JPH04320905A - 三次元形状読み取り装置 - Google Patents
三次元形状読み取り装置Info
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- JPH04320905A JPH04320905A JP3088490A JP8849091A JPH04320905A JP H04320905 A JPH04320905 A JP H04320905A JP 3088490 A JP3088490 A JP 3088490A JP 8849091 A JP8849091 A JP 8849091A JP H04320905 A JPH04320905 A JP H04320905A
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- slit
- scattered light
- center position
- light
- phase shift
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- Image Input (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触で物体の三次元的
形状を読み取る三次元形状読み取り装置に関するもので
ある。
形状を読み取る三次元形状読み取り装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、接触式の三次元計測機に代わり測
定時間が速い点や取扱い易さの点から光切断法やモアレ
トポグラフィー法を使った非接触式の三次元形状読み取
り装置に期待がかかっている。しかし、これら新しい非
接触式の三次元形状読み取り装置は測定精度面での改善
が望まれている。
定時間が速い点や取扱い易さの点から光切断法やモアレ
トポグラフィー法を使った非接触式の三次元形状読み取
り装置に期待がかかっている。しかし、これら新しい非
接触式の三次元形状読み取り装置は測定精度面での改善
が望まれている。
【０００３】以下、一般的な光切断法による非接触式の
三次元形状読み取り装置について説明する。図１０は従
来の光切断法による三次元形状読み取り装置例の構成を
示すものである。図１０において、１００１はスポット
光を発生するレーザ光源、１００２はスポット光をスリ
ット光に変換する振動ミラー、１００３はスリット光、
１００４は被測定物、１００５は被測定物を回転させる
ターンテーブル、１００６はスリット光１００３の散乱
光を読み取るＣＣＤカメラ、１００７はＣＣＤカメラ１
００６の出力信号をデジタル化した画像信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、１００８は画像信号を記憶する画像メモ
リ、１００９は画像信号よりスリット散乱光の重心位置
を計算するスリット散乱光重心位置演算機構、１０１２
はスリット散乱光重心位置より三次元座標値を計算する
高さ演算機構、１０１３は全体系を制御するスキャナ制
御機構、１０１４は本装置で得られる三次元形状データ
である。
三次元形状読み取り装置について説明する。図１０は従
来の光切断法による三次元形状読み取り装置例の構成を
示すものである。図１０において、１００１はスポット
光を発生するレーザ光源、１００２はスポット光をスリ
ット光に変換する振動ミラー、１００３はスリット光、
１００４は被測定物、１００５は被測定物を回転させる
ターンテーブル、１００６はスリット光１００３の散乱
光を読み取るＣＣＤカメラ、１００７はＣＣＤカメラ１
００６の出力信号をデジタル化した画像信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、１００８は画像信号を記憶する画像メモ
リ、１００９は画像信号よりスリット散乱光の重心位置
を計算するスリット散乱光重心位置演算機構、１０１２
はスリット散乱光重心位置より三次元座標値を計算する
高さ演算機構、１０１３は全体系を制御するスキャナ制
御機構、１０１４は本装置で得られる三次元形状データ
である。
【０００４】以上のように構成された三次元形状読み取
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源１００１からのスポットレーザ光は振動ミラー１
００２によりスリット光１００３に変換され被測定物１
００４を照射し、被測定物１００４はスリット光１００
３を受けながらターンテーブル１００５で回転する。Ｃ
ＣＤカメラ１００６は回転中の各シーンのスリット散乱
光を回転に同期して撮像する。この場合、１つのシーン
のＣＣＤカメラ１００６上の像は被測定物１００４の表
面の凹凸に応じたスリット散乱光の凹凸が見える。Ａ／
Ｄ変換器１００７はＣＣＤカメラ１００６の信号をデジ
タル信号に変換し、この信号は画像メモリ１００８に画
像信号として一時記憶される。スリット散乱光重心位置
演算機構１００９は画像信号を副走査方向毎にスリット
