(57)【要約】    【課題】  物体の性状によらず距離情報を安定して取得する。    【解決手段】  投射ユニット１０，ストライプパターン形成機構１０１，ストライプパターン切り替え部３０１を用いて第１および第２のストライプパターンを順次物体に投射し，撮像ユニット２０を用いて露光条件を多少飽和ぎみにして物体像を撮像する。撮像ユニット２０で撮像したそれぞれの物体像からストライプエッジを抽出し，それぞれ抽出した該ストライプエッジを所定のストライプエッジに統合し，統合したストライプエッジに基づいて，ストライプ領域を確定し距離を算出する。【選択図】  図１
2006064454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光強度の異なるストライプパターンを物体に投射して，物体の三次元画像を取得する３次元画像取得装置において，
第１のストライプパターンと，隣接ストライプの間の濃度の傾きが該第１のストライプパターンの対応する隣接ストライプの間の濃度の傾きに対して反対向きになっている第２のストライプパターンを物体に順次投射するストライプパターン投射手段と，
前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンによる物体像をそれぞれ撮像する撮像手段と，
前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンのそれぞれの物体像からストライプエッジを抽出するストライプエッジ抽出手段と，
前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンのそれぞれの物体像から抽出した２組のストライプエッジを所定のストライプエッジに統合するストライプエッジ統合手段と，
統合したストライプエッジに基づいて，前記物体の各点までの距離を算出する距離算出手段とを有することを特徴とする三次元画像取得装置。
【請求項２】
前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンは白および黒のストライプからなり，前記第１のストライプパターンの各ストライプと前記第２のストライプパターンの対応するストライプとが白・黒反転の関係にある請求項１記載の三次元画像取得装置。
【請求項３】
前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンによりストライプ領域を画定し，さらに多値のストライプパターンを用いてストライプをコード化する請求項２記載の三次元画像取得装置。
【請求項４】
前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンは多値のパターンであり，これら前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンについて対応するストライプの濃度が相補的である請求項１記載の三次元画像取得装置。
【請求項５】
撮像手段を複数設けた請求項１〜４のいずれかに記載の三次元画像取得装置。
【請求項６】
前記複数の撮像手段の１つが，該投射手段の主点位置に対し略同主点に配置された請求項５記載の三次元画像取得装置
【請求項７】
光強度の異なるストライプパターンを物体に投射して，物体の三次元画像を取得する方法において，
投稿手段により，第１のストライプパターンと，隣接ストライプの間の濃度の傾きが該第１のストライプパターンの対応する隣接ストライプの間の濃度の傾きに対して反対向きになっている第２のストライプパターンとを物体に順次投射し，
撮像手段により，前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンによる物体像を撮像し，
ストライプエッジ抽出手段により，前記前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンのそれぞれの物体像からストライプエッジを抽出し，
ストライプエッジ統合手段により，それぞれ抽出した該ストライプエッジを所定のストライプエッジに統合し，
距離算出手段により，統合したストライプエッジに基づいて，前記物体の各点までの距離を算出することを特徴とする三次元画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は投射系と一乃至複数のカメラによる三角測量法により輝度情報とともに距離情報を取得する三次元画像取得方法および装置に係り，対象物体によらず安定して三次元画像を取得できる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の形状を計測する手法は，パッシブ手法とアクティブ手法に大別される。パッシブ手法とアクティブ手法の違いは，物体に対し何らかなエネルギーを照射するか否かの差である。一般的にアクティブ手法は，計測のあいまいさを除去できるためパッシブ手法に比べて信頼性の高い優れた計測手法と言える。
