(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元形状の測定対象物を支持可能な支持面を有し、前記支持面に直交する軸線を中心に回転駆動されるテーブルと、
前記測定対象物に向かって光を投射することにより、前記測定対象物の表面の一部である測定対象箇所に対して前記光を照射可能に構成された投光部と、
前記測定対象物を撮像し、撮像された前記測定対象物の画像を表す画像データを出力可能な撮像部と、
前記投光部及び前記撮像部が配設され、前記テーブルの回転中心と同一の軸線を中心に前記テーブルの周囲を移動可能に構成された移動体と、
前記撮像部及び前記移動体に対する制御、及び前記画像データに基づくデータ処理を実行可能な処理部と
を備え、
前記処理部は、
前記撮像部によって前記測定対象物を撮像し、当該撮像に伴って前記撮像部から出力される前記画像データに基づき、前記投光部によって投射された前記光が照射された前記測定対象箇所を、前記画像データが表す前記画像中において検出し、検出された前記測定対象箇所の前記画像中での位置、前記テーブルと前記移動体と前記投光部と前記撮像部との相対位置、前記投光部の投光方向、及び前記撮像部の撮像方向に基づいて、前記測定対象箇所の三次元座標を算出する三次元座標算出処理と、
前記測定対象箇所の前記テーブルの回転中心からの半径ｒ、及び前記測定対象箇所の前記テーブルの回転中心からの半径が前記テーブルの回転に伴って変化するときの変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値に基づいて、十分な解像度が確保できているかどうかを判断する判断処理と、
前記判断処理によって、十分な解像度が確保できない状況にあると判断した場合には、前記移動体に対する前記テーブルの相対的な回転速度が低下するように、前記回転速度を決定する回転速度決定処理と、
前記移動体に対する前記テーブルの相対的な回転速度を、前記回転速度決定処理によって決定された回転速度となるように、前記移動体を移動又は静止させることにより調節し、その状態で一定時間が経過するたびに前記三次元座標算出処理を実行することにより、前記測定対象箇所の三次元形状を測定する測定処理と
を実行可能に構成されている
三次元形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元形状測定装置であって、
前記処理部は、
三次元形状の測定を開始する前に、複数通りの解像度の中から選択される一つの解像度を設定可能な解像度設定処理を実行可能に構成され、
前記テーブルの回転速度は、前記解像度設定処理において設定された前記一つの選択肢に応じた回転速度とされる
三次元形状測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元形状測定装置であって、
前記テーブルの前記支持面には、同心円によって前記テーブルの回転中心からの距離を表した目盛りが付されており、
前記目盛りを構成する複数の円と前記解像度設定処理において選択可能な複数通りの解像度とは、一対一で対応付けられていて、
前記解像度設定処理において利用者が複数通りの解像度の中から一つの解像度を選択する際には、前記支持面に直交する方向から見て、前記複数の円の中から、前記測定対象物が内周側に収まり、かつ最も径が小さい一つの円に対応付けられた解像度を選択することにより、前記測定対象物の径方向サイズに適した解像度を選択可能に構成されている
三次元形状測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の三次元形状測定装置であって、
前記半径ｒ及び前記変化率ｄｒ／ｄθの各値のうち、前記回転速度決定処理において利用される前記少なくとも一方の値は、あらかじめ設定された複数の数値範囲のいずれかに含まれる値を取るとともに、前記移動体に対する前記テーブルの相対的な回転速度として、前記複数の数値範囲それぞれに対応する値があらかじめ設定され、
前記回転速度決定処理では、前記移動体に対する前記テーブルの相対的な回転速度が、前記回転速度決定処理において利用される前記少なくとも一方の値に対応付けてあらかじめ設定された値に決定される
三次元形状測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の三次元形状測定装置であって、
前記処理部は、
前記測定処理による測定を実施する前に、前記測定処理よりも低い精度で前記測定対象物の形状を測定して、前記半径ｒ及び前記変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値を算出するプレスキャン処理
を実行可能に構成され、
前記回転速度決定処理では、前記プレスキャン処理において算出された前記半径ｒ及び前記変化率ｄｒ／ｄθのうちの少なくとも一方の値に基づいて、前記移動体に対する前記テーブルの相対的な回転速度を決定する
三次元形状測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の三次元形状測定装置であって、
前記プレスキャン処理では、前記測定対象物を挟んで前記支持面とは反対側となる位置から前記測定対象物を撮像して、撮像された画像中から前記測定対象物の輪郭線を抽出し、当該輪郭線上にある点を対象に、前記半径ｒ及び前記変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値を算出する
三次元形状測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の三次元形状測定装置であって、
前記撮像部は、撮像方向が前記テーブルの回転中心に対して直交する方向となる第一位置と、撮像方向が前記テーブルの回転中心に一致する方向となる第二位置との間を移動可能に構成され、
前記処理部は、前記三次元座標算出処理を実行する際には、前記撮像部を前記第一位置へと移動させて、前記第一位置から前記測定対象物を撮像し、前記プレスキャン処理を実行する際には、前記撮像部を前記第二位置へと移動させて、前記第二位置から前記測定対象物を撮像する
三次元形状測定装置。
【請求項８】
請求項５に記載の三次元形状測定装置であって、
前記測定対象物を撮像可能に構成されたプレスキャン用撮像部が、前記撮像部とは別に設けられており、
前記処理部は、前記プレスキャン処理を実行する際には、前記プレスキャン用撮像部によって前記測定対象物を撮像する
三次元形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物表面の三次元座標値を算出する三次元形状測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。下記特許文献１に記載された装置の場合、測定対象物はテーブル上に搭載され、投光器から測定対象物へスリット光が投射され、その測定対象物がカメラで撮像される。
【０００３】
測定対象箇所にはスリット光が照射されるため、撮像された画像中において輝度の高い箇所を抽出すると、画像中において測定対象箇所の位置を特定することができる。また、テーブル、投光器、及びカメラは既知の相対位置関係にあるため、画像中においてテーブルの回転中心がある位置も特定することができる。
【０００４】
したがって、画像中において測定対象箇所の位置とテーブルの回転中心の位置とのずれ量に基づき、三角測量の要領でテーブルの回転中心から測定対象物表面までの距離を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２７２９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された装置において、テーブルを一定の角速度で回転させながら三次元形状の計測を行う場合、測定対象物の表面にある測定対象箇所と回転中心との間の距離が大きくなるほど、測定対象箇所の移動速度はより高速になる。
【０００７】
