(57)【要約】【課題】格子パターンの間隔が正確であり、格子パターンの輪郭のぼやけのばらつきが少なく、なおかつ歪みのない格子パターンを被計測体に投射可能であると共に、小型化が可能な光投射装置を提供する。【解決手段】被計測体Ｗの表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、該格子パターンの投射方向とは異なる方向から、該表面に投影された、該表面の形状に応じて変形した該格子パターン像を観測することで、該表面の三次元形状を計測する形状計測方法で用いられる、該格子パターンを投射する光投射装置Ａであって、光源６と、細長に形成され、支持部材４に支持されて、互いに間隔を開けて並べられると共に前記光源６から発せられた光の反射光ａが互いに平行となる角度に配設されることで、該反射光ａを前記格子パターンとして前記被計測体Ｗの表面に投射する複数の鏡２，２・・とを備える。【選択図】　　　　　図３
2004069404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測体の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、該格子パターンの投射方向とは異なる方向から、該表面に投影された、該表面の形状に応じて変形した該格子パターン像を観測することで、該表面の三次元形状を計測する形状計測方法で用いられる、該格子パターンを投射する光投射装置であって、
光源と、
細長に形成され、支持部材に支持されて、互いに間隔を開けて並べられると共に前記光源から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設されることで、該反射光を前記格子パターンとして前記被計測体の表面に投射する複数の鏡とを備えることを特徴とする光投射装置。
【請求項２】
前記複数の鏡は、前記被計測体側の長手縁部の並び方向が、前記光源から発せられる光の進行方向に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の光投射装置。
【請求項３】
前記複数の鏡は、前記光源から発せられる光の進行方向の間隔が等間隔に並べられていることで、前記反射光が互いに等間隔となるよう配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の光投射装置。
【請求項４】
前記被計測体または前記支持部材を、前記反射光に直交する方向に、該反射光間の間隔よりも短い距離移動可能な移動手段を備えることを特徴とする請求項３記載の光投射装置。
【請求項５】
前記光源は、前記複数の鏡の反射面の裏面側に配設され、
前記光源から発せられる光を前記複数の鏡の反射面側に導く導光手段を備えることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の光投射装置。
【請求項６】
前記複数の鏡が、前記被計測体の周囲を取り囲んで配設されていることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の光投射装置。
【請求項７】
被計測体の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、該格子パターンの投射方向とは異なる方向から、該表面に投影された、該表面の形状に応じて変形した該格子パターン像を観測することで、該表面の三次元形状を計測する形状計測方法で用いられる、該格子パターンを投射する光投射装置に用いられる、光投射用反射鏡であって、
細長に形成され、支持部材に支持されて、互いに間隔を開けて並べられると共に前記光源から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設されることで、該反射光を前記格子パターンとして前記被計測体の表面に投射する複数の鏡から成ることを特徴とする光投射用反射鏡。
【請求項８】
前記複数の鏡は、前記被計測体側の長手縁部の並び方向が、一方向であることを特徴とする請求項７記載の光投射用反射鏡。
【請求項９】
前記複数の鏡は、前記光源から発せられる光の下流側に位置する鏡ほど、前記被計測体側に突出して設けられ、各鏡の該光の上流側に隣接する鏡に対する該被計測体側への突出量は、該光の下流側に位置する鏡ほど大きいことを特徴とする請求項７記載の光投射用反射鏡。
【請求項１０】
前記複数の鏡は、前記光源から発せられる光の進行方向の間隔が等間隔に並べられていることで、前記反射光が互いに等間隔となるよう配設されていることを特徴とする請求項７、８または９記載の光投射用反射鏡。
