(57)【要約】【課題】  三角測量時に位置を決定づける少なくとも１つ以上の第１のパターンでは、それ以外のパターンよりも露光量を大きくし、その第１のパターンにおけるショットノイズの影響を低くして精度を高めると共に、全体としての消費電力も低減させる。【解決手段】  複数種類のパターンのパターン光を計測対象物に投影し、前記計測対象物を撮像して前記計測対象物の３次元形状を測定する３次元形状測定装置において、投影手段及び撮像手段を制御し、複数種類のパターンのうち、第１のパターンについては、当該第１のパターン以外のパターンよりも露光量を大きくする。【選択図】  図１
2014115264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のパターンのパターン光を計測対象物に投影し、前記計測対象物を撮像して前記計測対象物の３次元形状を測定する３次元形状測定装置であって、
パターンデータに基づき、前記計測対象物にパターン光を投影する投影手段と、
該投影手段でパターン光が投影された前記計測対象物を撮像する撮像手段と、
前記投影手段及び前記撮像手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記投影手段及び前記撮像手段を制御し、前記複数種類のパターンのうち、第１のパターンについては、当該第１のパターン以外のパターンよりも露光量を大きくすることを特徴とする３次元形状測定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記投影手段が有する光源を調整することで、前記第１のパターンの投影の露光量を、前記第１のパターン以外のパターンの露光量よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の３次元形状測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮像手段による露光時間を調節することで、前記第１のパターンの投影の露光量を、前記第１のパターン以外のパターンの露光量よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の３次元形状測定装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１のパターンに基づく投影をしている際に複数回撮像し、当該複数回の撮像結果を合算することで、前記第１のパターンの投影の露光量を、前記第１のパターン以外の投影の露光量よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の３次元形状測定装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記投影手段を非駆動状態にして、前記撮像手段により前記計測対象物を撮像することで、外光成分を検出する手段を有し、
検出した外光成分を、前記第１のパターンに基づく投影している際に複数回撮像して得られた撮像結果を減じた後に合算することを特徴とする請求項４に記載の３次元形状測定装置。
【請求項６】
前記第１のパターンは、明部と暗部の関係が逆となる２つのパターンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の３次元形状測定装置。
【請求項７】
複数種類のパターンのパターン光を計測対象物に投影し、前記計測対象物を撮像して前記計測対象物の３次元形状を測定する３次元形状測定装置の制御方法であって、
投影手段が、パターンデータに基づき、前記計測対象物にパターン光を投影する投影工程と、
撮像手段が、前記投影工程でパターン光が投影された前記計測対象物を撮像する撮像工程と、
制御手段が、前記投影手段及び前記撮像手段を制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、
前記投影手段及び前記撮像手段を制御して、前記複数種類のパターンのうち、第１のパターンについては、当該第１のパターン以外のパターンよりも露光量を大きくすることを特徴とする３次元形状測定装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の３次元形状測定装置として機能させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は計測対象物にパターン光を投影し、これを撮像することで測定対象物の３次元形状データを取得する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投影装置と撮像装置とを既知の関係に配置し、投影装置から複数のパターン光を計測対象物に投影し、投影するたびに撮像装置が計測対象物を撮像することで、計測対象物の３次元形状データを取得する３次元計測装置が広く知られている。