【０００３】
アクティブ手法の中にはスリット光を投射する光切断法やストライプ幅・ピッチの異なる複数の白黒２値のストライプを投射する空間コード化法（非特許文献１），多値のストライプを投射する多値パターン法（非特許文献２）などがある。
【０００４】
図１１は空間コード化法を説明する図である。これは計測領域をコード化し，撮像系により計測領域をデコードすることにより距離を計測する手法である。コード化には図に示した白黒２値のストライプ幅・ピッチが異なったストライプパターンを順次投射することにより行う。これを撮像系にて順次撮像する。撮像した物体像の黒い領域を０，白い領域を１とし物体像を図に示すように８つの領域に分ける。投射側も同じように８つの領域にそもそも分けられているので，それぞれの領域同士の対応を取る。この領域の対応により距離を算出する。空間コード化法についてさらに説明する。白黒２値のストライプパターンを投射した物体には白黒２値のストライプパターンに対応した物体像が観察される。この物体像からストライプの境界に相当するストライプエッジを抽出する。ストライプエッジの抽出結果により，個々のストライプ領域を確定する。しかしながら以下に示すような問題が発生する。これを説明する図を図１２に示す。すなわち撮像系における対物レンズの特性劣化（ＭＴＦなど）や撮像条件（露光条件）が適正でないと，撮像系による撮像した物体像のストライプエッジ位置は現実のストライプエッジ位置と僅かながらにずれる。このずれにより取得した物体の３次元位置は真の値からずれる。よって物体の形状を精度よく再現することができない。図では白いパターンのエッジ位置が広がる場合を示したが，撮像系における対物レンズの特性劣化（ＭＴＦなど）や撮像条件（露光条件）により，その逆の場合もある。この場合おいても物体の形状を精度よく再現することができないのは同じである。現実のストライプエッジ位置を正確に取得するためには，ＭＴＦなどの特性が非常に良い対物レンズを用い適正露光条件を見つけて撮像すればよいが，そのような対物レンズは高価であり，また適正露光条件を見つけるのに手間がかかるといった問題がある。また計測する物体の色が暗く細かな模様がある場合には，ストライプエッジを抽出できず，その部分の形状データを取得できない。このような場合は多少，露光条件をオーバーぎみにするとストライプエッジを抽出でき，形状データを取得できる。しかしながら上述の理由からストライプエッジ位置がずれており，形状データは誤差を含んでいる。
以上示した問題は，光切断法や多値パターン法においても同様に発生する。よってこれらの計測手法においては現実の物体の形状を正確に取得できないのが現状である。
【非特許文献１】井口征士他，三次元画像計測，ｐｐ３６−４０，ｐｐ４１−４３，ｐｐ８０−９１
【非特許文献２】Ｃｈｕ−Ｓｏｎｇ  Ｃｈｅｎ，  “  Ｒａｎｇｅ  ｄａｔａ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｌｏｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｔｅｒｅｏ  ｖｉｓｉｏｎ  ”，  Ｉｍａｇｅ  ａｎｄ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  １５，  ｐｐ．４４５−４５６，１９９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は，物体の性状によらず高精度に物体の距離情報を取得できる三次元画像取得方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の原理的な構成例においては，光強度の異なるストライプパターンを物体に投射して，物体の三次元画像を取得する装置において，第１のストライプパターンと，該第１のストライプパターンと光強度が反転した第２のストライプパターンを順次投射し，第１および第２のストライプパターンによる物体像を撮像し，それぞれの物体像からストライプエッジを抽出し，それぞれ抽出した該ストライプエッジを所定のストライプエッジに統合し，統合したストライプエッジに基づいて，ストライプ領域を確定する。
【０００７】
この構成においては，隣接ストライプ間の明暗の傾きに起因する抽出エッジのずれを２つのストライプパターンで実質的に相殺することができ，距離情報を安定して取得できる。
【０００８】
さらに本発明を説明する。
【０００９】