【請求項１１】
前記複数の鏡の反射面の裏面側に配設された前記光源から発せられる光を、該複数の鏡の反射面側に導く導光手段を備えることを特徴とする請求項７、８、９または１０記載の光投射用反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被計測体の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、該格子パターンの投射方向とは異なる方向から、該表面に投影された、該表面の形状に応じて変形した該格子パターン像を観測することで、該表面の三次元形状を計測する形状計測方法で用いられる、該格子パターンを投射する光投射装置、およびその光投射装置に用いられる光投射用反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被計測体の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、その格子パターンの投射方向とは異なる方向から、その表面に投影された、その表面の形状に応じて変形したその格子パターン像を観測することで、その表面の三次元形状を計測する形状計測方法（いわゆる格子パターン投影法）に用いられる、従来の形状計測装置としては、特開平１１−８３４５４号公報に開示された３次元形状測定装置が挙げられる。
図１４に示す、特開平１１−８３４５４号の３次元形状測定装置においては、物体（被計測体）１１３の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射するために、ハロゲンランプなどの光源を有する投影部１１１と、投影部１１１と物体１１３との間に設けられる格子１１２とを備えた光投射装置を用いている。
【０００３】
特開平１１−８３４５４号に示されるように、従来の光投射装置は、ハロゲンランプ等の光源を有する投影部１１１と物体１１３との間に、複数のスリットを有する格子１１２を配することで、光源（投影部１１１）から発せられ、スリットの間を通った、互いに平行な複数の細長の光を、物体１１３の表面に投射している。
【０００４】
なお、従来の光投射装置としては、一般的には液晶パネルを内蔵したプロジェクタが用いられ、液晶パネルに格子パターンを表示させることで、格子パターンを投射している。即ち、投影部１１１と格子１１２とは一体に形成されている場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−８３４５４号の３次元形状測定装置で用いられている光投射装置においては、格子１１２を点光源を持つ投影部１１１により投影するため、投射される格子パターンは、光源（投影部１１１）から離れるに従って広がり、従って、投射される格子パターンの間隔および幅は、光源（投影部１１１）から離れるに従って広くなる。このため、物体１１３の表面の凹凸に従って、物体１１３の表面に投影される格子パターンの間隔および幅が異なってしまい、物体１１３の表面の形状の正確な計測が困難であるという課題がある。
【０００６】
また、格子１１２（または液晶による格子の画像）を投影するため、物体１１３の表面に、投射される格子パターンのピントを合わせる必要があるが、物体１１３の表面の凹凸に従って、ピントの合わない部分が生じてしまう。このため、物体１１３の表面上で、投射された格子パターンの輪郭がはっきり投影されない部分が生じ、物体１１３の表面の形状の正確な計測が困難であるという課題がある。
【０００７】
また、従来の光投射装置では、一般にレンズを介して光を投射するため、投射される映像の縁部付近には歪みが生じ、このため、投射される格子パターンが歪み、物体１１３の表面の形状の正確な計測が困難であるという課題がある。
【０００８】
また、上記課題は、光投射装置と物体１１３との距離を長くとることにより緩和することが可能であるが、光投射装置が広いスペースを必要とするという課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、従来の光投射装置に比較して、格子パターンの間隔が正確であり、格子パターンの輪郭のぼやけのばらつきが少なく、なおかつ歪みのない格子パターンを被計測体に投射可能であると共に、小型化が可能な光投射装置、およびそれに用いられる光投射用反射鏡を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光投射装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を備える。すなわち、被計測体の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、該格子パターンの投射方向とは異なる方向から、該表面に投影された、該表面の形状に応じて変形した該格子パターン像を観測することで、該表面の三次元形状を計測する形状計測方法で用いられる、該格子パターンを投射する光投射装置であって、光源と、細長に形成され、支持部材に支持されて、互いに間隔を開けて並べられると共に前記光源から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設されることで、該反射光を前記格子パターンとして前記被計測体の表面に投射する複数の鏡とを備えることを特徴とする。