そのため、測定対象箇所が回転中心から遠い位置にある場合には、測定対象箇所が回転中心に近い位置にある場合に比べ、先に撮像される測定対象箇所と次に撮像される測定対象箇所との間隔が大となる。したがって、測定対象箇所が回転中心からより遠い位置にある場合ほど測定対象箇所の密度が粗となり、解像度が低下する、という問題があった。
【０００８】
以上のような事情から、測定対象物の形状に起因して解像度が低下するのを抑制可能な三次元形状測定装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に説明する三次元形状測定装置は、三次元形状の測定対象物を支持可能な支持面を有し、支持面に直交する軸線を中心に回転駆動されるテーブルと、測定対象物に向かって光を投射することにより、測定対象物の表面の一部である測定対象箇所に対して光を照射可能に構成された投光部と、測定対象物を撮像し、撮像された測定対象物の画像を表す画像データを出力可能な撮像部と、投光部及び撮像部が配設され、テーブルの回転中心と同一の軸線を中心にテーブルの周囲を移動可能に構成された移動体と、撮像部及び移動体に対する制御、及び画像データに基づくデータ処理を実行可能な処理部とを備え、処理部は、撮像部によって測定対象物を撮像し、当該撮像に伴って撮像部から出力される画像データに基づき、投光部によって投射された光が照射された測定対象箇所を、画像データが表す画像中において検出し、検出された測定対象箇所の画像中での位置、テーブルと移動体
と投光部と撮像部との相対位置、投光部の投光方向、及び撮像部の撮像方向に基づいて、測定対象箇所の三次元座標を算出する三次元座標算出処理と、測定対象箇所のテーブルの回転中心からの半径ｒ、及び測定対象箇所のテーブルの回転中心からの半径がテーブルの回転に伴って変化するときの変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値に基づいて、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を決定する回転速度決定処理と、テーブルの回転速度に応じた相対速度で移動体を移動又は静止させることにより、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を、回転速度決定処理によって決定された回転速度となるように調節し、その状態で一定時間が経過するたびに三次元座標算出処理を実行することにより、測定対象箇所の三次元形状を測定する測定処理とを実行可能に構成されている。
【００１０】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、処理部は、回転速度決定処理を実行することにより、測定対象箇所のテーブルの回転中心からの半径ｒ、及び測定対象箇所のテーブルの回転中心からの半径がテーブルの回転に伴って変化するときの変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値に基づいて、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を決定する。
【００１１】
この回転速度決定処理では、半径ｒが大きい場合ほど、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度はより低速な回転速度に決定される。あるいは変化率ｄｒ／ｄθが大きい場合ほど、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度はより低速な回転速度に決定される。ただし、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を何段階に変更可能な構成とするかは任意なので、それに応じて具体的な決定手法も変わり得る。
【００１２】
例えば、上記回転速度を二段階に変更可能な場合であれば、半径ｒの大小判定用に一つのしきい値を用意し、半径ｒがしきい値を超えたら上記回転速度をより低速となる回転速度に決定すればよい。あるいは、変化率ｄｒ／ｄθの大小判定用に一つのしきい値を用意し、変化率ｄｒ／ｄθがしきい値を超えたら上記回転速度をより低速となる回転速度に決定すればよい。これら二つの判定については、両方を実行して、それら両方の論理和又は論理積を判定結果としてもよい。
【００１３】
また、上記回転速度をより多段階に変更可能な場合には、半径ｒの大小判定用に複数のしきい値を用意し、あるいは、変化率ｄｒ／ｄθの大小判定用に複数のしきい値を用意し、上記回転速度をどの段階まで低速にするかを決定すればよい。あるいは、複数のしきい値を用いる代わりに、半径ｒ又は変化率ｄｒ／ｄθに基づき、あらかじめ用意されたテーブルから半径ｒ又は変化率ｄｒ／ｄθに対応する回転速度を読み取り、その回転速度に決定してもよい。あるいは、半径ｒ又は変化率ｄｒ／ｄθに基づき、あらかじめ用意された数式による演算を行い、その演算結果となる回転速度に決定してもよい。
【００１４】
これらいずれの決定手法を採用するにしても、測定処理では、テーブルの回転速度に応じた相対速度で移動体を移動又は静止させることにより、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を、回転速度決定処理によって決定された回転速度となるように調節する。そして、その状態で一定時間が経過するたびに三次元座標算出処理を実行することにより、測定対象箇所の三次元形状を測定する。
【００１５】
したがって、上記半径ｒがある程度以上まで大きくなった場合、あるいは、上記変化率ｄｒ／ｄθがある程度以上まで大きくなった場合には、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度が低速になるので、より高解像度で測定が実行されるので、測定対象物の形状に起因して解像度が低下してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は第一実施形態の三次元形状測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は測定ユニットの概略構造を示す説明図である。
【図３】図３（Ａ）は測定対象箇所Ｐ１の三次元座標を測定している状態を示す説明図である。図３（Ｂ）は測定対象箇所Ｐ２の三次元座標を測定している状態を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）は測定対象箇所Ｐ３の三次元座標を測定している状態を示す説明図である。図４（Ｂ）は測定対象箇所Ｐ４の三次元座標を測定している状態を示す説明図である。
【図５】図５は第一実施形態で例示した処理を示すフローチャートである。
【図６】図６（Ａ）は第一実施形態で例示した速度調節テーブルの内容を示すグラフである。図６（Ｂ）は第一実施形態において別例として示した速度調節テーブルの内容を示すグラフである。
【図７】図７（Ａ）は測定対象箇所Ｐ５の三次元座標を測定している状態を示す説明図である。図７（Ｂ）は測定対象箇所Ｐ６の三次元座標を測定している状態を示す説明図である。
【図８】図８は第二実施形態で例示した処理を示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）は第二実施形態で例示した速度調節テーブルの内容を示すグラフである。図９（Ｂ）は第二実施形態において別例として示した速度調節テーブルの内容を示すグラフである。
【図１０】図１０は第三実施形態の三次元形状測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１はカメラ移送体の概略構造を示す説明図である。
【図１２】図１２は第三実施形態で例示した処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は第四実施形態の三次元形状測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は１ライン投光器及び１ライン受光器の概略構造を示す説明図である。
【図１５】図１５は第四実施形態で例示した処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、上述の三次元形状測定装置について、例示的な実施形態を挙げて説明する。