この発明の一側面によれば，上述の目的を達成するために，光強度の異なるストライプパターンを物体に投射して，物体の三次元画像を取得する３次元画像取得装置に：第１のストライプパターンと，隣接ストライプの間の濃度差の傾きが該第１のストライプパターンの対応する隣接ストライプの間の濃度差の傾きに対して反対向きになっている第２のストライプパターンを物体に順次投射するストライプパターン投射手段と；前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンによる物体像をそれぞれ撮像する撮像手段と；前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンのそれぞれの物体像からストライプエッジを抽出するストライプエッジ抽出手段と；前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンのそれぞれの物体像から抽出した２組のストライプエッジを所定のストライプエッジに統合するストライプエッジ統合手段と；統合したストライプエッジに基づいて，前記物体の各点までの距離を算出する距離算出手段とを設けるようにしている。
【００１０】
この構成においては，隣接ストライプ間の明暗の傾きに起因する抽出エッジのずれを２つのストライプパターンで実質的に相殺することができ，距離情報を安定して取得できる。
【００１１】
また，この構成において，前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンは例えば白および黒のストライプからなり，前記第１のストライプパターンの各ストライプと前記第２のストライプパターンの対応するストライプとが白・黒反転の関係にある。
【００１２】
また，前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンによりストライプ領域を画定し，さらに多値のストライプパターンを用いてストライプをコード化するようにしてもよい。この例では，ストライプパターンの役割を分けて，一方のエッジ抽出に用い，他方をコード化に用いている。そして，エッジ抽出に検出エッジのずれが相補的になる第１のストライプパターンと第２のストライプパターンとを用いている。
【００１３】
また，前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンは多値のパターンであり，これら前記第１のストライプパターンおよび第２のストライプパターンについて対応するストライプの濃度が相補的であるようにしてもよい。
【００１４】
ここで，相補的とは，典型的には，対応するパターンの濃度を併せると固定濃度になるものをいうが，併せたものが厳密に固定濃度にならなくても，検出エッジをずれが相互に相殺するようになるものであればよい。
【００１５】
また，撮像手段を複数設けてもよい。
【００１６】
さらに，前記複数の撮像手段の１つを，該投射手段の主点位置に対し略同主点に配置してもよい。
【００１７】
なお，この発明は装置またはシステムとして実現できるのみでなく，方法としても実現可能である。また，そのような発明の一部をソフトウェアとして構成することができることはもちろんである。またそのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品もこの発明の技術的な範囲に含まれることも当然である。
【００１８】
この発明の上述の側面および他の側面は特許請求の範囲に記載され以下実施例を用いて詳述される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，物体の性状に左右されずに距離情報を安定して取得できる三次元画像取得方法および装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下，図面を参照しながら本発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２１】
まず本発明の実施例１の三次元画像取得装置を説明する。図１に本発明の実施例１の三次元画像取得装置の構成図を示す。これは空間コード化法を計測手法として用いた実施例である。本実施例における三次元画像取得装置は，ストライプパターン形成機構１０１を含んだ投射ユニット１０と，投射ユニット１０と主点が異なる位置に配置された１つの撮像ユニット２０と，自由なパターン配列を可能にするパターン切り替え部３０１，エッジ抽出部３０２，エッジ統合部３０３，距離算出部３０４を備えるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３０から構成される。パターン切り替え部３０１，エッジ抽出部３０２，エッジ統合部３０３，距離算出部３０４は，パーソナルコンピュータ３０のハードウェア資源およびソフトウェア資源が協同して構成する機能部分である。パーソナルコンピュータ３０に替えて専用処理装置を用いても良い。投射ユニット１０は計測物体１００に所定の投射光を投射する役割を有する。投射ユニット１０のパターン光形成機構１０１には光の透過率の違うストライプやドットが複数形成されており，物体に投射する光の強度を制御する役割を有する。パターン切り替え部３０１はパターン光形成機構１０１に形成されたストライプやドットの形状や透過率の制御や配列の制御を行い所定の順番で配列されたストライプを必要に応じて切り替える役割を有する。エッジ抽出部３０２は撮像ユニット２０にて撮像した画像のエッジを抽出する役割を有する。エッジ統合部３０３は複数のストライプエッジを所定のストライプエッジに統合する役割を有する。
