(57)【要約】【課題】多重反射による測定誤差を抑制可能な計測装置および計測方法を提供する。【解決手段】本発明の３次元計測装置１は、対象物の表面を撮像する撮像部と、対象物の表面に形成されている機械加工によって生じた加工パターンの延伸方向を取得する延伸方向取得部と、所定の方向に光強度が変化する縞パターンを投影するパターン投影部と、縞パターンが投影された対象物の表面を撮像し、表面形状を算出する表面形状算出部を備える。そして、縞パターンは、強度方向に沿って対象物の表面に投影されている。そして、縞パターンは、延伸方向に光強度が変化するように投影されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工によって生じた加工パターンを含む対象物の表面形状を計測する計測装置であって、
前記対象物の表面を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された前記対象物の表面画像から前記加工パターンの延伸方向を取得する延伸方向取得部と、
所定の方向に光強度が変化する縞パターンを投影するパターン投影部と、
前記縞パターンが投影された前記対象物の表面を前記撮像部にて撮像して得られた計測画像から前記対象物の表面形状を算出する表面形状算出部と、
を備え、
前記縞パターンは、前記延伸方向取得部によって取得された前記延伸方向に光強度が変化するように投影されていることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の計測装置であって、
前記延伸方向取得部は、
前記撮像部によって撮像された前記対象物の表面画像をフーリエ変換し、前記表面画像のパワースペクトル強度分布を取得するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部によって得られた前記パワースペクトル強度分布の強度方向を取得する強度方向取得部と、を有し、
前記強度方向と直交する方向を前記延伸方向として取得することを特徴とする計測装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の計測装置であって、
前記延伸方向に光強度が変化する縞パターンを生成する投影パターン生成部を有し、
前記投影パターン生成部で生成された前記縞パターンを、前記パターン投影部が前記対象物の表面に投影することを特徴とする計測装置。
【請求項４】
請求項１また２に記載の計測装置であって、
前記対象物を保持する保持部と、
前記対象物を保持する前記保持部と前記パターン投影部とを相対的に回転移動させる回転移動手段を有し、
前記回転移動手段は、前記対象物を保持する前記保持部と前記パターン投影部とを相対的に回転移動させることで、前記パターン投影部から投影された前記縞パターンが前記延伸方向に光強度が変化するように投影されていることを特徴とする計測装置。
【請求項５】
機械加工によって生じた加工パターンを含む対象物の表面形状を計測する計測方法であって、
前記対象物の表面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された前記対象物の表面画像から前記加工パターンの延伸方向を取得する延伸方向取得工程と、
所定の方向に光強度が変化する縞パターンを投影するパターン投影工程と、
前記縞パターンが投影された前記対象物の表面を撮像して得られた計測画像から前記対象物の表面形状を算出する表面形状算出工程と、
を備え、
前記縞パターンは、前記延伸方向取得工程によって取得された前記延伸方向に光強度が変化するように投影されていることを特徴とする計測方法。
【請求項６】
請求項５に記載の計測方法であって、
前記延伸方向取得工程は、
前記撮像工程で撮像された前記対象物の表面画像をフーリエ変換し、前記表面画像のパワースペクトル強度分布を取得するフーリエ変換工程と、
前記フーリエ変換工程で得られた前記パワースペクトル強度分布の強度方向を取得する強度方向取得工程と、を有し、
前記強度方向と直交する方向を前記延伸方向として取得することを特徴とする計測方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の計測方法であって、
前記延伸方向に光強度が変化する縞パターンを生成する投影パターン生成工程を有し、
前記投影パターン生成工程で生成された前記縞パターンを、前記パターン投影工程において前記対象物の表面に投影することを特徴とする計測方法。
【請求項８】
請求項５また６に記載の計測方法であって、
前記対象物を保持する保持工程と、
保持されている前記対象物と、前記対象物の表面に投影される前記縞パターンとを相対的に回転移動させる回転移動工程と、
を有し、