【０００３】
特許文献１では、計測対象物に複数の二値化パターンを投影し、３次元空間をコード化して計測対象物の３次元形状の情報を取得する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
撮像素子に用いられるＣＣＤイメージセンサなど各種の光検出素子に光が入射すると、光の強度に応じた信号が得られるのと同時に、量子的に発生する不可避なショットノイズが発生する。このショットノイズはパターンの位置検出の精度に影響を及ぼす。特に、撮像素子に入射する光の強度が弱い場合、光の強度に対してショットノイズは相対的に大きくなるためＳＮ比が低下し、検出される位置検出精度が下がる。
【０００６】
撮像時、撮像素子に入射する露光量を増やすことで、このショットノイズの影響を軽減し、位置検出の精度を上げることが可能である。しかし、複数パターンを投影する３次元形状測定において、撮像素子に入射する露光量の増加を、投影側の光源輝度で調節を行う場合は電力の増加が発生する。また撮像時の露光時間で調節を行う場合は、形状測定までに時間が掛かるなどという問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するため、例えば本発明の３次元形状測定装置は以下の構成を備える。すなわち、
複数種類のパターンのパターン光を計測対象物に投影し、前記計測対象物を撮像して前記計測対象物の３次元形状を測定する３次元形状測定装置であって、
パターンデータに基づき、前記計測対象物にパターン光を投影する投影手段と、
該投影手段でパターン光が投影された前記計測対象物を撮像する撮像手段と、
前記投影手段及び前記撮像手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記投影手段及び前記撮像手段を制御し、前記複数種類のパターンのうち、第１のパターンについては、当該第１のパターン以外のパターンよりも露光量を大きくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願明細書によれば、三角測量時に位置を決定づける少なくとも１つ以上の第１のパターンでは、それ以外のパターンよりも露光量を大きくし、その第１のパターンにおけるショットノイズの影響を低くして精度を高めると共に、全体としての消費電力も低減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態における３次元形状測定装置の構成図。
【図２】第１の実施形態で使用するパターンを示す図。
【図３】撮像したパターンのコード化を示す図。
【図４】パターンＤを撮像した画像データから取得した階調値を示す図。
【図５】第１の実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【図８】第４の実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本実施形態における３次元形状測定装置の構成を示している。本装置は、投影部１、撮像部８、投影撮像制御部２０、光切断位置検出部２１と、図示しない３次元形状測定部を有する。
【００１２】
投影部１は、液晶パネル３、該液晶パネル３を照明する照明部２、該液晶パネル３の像を被検面５近傍に配置された計測対象物６上に投影する投影光学系４を有する。投影部１は投影撮像制御部２０の指令によって、投影時の光量を調節しつつ、液晶パネル３を介して所定のパターンを計測対象物６上に投影する。
【００１３】
撮像部８は、撮像素子１０、及び、前記計測対象物６上に投影されたパターンを該撮像素子１０上に輝度分布として結像し撮像させる撮像光学系９を有する。そして、撮像部８は投影撮像制御部２０の指令によって、撮像時の露光時間を調節し撮像動作を行い、撮像素子上の輝度分布を、撮像素子で離散的にサンプリングされた階調分布として光切断位置検出部２１に出力する。本明細書においては三角測量に用いられる画像中のパターン光の位置を光切断位置と呼ぶ。
【００１４】
投影撮像制御部２０は本装置全体の制御を司るものであり、投影部１を用いて所定のタイミングで所定パターンを計測対象物に投影させるとともに、撮像部８を用いて計測対象物上のパターンを撮像させる。また、投影撮像制御部２０は、その内部に、後述する露光パターンを示すパターンデータを保持するメモリを有する。
【００１５】