散乱光の輝度の重心点を求め測定点の像と見なし、高さ
演算機構１０１２において基線長（スリット光からカメ
ラまでの距離）と、切断角（スリット光とカメラの光軸
のなす角）と、カメラの光軸と測定点のなす角とを用い
て三角法の原理により測定点の三次元座標値を計算する
。このようにして１つのスリット光に対して被測定物の
三次元形状データを取得し、スキャナ制御機構１０１３
によりターンテーブルの回転と上記演算を同期させて制
御することで被測定物全体の三次元形状データが取得で
きる仕組みとなっている。
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源１００１からのスポットレーザ光は振動ミラー１
００２によりスリット光１００３に変換され被測定物１
００４を照射し、被測定物１００４はスリット光１００
３を受けながらターンテーブル１００５で回転する。Ｃ
ＣＤカメラ１００６は回転中の各シーンのスリット散乱
光を回転に同期して撮像する。この場合、１つのシーン
のＣＣＤカメラ１００６上の像は被測定物１００４の表
面の凹凸に応じたスリット散乱光の凹凸が見える。Ａ／
Ｄ変換器１００７はＣＣＤカメラ１００６の信号をデジ
タル信号に変換し、この信号は画像メモリ１００８に画
像信号として一時記憶される。スリット散乱光重心位置
演算機構１００９は画像信号を副走査方向毎にスリット
散乱光の輝度の重心点を求め測定点の像と見なし、高さ
演算機構１０１２において基線長（スリット光からカメ
ラまでの距離）と、切断角（スリット光とカメラの光軸
のなす角）と、カメラの光軸と測定点のなす角とを用い
て三角法の原理により測定点の三次元座標値を計算する
。このようにして１つのスリット光に対して被測定物の
三次元形状データを取得し、スキャナ制御機構１０１３
によりターンテーブルの回転と上記演算を同期させて制
御することで被測定物全体の三次元形状データが取得で
きる仕組みとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、標本化されたデータに対して重心計算を
行いその点をスリット散乱光の中心と見なして座標値計
算を行うため、傾斜のある面を読み取ると、その三次元
形状データは図２に示すような周期的誤差を含んでいる
。すなわち、従来構成の三次元形状読み取り装置におい
てはこのような誤差の軽減を図ることが一つの技術的課
題であった。
来の構成では、標本化されたデータに対して重心計算を
行いその点をスリット散乱光の中心と見なして座標値計
算を行うため、傾斜のある面を読み取ると、その三次元
形状データは図２に示すような周期的誤差を含んでいる
。すなわち、従来構成の三次元形状読み取り装置におい
てはこのような誤差の軽減を図ることが一つの技術的課
題であった。
【０００６】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、誤差の少ないスリット散乱光中心位置を検出する
ことにより、より測定精度の高い三次元形状データが取
得できる三次元形状読み取り装置を提供することを目的
とする。
ので、誤差の少ないスリット散乱光中心位置を検出する
ことにより、より測定精度の高い三次元形状データが取
得できる三次元形状読み取り装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、スリット光を発生させるスリット光源と、
被測定物を移動させる移動機構と、被測定物によるスリ
ット光の散乱光を撮像するカメラと、カメラからの輝度
信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器
と、上記画像信号を記憶する画像メモリと、画像メモリ
に記憶された画像信号よりスリット散乱光の重心位置を
検出するスリット散乱光重心位置検出機構と、スリット
散乱光中心位置と標本化刻みとの位相ずれ量を検出する
位相ずれ量検出算機構と、上記位相ずれ量よりスリット
散乱光重心位置を補正しスリット散乱光中心位置を求め
るスリット散乱光中心位置検出機構と、スリット散乱光
中心位置より被測定物の三次元座標値を計算する高さ演
算機構との構成を有している。
に本発明は、スリット光を発生させるスリット光源と、
被測定物を移動させる移動機構と、被測定物によるスリ
ット光の散乱光を撮像するカメラと、カメラからの輝度
信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器
と、上記画像信号を記憶する画像メモリと、画像メモリ
に記憶された画像信号よりスリット散乱光の重心位置を
検出するスリット散乱光重心位置検出機構と、スリット
散乱光中心位置と標本化刻みとの位相ずれ量を検出する
位相ずれ量検出算機構と、上記位相ずれ量よりスリット
散乱光重心位置を補正しスリット散乱光中心位置を求め
るスリット散乱光中心位置検出機構と、スリット散乱光
中心位置より被測定物の三次元座標値を計算する高さ演
算機構との構成を有している。
【０００８】
【作用】本発明では、スリット光の中心と標本化刻みと