前記回転移動工程は、前記対象物と前記パターン投影部とを相対的に回転移動させることで、前記対象物に投影される前記縞パターンが前記延伸方向に光強度が変化するように投影されていることを特徴とする計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検査対象物の表面形状を計測するための計測装置および計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業製品などの機械加工が施された検査対象物の表面における傷や凹凸などの欠陥を検査する方法のひとつとして、表面に光が照射された検査対象物を撮像し、撮像された画像から検査対象物表面の欠陥の有無を検査することが行われている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示される手法においては、正弦波パターンを対象物体に投影し、正弦波パターンが投影された対象物体を撮影して得られた画像に、位相シフト法の原理を用いて対象物体の三次元形状計測を行う三次元形状計測装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の三次元形状計測装置では、表面に機械加工による研磨等が行われた対象物体に適用する場合、正弦波パターンを投影した際に研磨キズによって多重反射が発生することがある。そのため、多重反射を含む画像を用いた場合、計測誤差が生じる原因となり得る。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、多重反射による測定誤差を抑制可能な計測装置および計測方法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】
上記課題を解決するために、第１の態様に係る計測装置は、機械加工によって生じた加工パターンを含む対象物の表面形状を計測する計測装置であって、前記対象物の表面を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された前記対象物の表面画像から前記加工パターンの延伸方向を取得する延伸方向取得部と、所定の方向に光強度が変化する縞パターンを投影するパターン投影部と、前記縞パターンが投影された前記対象物の表面を前記撮像部にて撮像して得られた計測画像から前記対象物の表面形状を算出する表面形状算出部と、を備え、前記縞パターンは、前記延伸方向取得部によって取得された前記延伸方向に光強度が変化するように投影されている。
【０００７】
また、第２の態様に係る計測装置は、第１の態様に係る計測装置であって、前記延伸方向取得部は、前記撮像部によって撮像された前記対象物の表面画像をフーリエ変換し、前記表面画像のパワースペクトル強度分布を取得するフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部によって得られた前記パワースペクトル強度分布の強度方向を取得する強度方向取得部と、を有し、前記強度方向と直交する方向を前記延伸方向として取得する。
【０００８】
また、第３の態様に係る計測装置は、第１または第２の態様に係る計測装置であって、前記延伸方向に光強度が変化する縞パターンを生成する投影パターン生成部を有し、前記投影パターン生成部で生成された前記縞パターンを、前記パターン投影部が前記対象物の表面に投影する。
【０００９】
また、第４の態様に係る計測装置は、第１または第２の態様に係る計測装置であって、前記対象物を保持する保持部と、前記対象物を保持する前記保持部と前記パターン投影部とを相対的に回転移動させる回転移動手段を有し、前記回転移動手段は、前記対象物を保持する前記保持部と前記パターン投影部とを相対的に回転移動させることで、前記パターン投影部から投影された前記縞パターンが前記延伸方向に光強度が変化するように投影されている。
【００１０】
また、第５の態様に係る計測方法は、機械加工によって生じた加工パターンを含む対象物の表面形状を計測する計測方法であって、前記対象物の表面を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像された前記対象物の表面画像から前記加工パターンの延伸方向を取得する延伸方向取得工程と、所定の方向に光強度が変化する縞パターンを投影するパターン投影工程と、前記縞パターンが投影された前記対象物の表面を撮像して得られた計測画像から前記対象物の表面形状を算出する表面形状算出工程と、を備え、前記縞パターンは、前記延伸方向取得工程によって取得された前記延伸方向に光強度が変化するように投影されている。
【００１１】