（１）第一実施形態
［三次元形状測定装置の構成］
まず、第一実施形態について説明する。図１に示すように、以下に説明する三次元形状測定装置１は、ＰＣ等の外部機器２に接続して使用される周辺機器である。この三次元形状測定装置１は、処理部１０、投光器１１、カメラ１２、入力部１３、表示部１４、通信部１５、テーブル用モータ１６、テーブル用動力伝達機構１７、及びテーブル１８などを備えている。
【００１８】
処理部１０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備え、投光器１１、カメラ１２、及びテーブル用モータ１６それぞれとＣＰＵとの間に介在するインターフェース回路等を有する。投光器１１、カメラ１２、及びテーブル用モータ１６は、それぞれが処理部１０によって制御されて作動する。また、カメラ１２によって撮像された画像の画像データは、カメラ１２から処理部１０へと伝送され、画像データに対するデータ処理や三次元座標値の算出処理が処理部１０において実行される。
【００１９】
投光器１１は、光の照射範囲が線状となるスリット光を投射可能に構成されている。投光器１１の投光方向は、スリット光がテーブル１８の回転中心に相当する軸線に対して照射されるような向きにされている。カメラ１２は、撮像方向をテーブル１８の回転中心に向けて配置されている。カメラ１２によって撮像された画像を表す画像データは処理部１０へと出力される。
【００２０】
入力部１３は、タッチパネルやプッシュスイッチ等によって構成され、利用者が三次元形状測定装置１に対する指令を入力する際に利用者によって操作される。表示部１４は、液晶ディスプレイ等によって構成され、三次元形状測定装置１に関する各種情報が表示される。通信部１５は、ＰＣ等の外部機器２と三次元形状測定装置１との間でデータ通信を行う際に利用される通信インターフェースである。
【００２１】
テーブル用モータ１６は、テーブル１８を回転駆動するための動力源である。本実施形態の場合、テーブル用モータ１６はステッピングモータである。テーブル用モータ１６を作動させると、その動力がテーブル用動力伝達機構１７を介してテーブル１８に伝達されて、テーブル１８が回転駆動される。
【００２２】
また、三次元形状測定装置１は、測定ユニット用モータ２１、測定ユニット用動力伝達機構２２、及び測定ユニット２３などを備えている。測定ユニット２３は、図２に示すように、テーブル１８の回転中心Ｒ０と同一位置に中心がある円環状の軌道２３Ａに沿って移動可能に構成されている。測定ユニット用モータ２１を作動させると、その動力が測定ユニット用動力伝達機構２２を介して測定ユニット２３に伝達されて、測定ユニット２３が軌道２３Ａに沿って移動する。上述の投光器１１及びカメラ１２は、測定ユニット２３に搭載され、測定ユニット２３が移動する際には、投光器１１及びカメラ１２が測定ユニット２３とともに移動する。
【００２３】
テーブル１８には、図３（Ａ），図３（Ｂ），図４（Ａ），及び図４（Ｂ）に示すように、測定対象物３１が搭載される。なお、ここで例示する測定対象物３１の具体的形状はあくまでも一例であり、測定対象物３１がどのような形状となるかは不定である。テーブル１８の支持面１８Ａには、同心円によってテーブル１８の回転中心Ｒ０からの距離を表した目盛り１９Ａ，１９Ｂが付されている。この目盛り１９Ａ，１９Ｂを参照すれば、テーブル１８の回転中心Ｒ０から測定対象物３１の表面までの距離（以下、この距離を半径ｒともいう。）が、目盛り１９Ａの内側に収まる程度に小さい、あるいは、目盛り１９Ｂの外側に達するほど大きい、といったことを、利用者が目視で確認することができる。
【００２４】
テーブル１８が回転駆動された際、測定対象物３１はテーブル１８とともに回転する。そのため、投光器１１から投射されるスリット光は、常にテーブル１８の回転中心Ｒ０に向かって投射されているものの、測定対象物３１の表面におけるスリット光の照射箇所（すなわち、測定対象箇所。）は、テーブル１８の回転に伴って変動する。
【００２５】
ここで、例えば、テーブル１８が図３（Ａ）に示す位置から角度θだけ回転して図３（Ｂ）に示す位置に至った場合、スリット光が照射される箇所は、測定対象箇所Ｐ１から測定対象箇所Ｐ２へと変動する。一方、テーブル１８が図４（Ａ）に示す位置から角度θだけ回転して図４（Ｂ）に示す位置に至った場合、スリット光が照射される箇所は、測定対象箇所Ｐ３から測定対象箇所Ｐ４へと変動する。
【００２６】
このように、テーブル１８の回転する角度が同一角度θであっても、半径ｒが相対的に大きい測定対象箇所Ｐ１，Ｐ２においては、Ｐ１−Ｐ２間の距離が長くなり、半径ｒが相対的に小さい測定対象箇所Ｐ３，Ｐ４においては、Ｐ３−Ｐ４間の距離が短くなる。そのため、Ｐ１−Ｐ２間とＰ３−Ｐ４間とで同数分の測定対象箇所について三次元座標を算出したとしても、Ｐ１−Ｐ２間の方がＰ３−Ｐ４間に比べて測定対象箇所の密度が粗となり、解像度が低下することになる。
【００２７】
そこで、本実施形態においては、測定対象箇所の半径ｒに基づいて、十分な解像度が確保できているかどうかを判断する。そして、十分な解像度が確保できない状況にあること
を検知した場合には、測定ユニット２３をテーブル１８の回転方向と同方向へ移動させることにより、投光器１１及びカメラ１２に対するテーブル１８の相対的な回転速度（以下、テーブル１８の相対回転速度ともいう。）を低下させて解像度の低下を抑制する。
【００２８】
［三次元形状測定装置において実行される処理］
次に、上述のようなテーブル１８の相対回転速度の調節を実現するため、三次元形状測定装置１において実行される処理について、図５に基づいて説明する。以下に説明する処理は、入力部１３において測定開始ボタンが押された際に、処理部１０によって実行される。
【００２９】
この処理を開始すると、処理部１０は、まず、利用者による解像度設定に応じて速度調節テーブルを選択する（Ｓ１０１）。本実施形態の場合、解像度設定は三つの選択肢（「高」、「中」、「低」）の中から利用者が任意に選ぶことができる。解像度設定のデフォルト値としては「中」が設定されており、この設定を入力部１３又は外部機器２における利用者操作に応じて変更することができる。
【００３０】
解像度設定は利用者が任意に選択できるが、測定対象物３１のサイズが大きい場合ほど解像度は低下しやすい傾向がある。したがって、テーブル１８の支持面１８Ａに付された目盛り１９Ａ，１９Ｂを参照することにより、測定対象物３１のサイズが目盛り１９Ａの内側に収まる程度に小さい場合には解像度設定を「低」にしてもよい、といった判断をすることができる。あるいは、測定対象物３１のサイズが目盛り１９Ｂの外側に達するほど大きい場合には解像度設定を「高」にすると好ましい、といった判断をすることができる。なお、このような目盛り１９Ａ，１９Ｂと測定対象物３１との位置関係により、解像度設定を行うことが好適であることを、外部機器２等を介して、利用者にガイダンスするように構成されていてもよい。ガイダンスに基づいて、利用者が、測定対象物３１のサイズ、形状に適した解像度を容易に設定することができる。
【００３１】
速度調節テーブルは、テーブル１８の相対回転速度ωを半径ｒに対応付けて記憶する対応表である。この速度調節テーブルには、横軸を半径ｒ、縦軸を相対回転速度ωとしてグラフ化すると、例えば図６（Ａ）に示すようなグラフとなる数値データが含まれている。
【００３２】
図６（Ａ）中に併記する三つのグラフは、それぞれが利用者による解像度設定の高・中・低に対応している。解像度設定が高・中の場合は、解像度設定が低の場合に比べ、半径ｒが同じでも相対回転速度ωが全体的に低速となるようなデータとされている。また、解像度設定が高の場合は、解像度設定が中の場合に比べ、半径ｒが同じでも相対回転速度ωが全体的に更に低速となるようなデータとされている。
【００３３】