これによれば、光源から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設された複数の細長の鏡を備え、その反射光によって複数の細長の光からなる格子パターンを投射する。従って、その細長の光のそれぞれは、鏡から離れても互いに同一の間隔を保ち、複数の鏡からの距離によって格子パターンの間隔が変化することがない。また、鏡の反射光によって格子パターンの光を形成するため、ピントを合わせる必要がなく、格子パターンの輪郭のぼやけのばらつきを抑えることができると共に、レンズによる格子パターンの歪みがない。さらに、複数の鏡と被計測体との距離を長くとる必要がないため、省スペースを図ることができる。
【００１１】
さらに、前記複数の鏡は、前記被計測体側の長手縁部の並び方向が、前記光源から発せられる光の進行方向に対して傾斜するように設けられていることを特徴とする。
これによれば、複数の鏡が、光源から発せられる光の進行方向に対して傾斜する一方向に並べて設けられるため、より省スペースを図ることができる。また、光源から発せられた光の進行方向と複数の鏡の前記長手縁部の並び方向との角度を調節することにより、格子パターンの幅を調節可能とすることができる。
【００１２】
また、前記複数の鏡は、前記光源から発せられる光の進行方向の間隔が等間隔に並べられていることで、前記反射光が互いに等間隔となるよう配設されていることを特徴とする。
これによれば、格子パターン投影法による形状測定に適した、等間隔の格子パターンを投射することができる。
【００１３】
さらに、前記被計測体または前記支持部材を、前記反射光に直交する方向に、該反射光間の間隔よりも短い距離移動可能な移動手段を備えることを特徴とする。
これによれば、被計測体の表面に投影された格子パターン像を観測した後、移動手段によって、前記反射光に直交する方向に、反射光の間隔よりも短い距離だけ前記被計測体または前記支持部材を移動させ、再び被計測体の表面に投影された格子パターン像を観測することにより、格子パターンの各反射光の間隔よりも短い分解能で、被計測体の表面の三次元形状を計測することができる。
【００１４】
また、前記光源は、前記複数の鏡の反射面の裏面側に配設され、前記光源から発せられる光を前記複数の鏡の反射面側に導く導光手段を備えることを特徴とする。
これによれば、光源が被計測体に対して複数の鏡の裏側に配設され、光源と鏡とをコンパクトに構成することができ、より省スペースを図ることができる。
【００１５】
さらに、前記複数の鏡が、前記被計測体の周囲を取り囲んで配設されていることを特徴とする。
これによれば、被計測体の全周面に連続した格子パターンを投射することができる。
【００１６】
また、本発明に係る光投射用反射鏡は、上記課題を解決するために、以下の構成を備える。すなわち、被計測体の表面に、互いに平行な複数の細長の光からなる格子パターンを投射し、該格子パターンの投射方向とは異なる方向から、該表面に投影された、該表面の形状に応じて変形した該格子パターン像を観測することで、該表面の三次元形状を計測する形状計測方法で用いられる、該格子パターンを投射する光投射装置に用いられる、光投射用反射鏡であって、細長に形成され、支持部材に支持されて、互いに間隔を開けて並べられると共に前記光源から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設されることで、該反射光を前記格子パターンとして前記被計測体の表面に投射する複数の鏡から成ることを特徴とする。
これによれば、光源から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設された複数の鏡を備え、その反射光によって複数の細長の光からなる格子パターンを投射する。従って、その細長の光のそれぞれは、鏡から離れても互いに同一の間隔を保ち、複数の鏡からの距離によって格子パターンの間隔が変化することがない。また、鏡の反射光によって格子パターンの光を形成するため、ピントを合わせる必要がなく、格子パターンの輪郭のぼやけのばらつきを抑えることができると共に、レンズによる格子パターンの歪みがない。さらに、複数の鏡と被計測体との距離を長くとる必要がないため、省スペースを図ることができる。