また、第６の態様に係る計測方法は、第５の態様に係る計測方法であって、前記延伸方向取得工程は、前記撮像工程で撮像された前記対象物の表面画像をフーリエ変換し、前記表面画像のパワースペクトル強度分布を取得するフーリエ変換工程と、前記フーリエ変換工程で得られた前記パワースペクトル強度分布の強度方向を取得する強度方向取得工程と、を有し、前記強度方向と直交する方向を前記延伸方向として取得する。
【００１２】
また、第７の態様に係る計測方法は、第５または第６の態様に係る計測方法であって、前記延伸方向に光強度が変化する縞パターンを生成する投影パターン生成工程を有し、前記投影パターン生成工程で生成された前記縞パターンを、前記パターン投影工程において前記対象物の表面に投影する。
【００１３】
また、第８の態様に係る計測方法は、第５または第６の態様に係る計測方法であって、前記対象物を保持する保持工程と、保持されている前記対象物と、前記対象物の表面に投影される前記縞パターンとを相対的に回転移動させる回転移動工程と、を有し、前記回転移動工程は、前記対象物と前記パターン投影部とを相対的に回転移動させることで、前記対象物に投影される前記縞パターンが前記延伸方向に光強度が変化するように投影されている
【発明の効果】
【００１４】
第１ないし第８の態様によれば、表面に機械加工によって生じた加工パターンを含む対象物体の表面形状を計測する場合でも、多重反射による測定誤差を抑制することができる。
【００１５】
特に第２または第６の態様によれば、機械加工によって生じた加工パターンの周期性から加工パターンの延伸方向を取得する。そのため、機械加工による特徴を考慮し簡便な方法で機械加工に起因する計測誤差を抑制することができる。
【００１６】
特に第３または第７の態様によれば、延伸方向に光強度が変化する縞パターンを生成し、対象物の表面に縞パターンを投影することができる。そのため、簡易な構成で多重反射による測定誤差を抑制することができる。
【００１７】
特に第４または第８の態様によれば、対象物と、縞パターンとを相対的に回転移動することで、延伸方向に光強度が変化する縞パターンを対象物表面に投影する。そのため、パターン投影部の解像度に寄らず縞パターンを投影することができ多重反射による測定誤差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る計測装置の一実施形態の全体構成を示す概要図である。
【図２】投影パターンの一例を示す図である。
【図３】撮像画像、パワースペクトル強度分布画像、パワースペクトル強度分布画像の二値化画像を示す。
【図４】本発明に係る計測方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】投影パターンの並ぶ向きの違いによる３次元計測結果の違いを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１は、本発明にかかる計測装置の一例となる３次元計測装置１の概略的な構成を示した図である。この３次元計測装置１は、パターン光を照射したワークＷの表面を撮像して、ワークＷの表面形状を測定するための装置である。このような３次元計測装置１は、ワークＷの表面を撮像するための撮像部１０と、ワークＷの表面に後述するパターン光を投影するパターン投影部２０と、ワークＷを保持する保持部３０と、３次元計測装置１の動作の制御及びワークＷの表面形状を算出するための制御部５０とを備える。なお、ワークＷとしては表面が研磨加工や切削加工等の機械加工により加工パターンが形成された金属製品を用いることができる。
【００２１】
撮像部１０は、ワークＷの表面を撮像するためワークＷの上方に配置され、ワークＷの上面を撮像することができる。撮像部１０は、図示を省略する撮像素子および撮像素子の結像面にワークＷの像を結像させるレンズを備えている。撮像素子としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の各種イメージセンサが用いられる。撮像部１０と制御部５０とは電気的に接続されており撮像部１０で撮像して得られた撮像画像を制御部５０に送信することができる。
【００２２】
パターン投影部２０は、ワークＷの表面に種々のパターン光を投射するためのものであり、例えば、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように同じ周期で位相のみをにπ／２ずつずらせた正弦波状に変化する投影パターンＰをワークＷの表面に投影する。
