビーム・スプリッ
タ１０８．１０９によって、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・スプリンタ１Ｄ８の透過系数Ｔは第２Ｃ図に示すよ
うな曲線を有し、ビーム・スプーリツタ１０９の透過系
数Ｔは第２Ｄ図に示すような曲線を有する。適当な位置
の反射鏡１１０．１１１で反射した後、ろ゛つの色部分
Ｒ，Ｇ、Ｂはカメラ管１１２．１１３．１１４に到達し
、それによって像点の各スペクトル強度が決定される。
カメラ０６によって感知され、二色性ビーム・スプリッ
タ１０８．１０９によって、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・スプリンタ１Ｄ８の透過系数Ｔは第２Ｃ図に示すよ
うな曲線を有し、ビーム・スプーリツタ１０９の透過系
数Ｔは第２Ｄ図に示すような曲線を有する。適当な位置
の反射鏡１１０．１１１で反射した後、ろ゛つの色部分
Ｒ，Ｇ、Ｂはカメラ管１１２．１１３．１１４に到達し
、それによって像点の各スペクトル強度が決定される。
これら６つの強度値の各々は、相対的位相シフトが既知
（即ち±１２０’）の６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Ｗを決定することがで
きる。これらは次のように書かれる。
（即ち±１２０’）の６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Ｗ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 ｅ ｓ ｉ ｎ Ｗ
Ｇ＝Ｍ＋Ａｅｓｉｎ （Ｆ−１２０°）Ｂ−Ｍ＋Ａｌｌ
５ｉｎ （Ｆ＋ １２０°）但しＭは正弦的関数の平均
値、Ａは振幅である。
５ｉｎ （Ｆ＋ １２０°）但しＭは正弦的関数の平均
値、Ａは振幅である。
位相Ｗは縞フィ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、
−ｓ ｉｎ ｘ ＝ ｓ １ｎ（ｘ−１２０°）十ｓ
ｉ ｎ （ｘ＋１２０つ及び、Ｍ＝、（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ ） ＡｓｓｉｎＦ＝Ｒ−Ｍ Ａ・５ｉｎ（Ｆ＋１２０’）＝Ｂ−Ｍ Ａ１１ｓｉｎ（Ｆ−１２０°）＝Ｇ−Ｍを用いれば所望
の位相Ｖに関して次式が得られる。
ｉ ｎ （ｘ＋１２０つ及び、Ｍ＝、（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ ） ＡｓｓｉｎＦ＝Ｒ−Ｍ Ａ・５ｉｎ（Ｆ＋１２０’）＝Ｂ−Ｍ Ａ１１ｓｉｎ（Ｆ−１２０°）＝Ｇ−Ｍを用いれば所望
の位相Ｖに関して次式が得られる。
ビデオ信号が処理される時、伝送に関するビデオ標準に
従って値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十Ｂ −１，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）。
従って値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十Ｂ −１，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Ｘ。の位相Ｗ１↓このよ
うにして何の困難もなく標準的なＴＶ回路１１５及び１
１６において作られ、従って像点の各位相はモニタ１１
７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。
うにして何の困難もなく標準的なＴＶ回路１１５及び１
１６において作られ、従って像点の各位相はモニタ１１
７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８１．１０２５５３．５号に説明されて（
・る１゜縞フィルタ１０２０６つの成分の正弦波的変調
は、各編の間の非常に微細な補間な可能にするので、こ
の光セクショニング法は深さにおいて高（・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技術手段によって非常
に迅速に行なわれるので、実時間的な評価が可能である
。
州特許出願第８１．１０２５５３．５号に説明されて（
・る１゜縞フィルタ１０２０６つの成分の正弦波的変調
は、各編の間の非常に微細な補間な可能にするので、こ
の光セクショニング法は深さにおいて高（・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技術手段によって非常
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
報によって等高純の発生又は物体の検出を行なう事がで
きる。
のために（信号線１１８上を）計算機へ供給し、この情
報によって等高純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によって区
別可能な縞フィルタを用いていたが、その場合ＴＶ右カ
メラおける位相評価が被試験物体の固有の色によって影
響を受ける可能性がある。
別可能な縞フィルタを用いていたが、その場合ＴＶ右カ
メラおける位相評価が被試験物体の固有の色によって影
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
ペクトル帯によっ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）によって区別されるよ
うな縞フィルタを用いる事ができる。そのようなフィル
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６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Ｌ Ｍ及
び■は各々波長λ１、λ２、λ６・・・・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・スプリッタ１０８及
び１０９は各々第３Ｃ図及び第６Ｄ図に示すような透過
スペクトルを持たなければならない。第１のビーム・ス
プリッタはスペクトル線Ｉ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。
的縞状パターン（第３Ａ図）が第２Ｂ図のような狭いス
ペクトル帯によっ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）によって区別されるよ
うな縞フィルタを用いる事ができる。そのようなフィル
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６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Ｌ Ｍ及
び■は各々波長λ１、λ２、λ６・・・・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・スプリッタ１０８及
び１０９は各々第３Ｃ図及び第６Ｄ図に示すような透過
スペクトルを持たなければならない。第１のビーム・ス
プリッタはスペクトル線Ｉ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。
縞フィルタ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ィルタによって行なう事
ができる。それらは１つ又は（・くつかの薄い透明層か
ら成る誘電体フィルタであ−って、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。
スペクトル符号化は光くし型フィルタによって行なう事
ができる。それらは１つ又は（・くつかの薄い透明層か
ら成る誘電体フィルタであ−って、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６Ｂ図の透過スペクトルを有し第６Ａ図に従って透過
率が空間的に正弦波的に変化する縞フィルタは厚さが空
間的に変化する層を用いて製作できる、。
率が空間的に正弦波的に変化する縞フィルタは厚さが空
間的に変化する層を用いて製作できる、。
第４図シま所望の特性を有する縞フィルタの空間座標Ｘ
に関する高さプロファイル４１を示す。そのようなフィ
ルタは異なった隣接領域４２．４３．４４から構成され
る。その各々は異なった厚さくｄｌ、ｄ２、ｄ３）を有
し、従って異なったスペクトル帯を透過させ、そしてそ
の幅（ｂｌ、ｂ２、ｂ３）は周期的に増減する。第４図
の例では各帯域の幅（μｍ）は次式によって決定される