【００１７】
さらに、前記複数の鏡は、前記被計測体側の長手縁部の並び方向が、一方向であることを特徴とする。
これによれば、複数の鏡が一方向に並べて設けられるため、より省スペースを図ることができる。また、光源から発せられた光の進行方向と複数の鏡の前記長手縁部の並び方向との角度を調節することにより、格子パターンの幅を調節可能とすることができる。
【００１８】
さらに、前記複数の鏡は、前記光源から発せられる光の下流側に位置する鏡ほど、前記被計測体側に突出して設けられ、各鏡の該光の上流側に隣接する鏡に対する該被計測体側への突出量は、該光の下流側に位置する鏡ほど大きいことを特徴とする。
これによれば、前記光源から発せられた光を反射する反射部分の幅を均一にすることができ、被計測体に投射される格子パターンの幅を均一にすることができる。
【００１９】
さらに、前記複数の鏡は、前記光源から発せられる光の進行方向の間隔が等間隔に並べられていることで、前記反射光が互いに等間隔となるよう配設されていることを特徴とする。
これによれば、格子パターン投影法による形状測定に適した、等間隔の格子パターンを投射することができる。
【００２０】
さらに、前記複数の鏡の反射面の裏面側に配設された前記光源から発せられる光を、該複数の鏡の反射面側に導く導光手段を備えることを特徴とする。
これによれば、光源を被計測体に対して複数の鏡の裏側に配設することができ、光源と鏡とをコンパクトに構成することができ、より省スペースを図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光投射装置および光投射用反射鏡の好適な実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る光投射装置Ａの斜視図である。光投射装置Ａは、基台１０と、基台１０の中央部に設けられ、被計測体を載置可能な載置台１４と、載置台１４上に載置される被計測体を取り囲むように、基台１０の周縁部（四隅）に複数立設され、細長（縦長）の板状に形成された支持部材４，４・・に支持された複数の鏡２，２・・を具備する光投射用反射鏡Ｂ，Ｂ・・と、各光投射用反射鏡Ｂの、複数の鏡２，２・・の反射面の裏面側に配設され、箱状の不透明部材６ａ内に設けられた光源６（図１には図示せず）とを備える。
【００２２】
図１の光投射用反射鏡ＢのＸでの切り取り図を図２に示す。
光投射用反射鏡Ｂは、支持部材４の片面側に、互いに同形の細長の長方形状に形成された複数の鏡２，２・・が、互いに間隔をあけて、支持部材４の長手方向に並べれられて取り付けられて成る。支持部材４には、鏡２，２・・が取り付けられた片面側の両長手縁部に沿って、条突起４ａ，４ａが形成され、複数の鏡２，２・・の両端部は、条突起４ａの内側面に刻設された溝部に嵌め込まれて支持されている。複数の鏡２，２・・は、その反射面が斜め上方を向けられて取り付けられている。
支持部材４は、複数の鏡２，２・・を支持すると共に、不透明部材で構成されることで、複数の鏡２，２の間から光が通過するのを防ぐ。
【００２３】
図３は、光投射用反射鏡Ｂの鏡２，２・・に、不透明部材６ａ内の光源６から発せられた光を反射させて、載置台１４上の被計測体Ｗの表面に投射した状態を概念的に示す、光投射装置Ａの側断面説明図である。なお、鏡２，２・・は省略して数個のみ示す。
光源６は、複数の鏡２，２・・の反射面の裏面側、即ち支持部材４の鏡２，２・・が取り付けられた面の裏面側に配設される。光源６は、光投射用反射鏡Ｂの、鏡２，２・・の並び方向の一端側（下端側）に設けられ、光投射用反射鏡Ｂの他端側に向かって開口するスリット６ｂを有する不透明部材６ａ内に収められる。なお、光源６は、光を発するものであれば特に限定されないが、例えばハロゲンランプやキセノンランプを用いることができる。
【００２４】
光投射用反射鏡Ｂの前記他端側には、光源６から発せられ、スリット６ｂを通過した光を、複数の鏡２，２・・の反射面側に導く導光手段としての導光鏡８ａ，８ｂが設けられる。導光鏡８ａ，８ｂは、図１に示す様に、支持部材４の端部に取り付けられて支持される。
支持部材４の端部の、支持部材４の鏡２，２・・が取り付けられた面の裏面側に取り付けられた導光鏡８ａは、光源６から発せられた光を、反射して、支持部材の他面側にほぼ直角に曲げるように、支持部材４とほぼ４５度の角度をなして配設される。支持部材４の端部の、支持部材４の鏡２，２・・が取り付けられた面側の導光鏡８ｂは、導光鏡８ａによって曲げられた光を、複数の鏡２，２・・の全てに照射する角度に設定される。