このようなパターン投影部２０としては、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、登録商標）プロジェクターを用いることができる。ＤＬＰプロジェクターは、角度を切り換えることができる画素ごとの微小なミラーを備えるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ＭｉｃｒｏＭｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を有し、２値の時間の割合で投影されるパターンが設定される。また、ＤＭＤは空間的な変調を高速に行うことができるため後述する位相シフト法において縞パターンの位相をシフトする際に機械的な駆動が不要となり、スループットの向上に有利となる。なお、パターン投影部２０としては可変にパターンを投影できればよく、ＤＬＰに限られるものではない。
【００２３】
保持部３０は、ワークＷを水平に保持する。このような保持部３０は、ステージ３１と、ステージ３１を昇降可能に支持する支持部３２とを備える。ステージ３１は、その上面にワークＷを保持するため水平面を有する。また、ワークＷを固定するための固定機構を備えてもよい。支持部３２は図示を省略する鉛直駆動モータおよび回転駆動モータを備え、制御部５０からの動作指示に従ってステージ３１を鉛直方向への移動および回転軸を中心に回転移動可能となっている。
【００２４】
制御部５０は、ワークＷの表面に機械加工により生じた加工パターンの延伸する延伸方向を取得する延伸方向取得部４０と、後述する投影パターンを生成する投影パターン生成部４３およびワークＷの表面形状を算出する表面形状算出部４４、支持部３２を鉛直方向に昇降移動させる鉛直駆動モータを制御する鉛直駆動制御部５１および支持部３２を回転軸中心に回転移動させる回転駆動モータを制御する回転駆動制御部５２とを備える。なお、制御部５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、記憶部等により構成される。制御部５０のＣＰＵは、ＲＯＭから、以下に説明する一連の処理手順が組み込まれたプログラムをロードしてＲＡＭを用いて実行し、装置全体の動作を制御する。記憶部は、ハードディスク又はフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体からなり、制御部５０から供給された画像情報等の各種情報を記憶する。記憶部に記憶されている情報は制御部５０によって適宜読み出し可能となっている。このような、構成を有するものとして例えばパーソナル・コンピュータ等を採用することができる。
延伸方向取得部４０は、ワークＷの表面に機械加工により生じた加工パターンの延伸する延伸方向を取得するために必要な各種演算処理を行う。延伸方向取得部４０は、フーリエ変換部４１と、強度方向算出部４２とを備える。
【００２５】
図３を参照しつつ各部について説明する。図３に表面画像ＳＩ（特に、（ａ）紙面横方向に傷を有するワークＷを撮像して得られた撮像画像を表面画像ＳＩａ、（ｂ）紙面縦方向に傷を有するワークＷを撮像して得られた撮像画像を表面画像ＳＩｂおよび（ｂ）紙面斜め４５度方向に傷を有するワークＷを撮像して得られた撮像画像を表面画像ＳＩｃと表現する。図３では上段の左から右方向にＳＩａ、ＳＩｂおよびＳＩｃが並んで図示されている）を示す。また、表面画像ＳＩに２次元の高速フーリエ変換を行い得られたパワースペクトル強度分布画像ＰＩ（特に、表面画像ＳＩａ、ＳＩｂおよびＳＩｃの２次元パワースペクトル強度分布画像を、パワースペクトル強度分布画像ＰＩａ、ＰＩｂおよびＰＩｃと表現する。図３では中段の左から右方向にＰＩａ、ＰＩｂおよびＰＩｃが並んで図示されている）を示す。図３に、パワースペクトル強度分布画像ＰＩを所定の閾値で二値化した二値パワースペクトル強度分布画像ＰＢ（特に、パワースペクトル強度分布画像ＰＩａ、ＰＩｂおよびＰＩｃを所定の閾値で二値化して得られた二値パワースペクトル強度分布画像をＰＢａ、ＰＢｂおよびＰＢｃと表現する。図３では下段の左から右方向にＰＢａ、ＰＢｂおよびＰＢｃが並んで図示されている）を示す。
【００２６】
フーリエ変換部４１は、撮像部１０によって撮像されたワークＷの表面画像ＳＩを撮像部１０から受け取り、表面画像ＳＩに２次元の高速フーリエ変換を行う。この２次元の高速フーリエ変換により、直流成分を中心とした２次元のパワースペクトル強度分布画像ＰＩを取得する。
【００２７】
強度方向算出部４２は、フーリエ変換部４１によって２次元の高速フーリエ変換された表面画像ＳＩの２次元のパワースペクトル強度分布画像ＰＩからパワースペクトルの直流成分を中心とする円周方向の最大強度方向を強度方向として算出する。そして、該強度方向と直交する方向を加工パターンの延伸方向として取得する。具体的には、強度方向算出部４２は、二値パワースペクトル強度分布画像ＰＢからパワースペクトル強度分布の直流成分を中心とする強度方向を算出する。その一例として、公知である重心二次モーメントを算出することで強度方向を求めることができる。すなわち、Ｘ、Ｙ方向の慣性主軸を求め、これらから主軸の傾きを算出することができる。図３においては、二値パワースペクトル強度分布画像ＰＢａの強度方向は９０度、二値パワースペクトル強度分布画像ＰＢｂの強度方向は０度、二値パワースペクトル強度分布画像ＰＢｃの強度方向は１３５度となる。なお、強度方向の算出にあたっては、例えば微分方程式を用いることもできる。