また、上記三つのグラフは、いずれも半径ｒが大きくなる程、段階的に相対回転速度ωが低速になる。なお、図６（Ａ）では、半径ｒに応じて相対回転速度ωが七段階に変化する例を示してあるが、相対回転速度ωは半径ｒに応じて少なくとも二段階に変化すれば相応の効果を期待できる。すなわち、相対回転速度ωは上記七段階よりも少ない段階にしか変化しない構成であってもよく、逆により多段階ないしは無段階に変化する構成であってもよい。また、図６（Ａ）に示す速度調節テーブルの場合、半径ｒが一定量増える毎に相対回転速度ωが一定量ずつ減っているが、図６（Ｂ）に示す速度調節テーブルのように、半径ｒが一定量増えた場合の相対回転速度ωの減少量が半径ｒの大きさに応じて変動してもよい。
【００３４】
Ｓ１０１では、解像度設定の三つの選択肢それぞれに対応付けて処理部１０のＲＯＭに記憶されている三つの速度調節テーブルの中から、利用者による解像度設定に応じた一つの速度調節テーブルが選択される。以降の処理では、Ｓ１０１で選択された速度調節テー
ブルを参照して、半径ｒに対応する相対回転速度ωが決定される。
【００３５】
Ｓ１０１を終えると、処理部１０は、利用者による解像度設定に応じた速度でテーブル１８を順方向に回転する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３を実行する段階では、テーブル１８の絶対的な回転速度は解像度設定に応じた回転速度とされる。この時点で、測定ユニット２３は、まだ静止している状態にあるので、テーブル１８の相対回転速度は、テーブル１８の絶対的な回転速度に一致することになる。
【００３６】
続いて、処理部１０は、全周分のスキャンを完了したか否かを判断する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５において全周完了でない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理部１０は、次の測定対象箇所に対するスキャンを行う（Ｓ１０７）。Ｓ１０７では、測定対象物３１がカメラ１２で撮像され、処理部１０は、撮像された画像の画像データを取得する。測定対象箇所には投光器１１からスリット光が照射されているため、撮像された画像中において輝度の高い箇所を抽出すると、画像中において測定対象箇所の位置を特定することができる。この画像中で特定された測定対象箇所の位置とテーブル１８の回転中心がある位置とのずれ量は、測定対象箇所の半径ｒに応じたずれ量となる。そのため、このずれ量に基づいて三角測量の要領で半径ｒの大きさを算出することができ、測定対象箇所の三次元座標を算出することができる。
【００３７】
続いて、処理部１０は、半径ｒは適正な数値範囲内か否かを判断する（Ｓ１０９）。Ｓ１０９では、Ｓ１０７で算出された半径ｒが、Ｓ１０９を実行する時点で想定されている半径の下限値と上限値との間に収まっているか否かを判断する。ここでいう半径の下限値と上限値とは、例えば図６（Ａ）中で七段階に変化する各段階の下限値と上限値に相当する。例えば、Ｓ１０９を実行する時点において、図６（Ａ）中で上から四段階目の数値範囲を想定している場合、Ｓ１０７で算出された半径ｒが、その四段階目の数値範囲の下限値と上限値との間に収まっているか否かが判断される。
【００３８】
Ｓ１０９において半径ｒが適正な数値範囲内であった場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、テーブル１８の相対回転速度を変更する必要がないので、Ｓ１０５へと戻る。これにより、引き続き次点のスキャンが実行されることになる。Ｓ１０９において半径ｒが適正な数値範囲内ではなかった場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、処理部１０は、Ｓ１０９において否定判断された回数ｎをカウントする（Ｓ１１１）。Ｓ１１１では、Ｓ１０９における否定判断が連続する場合に回数ｎがカウントアップされる。なお、Ｓ１０９において肯定判断がなされた場合は、回数ｎがリセットされる。
【００３９】
続いて、処理部１０は、Ｓ１１１でカウントされる回数ｎが、あらかじめ定められた判定用基準値ｍ以上になったか否かを判断する（Ｓ１１３）。Ｓ１１３において、回数ｎが判定用基準値ｍ以上になっていなければ（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１０５へと戻る。これにより、引き続き次点のスキャンが実行されることになる。
【００４０】
Ｓ１１３で否定判断がなされた場合は、半径ｒが適正な数値範囲内にないので、その次点におけるテーブル１８の相対回転速度ωが速すぎるか遅すぎることを意味する。ただし、Ｓ１１３のような判断をすることにより、Ｓ１０９における否定判断がｍ回にわたって連続した場合にのみ、Ｓ１１５へと進む。これにより、Ｓ１０９において一度は否定判断がなされたものの、次にはＳ１０９において肯定判断がなされるような状況にある場合に、頻繁にＳ１１５へと進んでしまうのを抑制することができる。なお、判定用基準値ｍを２以上とすれば、上述の通り、頻繁にＳ１１５へと進むのを抑制できるが、頻繁にＳ１１５へと進んでもかまわない場合は、判定用基準値ｍを１にしてもよい。すなわち、Ｓ１１３において、判定用基準値ｍは１以上の整数であればよい。あるいは、判定用基準値ｍの設定値を利用者が任意に変更できるように構成してあってもよい。
【００４１】
一方、Ｓ１１３において、回数ｎが判定用基準値ｍ以上になっていれば（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、処理部１０は、測定ユニット２３の速度を決定する（Ｓ１１５）。Ｓ１１５では、Ｓ１０９で否定判断がなされた測定対象箇所について、それらの半径ｒの中から最大値を取得する。そして、その最大値となる半径ｒに対応する相対回転速度ωを速度調節テーブルから読み取る。本実施形態の場合、速度調節テーブルから読み取ったテーブル１８の相対回転速度ωは、テーブル１８の絶対的な回転速度から測定ユニット２３の移動速度を差し引いた値に相当する。したがって、測定ユニット２３の移動速度は、その時点で設定されているテーブル１８の絶対的な回転速度から、速度調節テーブルから読み取ったテーブル１８の相対回転速度ωを差し引くことによって算出、決定することができる。
【００４２】
なお、本実施形態の場合、速度調節テーブルには、上述のようにテーブル１８の相対回転速度ωを記憶させてあるため、上述のような演算によって測定ユニット２３の移動速度を算出することになる。ただし、速度調節テーブルには、測定ユニット２３の移動速度を半径ｒに対応付けて記憶させておいてもよく、この場合は、速度調節テーブルから直接的に測定ユニット２３の移動速度を読み取り、決定することができる。
【００４３】
続いて、処理部１０は、Ｓ１１５において決定した速度で測定ユニット２３を移動させるか停止させる（Ｓ１２１）。Ｓ１２１では、Ｓ１１５において決定した速度が「０（ゼロ）」であれば測定ユニット２３を停止させ、Ｓ１１５において決定した速度が正の値であれば、その速度で測定ユニット２３を移動させる。これにより、テーブル１８の相対回転速度ωが半径ｒに応じて最適化される。なお、Ｓ１２１を終えたらＳ１０５へと戻る。これにより、引き続き次点のスキャンが実行され、その際には、テーブル１８の相対回転速度ωが最適化されているので、解像度が適正化されることになる。
【００４４】
そして、以上のような処理を繰り返す中で、Ｓ１０５において全周分のスキャンを完了したと判断された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、図５に示す処理を終了する。
［効果］
以上説明した通り、上記三次元形状測定装置１によれば、処理部１０は、上記Ｓ１１５（本明細書でいう回転速度決定処理の一例に相当。）を実行することにより、測定対象箇所のテーブル１８の回転中心からの半径ｒに基づいて、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を決定する。そして、処理部１０は、上記Ｓ１１７，Ｓ１０７（本明細書でいう測定処理の一例に相当。）を実行する。
【００４５】