また、実施形態における３次元形状測定装置は図示しない環境照明の元に設置され、計測対象物の撮像においては投影パターンに該環境照明による輝度分布が加わっている。光切断位置検出は、投影部１が少なくとも２種類のパターンを投影し、それぞれに対する撮像を撮像部８を用いて行う。
【００１６】
本実施形態では、光切断位置の検出において複数種類のパターンを使用するが、ここでは具体例として図２に示す４種のパターンＡ〜Ｄを使用する。図２に示す各パターンは、投影部１の液晶パネル３上における液晶各画素の明暗を示すパターンでもある。白部分が光を透過する部位（測定対象の表面を明るくする部分）、黒部分が遮蔽する部位であるものとする。同図の如く、パターンＡ〜Ｃに比べてパターンＤは明部と暗部の線幅が細くなっている。
【００１７】
本第１の実施形態では、図２のパターンＡ〜Ｄは光切断位置を識別するために用い、特にパターンＤは光切断位置を規定するのにも用いられるパターンである。ここで図２のパターンＡ〜Ｃのいずれか一つ以上が、本願の第２のパターンを表し、パターンＤが本願の第１のパターンを表わすことになる。
【００１８】
次に実施形態における光切断位置の識別、規定に説明する。
【００１９】
上記の通り、図２の明暗の線幅が一番細かいパターンＤは、光切断位置を識別するだけではなく、光切断位置の規定を行うパターンである。そこで、パターンＤを用いた光切断位置の規定方法の例を述べる。
【００２０】
パターンＤに相当するパターン光を投影部１から測定対象物に投影し、撮像部８により撮像を行った場合、撮像素子で離散的にサンプリングされた図４のような階調分布を取得することができる。同図の横軸は撮像素子の画素位置であり、縦軸は階調値（輝度値）である。
【００２１】
サンプリングされたパターンの明暗１周期Ｈの中で、各々一番階調値が高い階調点、及び、一番階調値が低い階調点をポイントをＰ１とし、このＰ１の位置を光切断位置と本実施形態では規定する。なお、光切断位置の規定に使用するパターンや、手法はこれに限るものではない。
【００２２】
次に光切断位置の識別について説明する。光切断位置の識別に使用するパターンＡ、Ｂ、Ｃを投影し、撮像を行い、各々撮像画像を取得する。前述したパターンＤの撮像画像によって規定した光切断位置において、撮像されたパターンＡ〜Ｃの撮像画像の輝度値の明暗を図３に示すような「１」、「０」に２値化する。
【００２３】
また、パターンＤの撮像画像によって規定した光切断位置における階調値から、撮像されたパターンＤの明暗を同じように２値化して表す。そして、パターンＡ〜Ｄの２値化から光切断位置を識別するための１０進数のコード値を決定する。
【００２４】
なお、本実施形態では、４種のパターンを用いて光切断位置を識別するためのコード値を決定しているが、測定状況に応じ投影パターン数は変更しても構わない。
【００２５】
また図２では１種のパターンの中で明暗の幅が等間隔になっているが、グレイコードなど他の手法を用い、１種のパターンの中で明暗の線幅が異なっていても構わない。グレイコードは良く知られた手法であるので、詳細は省略する。パターン数の変化、パターンの明暗の線幅の変化に伴いコード値の数も変化する。図３の例ではコード値を１０進数で表しているが、２進数で求めても、また、グレイコードなどを用いても構わない。
【００２６】
図示しない３次元形状測定部では光切断位置検出部により規定された光切断位置と、識別されたコード値に基づき、三角測量の原理で各光切断位置の３次元座標値を測定する。
【００２７】
ここで、取得したパターンＤの撮像結果に、ショットノイズや環境中の外光成分が含まれていた場合、規定する光切断位置に誤差が生じる。
【００２８】
規定した光切断位置に誤差が発生すると、３次元形状測定の検出精度が劣化してしまうため、パターンＤの撮像結果はショットノイズや外乱光の要因を低減した状態にしてから光切断位置を規定する必要がある。
【００２９】
しかし、コード値を決定するためだけに用いられるパターンＡ〜Ｃは、撮像結果のパターンの明暗の濃淡から２値化「１」「０」が識別できればよいので、撮像結果にショットノイズや外乱成分などが含まれていても３次元形状測定の検出精度には影響しない。つまり、光切断位置を識別するパターンの撮像結果にはノイズ成分が含まれていても問題が少ないが、光切断位置の規定に必要とするパターンＤの撮像結果にはノイズ成分などが含まれない精度の高い撮像結果が要求される。
【００３０】
本実施形態ではパターンＤの撮像結果からショットノイズの要因を低減させるための手法を図５のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００３１】