の位相ずれ量を検出し、スリット光重心位置に対してこ
の位相ずれ量に基づいた誤差量の補正を施すことにより
誤差の少ないスリット散乱光中心位置を求め、より精度
の高い三次元形状データの取得を実現している。
の位相ずれ量を検出し、スリット光重心位置に対してこ
の位相ずれ量に基づいた誤差量の補正を施すことにより
誤差の少ないスリット散乱光中心位置を求め、より精度
の高い三次元形状データの取得を実現している。
【０００９】
【実施例】本発明の基本的な概念は、周期的な誤差の性
質を用いるものである。この周期的な誤差は次の実験に
よりその性質を解析することが出来る。すなわち、スリ
ット散乱光が正規分布であると仮定すると、正規分布の
中心と標本化刻みとの位相ずれ量と、標本化されたデー
タに対する重心位置と正規分布の中心位置との誤差との
関係は計算機シミュレーションにより図３のごとくなる
。なお、図３は図４に示すような正規分布の斜線部分を
標本化した場合のシミュレーション結果であり、位相ず
れ量は正規分布の中心と斜線部とのずれ量を意味してい
る。この図３より正規分布の中心と標本化の刻みとの位
相ずれ量が大きいほど誤差も大きくなることが解る。
質を用いるものである。この周期的な誤差は次の実験に
よりその性質を解析することが出来る。すなわち、スリ
ット散乱光が正規分布であると仮定すると、正規分布の
中心と標本化刻みとの位相ずれ量と、標本化されたデー
タに対する重心位置と正規分布の中心位置との誤差との
関係は計算機シミュレーションにより図３のごとくなる
。なお、図３は図４に示すような正規分布の斜線部分を
標本化した場合のシミュレーション結果であり、位相ず
れ量は正規分布の中心と斜線部とのずれ量を意味してい
る。この図３より正規分布の中心と標本化の刻みとの位
相ずれ量が大きいほど誤差も大きくなることが解る。
【００１０】以下、本発明の第１の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に
おける三次元形状読み取り装置の構成図である。図１に
おいて、１０１はスポット光を発生するレーザ光源、１
０２はスポット光をスリット光に変換する振動ミラー、
１０３はスリット光、１０４は被測定物、１０５は被測
定物を回転させるターンテーブル、１０６はスリット光
１０３の散乱光を読み取るＣＣＤカメラ、１０７はＣＣ
Ｄカメラ１０６の出力信号をデジタル化した画像信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、１０８は画像信号を記憶する画
像メモリ、１０９は画像信号よりスリット散乱光の重心
位置を計算するスリット散乱光重心位置演算機構、１１
０はスリット散乱光の中心と標本化刻みとの位相のずれ
量を計算する位相ずれ量検出機構、１１１は位相ずれ量
を基に前記重心位置を補正しスリット散乱光の中心位置
を求めるスリット散乱光中心位置検出機構、１１２はス
リット中心位置より三次元座標値を計算する高さ演算機
構、１１３は全体系を制御するスキャナ制御機構、１１
４は本装置で得られる三次元形状データである。
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に
おける三次元形状読み取り装置の構成図である。図１に
おいて、１０１はスポット光を発生するレーザ光源、１
０２はスポット光をスリット光に変換する振動ミラー、
１０３はスリット光、１０４は被測定物、１０５は被測
定物を回転させるターンテーブル、１０６はスリット光
１０３の散乱光を読み取るＣＣＤカメラ、１０７はＣＣ
Ｄカメラ１０６の出力信号をデジタル化した画像信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、１０８は画像信号を記憶する画
像メモリ、１０９は画像信号よりスリット散乱光の重心
位置を計算するスリット散乱光重心位置演算機構、１１
０はスリット散乱光の中心と標本化刻みとの位相のずれ
量を計算する位相ずれ量検出機構、１１１は位相ずれ量
を基に前記重心位置を補正しスリット散乱光の中心位置
を求めるスリット散乱光中心位置検出機構、１１２はス
リット中心位置より三次元座標値を計算する高さ演算機
構、１１３は全体系を制御するスキャナ制御機構、１１
４は本装置で得られる三次元形状データである。
【００１１】以上のように構成された三次元形状読み取
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源１０１からのスポットレーザ光は振動ミラー１０
２によりスリット光１０３に変換され被測定物１０４を
照射し、被測定物１０４はスリット光１０３を受けなが
らターンテーブル１０５で回転する。ＣＣＤカメラ１０
６は回転中の各シーンのスリット散乱光を回転に同期し
て撮像する。この場合、１つのシーンのＣＣＤカメラ１
０６上の像は被測定物１０４の表面の凹凸に応じたスリ
ット散乱光の凹凸が見える。Ａ／Ｄ変換器１０７はＣＣ
Ｄカメラ１０６の信号をデジタル信号に変換し、この信
号は画像メモリ１０８に画像信号として一時記憶される