【００２５】
図３に示す様に、複数の鏡２，２・・は、光源６から発せられ、導光鏡８ａ，８ｂによって複数の鏡２，２・・の反射面に導かれた光の反射光ａ，ａ・・が、互いに平行となる角度に設定される。
また、複数の鏡２，２・・は、図４に示す様に、被計測体Ｗ側の長手縁部２ａ，２ａ・・の並び方向が、光源６から発せられて複数の鏡２，２・・に照射される光の進行方向ｃに対して斜めの一方向ｂとなるよう配設される。言い換えると、複数の鏡２，２・・の長手縁部２ａ，２ａ・・の並び方向ｂは、光の進行方向ｃと平行とはならないよう配設される。また、鏡２，２・・は、各鏡２，２間の、光源６から発せられる光の進行方向の間隔が、等間隔となるよう配設される（本実施の形態では、鏡２，２・・は互いに同形かつ一方向に並べられているため、各鏡２，２間が等間隔とされる）ことで、互いに平行な反射光ａ，ａ・・の間隔が、等間隔となる。
【００２６】
また、載置台１４は、基台１０の中央部に設けられた凹部１０ａに嵌め込まれ、移動手段１２によって反射光ａ，ａ・・に直交する方向、即ち上下方向に移動可能に設けられる。
移動手段１２は、凹部１０ａ内に取り付けられた駆動手段としての、図示しないマイコン制御部によって駆動制御されるステッピングモータ１２ｂと、無端ベルト１２ｃと、一端側が凹部１０ａの底部に回転自在に軸支され、他端側に形成されたネジ部が載置台１４の連通孔の内壁に螺合するネジ棒１２ａ，１２ａ・・とを備える。ネジ棒１２ａ，１２ａ・・は、図１に示す様に、載置台１４の縁部（四隅）近傍に設けられた複数の連通孔のそれぞれに螺合して複数設けられる。無端ベルト１２ｃは、ステッピングモータ１２ｂの回転軸に固定されたプーリーと、ネジ棒１２ａ，１２ａ・・のそれぞれの同軸に固定された各プーリーとに掛け渡される。ステッピングモータ１２ｂが回転されることによって、無端ベルト１２ｃを介してネジ棒１２ａ，１２ａが回転され、ネジ棒１２ａ，１２ａ・・のネジ部に螺合した載置台１４が上下方向、即ち反射光ａ，ａ・・に直交する方向に移動する。ステッピングモータ１２ｂは、前記マイコン制御部によって回転角度が制御され、載置台１４の移動量を、格子パターンの各反射光ａ，ａ・・間の間隔よりも短いピッチで制御できる。
【００２７】
移動手段１２によって載置台１４を小さなピッチで移動できることで、被計測体Ｗの表面に投影された格子パターン像を観測した後、移動手段１２によって、反射光ａ，ａ・・に直交する方向（上方向または下方向）に、反射光ａ，ａ・・の間隔よりも短い距離だけ被計測体Ｗ材を移動させ、再び被計測体Ｗの表面に投影された格子パターン像を観測することにより、格子パターンの各反射光ａ，ａ・・の間隔よりも短い分解能で、被計測体Ｗの表面の三次元形状を計測することができる。
なお、移動手段は、支持部材４を反射光ａ，ａ・・に直交する方向に設けることで、被計測体Ｗの表面に対して格子パターンをずらすことができるように設けても良い。
【００２８】
図３に示すように、本実施の形態に係る光投射装置Ａによれば、光源６から発された光は、スリット６ｂを通り、導光鏡８ａ，８ｂに導かれて光投射用反射鏡Ｂに照射される。鏡２，２・・は、互いに同形、特に被計測体Ｗ側の長手縁部２ａが同形に形成され、光源６から発された光の進行方向に対して斜めの一方向に、互いに等間隔を開けて並べられていることから、前記光は各鏡２にほぼ均等に当たり、鏡２，２・・の反射光ａ，ａ・・は、互いに等しい間隔および幅で、かつ平行に、被計測体Ｗに投射される。これにより、複数の鏡２，２・・の反射光ａ，ａ・・が、格子パターンとして、被計測体Ｗの表面に投射される。
【００２９】
また、光投射用反射鏡Ｂは、図１に示す様に、被計測体Ｗを取り囲むことができるように複数配設されているため、被計測体Ｗの表面全周に連続した格子パターンを投影することができる。
なお、被計測体Ｗの表面全周に連続した格子パターンを投影するために、光投射用反射鏡Ｂの設置時に、光投射用反射鏡Ｂ同士の格子パターンの高さを合わせる調整が必要である。
【００３０】
被計測体Ｗの表面に投射された格子パターンは、図示しないＣＣＤカメラ等の撮像手段によって、反射光ａ，ａ・・の投射方向とは異なる方向から撮像される。格子パターンは、反射光ａ，ａ・・の投射方向とは異なる方向から撮像されることで、被計測体Ｗの表面形状に応じて変形して観測される。この変形して観測された格子パターンの映像を、図示しないコンピュータに構築された、格子パターン投影法による既知の画像解析プログラムによって解析することで、被計測体Ｗの表面の形状を計測することができる。