ステップＳ５０１において、光切断位置を規定するパターンＤを投影する光量を設定（もしくは調整）する。ステップＳ５０２において、投影部１は、明部と暗部とが交互に配置された第１のパターンである、パターンＤを計測対象物７へ投影する。そして撮像部８は、パターンＤが投影された計測対象物７を撮像し、撮像結果Ｇ１を取得する。そして、また、図４に示すような光切断位置を規定するＰ１を撮像結果Ｇ１から算出する。
【００３２】
ステップＳ５０３では光切断位置を識別するためパターン投影時の光量を設定する。
【００３３】
光切断を識別するためのパターンの撮像結果は、光切断位置を規定するための撮像結果よりノイズ成分が含まれていても３次元形状測定の精度に影響が少ないので、ステップ５０１の光量に対して減らすように光量を調節する。
【００３４】
ステップＳ５０４において、投影部１は、明部と暗部とが交互に配置された第２のパターンである、パターンＡ〜Ｃを順次計測対象物７へ投影する。そして撮像部８は、パターンＡ〜Ｃが投影された計測対象物７を撮像し、撮像結果Ｇ２〜Ｇ４を取得する。
【００３５】
最後にステップＳ５０５において撮像結果Ｇ１〜Ｇ４を用いてコード値を算出する。
【００３６】
上記実施形態の如く、光切断位置を識別するためのパターン投影を行う場合、投影部の光量を減らして撮像素子に入射する光量を減らすと、投影時の電力を抑えることができる。
【００３７】
本実施形態では、光切断位置を識別するためのみのパターンは３種であるが、測定範囲や測定条件に応じ、パターン数が大幅に増えることがある。その時は無駄な電力を省く効果がとても大きい。また本実施形態では、撮像素子に入射する露光量の調節を投影部の光量調節で行っているが、例えばステップ５０１と５０４を「撮像部の露光時間の設定」、撮像部の露光時間で撮像素子に入射する露光量の調節を行うことも可能である。
【００３８】
撮像部の露光時間を減らして撮像素子に入射する光量を減らす場合、光切断位置を識別するためのパターン全種において撮像する露光時間を短縮することができ、３次元形状測定の検出までの時間を短くできるという利点がある。特に、撮像における露光時間の短縮は、光切断位置を識別するための投影撮像を行うパターン数が増加した場合は、３次元形状測定の検出までの時間を大幅に短縮することができる。
【００３９】
このようにして、光切断位置を認識するためのパターンの投影撮像の場合は撮像素子に入射する光量は減らし、光切断位置を規定するパターンの場合は増やすことで、必要なパターンのみショットノイズを低減し、精度良く３次元形状測定を検出することが可能となる。
【００４０】
図５のフローチャートでは、光切断位置を規定するパターンＤの投影撮像後に、光切断位置を識別するパターンの投影撮像を行っているが、測定パターンの順序は、本特徴を満たしていれば逆になっても問題ない。
【００４１】
［第２の実施形態］
図６のフローチャートを用いて、複数回撮像したパターンＤの撮像結果を積算することでショットノイズを低減させるための手法を第２の実施形態として説明する。なお、装置構成は上記第１の実施形態と同じであるとして、その説明は省略する。
【００４２】
まず、ステップＳ６０１において、光切断位置を規定するパターンＤの投影する光量を設定する。
【００４３】
ステップＳ６０２〜Ｓ６０５では光切断位置を規定するパターンの撮像を５回繰り返す。ステップＳ６０３ではパターンＤを計測対象物７へ投影し、撮像部８は、パターンＤが投影された計測対象物７を５回撮像し、撮像結果Ｇ（１）〜Ｇ（５）を取得する。
【００４４】
そして、ステップＳ６０５にて、５回撮像を行った撮像結果Ｇ（１）〜Ｇ（５）の合算結果Ｓｔとして算出する。
【００４５】
ステップＳ６０６では、光切断位置を規定するＰ１を合算結果Ｓｔから算出する。
【００４６】
ショットノイズは統計的にランダムに発生するので、複数枚の撮影の度に発生量が変化する。そのため、パターンＤの撮像結果を複数枚合算することで、合算された光の強度に対してショットノイズの影響を低減することができる。そのため、合算したＳｔを用いると精度良く光切断位置を規定することができる。
【００４７】
ステップＳ６０７〜Ｓ６０９は図５のＳ５０３〜Ｓ５０５と同じなので説明は省略する。
【００４８】
以上説明した本第２の実施形態では、撮像素子に入射する露光量の調節を投影部の光量調節で行っているが、例えばステップＳ６０１を撮像部の露光時間の設定、ステップＳ６０６を撮像部の露光時間を減らすように調節として露光時間で調節を行うことも可能である。
【００４９】