【００２２】
なお、図ではストライプパターン形成機構１０１を投射ユニット１０の外部にあるように示しているが、実際にストライプパターン形成機構１０１投射ユニット１０の一部である。また符号５０は計測物体（被写体）を示す。
【００２３】
本実施例では投射ユニット１０のパターン形成機構１０１には液晶素子を用いた。液晶素子に印加する電圧などをパターン切り替え部３０１にて制御することにより，パターンの形状や配列，透過率を制御した。パターン形成機構１０１には液晶素子の他に透過率の違う複数のストライプやドットが形成されたフィルムやガラス板を用いてもよい。その場合ストライプやドットの組み合わせが違う複数のフィルムやガラス板を予め用意しておき必要に応じて切り替える。パターン切り替え部３０１としてはパーソナルコンピュータ３０による制御系と別に，あるいは併せて，手動あるいは自動切換えできる機構をセットしておく。撮像ユニット２０は特に指定はなくＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを使用した撮像カメラを用いた。但し，撮像した画像をパーソナルコンピュータ３０に取り込みエッジ抽出などの画像処理をする点からパーソナルコンピュータ３０への取り込みが容易である撮像カメラが望ましい。本実施例ではＩＥＥＥ１３９４出力のビデオカメラを用いた。パーソナルコンピュータ３０にＩＥＥＥ１３９４用の取り込みボードを装着し計測物体の画像をリアルタイムに取り込んだ。その他としてＵＳＢ出力やＮＴＳＣ出力のビデオカメラを用いてもよい。ＰＣへの画像の取り込みは，それぞれのＩ／Ｆに合わせた取り込みボードを装着してボード経由にて行う。また撮像カメラには比較的安価な汎用の対物レンズが装着されている。
【００２４】
エッジ抽出部には，「Ｃａｎｎｙ」，「Ｓｕｓａｎ」，「Ｒｏｔｈｗｅｌｌ」といった輝度値の変化が大きい箇所をエッジと判断する手法を用いた。
【００２５】
「Ｃａｎｎｙ」の手法の詳細については，”Ｊ．  Ｆ．  Ｃａｎｎｙ，  Ａ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  ｅｄｇｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ＰＡＭＩ  Ｖｏｌ．  ８  Ｎｏ．  ６，  ｐｐ．  ６７９−６９８，  １９８６”を参照されたい。
【００２６】
「Ｓｕｓａｎ」の手法の詳細については，”Ｓ．Ｍ．  Ｓｍｉｔｈ  ａｎｄ  Ｊ．Ｍ．  Ｂｒａｄｙ．  ＳＵＳＡＮ  −  ａ  ｎｅｗ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  ｌｏｗ  ｌｅｖｅｌ  ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  Ｉｎｔ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ，  ２３（１），  ｐｐ．  ４５−７８，  Ｍａｙ  １９９７”を参照されたい。
【００２７】
「Ｒｏｔｈｗｅｌｌ」の手法の詳細については”Ｃ．  Ｒｏｔｈｗｅｌｌ，  Ｊ．  Ｍｕｎｄｙ，  Ｗ．  Ｈｏｆｆｍａｎ  ａｎｄ  Ｖ．−Ｄ．  Ｎｇｕｙｅｎ，Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｖｉｓｉｏｎ  ｂｙ  Ｔｏｐｏｌｏｇｙ，  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  Ｎｏ．  ２４４４，  ＩＮＲＩＡ，  １９９４”を参照されたい。
【００２８】
図２に本実施例で使用した第１の白黒２値のストライプパターンと第２の白黒２値のストライプパターンを示す。ストライプの幅，ピッチを順番に小さくした３種類のストライプパターンを用いた。この３種類のストライプパターンを用いて計測領域を８つの領域に分割する。第２の白黒２値のストライプパターンは第１の白黒２値のストライプパターンに対して白黒が反転している。
【００２９】