。スリット散乱光重心位置演算機構１０９は画像信号を
副走査ラインｗｑ毎にスリット散乱光の輝度の重心位置
ｕｑを求める。次に、位相ずれ量検出機構１１０におい
て、以下に示す方法でスリット散乱光中心位置と標本化
刻みとの位相のずれ量を検出する。すなわち、対象とな
る副走査ラインの輝度最大点及び輝度最大点の両サイド
の点を求め、それぞれの輝度値をｄｉ、ｄｉ−１、ｄｉ
＋１とするとき、位相ずれ量ｒを・ｄｉ−１＜ｄｉ＋１
の時
り装置について、以下その動作について説明する。レー
ザ光源１０１からのスポットレーザ光は振動ミラー１０
２によりスリット光１０３に変換され被測定物１０４を
照射し、被測定物１０４はスリット光１０３を受けなが
らターンテーブル１０５で回転する。ＣＣＤカメラ１０
６は回転中の各シーンのスリット散乱光を回転に同期し
て撮像する。この場合、１つのシーンのＣＣＤカメラ１
０６上の像は被測定物１０４の表面の凹凸に応じたスリ
ット散乱光の凹凸が見える。Ａ／Ｄ変換器１０７はＣＣ
Ｄカメラ１０６の信号をデジタル信号に変換し、この信
号は画像メモリ１０８に画像信号として一時記憶される
。スリット散乱光重心位置演算機構１０９は画像信号を
副走査ラインｗｑ毎にスリット散乱光の輝度の重心位置
ｕｑを求める。次に、位相ずれ量検出機構１１０におい
て、以下に示す方法でスリット散乱光中心位置と標本化
刻みとの位相のずれ量を検出する。すなわち、対象とな
る副走査ラインの輝度最大点及び輝度最大点の両サイド
の点を求め、それぞれの輝度値をｄｉ、ｄｉ−１、ｄｉ
＋１とするとき、位相ずれ量ｒを・ｄｉ−１＜ｄｉ＋１
の時
【００１２】
【数１】
【００１３】・ｄｉ−１＞ｄｉ＋１の時
【００１４】
【数２】
【００１５】により求める。これにより位相ずれ量ｒは
その絶対値が１を越えない範囲で、例えば、図５の様な
場合その絶対値は小さく、図６の様な場合その絶対値は
大きくなり、近似的にスリット散乱光中心と標本化刻み
との位相のずれ量を表している。次に、スリット散乱光
中心位置検出機構１１１により以下に示す方法でスリッ
ト散乱光重心位置を補正し、スリット散乱光中心位置を
求める。すなわち、誤差関数を
その絶対値が１を越えない範囲で、例えば、図５の様な
場合その絶対値は小さく、図６の様な場合その絶対値は
大きくなり、近似的にスリット散乱光中心と標本化刻み
との位相のずれ量を表している。次に、スリット散乱光
中心位置検出機構１１１により以下に示す方法でスリッ
ト散乱光重心位置を補正し、スリット散乱光中心位置を
求める。すなわち、誤差関数を
【００１６】
【数３】
【００１７】とすると、この誤差関数（数３）は図７に
示す双曲線を示す関数となっており、ｋは極大点・極小
点を制御するパラメータ、ｃは極大値・極小値を制御す
るパラメータである。これら制御パラメータｋ、ｃは予
めスリット散乱光中心位置計算に先立ち本実施例の装置
に与えておく。なお、誤差関数（数３）は図３と異なり
±１の箇所で０となっているが、これは位相ずれ量ｒの
符号が反転する近傍での補正の間違いを軽減する措置で
ある。スリット散乱光重心位置をｕｑ、位相ずれ量をｒ
、スリット散乱光中心位置をｕｑ’とするとき、
示す双曲線を示す関数となっており、ｋは極大点・極小
点を制御するパラメータ、ｃは極大値・極小値を制御す
るパラメータである。これら制御パラメータｋ、ｃは予
めスリット散乱光中心位置計算に先立ち本実施例の装置
に与えておく。なお、誤差関数（数３）は図３と異なり
±１の箇所で０となっているが、これは位相ずれ量ｒの
符号が反転する近傍での補正の間違いを軽減する措置で
ある。スリット散乱光重心位置をｕｑ、位相ずれ量をｒ
、スリット散乱光中心位置をｕｑ’とするとき、
【００
１８】
１８】
【数４】
【００１９】によりスリット散乱光中心位置ｕｑ’を求
める。このようにして求めたＣＣＤカメラ撮像面上の点
める。このようにして求めたＣＣＤカメラ撮像面上の点
【００２０】
【外１】
【００２１】を測定点の像と見なし、以下のようにして
対応する測定点
対応する測定点
【００２２】
【外２】
【００２３】の三次元座標値を計算する。一般性を失う
事なく、計算が簡単になるようにスリット光１０３やＣ
ＣＤカメラ１０６を図８に示す直交座標系に配置し、そ
の計算方法を説明する。すなわち、スリット光とＣＣＤ
カメラの光軸の交点を原点
事なく、計算が簡単になるようにスリット光１０３やＣ
ＣＤカメラ１０６を図８に示す直交座標系に配置し、そ
の計算方法を説明する。すなわち、スリット光とＣＣＤ
カメラの光軸の交点を原点
【００２４】
【外３】
【００２５】とし、ＸＺ平面をスリット光に直交するよ
うに配置する。これによりスリット光はＹＺ平面に一致
し、ＣＣＤカメラはＸＺ平面上に配置される。測定点（
外２）、ＣＣＤカメラの位置を
うに配置する。これによりスリット光はＹＺ平面に一致
し、ＣＣＤカメラはＸＺ平面上に配置される。測定点（
外２）、ＣＣＤカメラの位置を
【００２６】
【外４】
【００２７】、ＣＣＤカメラからＹＺ平面への垂線の交
点を
点を
【００２８】
【外５】
【００２９】、測定点（外２）のＣＣＤカメラの撮像面