このように、本発明に係る光投射装置Ａおよび光投射用反射鏡Ｂは、格子パターン投影法による形状計測方法における、格子パターンを投射するための装置として使用することができる。
【００３１】
格子パターンを投射する際、光源６は箱状の不透明部材６ａ内に収められており、また、光源６は複数の鏡２，２・・の反射面の裏面側に配されると共に鏡２，２・・の間から光が通過するのを防ぐ不透明の支持部材４があることにより、光源６の光が直接に被計測体Ｗに当たってしまうことがなく、格子パターンのコントラストを強く保つことが可能となる。
なお、複数の鏡２，２・・の間から光が通過するのを防ぐための不透明部材（支持部材４）は、必ずしも支持部材４である必要はなく、支持部材４とは別部材に設けてもよい。また、この不透明部材（支持部材４）は必ずしも板状に限定されず、複数の鏡２，２・・の間の光の通過を防止できる形状であれば、どのような形状であっても良い。
また、光源６を複数の鏡２，２・・の裏面側に配して、導光鏡８ａ，８ｂによって光源６からの光を鏡２，２・・の反射面側に導く構成を採ることにより、光源６から発された光の経路の距離が長くなるため、複数の鏡２，２・・の反射光がよりシャープになる。
【００３２】
なお、鏡２，２・・および導光鏡８ａ，８ｂとしては、表面反射鏡を用いると、高い反射率を得られるため反射光のロスが少なく、またゴーストによる反射光の輪郭のぼやけを防ぐことができ、好適である。
【００３３】
また、格子パターンの幅（反射光ａの幅）を変化させたい場合には、図４に示す、光源６から発せられ鏡２，２・・に照射される光の進行方向ｃと複数の鏡２，２の並び方向ｂとがなす角度θを調整すればよい。図５は、図４に比較してθを大きくした例を示している。
例えば、角度θを、図４の角度から図５の角度に大きくなるよう変化させることにより、各鏡２，２・・の被計測体Ｗ側の長手縁部２ａ，２ａに当たる光の幅が広くなり、格子パターンの幅が広くなる。逆に、角度θを小さくすれば、格子パターンの幅を狭くすることができる。
なお、角度θを変化させることにより、各反射光ａ間の平行度が若干変化するため、角度θの調整は、被計測体Ｗの形状の計測に求められる精度を勘案して行うことが望ましい。
【００３４】
図１から図５に示した本実施の形態においては、鏡２，２・・および支持部材４の裏面側に配された光源６から発された光を、導光鏡８ａ，８ｂによって複数の鏡２，２・・に導く構成としたが、図６に示す様に、光源６から発された光を、直接複数の鏡２，２・・に照射する構成としてもよい。
【００３５】
なお、光源６が点光源である場合、図６に示す様に、複数の鏡２，２・・は一方向（直線状）に並べられているため、各鏡２に照射される光の幅は、各鏡２毎に異なることになる。従って、光源６から照射された光が各鏡２に当たる幅は、前記光の下流側に配置された鏡２ほど狭くなり、格子パターンの幅が不均等となる（図３に示した光投射用反射鏡Ｂにおいても同様の現象が発生するが、光源６と鏡２，２との間の光の経路が長いために、各鏡２，２・・への光の入射角度の差が小さくすんでいるのである）。
この格子パターンの幅の不均等を是正するためには、図７に示す様に、各鏡２，２・・の被計測体Ｗ側の長手縁部２ａ，２ａ・・を結ぶ曲面が、被計測体Ｗ側からみて凹曲面となるように、各鏡２を配設する。言い換えると、各鏡２の前記光の上流側に隣接する鏡２に対する被計測体Ｗ側への突出量が、前記光の下流側に位置する鏡２ほど大きくなるよう、各鏡２を配設すると良い。図７の鏡２，２・・を拡大した図８を用いて説明すると、鏡２Ｂの、照射される光の上流側に隣接する鏡２Ａに対する被計測体Ｗ側への突出量は、Ｘ１である。同様に、鏡２Ｃの、上流側に隣接する鏡２Ｂに対する突出量はＸ２である。同様に、鏡２Ｄの突出量はＸ３である。そして、上流側に隣接する鏡に対する突出量Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を、前記光の下流側に位置する鏡２ほど大きくなる（即ち、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３となるように）ように設定するのである。この突出量を適当に調節することにより、点光源である光源６から発せられる光の、各鏡２に照射される幅を均一にすることができ、各反射光の幅を均等にすることができる。
【００３６】
なお、光源６の光を導光して複数の鏡２，２・・の反射面に導く構成としては、図３の構成に限定されない。