投射ユニット１０，ストライプパターン形成機構１０１，ストライプパターン切り替え部３０１を用いて第１および第２のストライプパターンを順次物体に投射し，撮像ユニット２０を用いて露光条件を多少飽和ぎみにして物体像を撮像した。露光条件を飽和ぎみに設定したのは，ストライプのエッジを物体のテクスチャにあまり影響を受けずに抽出するためである。図３に撮像した第１の物体像および第２の物体像を示す。また第１および第２の物体像の輝度分布を図４に示す。対物レンズのＭＴＦ特性や撮像手段の露光条件の関係から，第１の物体像における白のストライプパターン幅（ｗ１１，ｗ１２）は，第２の物体像における黒のストライプパターン幅（ｂ２１，ｂ２２）より広くなる。よってこの状態でエッジ抽出部３０２によりストライプのエッジを抽出すると，本来抽出されるべき位置とはずれた位置にエッジが抽出される。同様の理由から第２の物体像における白のストライプパターン幅（ｗ２１，ｗ２２）は，第１の物体像における黒のストライプパターン幅（ｂ１１，ｂ１２）より広くなり，この状態でストライプのエッジを抽出すると，本来抽出されるべき位置とはずれた位置にエッジが抽出される。本来抽出されるべきストライプエッジ位置（ｒｅ１，ｒｅ２，ｒｅ３）は，第１の物体像から抽出したエッジ位置（ｅ１１，ｅ１２，ｅ１３）と第２の物体像から抽出したエッジ位置（ｅ２１，ｅ２２，ｅ２３）の中間に位置する。よってエッジ統合手段によりｅ１１とｅ２１，ｅ１２と，ｅ２２，ｅ１３とｅ２３から，その中間の位置をｒｅ１，ｒｅ２，ｒｅ３として決定した。このストライプエッジ位置ｒｅ１，ｒｅ２，ｒｅ３を用いて個々のストライプ領域を確定する。この作業を全てのストライプエッジにおいて行い，全てのストライプ領域を確定する。計測領域のコード化は，第１の白黒２値のストライプパターンを用いても第２の白黒２値のストライプパターンをよい。また両方のストライプパターンを用いて，コード化の確度を上げてもよい。
【００３０】
以上の作業により計測領域のコード化を行い，撮像画像における全てのストライプ領域を確定し，個々のストライプを距離算出手段によりデコードすることにより，物体の距離を算出する。本実施例では露光条件を飽和ぎみして撮像したが，適正露光を行って実施しても構わない。また対物レンズのＭＴＦ特性によっては，撮像した物体像の黒領域が白領域より幅広くなる傾向がある。その場合でも本実施例は適用できる。投射するストライプパターンの枚数は増やしても構わない。例えば図２に示したパターン３より順番にさらにストライプの幅，ピッチを小さくしたストライプパターンを用い，トータルで８種類のストライプパターンを用いると，計測領域を２５６に分割できる。
【実施例２】
【００３１】
図５に本発明の実施例２の三次元画像取得装置を示す。これは多値パターン法を計測手法に用いた実施例である。装置構成としては実施例１と同じでも構わないが，本実施例では実施例１に撮像ユニットが１つ加わった装置構成をとった。この撮像ユニットを符号２５で表す。また，装置構成としては実施例１と同じでも構わないが，本実施例では実施例とは違い投射ストライプパターンには多値のストライプパターンを用いる。個々の装置を構成するコンポーネントの役割は同じである。図５において図１と対応する箇所には対応する符号を付した。
【００３２】
図６に本実施例で使用した第１の多値ストライプパターンと第２の多値ストライプパターンを示す。図では黒，グレー，白の３値の光強度の異なるストライプパターンを示している。第２の多値のストライプパターンは第１の多値ストライプパターンと光強度を反転させた。反転の仕方は，黒を０，グレーを１，白を２とすると０→２，１→１，２→０とした。投射ユニット１０，ストライプパターン形成機構１０１（投射ユニット１０），ストライプパターン切り替え部３０１を用いて第１および第２のストライプパターンを順次物体に投射し，撮像ユニット２０を用いて物体像を撮像した。図７に撮像した物体像の輝度分布を示す。これからストライプエッジ抽出部３０２を用いてストライプのエッジを抽出する。ストライプのエッジ位置が本来抽出されるべき位置からずれるストライプの配列が存在する。それは黒と白（０と２）が隣会う場合である。第１の多値ストライプパターン投射時には図中のｅｗｗ１が，第２の多値ストライプパターン投射時には図中のｅｂｂ２がストライプエッジとして抽出される。本来抽出されるべきストライプエッジｒｅはｅｗｗ１とｅｂｂ２の中間に位置する。よってエッジ統合部３０３によりｅｗｗ１とｅｂｂ２から，その中間の位置をｒｅとして決定した。このストライプエッジ位置ｒｅを用いてストライプ領域を確定する。本実施例ではこれらの作業を０と２の配列のみに行ったが全ての配列において行っても構わない。
【００３３】
撮像ユニット２５においても同様な手順でストライプ領域を確定する。距離算出部３０４により，撮像ユニット２０にて取得した物体像のストライプと撮像ユニット２５にて取得した物体像のストライプとの対応をとり距離を算出する。
【００３４】
本実施例では３値の多値パターンを示したが，３値以上の多階調のストライプパターンにおいても本実施例は同様に適用できる。
【実施例３】
【００３５】