上の点を（外１）とすると、次の計算式が成立し測定点
（外２）の三次元座標値（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）を求める
ことが出来る。
上の点を（外１）とすると、次の計算式が成立し測定点
（外２）の三次元座標値（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）を求める
ことが出来る。
【００３０】
【数５】
【００３１】このようにして、１つの副走査ラインに対
する測定点の三次元座標値を求め、順次対象となる副走
査ラインを変化させることでスリット光の照射された被
測定物の１つの線上の三次元形状データを取得し、被測
定物をターンテーブルで回転させて角回転角毎の三次元
形状データを取得することで、最終的に被測定物全体の
三次元形状データを取得している。
する測定点の三次元座標値を求め、順次対象となる副走
査ラインを変化させることでスリット光の照射された被
測定物の１つの線上の三次元形状データを取得し、被測
定物をターンテーブルで回転させて角回転角毎の三次元
形状データを取得することで、最終的に被測定物全体の
三次元形状データを取得している。
【００３２】図９に本実施例で取得した三次元形状デー
タをグラフ化した図を示す。図９は図２と同一条件の基
で測定したデータであり、２つのグラフを比較して明か
なごとく図２で見られる周期的な誤差が図９においては
削減されている。
タをグラフ化した図を示す。図９は図２と同一条件の基
で測定したデータであり、２つのグラフを比較して明か
なごとく図２で見られる周期的な誤差が図９においては
削減されている。
【００３３】以上のように本実施例によれば、スリット
光を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる
移動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像
するカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した
画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記
憶する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号
よりスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱
光重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻み
との位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出算機構と、上
記位相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリ
ット散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検
出機構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次
元座標値を計算する高さ演算機構とを設けることにより
、スリット散乱光の中心と標本化刻みとの位相ずれ量を
検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ずれ
量に基づいた誤差の補正を施すことにより誤差の少ない
スリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次元
形状データの取得を実現している。
光を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる
移動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像
するカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した
画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記
憶する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号
よりスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱
光重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻み
との位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出算機構と、上
記位相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリ
ット散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検