Ｓ１１７において、処理部１０は、テーブル１８の回転速度に応じた相対速度で測定ユニット２３を移動又は静止させ、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を、Ｓ１１５によって決定された回転速度となるように調節する。Ｓ１０７では、処理部１０は、一定時間が経過するたびに測定対象箇所の三次元形状を測定する。Ｓ１０７においては、以下のような処理（本明細書でいう三次元座標算出処理の一例に相当。）を実行する。
【００４６】
すなわち、処理部１０は、カメラ１２によって測定対象物３１を撮像し、当該撮像に伴ってカメラ１２から出力される画像データに基づき、投光器１１によって投射された光が照射された測定対象箇所を、画像データが表す画像中において検出する。そして、検出された測定対象箇所の画像中での位置、テーブル１８と測定ユニット２３と投光器１１とカメラ１２との相対位置、投光器１１の投光方向、及びカメラ１２の撮像方向に基づいて、三角測量の要領で測定対象箇所の三次元座標を算出する。
【００４７】
そのため、上記半径ｒがある程度以上まで大きくなった場合には、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度が低速になり、より高解像度で測定が実行される
。したがって、上記三次元形状測定装置１を利用すれば、測定対象物３１の形状に起因して解像度が低下してしまうのを抑制することができる。
【００４８】
また、本実施形態の場合、処理部１０は、Ｓ１０１，Ｓ１０３（本明細書でいう解像度設定処理の一例に相当。）を実行することにより、三次元形状の測定を開始する前に、複数通りの解像度の中から選択される一つの解像度を設定できる。そして、Ｓ１０７を実行する際、テーブル１８の回転速度は、Ｓ１０１，Ｓ１０３において設定された一つの選択肢に応じた回転速度とされる。したがって、利用者は、テーブル１８の回転速度を、任意に複数通りの解像度の中のいずれか対応する回転速度に設定することができる。
【００４９】
また、本実施形態の場合、Ｓ１０１において利用者が解像度を選択するには、テーブル１８の支持面１８Ａに設けられた目盛りを頼りにして、測定対象物３１の径方向サイズが考慮された解像度を容易に選択することができる。
【００５０】
また、本実施形態の場合、上述のような複数の数値範囲（七段階に変化する各数値範囲）それぞれに応じて測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度が設定される。したがって、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を、七段階に変更することができる。
【００５１】
（２）第二実施形態
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態は、第一実施形態で例示した構成の一部を変更しただけなので、第一実施形態との相違点を中心に詳述し、第一実施形態と同様な部分に関しては、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
［三次元形状測定装置において実行される処理］
第二実施形態においては、テーブル１８の相対回転速度の調節が必要か否かを判定する手法が第一実施形態とは相違する。具体的には、第一実施形態においては、測定対象物３１の半径ｒに基づいてテーブル１８の相対回転速度の調節が必要か否かを判定していた。これに対し、第二実施形態においては、測定対象物３１の半径変化率ｄｒ／ｄθに基づいてテーブル１８の相対回転速度の調節が必要か否かを判定する。
【００５３】
より詳しく説明すると、テーブル１８には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、測定対象物３１が搭載される。測定対象物３１の表面におけるスリット光の照射箇所（すなわち、測定対象箇所。）は、テーブル１８の回転に伴って変動する。
【００５４】
ここで、例えば、テーブル１８が図７（Ａ）に示す位置から角度θだけ回転して図７（Ｂ）に示す位置に至った場合、スリット光が照射される箇所は、測定対象箇所Ｐ５から測定対象箇所Ｐ６へと変動する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示した測定対象箇所Ｐ３と測定対象箇所Ｐ４の場合、半径ｒ（すなわち、回転中心Ｒ０から各箇所までの距離。）にはほぼ違いがなく、この場合はＰ３−Ｐ４間の距離が短くなる。一方、測定対象箇所Ｐ５と測定対象箇所Ｐ６とでは、半径ｒに大きな違いがあり、この場合はＰ５−Ｐ６間の距離が長くなる。そのため、Ｐ３−Ｐ４間とＰ５−Ｐ６間とで同数分の測定対象箇所について三次元座標を算出したとしても、Ｐ５−Ｐ６間の方がＰ３−Ｐ４間に比べて測定対象箇所の密度が粗となり、解像度が低下することになる。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、測定対象箇所の半径変化率ｄｒ／ｄθに基づいて、十分な解像度が確保できているかどうかを判断する。そして、十分な解像度が確保できない状況にあることを検知した場合には、測定ユニット２３をテーブル１８の回転方向と同方向へ移動させることにより、テーブル１８の相対回転速度（すなわち、投光器１１及びカメラ１２に対するテーブル１８の相対的な回転速度。）を低下させて解像度の低下を抑制
する。
【００５６】
［三次元形状測定装置において実行される処理］
次に、上述のようなテーブル１８の相対回転速度の調節を実現するため、三次元形状測定装置１において実行される処理について、図８に基づいて説明する。以下に説明する処理は、入力部１３において測定開始ボタンが押された際に、処理部１０によって実行される。
【００５７】
この処理のうち、Ｓ２０１からＳ２０７までの処理ステップは、第一実施形態において説明したＳ１０１からＳ１０７までの処理ステップとほぼ同等である。ただし、第三実施形態においては、速度調節テーブルが、半径変化率ｄｒ／ｄθに対応付けてテーブル１８の相対回転速度ωを記憶する対応表とされている。すなわち、この速度調節テーブルには、横軸を半径変化率ｄｒ／ｄθ、縦軸を相対回転速度ωとしてグラフ化すると、例えば図９（Ａ）に示すようなグラフとなる数値データが含まれている。
【００５８】
図９（Ａ）中に併記する三つのグラフは、それぞれが利用者による解像度設定の高・中・低に対応している。解像度設定が高・中の場合は、解像度設定が低の場合に比べ、半径変化率ｄｒ／ｄθが同じでも相対回転速度ωが全体的に低速となるようなデータとされている。また、解像度設定が高の場合は、解像度設定が中の場合に比べ、半径変化率ｄｒ／ｄθが同じでも相対回転速度ωが全体的に更に低速となるようなデータとされている。
【００５９】
また、上記三つのグラフは、いずれも半径変化率ｄｒ／ｄθが大きくなる程、段階的に相対回転速度ωが低速になる。なお、図９（Ａ）では、半径変化率ｄｒ／ｄθに応じて相対回転速度ωが七段階に変化する例を示してあるが、相対回転速度ωは半径変化率ｄｒ／ｄθに応じて少なくとも二段階に変化すれば相応の効果を期待できる。すなわち、相対回転速度ωは上記七段階よりも少ない段階にしか変化しない構成であってもよく、逆により多段階ないしは無段階に変化する構成であってもよい。また、図９（Ａ）に示す速度調節テーブルの場合、半径変化率ｄｒ／ｄθが一定量増える毎に相対回転速度ωが一定量ずつ減っているが、図９（Ｂ）に示す速度調節テーブルのように、半径変化率ｄｒ／ｄθが一定量増えた場合の相対回転速度ωの減少量が半径変化率ｄｒ／ｄθの大きさに応じて変動してもよい。
【００６０】
第一実施形態とほぼ同様にＳ２０１からＳ２０７までを実行した後、処理部１０は、半径変化率ｄｒ／ｄθは適正な数値範囲内か否かを判断する（Ｓ２０９）。Ｓ２０９では、Ｓ２０７で算出された半径変化率ｄｒ／ｄθが、Ｓ２０９を実行する時点で想定されている半径変化率の下限値と上限値との間に収まっているか否かを判断する。ここでいう半径変化率の下限値と上限値とは、例えば図９（Ａ）中で七段階に変化する各段階の下限値と上限値に相当する。例えば、Ｓ２０９を実行する時点において、図９（Ａ）中で上から四段階目の数値範囲を想定している場合、Ｓ２０７で算出された半径変化率ｄｒ／ｄθが、その四段階目の数値範囲の下限値と上限値との間に収まっているか否かが判断される。