【００２８】
投影パターン生成部４３は、強度方向算出部４２で算出されたパワースペクトル強度分布の直流成分を中心とする強度方向と直交する方向を加工パターンの延伸方向として受け取り、延伸方向と直交する方向に光強度が変化する縞パターンを生成する。
【００２９】
具体的には、延伸方向取得部４０で取得された延伸方向に照度が変化する縞パターンを生成する。
【００３０】
表面形状算出部４４は、ワークＷの表面に投影パターン生成部４３で生成された縞パターンがパターン投影部２０によって投影され、ワークＷの表面を撮像部１０が撮像して得られた計測画像からワークＷの表面形状を算出する。このような手法として位相シフト法を用いる。この用法では、パターン投影部２０において照度分布を正弦波状に変動させた格子パターンを持つ光線をワークＷに投影する、しかも、正弦波の位相の異なる３つ以上の格子パターンで投影し、高さ計測点の各明度値を光線の投影方向とは別の角度から各パターン毎に撮像し、各明度値より格子パターンの位相値を計算する。計測点の高さに応じて、計測点に投影され、格子パターンの位相が変化し、基準となる位置で反射された光線により観察される位相とは異なった位相の光線が観察される。そこで、計測点における光線の位相を計算し、三角測量の原理を利用して、光学装置の幾何関係式に代入することにより計測点（従って物体）の高さを計測し、三次元形状を求める方法である。位相シフト法によれば、ワークＷの高さを、格子パターン周期を小さくすることにより高分解能で計測することができる。
【００３１】
表示部４５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等のような表示デバイスを備える。表示部４５は、演算部４０から画像信号等を取得して表示デバイスの画面に画像等を出力する。
【００３２】
図４は図１の３次元計測装置１によるワークＷの計測方法を示すフローチャートである。また、図５は、投影パターンの光強度が変化する方向の違いによる３次元計測結果の違いを示す図である。
【００３３】
この３次元計測装置１は制御部５０の図示を省略する記憶部に予め記憶された検査プログラムにしたがって装置各部を制御して以下の処理を実行する。保持部３０上に載置されたワークＷの表面を撮像部１０が撮像する（ステップＳ１０）。撮像部１０によって撮像された撮像画像（表面画像ＳＩ）は、フーリエ変換部４１に送られる。フーリエ変換部４１は、撮像部１０によって撮像されたワークＷの表面画像ＳＩを撮像部１０から受け取り、表面画像ＳＩに２次元の高速フーリエ変換を行う。この２次元の高速フーリエ変換により、２次元のパワースペクトル強度分布画像ＰＩを取得する（ステップＳ１１）。
【００３４】
続いて、強度方向算出部４２は、二値パワースペクトル強度分布画像ＰＢからパワースペクトル強度分布の直流成分を中心とする強度方向を算出する（ステップＳ１２）。言い換えると、算出された強度方向と直交する方向を加工パターンの延伸方向として取得する。その一例として、公知の手法により重心二次モーメントを算出することで強度方向を求めることができる。
【００３５】
投影パターン生成部４３は、強度方向算出部４２で算出されたパワースペクトル強度分布の直流成分を中心とする強度方向と直交する方向を加工パターンの延伸方向として受け取り、延伸方向と直交する方向に光強度が変化する縞パターンを生成する（ステップＳ１３）。
【００３６】
そして、ステップＳ１３において投影パターン生成部４３で生成された縞パターンがパターン投影部２０によってワークＷの表面に投影される（ステップＳ１４）。パターン投影部２０によってワークＷの表面に投影された縞パターンを撮像部１０が撮像する（ステップＳ１５）。表面形状算出部４４は、撮像画像からワークＷの表面形状を算出する（ステップＳ１６）。このような手法として公知の位相シフト法を用いることができる。なお、位相シフト法による場合、ステップＳ１３ないしステップＳ１５において投影パターン生成部４３によって縞パターンの位相をπ／２単位で変えつつ、ワークＷの表面に縞パターンを投影し、撮像部１０がワークＷの表面を撮像することとなる。
【００３７】
