JPH06282636A - 表面形状画像撮像装置 - Google Patents
表面形状画像撮像装置Info
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- JPH06282636A JPH06282636A JP5071401A JP7140193A JPH06282636A JP H06282636 A JPH06282636 A JP H06282636A JP 5071401 A JP5071401 A JP 5071401A JP 7140193 A JP7140193 A JP 7140193A JP H06282636 A JPH06282636 A JP H06282636A
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- Japan
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- contact
- platen
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- pickup device
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/117—Identification of persons
- A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
- A61B5/1172—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1324—Sensors therefor by using geometrical optics, e.g. using prisms
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Abstract
(57)【要約】
【目的】掌紋（掌の紋様）の画像を、インクを用いる事
なく、掌の中央の窪んだ部分が欠けない様に得る。 【構成】光源１３からの光線１７および光線１８が、手
１１に接触する状態を実現したプラテン１２に入射し、
プラテン１２と手１１の接触・非接触の状態に応じて生
ずる光学的な変化を、撮像装置１４によって画像化す
る。その際生じる画像の歪を、画像歪補正装置１９によ
り補正することによって、出力画像１６として正確な掌
紋画像を得る。
なく、掌の中央の窪んだ部分が欠けない様に得る。 【構成】光源１３からの光線１７および光線１８が、手
１１に接触する状態を実現したプラテン１２に入射し、
プラテン１２と手１１の接触・非接触の状態に応じて生
ずる光学的な変化を、撮像装置１４によって画像化す
る。その際生じる画像の歪を、画像歪補正装置１９によ
り補正することによって、出力画像１６として正確な掌
紋画像を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体表面形状の画像入
力装置に関し、特に掌の様な窪みの持った曲面上の微細
な凹凸紋様を、インクを用いる事無く、直接掌紋画像を
入力する装置に関するものである。
力装置に関し、特に掌の様な窪みの持った曲面上の微細
な凹凸紋様を、インクを用いる事無く、直接掌紋画像を
入力する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、掌の印象は掌部にインクを付け紙
に転写し、コンピュータに入力する時はカメラ或いはス
キャナで入力を行っている。指紋印象についても従来は
同様であったが、後に指紋入力装置が開発されこの状況
は回避された。掌紋についても、この指紋入力装置に使
用する技術、例えば特開平１−１４５７８５号公報を利
用し、図２に示す様に掌に適用するよう大型化する事が
考えられる。
に転写し、コンピュータに入力する時はカメラ或いはス
キャナで入力を行っている。指紋印象についても従来は
同様であったが、後に指紋入力装置が開発されこの状況
は回避された。掌紋についても、この指紋入力装置に使
用する技術、例えば特開平１−１４５７８５号公報を利
用し、図２に示す様に掌に適用するよう大型化する事が