。
に関する高さプロファイル４１を示す。そのようなフィ
ルタは異なった隣接領域４２．４３．４４から構成され
る。その各々は異なった厚さくｄｌ、ｄ２、ｄ３）を有
し、従って異なったスペクトル帯を透過させ、そしてそ
の幅（ｂｌ、ｂ２、ｂ３）は周期的に増減する。第４図
の例では各帯域の幅（μｍ）は次式によって決定される
。
ｂ １＝ １．５＋ｃｏｓ Ｆ
ｂ２＝１．５＋ｃｏｓ （Ｆ＋１２０°）ｂろ＝１．５
＋ｃｏｓ（Ｆ １２０°）角度Ｖ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。
＋ｃｏｓ（Ｆ １２０°）角度Ｖ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ォトリングラフィ
法によってなお製造し得るように選ばれる。
法によってなお製造し得るように選ばれる。
帯域の密度（位相間隔２π当りの数）は、その結果中じ
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。
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。
異なったステップ高を有する干渉フィルタの空間的透過
スペクトルも同様に第４図に示されて（・る。ステップ
高ｄ３に対応する周波数は、厚さｄ６の帯域が大きな幅
ｂ３を持つ全ての位置にお（・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ｄｌ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±１２而変位置た近似的な正弦波であ
る。
スペクトルも同様に第４図に示されて（・る。ステップ
高ｄ３に対応する周波数は、厚さｄ６の帯域が大きな幅
ｂ３を持つ全ての位置にお（・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ｄｌ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±１２而変位置た近似的な正弦波であ
る。
そのような縞フィルタはフォトリングラフィ的に製造し
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。
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図は補間的光セクショ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。縞フィ
ルタ５００はＫｏｅｈｌｅｒｌｊ４明器（結像物５０２
中の光源の像）によって右側から照明される。投影アパ
ーチャは光学結像手段５０２の後焦点面のアパーチャ・
ダイアフラム５０１によって制限され、物体５０３０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
５０６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
アパーチャ・ダイヤフラム５０５によって形成される。
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。縞フィ
ルタ５００はＫｏｅｈｌｅｒｌｊ４明器（結像物５０２
中の光源の像）によって右側から照明される。投影アパ
ーチャは光学結像手段５０２の後焦点面のアパーチャ・
ダイアフラム５０１によって制限され、物体５０３０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
５０６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
アパーチャ・ダイヤフラム５０５によって形成される。
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ョ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ャを制限せずに、発散的な
網面６０５が得られ、物***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によって像面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、例えば縞フィルタの縁か
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編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
って行なわれる。この目的のために縞フィルタによって
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１、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。
られる補完的光セクショ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ャを制限せずに、発散的な
網面６０５が得られ、物***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によって像面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、例えば縞フィルタの縁か
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編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
って行なわれる。この目的のために縞フィルタによって
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１、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ョ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ィルタのスペクト
ル帯過の空間的変動を示す図、第２Ｂ図、第２Ｃ図及び
第２Ｄ図は縞フィルタ及びＴＶ左カメラ半透鏡のスペク
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ィルタの
高さプロファイルを示す図、 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ョ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・・・・縞フィルタ、１０
４・・・・被試験面、１０６・・・・ＴＶカメラ。 出願人インターナシサル・ビジネス・マン−２ズ・コー
ポレーション代理人弁理士 岡 １） 次 生（
外１名）
、 第２Ａ図は第１図の構成に関する縞フィルタのスペクト
ル帯過の空間的変動を示す図、第２Ｂ図、第２Ｃ図及び
第２Ｄ図は縞フィルタ及びＴＶ左カメラ半透鏡のスペク
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ィルタの
高さプロファイルを示す図、 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ョ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・・・・縞フィルタ、１０
４・・・・被試験面、１０６・・・・ＴＶカメラ。 出願人インターナシサル・ビジネス・マン−２ズ・コー
ポレーション代理人弁理士 岡 １） 次 生（
外１名）
Claims (3)
- （１）被試験物体表面の縞状照明を用いる光セクショニ
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所定の値
だけ変位した複数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っ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
った狭い帯域の光、ケ用いる、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、干渉フィルタのマル
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)
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|---|---|---|---|
| EP81108094.4 | 1981-10-09 | ||