図５は、投影パターンの光強度が変化する向きの違いによる３次元計測結果の違いを示している。特に図５の（ａ）表面画像は、機械加工によって生じた紙面縦方向の加工パターンを含むワークＷの表面を撮像した画像である。また、図５の（ｂ）投影パターンは、上段に投影パターンの光強度が変化する向きとして紙面縦方向としたもの、下段に投影パターンの光強度が変化する向きとして紙面横方向としたものを示している。また、図５の（ｃ）三次元計測画像は、位相シフト法により算出されたワークＷの表面形状の変化を画像として示している。なお、図示の都合上、表面形状の変化がグレー画像の濃淡によって表現されているが、当該画像にはワークＷの表面形状の寸法値の情報が含まれている。
【００３８】
本実施例では、紙面縦方向に機械加工による研磨キズ等の加工パターンが形成された金属物体をワークＷとして用いている。そのため、図５の（ａ）表面画像では紙面縦方向に加工パターンが見られる。当該表面画像に対して、加工パターンの延伸方向である紙面縦方向に縞模様を繰り返す投影パターンを投影し三次元計測を行った場合（本実施例）、三次元計測画像に示される通り、加工パターンに起因する多重反射が抑制され、計測誤差の発生を抑えることができている。
【００３９】
一方、図５の下段に列挙されるように、加工パターンの延伸方向と直交する方向である紙面横方向に縞模様を繰り返す投影パターンを投影して三次元計測を行った場合（比較例）、加工パターンに起因する多重反射が生じていることが分かる。多重反射が生じると、ワークＷの表面に凹凸が存在しない位置からパターン投影部２０から照射された照射光が反射し、撮像部１０に入射することとなる。そして、ワークＷの表面上の凹凸等が存在しない場所に高低差が生じる測定誤差となる。
【００４０】
以上、説明したように上記実施形態では、機械加工によって生じた加工パターンを含むワークＷの表面を撮像部１０が撮像して得られた表面画像から、パワースペクトル強度分布の直流成分を中心とする強度方向を算出し、強度方向と直交する方向に光強度が変化する縞パターンを形成し、ワークＷの表面に投影して位相シフト法等により表面形状を測定することで多重反射を抑制した３次元計測を行うことができる。すなわち、精度良く３次元形状を測定することができる。
【００４１】
なお、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。上記実施形態では、パワースペクトル強度分布の直流成分を中心とする強度方向を算出し、強度方向に直交する方向に光強度が変化する縞パターンを形成し、ワークＷの表面に縞パターンを投影したがこれに限られない。例えば、強度方向に直交する方向に縞パターンの光強度が変化するように、回転駆動制御部５２により保持部３０を回転移動させても良い。これにより、パターン投影部２０の解像度によらず縞パターンを投影することができ多重反射による測定誤差を抑制することができる。なお、パターン投影部２０に回転移動させる機構を設けても同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
また、上記実施形態では加工パターンの延伸方向を得るためワークＷの表面画像からパワースペクトル強度分布画像を取得しているがこれに限られるものではない。例えば、表面画像を二値化し、加工パターンを強調処理することで加工パターンの延伸方向を取得しても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では表面形状の算出方法として位相シフト法を用いたがこれに限られるものではなく、本発明は、例えば空間コード化法を用いる場合でも好適である。
【００４４】
また、本実施形態では１つの撮像部１０およびパターン投影部２０を用いたがこれに限られるものではない。例えば、ワークＷの上方に１つの撮像部１０を配置し、撮像部１０の光軸を対称にワークＷの上方に２つのパターン投影部２０を配置するようにしても良い。このような構成にすることで、ワークＷが凸形状であったとしてもワークＷの表面全体の撮像画像を取得でき、多重反射を抑制した３次元形状の測定を行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    ３次元計測装置
１０    撮像部
２０    パターン投影部
３０    保持部
４０    延伸方向取得部
４１    フーリエ変換部
４２    強度方向算出部
４３    パターン生成部
４４    表面形状算出部
５０    制御部
５１    鉛直駆動制御部
５２    回転駆動制御部
Ｗ    ワーク
【図１】
2019168408.tif 000003
【図２】
2019168408.tif 000004
【図３】
2019168408.tif 000005
【図４】
2019168408.tif 000006
【図５】
2019168408.tif 000007