【００６１】
Ｓ２０９において半径変化率ｄｒ／ｄθが適正な数値範囲内であった場合には（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、テーブル１８の相対回転速度を変更する必要がないので、Ｓ２０５へと戻る。これにより、引き続き次点のスキャンが実行されることになる。Ｓ２０９において半径変化率ｄｒ／ｄθが適正な数値範囲内ではなかった場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、処理部１０は、Ｓ２１１以降の処理ステップを順に実行する。なお、Ｓ２１１以降の処理ステップであるＳ２１１〜Ｓ２１７は、第一実施形態におけるＳ１１１〜Ｓ１１７とほぼ同様の処理ステップである。Ｓ２０５において全周分のスキャンを完了したと判断された場合には（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、図８に示す処理を終了する。
【００６２】
［効果］
以上説明した第二実施形態においても、第一実施形態において例示した三次元形状測定装置１とほぼ同様の作用、効果を奏する。したがって、上記半径変化率ｄｒ／ｄθがある程度以上まで大きくなった場合には、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度が低速になり、より高解像度で測定が実行される。したがって、上記三次元形状測定装置１を利用すれば、測定対象物３１の形状に起因して解像度が低下してしまうのを抑制することができる。
【００６３】
（３）第三実施形態
次に、第三実施形態について説明する。なお、第三実施形態においても、第一実施形態との相違点を中心に詳述し、第一実施形態と同様な部分に関しては、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
［三次元形状測定装置の構成］
図１０に示すように、以下に説明する三次元形状測定装置３は、ＰＣ等の外部機器２に接続して使用される周辺機器である。この三次元形状測定装置３は、処理部１０、投光器１１、カメラ１２、入力部１３、表示部１４、通信部１５、テーブル用モータ１６、テーブル用動力伝達機構１７、テーブル１８、測定ユニット用モータ２１、測定ユニット用動力伝達機構２２、及び測定ユニット２３などを備えている。これらの構成は、第一実施形態で例示した構成と同様のものである。
【００６５】
一方、第三実施形態において例示する三次元形状測定装置３は、第一実施形態において例示した三次元形状測定装置３とは相違する構成として、カメラ移送体用モータ２４、カメラ移送体用動力伝達機構２５、及びカメラ移送体２６などを備えている。カメラ移送体２６は、図１１に示すように、カメラ１２をテーブル１８の側方となる第一位置と、テーブル１８の真上となる第二位置との間で変位させる可動部材である。カメラ１２が第一位置にある場合、カメラ１２の撮像方向はテーブル１８の回転中心に対して直交する方向となる。カメラ１２が第二位置にある場合、カメラ１２の撮像方向はテーブル１８の回転中心に一致する方向となる。
【００６６】
カメラ移送体用モータ２４を作動させると、その動力がカメラ移送体用動力伝達機構２５を介してカメラ移送体２６に伝達されて、カメラ移送体２６が上記第一位置と第二位置との間で移動する。カメラ１２は、カメラ移送体２６に取り付けられ、カメラ移送体２６が移動する際には、カメラ１２がカメラ移送体２６とともに移動する。また、カメラ移送体用モータ２４、カメラ移送体用動力伝達機構２５、及びカメラ移送体２６は、投光器１１とともに測定ユニット２３に搭載され、測定ユニット２３が移動する際には、投光器１１、カメラ移送体用モータ２４、カメラ移送体用動力伝達機構２５、及びカメラ移送体２６が測定ユニット２３とともに移動する。
【００６７】
［三次元形状測定装置において実行される処理］
次に、三次元形状測定装置３において実行される処理について、図１２に基づいて説明する。以下に説明する処理は、入力部１３において測定開始ボタンが押された際に、処理部１０によって実行される。
【００６８】
この処理を開始すると、処理部１０は、まず、カメラ１２を第二位置へ移動させて（Ｓ３０１）、測定対象物３１の平面視画像を測定対象物３１の上方から撮像する（Ｓ３０３）。Ｓ３０３において撮像された画像を表す画像データは、カメラ１２から処理部１０へと伝送される。続いて、処理部１０は、カメラを第一位置へ移動させる（Ｓ３０５）。
【００６９】
次に、処理部１０は、Ｓ３０３において撮像された画像中から測定対象物３１の輪郭線
抽出し、輪郭線上にある複数の点を対象にして半径ｒ（すなわち、回転中心から輪郭線上にある各点までの距離。）を算出する（Ｓ３０７）。なお、Ｓ３０７において、輪郭線上にある複数の点は、輪郭線を所定回転角毎に分割する点とされ、その所定回転角は、利用者による解像度設定に応じて、より高解像度になるほど小さい角度となるようにあらかじめ設定されている。
【００７０】
続いて、処理部１０は、テーブル１８の回転角と測定対象物３１の半径ｒの対応表を作成し、処理部１０のメモリに記憶する（Ｓ３０９）。そして、利用者による解像度設定に応じて速度調節テーブルを選択する（Ｓ３１１）。Ｓ３１１は、第一実施形態におけるＳ１０１と同等な処理ステップなので、第三実施形態では詳細な説明を省略する。
【００７１】
Ｓ３１１を終えると、処理部１０は、Ｓ３０９においてメモリに記憶された対応表と、Ｓ３１１において選択された速度調節テーブルに基づき、測定ユニット２３の移動速度を決定し、測定ユニット２３を移動又は停止させる（Ｓ３１３）。Ｓ３１１では、対応表に記録された半径ｒに基づいて、その半径ｒに対応する相対回転速度ωを速度調節テーブルから読み取る。本実施形態の場合、速度調節テーブルから読み取ったテーブル１８の相対回転速度ωは、テーブル１８の絶対的な回転速度から測定ユニット２３の移動速度を差し引いた値に相当する。したがって、測定ユニット２３の移動速度は、その時点で設定されているテーブル１８の絶対的な回転速度から、速度調節テーブルから読み取ったテーブル１８の相対回転速度ωを差し引くことによって算出、決定することができる。
【００７２】
なお、本実施形態の場合、速度調節テーブルには、上述のようにテーブル１８の相対回転速度ωを記憶させてあるため、上述のような演算によって測定ユニット２３の移動速度を算出することになる。ただし、速度調節テーブルには、測定ユニット２３の移動速度を半径ｒに対応付けて記憶させておいてもよく、この場合は、速度調節テーブルから直接的に測定ユニット２３の移動速度を読み取り、決定することができる。
【００７３】
測定ユニット２３の移動速度が決定したら、その移動速度で測定ユニット２３を移動させるか停止させる。具体的には、Ｓ３１３において決定した速度が「０（ゼロ）」であれば測定ユニット２３を停止させ、Ｓ３１３において決定した速度が正の値であれば、その速度で測定ユニット２３を移動させる。これにより、テーブル１８の相対回転速度ωが半径ｒに応じて最適化される。
【００７４】
Ｓ３１３を終えたら、処理部１０は、次の測定対象箇所に対するスキャンを行う（Ｓ３１５）。Ｓ３１５では、測定対象物３１がカメラ１２で撮像され、処理部１０は、撮像された画像の画像データを取得する。測定対象箇所には投光器１１からスリット光が照射されているため、撮像された画像中において輝度の高い箇所を抽出すると、画像中において測定対象箇所の位置を特定することができる。この画像中で特定された測定対象箇所の位置とテーブル１８の回転中心がある位置とのずれ量は、測定対象箇所の半径ｒに応じたずれ量となる。そのため、このずれ量に基づいて三角測量の要領で半径ｒの大きさを算出することができ、測定対象箇所の三次元座標を算出することができる。Ｓ３１５を実行する際には、Ｓ３１３においてテーブル１８の相対回転速度ωが最適化されているので、適正な解像度でスキャンを実施することができる。
【００７５】