出機構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次
元座標値を計算する高さ演算機構とを設けることにより
、スリット散乱光の中心と標本化刻みとの位相ずれ量を
検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ずれ
量に基づいた誤差の補正を施すことにより誤差の少ない
スリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次元
形状データの取得を実現している。
【００３４】なお、本実施例においては、スリット散乱
光重心位置検出機構、位相ずれ量検出機構、スリット散
乱光中心位置検出機構、高さ演算機構はマイクロコンピ
ュータのソフトウエアーで実現しているが、近年のデジ
タル回路を基としたハードウエアー技術を使って実現す
ることが可能である。また、位相ずれ量検出機構におけ
る（数１）、（数２）はその検出手段を限定しているも
のではなく、同様な機能を果たす計算式を数多く提案す
ることが出来る。また、スリット散乱光中心位置検出機
構においても（数３）に示す計算式と同様な機能を果た
す計算式を数多く提案することが出来るし、スリット散
乱光重心位置に対する補正量を位相ずれ量に対して予め
計算して記憶装置に格納しておき、実行時にテーブル参
照方式で補正量を求めることも可能である。
光重心位置検出機構、位相ずれ量検出機構、スリット散
乱光中心位置検出機構、高さ演算機構はマイクロコンピ
ュータのソフトウエアーで実現しているが、近年のデジ
タル回路を基としたハードウエアー技術を使って実現す
ることが可能である。また、位相ずれ量検出機構におけ
る（数１）、（数２）はその検出手段を限定しているも
のではなく、同様な機能を果たす計算式を数多く提案す
ることが出来る。また、スリット散乱光中心位置検出機
構においても（数３）に示す計算式と同様な機能を果た
す計算式を数多く提案することが出来るし、スリット散
乱光重心位置に対する補正量を位相ずれ量に対して予め
計算して記憶装置に格納しておき、実行時にテーブル参
照方式で補正量を求めることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明は、スリット散乱光
を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる移
動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像す
るカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した画
像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記憶
する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号よ
りスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱光
重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻みと
の位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出機構と、上記位
相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリット
散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検出機
構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次元座
標値を計算する高さ演算機構とを設けることにより、ス
リット散乱光の中心と標本化の刻み点との位相ずれ量を
検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ずれ
量に基づいた誤差量の補正を施すことにより誤差の少な
いスリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次
元形状データの取得ができる優れた三次元形状読み取り
装置を実現できるものである。
を発生させるスリット光源と、被測定物を移動させる移
動機構と、被測定物によるスリット光の散乱光を撮像す
るカメラと、カメラからの輝度信号をデジタル化した画
像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記画像信号を記憶
する画像メモリと、画像メモリに記憶された画像信号よ
りスリット散乱光の重心位置を検出するスリット散乱光
重心位置検出機構と、スリット中心位置と標本化刻みと
の位相ずれ量を検出する位相ずれ量検出機構と、上記位
相ずれ量よりスリット散乱光重心位置を補正しスリット
散乱光中心位置を求めるスリット散乱光中心位置検出機
構と、スリット散乱光中心位置より被測定物の三次元座
標値を計算する高さ演算機構とを設けることにより、ス