例えば図９に示す様に、光源６を、支持部材４の長手方向中央部付近に設け、支持部材４の両端部に導光鏡８ａ，８ｂを設ける。そして、支持部材４の長手方向（複数の鏡２，２・・の並び方向）両端部に向けて開口する二つのスリット６ｂ，６ｂを通し、導光鏡８ａ，８ｂを介して、それぞれ鏡２，２・・の反射面側に光を導く。複数の鏡２，２・・は、その支持部材４の一端側の半数は、その一端側の導光鏡に８ａ，８ｂから照射される光を格子パターンに反射するよう角度が設定され、他端側の半数は、その他端側の導光鏡に８ａ，８ｂから照射される光を格子パターンに反射するよう角度が設定される。
【００３７】
また、図１０および図１１に示す様に、導光鏡９，９・・で光を導くことで、一つの光源６から複数の鏡２，２・・に光を照射するよう構成しても良い。
図１０においては、対向する二つの光投射用反射鏡Ｂ，Ｂに対し、その間に一つの光源６を設け、それぞれの光投射用反射鏡Ｂの端部に設けられた導光鏡９ａ，９ｂによって、複数の鏡２，２・・に光を照射するように設けている。
図１１においては、導光鏡９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆを適当な位置に配設することで、直交するよう設けられた光投射用反射鏡Ｂ，Ｂのそれぞれに、一つの光源６から光を供給している。この際、導光鏡９ｆに示す様に、鏡２，２・・の並び方向に平行に、鏡２，２・・の反射面側を通った光を、鏡２，２・・に向けて反射させて供給するよう設けることもできる。
【００３８】
なお、本発明においては、複数の鏡２，２・・は、光源６から発せられた光の反射光が互いに平行となる角度に配設されているものであるが、ここでいう平行とは必ずしも厳密な意味での平行でなくともよく、計測する対象や求められる精度等の都合に応じて、計測に適した角度に構成しても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３９】
また、被計測体Ｗに、より広範囲に格子パターンを投射したい場合には、図１２に示す様に、光投射用反射鏡Ｂの複数の鏡２，２・・を、斜円柱の一部の側面の等高線に沿う形状に形成および配置するとよい。あるいは、図１３に示す様に、複数の鏡２，２・・を、円錐の一部の側面の等高線に沿う形状に形成および配置するとよい。また、各鏡２の角度は、斜円柱または円錐の底面に垂直な方向から照射された光源６からの光を、その底面に平行な方向に反射する角度に設定する。複数の鏡２，２・・をこのように構成することで、鏡２，２に反射した反射光即ち格子パターンを、より広範囲に投射することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る光投射装置および光投射用反射鏡によれば、格子パターンの間隔が正確であり、格子パターンの輪郭のぼやけのばらつきが少なく、なおかつ歪みのない格子パターンを被計測体に投射可能であると共に、小型化が可能であるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光投射装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る光投射用反射鏡の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る光投射装置の側断面説明図である。
【図４】本発明に係る光投射装置の側断面説明図である。
【図５】本発明に係る光投射装置の格子パターンの幅を変更した状態を示す側断面説明図である。
【図６】本発明に係る光投射装置の別例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る光投射装置の別例であり、格子パターンの幅の不均等を是正した光投射装置を示す説明図である。
【図８】格子パターンの幅の不均等を是正した光投射用反射鏡を示す説明図である。
【図９】本発明に係る光投射装置の別例の側断面説明図である。
【図１０】本発明に係る光投射装置の別例の側面説明図である。
【図１１】本発明に係る光投射装置の別例の側面説明図である。
【図１２】本発明に係る光投射用反射鏡の別例の斜視図である。
【図１３】本発明に係る光投射用反射鏡の別例の斜視図である。
【図１４】従来の３次元形状測定装置を示す図である。
【符号の説明】
Ａ　光投射装置
Ｂ　光投射用反射鏡
２　鏡
２ａ　長手縁部
４　支持部材（不透明部材）
４ａ　条突起
６　光源
８ａ，８ｂ　導光鏡（導光手段）
１０　基台
１２　移動手段
１４　載置台
【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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