続いて、処理部１０は、全周分のスキャンを完了したか否かを判断する（Ｓ３１７）。Ｓ３１７において全周完了でない場合（Ｓ３１７：ＮＯ）、Ｓ３１３へ戻る。これにより、Ｓ３０７で事前に測定された半径ｒに応じて、測定ユニット２３の移動速度を調節しながら、引き続き次点のスキャンが実行されることになる。そして、Ｓ３１３〜Ｓ３１７を繰り返す中で、Ｓ３１７において全周分のスキャンを完了したと判断された場合には（Ｓ３１７：ＹＥＳ）、図１２に示す処理を終了する。
【００７６】
［効果］
以上説明した通り、上記三次元形状測定装置３によれば、処理部１０は、Ｓ３１３，Ｓ３１５（本明細書でいう測定処理の一例に相当。）による測定を実施する前に、Ｓ３０１〜Ｓ３０９（本明細書でいうプレスキャン処理の一例に相当。）を実行し、Ｓ３１３，Ｓ３１５よりも低い精度で測定対象物３１の形状を測定する。Ｓ３１３（本明細書でいう回転速度決定処理の一例に相当。）では、Ｓ３０７，Ｓ３０９において算出された半径ｒに基づいて、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を決定する。
【００７７】
そのため、事前に測定対象箇所の半径ｒを把握した上で、Ｓ３１５を実行することができる。したがって、Ｓ３１５での測定結果に基づいて半径ｒを把握する場合に比べ、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を早めのタイミングで低下させることもでき、これにより、測定精度を向上させることができる。
【００７８】
また、本実施形態の場合、Ｓ３０１〜Ｓ３０９では、測定対象物３１を挟んで支持面１８Ａとは反対側となる位置から測定対象物３１を撮像して、撮像された画像中から測定対象物３１の輪郭線を抽出し、当該輪郭線上にある点を対象に、半径ｒを算出する。したがって、測定対象物３１の側面を走査して形状を把握する場合に比べ、簡便な手法で半径ｒを大まかに把握することができる。
【００７９】
また、本実施形態の場合、カメラ１２が第一位置と第二位置との間を移動可能に構成され、処理部１０は、Ｓ３１５を実行する際には、カメラ１２を第一位置へと移動させて、第一位置から測定対象物３１を撮像し、Ｓ３０３を実行する際には、カメラ１２を第二位置へと移動させて、第二位置から測定対象物３１を撮像する。したがって、Ｓ３０３，Ｓ３１５を実行する際に、単一のカメラ１２を利用して各処理を実行することができる。
【００８０】
なお、第三実施形態においては、第一実施形態と同様に、測定対象箇所の半径ｒに応じて測定ユニット２３の移動速度を調節していたが、これに代えて、第二実施形態と同様に、測定対象箇所の半径変化率ｄｒ／ｄθに応じて測定ユニット２３の移動速度を調節してもよい。
【００８１】
（４）第四実施形態
次に、第四実施形態について説明する。なお、第四実施形態は、プレスキャンを行う点で、第三実施形態と類似する構成となっているので、第三実施形態との相違点を中心に詳述し、第三実施形態と同様な部分に関しては、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
［三次元形状測定装置の構成］
図１３に示すように、以下に説明する三次元形状測定装置４は、ＰＣ等の外部機器２に接続して使用される周辺機器である。この三次元形状測定装置４は、処理部１０、投光器１１、カメラ１２、入力部１３、表示部１４、通信部１５、テーブル用モータ１６、テーブル用動力伝達機構１７、テーブル１８、測定ユニット用モータ２１、測定ユニット用動力伝達機構２２、及び測定ユニット２３などを備えている。これらの構成は、第三実施形態で例示した構成（すなわち、第一実施形態で例示した構成。）と同様のものである。
【００８３】
一方、第四実施形態において例示する三次元形状測定装置４は、第三実施形態において例示した三次元形状測定装置４とは相違する構成として、１ライン発光器２７及び１ライン受光器２８などを備えている。１ライン発光器２７及び１ライン受光器２８は、図１４に示すように、測定対象物３１を挟んで互いに対向する位置に配置されている。
【００８４】
テーブル１８は、少なくとも上面が透明な部材で構成され、テーブル１８の内側に配設
された１ライン受光器２８によって、１ライン発光器２７から投射される光を受光可能となっている。なお、１ライン受光器２８は、テーブル１８の内側において、テーブル１８の回転を妨げない箇所に固定されている。そのため、テーブル１８が回転駆動された場合には、測定対象物３１がテーブル１８とともに回転するものの、１ライン受光器２８がテーブル１８に追従して変位することはない。
【００８５】
［三次元形状測定装置において実行される処理］
次に、三次元形状測定装置４において実行される処理について、図１５に基づいて説明する。以下に説明する処理は、入力部１３において測定開始ボタンが押された際に、処理部１０によって実行される。
【００８６】
この処理を開始すると、処理部１０は、まず、テーブル１８を回転させて（Ｓ４０１）、測定対象物３１の平面視画像（あるいは底面視画像。）を撮像する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３において撮像された画像を表す画像データは、１ライン受光器２８から処理部１０へと伝送される。ここでは、１ライン分の画像データが複数回にわたって伝送され、これにより、テーブル１８が一回転（すなわち、３６０度回転。）する間の画像データが伝送され、これらの画像データに基づき、処理部１０において平面視画像（あるいは底面視画像。）が構築される。
【００８７】
続いて、処理部１０は、テーブル１８を停止させ（Ｓ４０５）、以下は、Ｓ４０７〜Ｓ４１７の処理ステップを順に実行する。Ｓ４０７〜Ｓ４１７の処理ステップは、第三実施形態で説明したＳ３０７〜Ｓ３１７の処理ステップと同等な処理ステップなので、第四実施形態では詳細な説明を省略する。
【００８８】
［効果］
以上説明した通り、上記三次元形状測定装置４によれば、処理部１０は、Ｓ４１３，Ｓ４１５（本明細書でいう測定処理の一例に相当。）による測定を実施する前に、Ｓ４０１〜Ｓ４０９（本明細書でいうプレスキャン処理の一例に相当。）を実行し、Ｓ４１３，Ｓ４１５よりも低い精度で測定対象物３１の形状を測定する。Ｓ４１３（本明細書でいう回転速度決定処理の一例に相当。）では、Ｓ４０７，Ｓ４０９において算出された半径ｒに基づいて、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を決定する。
【００８９】
そのため、事前に測定対象箇所の半径ｒを把握した上で、Ｓ４１５を実行することができる。したがって、Ｓ４１５での測定結果に基づいて半径ｒを把握する場合に比べ、測定ユニット２３に対するテーブル１８の相対的な回転速度を早めのタイミングで低下させることもでき、これにより、測定精度を向上させることができる。
【００９０】
また、本実施形態の場合、三次元形状測定装置４は、測定対象物３１を撮像可能に構成された１ライン受光器２８が、カメラ１２とは別に設けられており、処理部１０は、Ｓ４０３を実行する際には、１ライン受光器２８によって測定対象物３１を撮像する。したがって、第三実施形態とは異なり、カメラ１２を移動させるための構成を設けなくても、１ライン受光器２８を利用してプレスキャンを実行することができる。
【００９１】
なお、第四実施形態においては、第一実施形態と同様に、測定対象箇所の半径ｒに応じて測定ユニット２３の移動速度を調節していたが、これに代えて、第二実施形態と同様に、測定対象箇所の半径変化率ｄｒ／ｄθに応じて測定ユニット２３の移動速度を調節してもよい。また、１ライン発光器２７及び１ライン受光器２８は、互いの位置が入れ替えられてもよい。
【００９２】
（５）補足
以上、三次元形状測定装置について、例示的な実施形態を挙げて説明したが、上述の実施形態は本発明の一態様として例示されるものに過ぎない。すなわち、本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な形態で実施することができる。
【００９３】