また、ステップＳ６０６ではパターンＤの投影撮像における撮像素子に入射する光量に対して、パターンＡ〜Ｃの投影撮像における撮像素子に入射する光量を減らすように設定するが、複数回合算する本第２の実施形態では、測定状況に応じてステップＳ６０７を省略することも可能である。
【００５０】
本第２の実施形態ではパターンＤの投影撮像の撮像回数を５回と定めているが、測定回数は２回以上であれば良く、状況に応じて変更しても構わない。更には、撮像の度にＳｔを算出し、Ｓ（ｔ）がある強度を超えるまで投影撮像を行うように、撮像回数の自動化を行うことも可能である。
【００５１】
［第３の実施形態］
図７のフローチャートに基づき、撮像したパターンＤの結果から外乱光を省き、複数回撮像した結果を合算することでショットノイズを低減させる例を第３の実施形態として説明する。なお、装置構成は上記第１の実施形態と同じであるとして、その説明は省略する。
【００５２】
ステップＳ７０１では投影する光量を設定、ステップＳ７０２では撮像部の撮像時間を設定する。
【００５３】
次に、ステップＳ７０３では投影部を非駆動状態にして計測対象物の撮像を行い、外光成分のみを撮像した結果Ｇ０を取得する。
【００５４】
ステップＳ７０４〜Ｓ７０８では光切断位置を規定するパターンＤの撮像を複数回（実施形態では５回）繰り返す。ステップＳ７０５ではパターンＤを計測対象物７へ投影し、撮像部８はパターンＤが投影された計測対象物７を５回撮像し、撮像結果Ｇ（１）〜Ｇ（５）を取得する。
【００５５】
そして、ステップＳ７０６複数回の撮像を行った撮像結果Ｇ（１）〜Ｇ（５）の各々の結果から外乱光成分Ｇ０を除算し、外乱光成分を省いたＳ（１）〜Ｓ（５）を算出する。
【００５６】
ステップＳ７０８では、外乱光成分を省いたＳ（１）〜Ｓ（５）を合算し、Ｓｔを算出する。以降のステップＳ７０９〜７１２は図６のＳ６０６〜６０９と同じなので説明は省略する。
【００５７】
上記の如く、外乱光成分を省いたパターンＤの複数回の撮像結果を合算することで、外乱光のノイズ成分を省き、且つ  光の強度に対するショットノイズの影響を低減したＳｔを算出することができたるため、精度良く光切断位置を規定することができる。
【００５８】
ステップＳ７１０で光切断位置を認識するためのパターンの撮影時の撮像素子に入射する光量を減らした場合、取得される撮像結果ＧＡ〜ＧＣのノイズ成分が多いため識別が困難になる場合は、測定の状況に応じ、ステップＳ７１０を省略しても構わない。
【００５９】
また被検面の箇所によって外光成分に大きなムラが発生している場合、光切断位置を識別するためのパターンの撮像結果にも外光のムラが大きく反映され、コードの算出が困難になる場合がある。
【００６０】
この時は、図７のフローチャートには示していないがＧＡ〜ＧＣから外乱光成分Ｇ０を除算してからコード値を算出することで改善できる。
【００６１】
本第３の実施形態ではパターンＤの投影撮像の撮像回数を５回と定めているが、測定回数は２回以上から状況に応じて変更される。光切断位置の規定、識別に用いるパターン、手法はこれに限ったものではない。
【００６２】
［第４の実施形態］
図８のフローチャートに従い、２種の明暗パターンの撮像結果から交点位置を検出し、この交点位置を光切断位置の規定する手法を第４の実施形態として説明する。なお、装置構成は上記第１の実施形態と同じであるとして、その説明は省略する。
【００６３】
図８のフローチャートでは図示しないパターンＡ’〜Ｅ’を用いて、３次元形状の検出を行う。
【００６４】
本第４の実施形態では、パターンＡ’〜Ｃ’は光切断位置を識別するためのパターンであり、パターンＤ’とＥ’は光切断位置を規定するためのパターンである。パターンＤ’とＥ’は明部と暗部が交互に配置されおり、パターンＥ’はパターンＤ’の明部と暗部を反転させたものである。例えば、パターンＤ’を図２のパターンＤと同じとした場合、パターンＥ’は、パターンＤの白、黒を反転させた関係を有するものとすれば容易に理解できよう。なお、交点位置検出に使用するパターンは、明部と暗部の線幅が異なっていても構わないし、交点検出に用いるパターン２種は、位相が異なっているパターンを用いてもよく、本第４の実施形態に限るものではない。
【００６５】
先ず、ステップＳ８０１では光切断位置を規定するパターン投影の光量を設定する。
【００６６】
次に、ステップＳ８０２では投影部の照射を行わないで計測対象物の撮像を行い、外光成分のみを撮像した結果Ｇ０を取得する。
【００６７】
ステップＳ８０３〜Ｓ８０６では光切断位置を規定するパターンＤ’とＥ’のそれぞれ撮像を各々５回繰り返し、撮像結果Ｇ１（１）〜Ｇ１（５）、Ｇ２（１）〜Ｇ２（５）を取得する。ここで、Ｇ１（）はパターンＤ’の撮像結果を示し、Ｇ２（）はパターンＥ’の撮像結果を示すものとする。