| EP19810108094 EP0076866B1 (de) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | Interpolierendes Lichtschnitt-Verfahren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58122409A true JPS58122409A (ja) | 1983-07-21 |
| JPH0153721B2 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)
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|---|---|
| EP (1) | EP0076866B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58122409A (ja) |
| DE (1) | DE3170315D1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6273254U (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | ||
| JPS62291509A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | Canon Inc | 距離測定装置 |
| JP2002081924A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-03-22 | Ckd Corp | 三次元計測装置 |
| JP2003519783A (ja) * | 2000-01-07 | 2003-06-24 | サイバーオプティクス コーポレーション | 半田ペースト検査装置 |
| WO2003064973A1 (fr) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Ckd Corporation | Instrument de mesure tridimensionnelle, plaque de filtre a raies et dispositif d'eclairage |
| JP2003528303A (ja) * | 2000-03-24 | 2003-09-24 | ソルビション インコーポレイテッド | 物体の三次元検査用多重移相パターンの同時投影装置 |
| JP2006214914A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Asahi Glass Co Ltd | 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 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2002500369A (ja) * | 1997-12-31 | 2002-01-08 | ザ リサーチ ファウンデーション オブ ステイト ユニヴァーシティ オブ ニューヨーク | デジタル・ビデオ投影システムを使用して三次元表面輪郭描画を行う方法および装置 |
| 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 |
| WO2000070303A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | 3Dmetrics, Incorporated | Color structured light 3d-imaging system |
| 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 |
| 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 |
| CA2615316C (en) | 2004-08-12 | 2013-02-12 | A4 Vision S.A. | Device for contactlessly controlling the surface profile of objects |
| US7646896B2 (en) | 2005-08-02 | 2010-01-12 | A4Vision | Apparatus and method for performing enrollment of user biometric information |
| EP1788348A4 (en) | 2004-08-12 | 2008-10-22 | A4 Vision S A | DEVICE FOR BIOMETRICALLY CONTROLLING THE SURFACE OF A FACE |
| 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 EP EP19810108094 patent/EP0076866B1/de not_active Expired
- 1981-10-09 DE DE8181108094T patent/DE3170315D1/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 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6273254U (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | ||
| JPS62291509A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | Canon Inc | 距離測定装置 |
| JP2003519783A (ja) * | 2000-01-07 | 2003-06-24 | サイバーオプティクス コーポレーション | 半田ペースト検査装置 |
| JP2003528303A (ja) * | 2000-03-24 | 2003-09-24 | ソルビション インコーポレイテッド | 物体の三次元検査用多重移相パターンの同時投影装置 |
| KR100815283B1 (ko) | 2000-03-24 | 2008-03-19 | 솔비젼 인코포레이티드 | 대상물의 3차원 검사를 위한 다수의 위상 변위 패턴의동시 투사용 시스템 |
| JP2002081924A (ja) * | 2000-07-05 | 2002-03-22 | Ckd Corp | 三次元計測装置 |
| WO2003064973A1 (fr) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Ckd Corporation | Instrument de mesure tridimensionnelle, plaque de filtre a raies et dispositif d'eclairage |
| US7019848B2 (en) | 2002-02-01 | 2006-03-28 | Ckd Corporation | Three-dimensional measuring instrument, filter striped plate, and illuminating means |
| KR100716131B1 (ko) * | 2002-02-01 | 2007-05-10 | 시케이디 가부시키가이샤 | 3차원 계측장치, 필터 격자 줄무늬판 및 조명 수단 |
| CN100397035C (zh) * | 2002-02-01 | 2008-06-25 | Ckd株式会社 | 三维测定装置、滤色光栅条纹片及照明机构 |
| JP2006214914A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Asahi Glass Co Ltd | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3170315D1 (en) | 1985-06-05 |
| EP0076866B1 (de) | 1985-05-02 |
| EP0076866A1 (de) | 1983-04-20 |
| JPH0153721B2 (ja) | 1989-11-15 |
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