例えば、第一実施形態及び第二実施形態の説明から明らかなように、測定対象物３１の三次元形状を測定する際には、半径ｒが大きくなる箇所で解像度の低下を招きやすく、また、半径変化率ｄｒ／ｄθが大きくなる箇所で解像度の低下を招きやすい、と言える。したがって、これら双方の対策をしたい場合には、第一実施形態で開示した構成と第二実施形態で開示した構成の双方を併用してもよい。ただし、いずれか一方の構成を採用するだけでも、双方の構成をどちらも採用していない場合に比べれば、相応に解像度の低下を抑制できるので、双方の構成を併用することは必須ではない。
【００９４】
なお、以上説明した例示的な実施形態から明らかなように、本明細書で説明した三次元形状測定装置は、更に以下に挙げるような構成を備えていてもよい。
まず、本明細書で説明した三次元形状測定装置において、処理部は、三次元形状の測定を開始する前に、複数通りの解像度の中から選択される一つの解像度を設定可能な解像度設定処理を実行可能に構成され、テーブルの回転速度は、解像度設定処理において設定された一つの選択肢に応じた回転速度とされてもよい。
【００９５】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、テーブルの回転速度を、複数通りの解像度の中のいずれか対応する回転速度に設定することができる。
また、本明細書で説明した三次元形状測定装置において、テーブルの支持面には、同心円によってテーブルの回転中心からの距離を表した目盛りが付されており、目盛りを構成する複数の円と解像度設定処理において選択可能な複数通りの解像度とは、一対一で対応付けられていて、解像度設定処理において利用者が複数通りの解像度の中から一つの解像度を選択する際には、支持面に直交する方向から見て、複数の円の中から、測定対象物が内周側に収まり、かつ最も径が小さい一つの円に対応付けられた解像度を選択することにより、測定対象物の径方向サイズに適した解像度を選択可能に構成されていてもよい。
【００９６】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、利用者はテーブルの支持面に設けられた目盛りを頼りにして、測定対象物の径方向サイズが考慮された解像度を容易に選択することができる。
【００９７】
また、本明細書で説明した三次元形状測定装置において、半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθの各値のうち、回転速度決定処理において利用される少なくとも一方の値は、あらかじめ設定された複数の数値範囲のいずれかに含まれる値を取るとともに、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度として、複数の数値範囲それぞれに対応する値があらかじめ設定され、回転速度決定処理では、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度が、回転速度決定処理において利用される少なくとも一方の値に対応付けてあらかじめ設定された値に決定されてもよい。
【００９８】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、上述のような複数の数値範囲それぞれに応じて、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度が設定されるので、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を、数値範囲数と同数の段階に変更することができる。
【００９９】
また、本明細書で説明した三次元形状測定装置において、処理部は、測定処理による測定を実施する前に、測定処理よりも低い精度で測定対象物の形状を測定して、半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値を算出するプレスキャン処理を実行可能に
構成され、回転速度決定処理では、プレスキャン処理において算出された半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθのうちの少なくとも一方の値に基づいて、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を決定してもよい。
【０１００】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、プレスキャン処理によって半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθのうちの少なくとも一方の値を求め、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を決定する。そのため、事前に測定対象箇所の半径ｒないしは変化率ｄｒ／ｄθを把握した上で、測定処理を実行することができる。したがって、測定処理の結果に基づいて半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθを把握する場合に比べ、移動体に対するテーブルの相対的な回転速度を早めのタイミングで低下させることもでき、これにより、測定精度を向上させることができる。
【０１０１】
また、本明細書で説明した三次元形状測定装置において、プレスキャン処理では、測定対象物を挟んで支持面とは反対側となる位置から測定対象物を撮像して、撮像された画像中から測定対象物の輪郭線を抽出し、当該輪郭線上にある点を対象に、半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値を算出してもよい。
【０１０２】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、プレスキャン処理においては、上述のような位置から測定対象物を撮像して、測定対象物の輪郭線を抽出し、輪郭線上にある点を対象に半径ｒ及び変化率ｄｒ／ｄθのうち、少なくとも一方の値を算出する。したがって、測定対象物の側面を走査して形状を把握する場合に比べ、簡便な手法で半径ｒないしは変化率ｄｒ／ｄθの変化を大まかに把握することができる。
【０１０３】
また、本明細書で説明した三次元形状測定装置において、撮像部は、撮像方向がテーブルの回転中心に対して直交する方向となる第一位置と、撮像方向がテーブルの回転中心に一致する方向となる第二位置との間を移動可能に構成され、処理部は、三次元座標算出処理を実行する際には、撮像部を第一位置へと移動させて、第一位置から測定対象物を撮像し、プレスキャン処理を実行する際には、撮像部を第二位置へと移動させて、第二位置から測定対象物を撮像してもよい。
【０１０４】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、三次元座標算出処理及びプレスキャン処理それぞれを実行する際に、単一の撮像部を利用して各処理を実行することができる。
【０１０５】
また、本明細書で説明した三次元形状測定装置は、測定対象物を挟んで支持面とは反対側となる位置に配置され、当該位置から測定対象物を撮像可能に構成されたプレスキャン用撮像部が、撮像部とは別に設けられており、処理部は、プレスキャン処理を実行する際には、プレスキャン用撮像部によって測定対象物を撮像してもよい。
【０１０６】
このように構成された三次元形状測定装置によれば、プレスキャン用撮像部を利用してプレスキャン処理を実行することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１，３，４…三次元形状測定装置、２…外部機器、１０…処理部、１１…投光器、１２…カメラ、１３…入力部、１４…表示部、１５…通信部、１６…テーブル用モータ、１７…テーブル用動力伝達機構、１８…テーブル、１８Ａ…支持面、１９Ａ，１９Ｂ…目盛り、２１…測定ユニット用モータ、２２…測定ユニット用動力伝達機構、２３…測定ユニット、２３Ａ…軌道、２４…カメラ移送体用モータ、２５…カメラ移送体用動力伝達機構、２６…カメラ移送体、２７…ライン発光器、２８…ライン受光器、３１…測定対象物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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