考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の指紋入
力装置ではプラテン２１の表面が平面のため、図２に示
す様に掌の窪み部分２２が密着せず、この部分の画像が
得られないという問題点が生じる。また、掌の窪み部分
２２を密着させるために手２３に力を加えると、掌の周
辺部分が強く押され隆線が潰れて印象されてしまう上
に、掌が動くため正確な掌紋画像が得られないという問
題点も生じる。
力装置ではプラテン２１の表面が平面のため、図２に示
す様に掌の窪み部分２２が密着せず、この部分の画像が
得られないという問題点が生じる。また、掌の窪み部分
２２を密着させるために手２３に力を加えると、掌の周
辺部分が強く押され隆線が潰れて印象されてしまう上
に、掌が動くため正確な掌紋画像が得られないという問
題点も生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の表面形状画像撮
像装置は、プラテンと呼ばれる透明体の物体計測面に置
かれた凹凸物体に対し、該物体計測面のプラテン側から
光線を入射し、該凹凸物体との接触面にて反射した光を
受光し、前記凹凸物体の接触・非接触状態を検出し、前
記凹凸物体の凹凸形状を画像化する表面形状画像撮像装
置において、前記物体計測面は前記凹凸物体の全体的形
状と密着する表面形状であり、更に、前記表面形状によ
り生じる画像の歪を補正する画像歪補正手段を有するこ
とを特徴とする。
像装置は、プラテンと呼ばれる透明体の物体計測面に置
かれた凹凸物体に対し、該物体計測面のプラテン側から
光線を入射し、該凹凸物体との接触面にて反射した光を
受光し、前記凹凸物体の接触・非接触状態を検出し、前
記凹凸物体の凹凸形状を画像化する表面形状画像撮像装
置において、前記物体計測面は前記凹凸物体の全体的形
状と密着する表面形状であり、更に、前記表面形状によ
り生じる画像の歪を補正する画像歪補正手段を有するこ
とを特徴とする。
【０００５】
【実施例】本発明について図面を参照して説明する。
【０００６】先ず、本発明の第１の実施例について説明
する。図１（ａ）は本発明の構成を示す図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）を上方から見た図である。１２は撮
像の対象となる手１１を載せるプラテンである。プラテ
ン１２は空気より大きな屈折率を持つ光学部品で、その
表面が手１１と接触するように、例えば図１（ａ）に示
す様にプラテン１２と手１１の接触面１２１が弧を描く
様につくられた、ガラスやプラスチックなどを材質とす
る三角プリズム状の透明体である。プリズム状の透明体
を用いる利点としては、装置外部からの光線２０が撮像
装置１４に到達しないという点である。接触面１２１に
は手１１とプラテン１２との密着性を良くし高画質の画
像を得るために、弾性または粘性の物質を塗布する事が
出来る。物質の材料や塗布の方法については、前述の特
開平１−１４５７８５号公報の記載事項を用いる事が出
来る。図１（ｂ）に示す１５は手１１の載置位置を一定
に保つためのガイドである。ガイド１５は、手１１を載
置する際に中指１１１が挟まれる様に設置する。第１の
実施例では撮像装置１４としてＣＣＤカメラなどの２次
元光検出器を用いる。１３は撮像装置１４の撮像範囲を
均一に照明する光源で、第１の実施例では、光源１３と
撮像装置１４およびプラテン１２は、全反射法の条件を
満たすように設置されている。尚、全反射法は公知なる
手法であり、前述の特開平１−１４５７８５号公報にて
説明がされているので、ここではその詳述を行わない。
光源１３から発射される光線１７は、プラテン１２とプ
ラテン１２に載置されている手１１の接触部分１１２に
対して入射され、乱反射を起こしてプラテン１２から射
出される。一方、プラテン１２とプラテン１２に載置さ
れている手１１の非接触部分１１３に対して入射される
光源１３からの光線１８は、全反射を起こしてプラテン
１２から射出される。したがって、光源１３より発射さ
れる光線１７は一部の反射光を、光線１８は全ての反射
光を撮像装置１４へ射出する。撮像装置１４はプラテン
１２から射出される光線１７および光線１８を撮像し、
画像歪補正装置１９に送り、歪を補正して出力画像１６
を得る。尚、本発明で言う歪の補正とは、プラテン１２
を手１１と接触するように曲面状にした為に起きる歪を
補正することで、従来の方法で用いられていたプラテ
ン、例えば図２のプラテン２１によって起きる画像の縦
と横の倍率の違いを補正をすることではない。この歪の
補正は、指紋入力装置にて実現されている手法を用いる
ことが出来る。
する。図１（ａ）は本発明の構成を示す図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）を上方から見た図である。１２は撮
像の対象となる手１１を載せるプラテンである。プラテ
ン１２は空気より大きな屈折率を持つ光学部品で、その
表面が手１１と接触するように、例えば図１（ａ）に示
す様にプラテン１２と手１１の接触面１２１が弧を描く
様につくられた、ガラスやプラスチックなどを材質とす
る三角プリズム状の透明体である。プリズム状の透明体
を用いる利点としては、装置外部からの光線２０が撮像
装置１４に到達しないという点である。接触面１２１に
は手１１とプラテン１２との密着性を良くし高画質の画
像を得るために、弾性または粘性の物質を塗布する事が
出来る。物質の材料や塗布の方法については、前述の特
開平１−１４５７８５号公報の記載事項を用いる事が出
来る。図１（ｂ）に示す１５は手１１の載置位置を一定
に保つためのガイドである。ガイド１５は、手１１を載
置する際に中指１１１が挟まれる様に設置する。第１の
実施例では撮像装置１４としてＣＣＤカメラなどの２次
元光検出器を用いる。１３は撮像装置１４の撮像範囲を
均一に照明する光源で、第１の実施例では、光源１３と
撮像装置１４およびプラテン１２は、全反射法の条件を
満たすように設置されている。尚、全反射法は公知なる
手法であり、前述の特開平１−１４５７８５号公報にて
説明がされているので、ここではその詳述を行わない。
光源１３から発射される光線１７は、プラテン１２とプ
ラテン１２に載置されている手１１の接触部分１１２に
対して入射され、乱反射を起こしてプラテン１２から射
出される。一方、プラテン１２とプラテン１２に載置さ
れている手１１の非接触部分１１３に対して入射される
光源１３からの光線１８は、全反射を起こしてプラテン
１２から射出される。したがって、光源１３より発射さ
れる光線１７は一部の反射光を、光線１８は全ての反射
光を撮像装置１４へ射出する。撮像装置１４はプラテン
１２から射出される光線１７および光線１８を撮像し、
画像歪補正装置１９に送り、歪を補正して出力画像１６
を得る。尚、本発明で言う歪の補正とは、プラテン１２
を手１１と接触するように曲面状にした為に起きる歪を
補正することで、従来の方法で用いられていたプラテ
ン、例えば図２のプラテン２１によって起きる画像の縦
と横の倍率の違いを補正をすることではない。この歪の
補正は、指紋入力装置にて実現されている手法を用いる
ことが出来る。
【０００７】次に、図３を参照して画像歪補正装置につ
いて説明する。図３は画像歪補正装置１９の構成を示す
図である。撮像装置１４から出力される画像信号はＡ／
Ｄ変換回路３１へ入力され量子化される。量子化された
画像信号は入力画像メモリ３２に入力され、歪補正の情
報を持つマイクロプロセッサ３３により、歪を補正した
後、出力画像メモリ３４に出力され、出力画像１６を得
る。
いて説明する。図３は画像歪補正装置１９の構成を示す
図である。撮像装置１４から出力される画像信号はＡ／
Ｄ変換回路３１へ入力され量子化される。量子化された
画像信号は入力画像メモリ３２に入力され、歪補正の情
報を持つマイクロプロセッサ３３により、歪を補正した
後、出力画像メモリ３４に出力され、出力画像１６を得
る。
【０００８】マイクロプロセッサ３３が持つ歪補正の情
報について図４を用いて説明する。４２は出力画像で、
４１は入力画像である。入力画像４１と出力画像は４２
は量子化されており、４３１〜４５０は画素の位置を示
す軸であるが、プラテン１２の形状により図４（ｂ）に
示すよう入力画像４１は歪んだ形で得られる。マイクロ
プロセッサ３３では、出力画像４２の各画素が入力画像
４１のどの画素に対応しているかの対応を歪補正の情報
として持っている。例えば、画素４２２は対応する画素
４１２の画素値を置く事によって画像がつくられるとい
う情報を持っている。しかし、量子化されている入力画
像４１と出力画像４２の画素の位置は整数値で表現され
るているため、例えば、出力画像４２の画素４２１の位
置に対応する入力画像の位置は４１１の位置になり、画
素４２１に対応する入力画像４１の画素が存在しないこ
とがある。この様な場合は、例えば位置４１１の近傍の
画素４１３，４１４，４１５，４１６から補間を行い、
出力画像の画素４２１の画素値を決定し、出力画像４２
をつくる。尚、補間方法は公知なる手法により容易に実
現できるので、特に言及はしない。
報について図４を用いて説明する。４２は出力画像で、
４１は入力画像である。入力画像４１と出力画像は４２
は量子化されており、４３１〜４５０は画素の位置を示
す軸であるが、プラテン１２の形状により図４（ｂ）に
示すよう入力画像４１は歪んだ形で得られる。マイクロ
プロセッサ３３では、出力画像４２の各画素が入力画像
４１のどの画素に対応しているかの対応を歪補正の情報
として持っている。例えば、画素４２２は対応する画素
４１２の画素値を置く事によって画像がつくられるとい
う情報を持っている。しかし、量子化されている入力画
像４１と出力画像４２の画素の位置は整数値で表現され
るているため、例えば、出力画像４２の画素４２１の位
置に対応する入力画像の位置は４１１の位置になり、画
素４２１に対応する入力画像４１の画素が存在しないこ
とがある。この様な場合は、例えば位置４１１の近傍の
画素４１３，４１４，４１５，４１６から補間を行い、
出力画像の画素４２１の画素値を決定し、出力画像４２
をつくる。尚、補間方法は公知なる手法により容易に実
現できるので、特に言及はしない。
【０００９】次に、本発明の第２の実施例について図５
を用いて説明する。第２の実施例では、プラテンとして
その表面が手１１と接する様な平行平面板に近い形状の
ものを用いる。例えば、図５に示すようにプラテン５１
と手１１の接触面５１１が弧を描く様な形状のものを用
いる。光源１３から発射された光線は、手１１とプラテ
ン５１と接触していない部分５１３では光線１８の様に
全反射を起こし、撮像装置１４には到達しない。一方、
手１１とプラテン５１が接触している部分５１２では、
乱反射を起こし、光線１７で示す様にその一部が撮像装
置１４に到達する。撮像装置１４はプラテン１２から射
出される光線１７を撮像し、画像歪補正装置１９に送
り、歪を補正して出力画像１６を得る。本実施例の光学
系の配置は、装置外部からの光線２０がプラテン５１を
通過して撮像装置１４に到達するので、画像に含まれる
背景の雑音が多い。しかし、プラテン５１の形状が平面
に近いので、背景の雑音を問題にしなければ、装置を小
型化できるという効果がある。
を用いて説明する。第２の実施例では、プラテンとして
その表面が手１１と接する様な平行平面板に近い形状の
ものを用いる。例えば、図５に示すようにプラテン５１
と手１１の接触面５１１が弧を描く様な形状のものを用
いる。光源１３から発射された光線は、手１１とプラテ
ン５１と接触していない部分５１３では光線１８の様に
全反射を起こし、撮像装置１４には到達しない。一方、
手１１とプラテン５１が接触している部分５１２では、
乱反射を起こし、光線１７で示す様にその一部が撮像装
置１４に到達する。撮像装置１４はプラテン１２から射
出される光線１７を撮像し、画像歪補正装置１９に送
り、歪を補正して出力画像１６を得る。本実施例の光学
系の配置は、装置外部からの光線２０がプラテン５１を
通過して撮像装置１４に到達するので、画像に含まれる
背景の雑音が多い。しかし、プラテン５１の形状が平面
に近いので、背景の雑音を問題にしなければ、装置を小
型化できるという効果がある。
【００１０】次に、本発明の第３の実施例を図６をもっ
て説明する。第３の実施例では、光路分離法を用いるた
め、プラテンとして第１の実施例と同様に、空気より大
きな屈折率を持つ光学部品で、その表面が手１１と接触
するように、例えば図６に示す様にプラテン１２と手１
１の接触面１２１が弧を描く様につくられた、ガラスや
プラスチックなどを材質とする三角プリズム状の透明体
であるプラテン１２を用い、光源１３と撮像装置１４お
よびプラテン１２が、光路分離法の条件を満たすように
設置されている。尚、光路分離法は公知なる手法であ
り、前述の特開平１−１４５７８５号公報にて説明がさ
れているので、ここではその詳述を行わない。光源１３
から発射される光線１７は、プラテン１２とプラテン１
２に載置されている手１１の接触部分１１２に対して入
射され、乱反射を起こしてプラテン１２から射出され
る。一方、プラテン１２とプラテン１２に載置されてい
る手１１の非接触部分１１３に対して入射される、光源
１３からの光線１８は全反射を起こしてプラテン１２か
ら射出される。従って、光線１７のみが暗い反射光を撮
像装置１４へ射出する。撮像装置１４はプラテン１２か
ら射出される光線１７を撮像し、画像歪補正装置１９に
送り、歪を補正して出力画像１６を得る。
て説明する。第３の実施例では、光路分離法を用いるた
め、プラテンとして第１の実施例と同様に、空気より大
きな屈折率を持つ光学部品で、その表面が手１１と接触
するように、例えば図６に示す様にプラテン１２と手１
１の接触面１２１が弧を描く様につくられた、ガラスや
プラスチックなどを材質とする三角プリズム状の透明体
であるプラテン１２を用い、光源１３と撮像装置１４お
よびプラテン１２が、光路分離法の条件を満たすように
設置されている。尚、光路分離法は公知なる手法であ
り、前述の特開平１−１４５７８５号公報にて説明がさ
れているので、ここではその詳述を行わない。光源１３
から発射される光線１７は、プラテン１２とプラテン１
２に載置されている手１１の接触部分１１２に対して入
射され、乱反射を起こしてプラテン１２から射出され
る。一方、プラテン１２とプラテン１２に載置されてい
る手１１の非接触部分１１３に対して入射される、光源
１３からの光線１８は全反射を起こしてプラテン１２か
ら射出される。従って、光線１７のみが暗い反射光を撮
像装置１４へ射出する。撮像装置１４はプラテン１２か
ら射出される光線１７を撮像し、画像歪補正装置１９に
送り、歪を補正して出力画像１６を得る。
【００１１】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第４の実施例では、撮像装置１４として１次元イ
メージセンサーを用いる。第４の実施例の撮像装置につ
いて図７を用いて説明する。７１は１次元イメージセン
サーで、７２はピントを合わせる為のレンズである。プ
ラテン１２より射出された光線７３は、レンズ７２を通
して１次元イメージセンサー７１へ射出される。１次元
イメージセンサー７１は主走査を自己走査で、副走査を
１次元イメージセンサー７１の主走査への直交方向への
移動で行なうことにより、光線７３を画像信号に変え、
画像歪補正装置１９へ入力する。画像歪補正装置１９に
より、歪を補正した後、出力画像メモリ４４に出力さ
れ、出力画像１６を得る。尚、以上述べた撮像装置の変
形は第１，２，３の実施例で示したいずれの装置に適用
できる。
する。第４の実施例では、撮像装置１４として１次元イ
メージセンサーを用いる。第４の実施例の撮像装置につ
いて図７を用いて説明する。７１は１次元イメージセン
サーで、７２はピントを合わせる為のレンズである。プ
ラテン１２より射出された光線７３は、レンズ７２を通
して１次元イメージセンサー７１へ射出される。１次元
イメージセンサー７１は主走査を自己走査で、副走査を
１次元イメージセンサー７１の主走査への直交方向への
移動で行なうことにより、光線７３を画像信号に変え、
画像歪補正装置１９へ入力する。画像歪補正装置１９に
より、歪を補正した後、出力画像メモリ４４に出力さ
れ、出力画像１６を得る。尚、以上述べた撮像装置の変
形は第１，２，３の実施例で示したいずれの装置に適用
できる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明による表面形
状画像撮像装置は、従来の技術を用いて画像入力を行う
際に起こる、掌の窪んだ部分の欠落等の問題点を解決し
た上で、歪の無い正確な掌紋が得られるという効果があ
る。
状画像撮像装置は、従来の技術を用いて画像入力を行う
際に起こる、掌の窪んだ部分の欠落等の問題点を解決し
た上で、歪の無い正確な掌紋が得られるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】従来例を示す図である。
【図３】画像補正装置の構成を示す図である。
【図４】歪補正の情報について示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例で用いる撮像装置を図で
ある。
ある。
１１ 手 １１１ 中指 １１２ プラテンに接している部分 １１３ プラテンに接していない部分 １２ プラテン １２１ プラテンと手の接触面 １３ 光源 １４ 撮像装置 １５ ガイド １６ 出力画像 １７〜１８，２０ 光線 １９ 画像歪補正装置 ２１ プラテン ２２ 掌の窪み ２３ 手 ３１ Ａ／Ｄ変換回路 ３２ 入力画像メモリ ３３ マイクロプロセッサ ３４ 出力画像メモリ ４１ 入力画像 ４１１ 画素の位置 ４１２〜４１６ 画素 ４２ 出力画像 ４２１〜４２２ 画素 ４３１〜４５０ 軸 ５１ プラテン ５１１ プラテンと手の接触面 ５１２ プラテンに接している部分 ５１３ プラテンに接していない部分 ７１ １次元イメージセンサー ７２ レンズ ７３ 光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 達郎 東京都港区芝浦２丁目11番５号日本電気五 十嵐ビル内日本電気セキュリティシステム 株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 プラテンと呼ばれる透明体の物体計測面
に置かれた凹凸物体に対し、該物体計測面のプラテン側
から光線を入射し、該凹凸物体との接触面にて反射した
光を受光し、前記凹凸物体の接触・非接触状態を検出
し、前記凹凸物体の凹凸形状を画像化する表面形状画像
撮像装置において、前記物体計測面は前記凹凸物体の全
体的形状と密着する表面形状であり、更に、前記表面形
状により生じる画像の歪を補正する画像歪補正手段を有
することを特徴とする表面形状画像撮像装置。 - 【請求項２】 前記凹凸物体の表面と前記物体計測面と
の接触・非接触状態を全反射法によって検出する請求項
１記載の表面形状画像撮像装置。 - 【請求項３】 前記凹凸物体の表面と前記物体計測面と
が非接触状態の時に全反射が起きる角度で光線を入射
し、前記凹凸物体と前記物体計測面との接触部分で起き
る乱反射光を受光することによって接触・非接触状態を
検出する請求項１記載の表面形状画像撮像装置。 - 【請求項４】 前記凹凸物体の表面と前記物体計測面と
の接触・非接触状態を光路分離法によって検出する請求
項３記載の表面形状画像撮像装置。 - 【請求項５】 １次元光検出器を移動させることによっ
て接触・非接触状態を検出する請求項１記載の表面形状
画像撮像装置。 - 【請求項６】 前記凹凸物体の載置位置を一定に保つた
めのガイドを備えることを特徴とする請求項１記載の表
面形状画像撮像装置。 - 【請求項７】 弾性または粘性を有する物質を前記凹凸
物体の表面と前記物体計測面との間に塗布した請求項１
記載の表面形状画像撮像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071401A JPH06282636A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 表面形状画像撮像装置 |
| DE69430769T DE69430769T2 (de) | 1993-03-30 | 1994-03-29 | Gerät zur Erzielung von Rippenlinenmusterbildern auf einer gekrümmten Oberfläche |
| EP94104962A EP0617919B1 (en) | 1993-03-30 | 1994-03-29 | Apparatus for obtaining ridge line pattern image on a curved surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5071401A JPH06282636A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 表面形状画像撮像装置 |
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