図８に本発明の実施例３の三次元画像取得装置（装置構成）を示す。装置構成としては投射ユニット１０の主点位置に対して，同主点位置に撮像ユニット２０を配置する特殊な構成である。計測手法としては多値パターン法である。本実施例では５値の多値パターンを使用した場合を示している。投射パターンやエッジの抽出方法などの計測全般における手順は実施例２と同様であるので省略する。なお，図８において図１または図５と対応する箇所には対応する符号を付した。同主点の撮像ユニット２０を採用することにより特許第３４８２９９０号公報に示されるようにストライプパターンの再コード化を行い被写体のテクスチャ等の影響を抑制するような公知の構成を採用できる。ストライプパターンの再コード化の詳細については当該特許文献を参照されたい。
【実施例４】
【００３６】
図９に本発明の実施例の三次元画像取得装置のストライプパターンを示す。これは多値パターン法のストライプエッジを更に精度よく抽出できることを特徴に持つ計測方法としての実施例である。従って実施例２と実施例３に適用できる。多値のストライプパターンとは別にストライプの形状とピッチが多値のストライプパターンと同じ白黒の２値のストライプパターンを２つ用意する（図９参照）。第１のストライプパターンと第２のストライプパターンは白黒が反転している。第１および第２のストライプパターンを順次物体に投射し，それぞれの白黒の２値のストライプパターンによるストライプエッジを抽出する。抽出ストライプエッジから実施例１にて示した方法により，所定のストライプエッジを決定してストライプ領域を確定する。ストライプの輝度割付けは多値パターンを投射することにより行う。多値のストライプパターンを物体に投射し物体像を撮像する。ストライプの領域は既に確定しているので，多値のストライプパターンの領域を確定し，対応するストライプを抽出して距離を算出する。
【００３７】
本発明によれば，全ての実施例において距離情報に加え輝度情報も取得できる。輝度情報を取得する場合は，ストライプパターンの投射をしないで，各実施例にて具備された撮像手段を用いて状態で物体を撮像する。
【００３８】
なお，この発明は上述の実施例に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば，上述実施例３では，ハーフミラー５０を用いて投射ユニット１０とモニタ用の撮像ユニット２０とを同一の光軸（同主点）に配置したが，図１０に示すように，投射ユニット１０および撮像ユニット２０を，パターンのストライプ（エッジ）の方向に無視できる程度に離間して配置し，実質的に同一の光軸上（同主点）に配置しても良い。この場合ハーフミラーによるパターン光のロスや配分に伴うパワーの低下やバラツキを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１の三次元画像撮像装置の構成図である。
【図２】上述実施例１における第１および第２の白黒２値のストライプパターンの例を示した図である。
【図３】上述実施例１における第１および第２の物体像の例を示した図である。
【図４】上述実施例１における第１および第２の物体像の輝度分布を示した図である。
【図５】本発明の実施例２の三次元画像撮像装置の構成図である。
【図６】上述実施例２における第１および第２の白黒２値のストライプパターンの例を示した図である。
【図７】上述実施例２における第１および第２の物体像の輝度分布を示した図である。
【図８】本発明の実施例３の三次元画像撮像装置の構成図である。
【図９】本発明の実施例４におけるストライプパターンの例を示した図である。
【図１０】上述実施例３の変形例を説明する図である。
【図１１】従来の三次元画像撮像装置の構成図，ストライプパターン，物体像を示す図である。
【図１２】従来の三次元画像撮像装置において不正確なストライプエッジ位置を抽出する原因を示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０      投射ユニット
２０      撮像ユニット
２５      撮像ユニット
５０      ハーフミラー
４０      物体
１０１      ストライプパターン形成機構
３０１      パターン切り替え部
３０２      エッジ抽出部
３０３      エッジ統合部
３０４      距離算出部
【図７】
2006064454.tif 000003
【図１０】
2006064454.tif 000004
【図１】
2006064454.tif 000005
【図２】
2006064454.tif 000006
【図３】
2006064454.tif 000007
【図４】
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【図５】
2006064454.tif 000009
【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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