【００６８】
そして、ステップＳ８０７では複数回の撮像を行った撮像結果Ｇ１（１）〜Ｇ１（５）、Ｇ２（１）〜Ｇ２（５）の各々の結果から外乱光成分Ｇ０を除算し、外乱光成分を省いたＳ１（１）〜Ｓ１（５）、Ｓ２（１）〜Ｓ２（５）を算出する。
【００６９】
ステップＳ８０８では、ステップＳ８０７算出したＳ１（１）〜Ｓ１（５）、Ｓ２（１）〜Ｓ２（５）をそれぞれ合算し、Ｓ１ｔ、Ｓ２ｔを算出し、そのＳ１ｔとＳ２ｔの結果から交点を算出する。
【００７０】
Ｓ１ｔをＳ２ｔが離散的にサンプリングされた階調分布で算出した場合、Ｓ１ｔの階調点を各々連結した連結部と、Ｓ２ｔの階調点を各々連結した連結部には同じ階調点を有する位置が存在し、その位置を交点とし光切断位置に規定する。
【００７１】
外乱光成分を省いた撮像結果を複数枚合算することで、光の強度に対するショットノイズの影響と、外光成分の影響を同時に低減することができる。
【００７２】
ステップＳ８０８〜８１１は図６のＳ６０６〜６０９と実質的に同じなので説明は省略する。
【００７３】
本第４の実施形態では、２種の明暗パターンの撮像結果から交点位置を検出し、この交点位置を光切断位置と規定しているが、隣り合う交点位置の中点を光切断位置と規定してもよいし、光切断位置を規定する手法は本実施形態に限るものではない。本実施形態ではパターンＤの投影撮像の撮像回数を５回と定めているが、測定回数は２回以上から状況に応じて変更される。
【００７４】
また、光切断位置を規定する方法は明と暗の二値からなるパターンを投影する方法に限られるものではない。例えば特開２００４−７７２９０や特開２００４−２２６１８６などで開示されているように、多値のパターンにより光切断位置を規定する方法であってもかまわない。
【００７５】
以上説明したように第１乃至第４の実施形態によれば、第１のパターンに対して、第１のパターン以外よりも露光量を大きくすることで、光切断位置を規定する第１のパターンの撮像においてショットノイズを低減した撮像結果を得ることができる。
【００７６】
また、例えば特開２０１１−１３３３２７などで開示されているような正弦波など波形パターンの位相をシフトさせて複数回投影す位相シフト法を用いる場合においても、本発明を適用することができる。例えば、位相シフト法に用いる複数の波形パターンを第１のパターンとし、実施例１に記載のパターンＡ〜Ｃをその位相シフトパターンの繰り返し密度よりも大きな奥行き決定方法として併用するような場合である。この場合、三角測量計算の位置を決定付けるパターンは第1のパターンである位相シフトパターンとなる。このような場合においても、第１のパターンに対して、第１のパターン以外よりも露光量を大きくすることで、第１のパターンの撮像においてショットノイズを低減した撮像結果を得ることができる。すなわち、第１のパターンは明暗からなるパターンに限定されるものではなく、三角測量計算の位置を決定付けるパターンである場合には、いかなる方法であっても本発明の本質は失われない。
【００７７】
また、撮像時の露光量を投影部１の光源輝度で調節することで、光切断位置を識別するための第１のパターン以外では投影時の電力を抑えることができる。また、撮像時の露光量を撮像部８の露光時間で調節することで、第１のパターンとそれ以外のパターンでの投影と撮像が終了する時間までを適切に短縮することができ、３次元形状測定までの検出時間を短くすることができる。また、第１のパターンの露光量の増大を複数回の撮像結果を演算することで行えば、ショットノイズの影響を、より低減した撮像結果を得ることができ、その結果、光切断位置の規定を精度よく行うことができる。更に、第１のパターンの露光量の増大は、複数回の撮像結果から外光成分を減じた後に演算することで、環境中の外光成分を除去し、且つ、ショットノイズの影響を低減した撮像結果を得ることができる。この結果、光切断位置を精度よく規定することができる。更に、第１のパターンの露光量の増大は、複数回の撮像結果をデジタルの画像データに変換することで、データの処理を行いやすくなる。
【００７８】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
2014115264.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014115264.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014115264.tif 000009
【図８】
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