リット散乱光の中心と標本化の刻み点との位相ずれ量を
検出し、スリット散乱光重心位置に対してこの位相ずれ
量に基づいた誤差量の補正を施すことにより誤差の少な
いスリット散乱光中心位置を求め、より精度の高い三次
元形状データの取得ができる優れた三次元形状読み取り
装置を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例における三次元形状読み取り
装置のブロック結線図
装置のブロック結線図
【図２】従来技術による三次元形状読み取り装置で取得
したデータの誤差を示す図
したデータの誤差を示す図
【図３】標本化で発生する位相ずれ量に対する誤差のシ
ミュレーション結果の概念図
ミュレーション結果の概念図
【図４】標本化のシミュレーション原理を示す図
【図５
】本実施例による位相ずれ量が小さい場合の図
】本実施例による位相ずれ量が小さい場合の図
【図６】
本実施例による位相ずれ量が大きい場合の図
本実施例による位相ずれ量が大きい場合の図
【図７】本
実施例による誤差関数（数３）の図
実施例による誤差関数（数３）の図
【図８】本実施例に
よる高さデータ取得原理の概念図
よる高さデータ取得原理の概念図
【図９】本実施例によ
る三次元形状読み取り装置で取得したデータの誤差を示
す図
る三次元形状読み取り装置で取得したデータの誤差を示
す図
【図１０】従来の三次元形状読み取り装置のブロック結
線図
線図
１０１ レーザ光源
１０２ 振動ミラー
１０３ スリット光
１０４ 被測定物
１０５ ターンテーブル
１０６ ＣＣＤカメラ
１０７ Ａ／Ｄ変換器
１０８ 画像メモリ
１０９ スリット散乱光重心位置検出機構１１０
位相ずれ量検出機構 １１１ スリット散乱光中心位置検出機構１１２
高さ演算機構 １１３ スキャナ制御機構 １１４ 三次元形状データ
位相ずれ量検出機構 １１１ スリット散乱光中心位置検出機構１１２
高さ演算機構 １１３ スキャナ制御機構 １１４ 三次元形状データ
Claims (1)
- 【請求項１】 スリット光を発生させるスリット光源
と、被測定物を移動させる移動機構と、被測定物による
スリット光の散乱光を撮像するカメラと、上記カメラか
らの輝度信号をデジタル化した画像信号に変換するＡ／
Ｄ変換器と、上記画像信号を記憶する画像メモリと、上
記画像メモリに記憶された画像信号よりスリット散乱光
の重心位置を検出するスリット散乱光重心位置検出機構
と、そのスリット中心位置と標本化刻みとの位相ずれ量
を検出する位相ずれ量検出算機構と、上記位相ずれ量よ
りスリット散乱光重心位置を補正しスリット散乱光中心
位置を求めるスリット散乱光中心位置検出機構と、その
スリット散乱光中心位置より被測定物の三次元座標値を
計算する高さ演算機構とを具備することを特徴とする三
次元形状読み取り装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088490A JPH0737889B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 三次元形状読み取り装置 |
| EP19910120406 EP0488292A3 (en) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Three-dimensional shape data reading system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088490A JPH0737889B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 三次元形状読み取り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320905A true JPH04320905A (ja) | 1992-11-11 |
| JPH0737889B2 JPH0737889B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=13944251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088490A Expired - Fee Related JPH0737889B2 (ja) | 1990-11-29 | 1991-04-19 | 三次元形状読み取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737889B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088490A patent/JPH0737889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0737889B2 (ja) | 1995-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |