(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射され対象点で反射された光を結像する第１および第２の光学系モジュールと、
前記第１および第２の光学系モジュールのそれぞれの結像面上の任意の位置の微小領域の波面をピックアップする第１および第２の波面抽出光学系モジュールと、
前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールがピックアップした光を重ね合わせる波面重畳モジュールと、
前記波面重畳モジュールが重ね合わせた光を受光する重畳波面受光モジュールと、
前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールの少なくとも一方と前記波面重畳モジュールの間の光路長を変更する光路長変更モジュールと、
前記第１の光学系モジュールの結像面上で前記第１の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している第１の画像点の位置と、前記第２の光学系モジュールの結像面上で前記第２の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している第２の画像点の位置を用いて、画像点に対応する対象点から前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールそれぞれまでの光路長を求め、対象点から前記波面重畳モジュールまでのそれぞれの光路長が同じになるように前記光路長変更モジュールで光路長を調整し、調整した光路長に対して光路長を変更させ、その変更による前記重畳波面受光モジュールで受光された光の強度の変化によって干渉が生じていると判定された前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールの位置座標から、前記対象点の三次元座標を算出する対象点座標計算モジュールと、
を備えることを特徴とする三次元座標計測装置。
【請求項２】
前記対象点座標計算モジュールは、前記光路長の変更に対して光強度変化量測定モジュールで重ね合わせた光強度の変化量を測定、記録し、この記録動作を前記第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線上の全ての画像点について行い、記録した変化量の内最大の変化量に対応する第１、第２の画像点の位置から、前記対象点の三次元座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の三次元座標計測装置。
【請求項３】
前記対象点座標計算モジュールは、前記光路長の変更に対して光強度変化量測定モジュールが測定した変化量が急激に変化するときの変化率と、その変化率を測定した際の画素点の位置を記録し、この記録動作を前記第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線上の全ての画像点について行い、記録した変化率に基づいて干渉が生じていると判定された第１、第２の画像点の位置から、前記対象点の三次元座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の三次元座標計測装置。
【請求項４】
前記対象点の三次元座標の算出を、前記第１の光学系モジュールの結像面内の所望の範囲において行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元座標計測装置。
【請求項５】
第１および第２の光学系モジュールが、光源から出射され対象点で反射された光を結像し、
第１および第２の波面抽出光学系モジュールが、前記第１および第２の光学系モジュールのそれぞれの結像面上の任意の位置の微小領域の波面をピックアップし、
波面重畳モジュールが、前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールがピックアップした光を重ね合わせ、
重畳波面受光モジュールが、前記波面重畳モジュールが重ね合わせた光を受光し、
光路長変更モジュールが、前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールの少なくとも一方と前記波面重畳モジュールの間の光路長を変更し、
対象点座標計算モジュールが、前記第１の光学系モジュールの結像面上で前記第１の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している第１の画像点の位置と、前記第２の光学系モジュールの結像面上で前記第２の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している第２の画像点の位置を用いて、画像点に対応する対象点から前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールそれぞれまでの光路長を求め、対象点から前記波面重畳モジュールまでのそれぞれの光路長が同じになるように前記光路長変更モジュールで光路長を調整し、調整した光路長に対して光路長を変更させ、その変更による前記重畳波面受光モジュールで受光された光の強度の変化によって干渉が生じていると判定された前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールの位置座標から、前記対象点の三次元座標を算出する
ことを特徴とする三次元座標計測方法。
【請求項６】
前記対象点座標計算モジュールは、前記光路長の変更に対して光強度変化量測定モジュールで重ね合わせた光強度の変化量を測定、記録し、この記録動作を前記第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線上の全ての画像点について行い、記録した変化量の内最大の変化量に対応する第１、第２の画像点の位置から、前記対象点の三次元座標を算出することを特徴とする請求項５に記載の三次元座標計測方法。
【請求項７】
前記対象点座標計算モジュールは、前記光路長の変更に対して光強度変化量測定モジュールが測定した変化量が急激に変化するときの変化率と、その変化率を測定した際の画素点の位置を記録し、この記録動作を前記第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線上の全ての画像点について行い、記録した変化率に基づいて干渉が生じていると判定された第１、第２の画像点の位置から、前記対象点の三次元座標を算出することを特徴とする請求項５に記載の三次元座標計測方法。
【請求項８】
前記対象点の三次元座標の算出を、前記第１の光学系モジュールの結像面内の所望の範囲において行うことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の三次元座標計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で三次元座標を計測する三次元座標計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の三次元座標計測装置について、以下に説明する。（たとえば、非特許文献１）
図１は従来の三次元座標計測装置の構成図を示すものである。１０１は光源、１０２は三次元座標を測定したい対象点Ｍである。１０３、１０４は対象点Ｍを結像するための外界結像光学系モジュール１、２であり、１０５、１０６はそれぞれの外界結像光学系モジュールのレンズ中心Ｃ１、Ｃ２である。１０７、１０８は外界結像光学系モジュール１、２の結像面に配置した２次元受光素子１、２であり、１１１、１１２は２次元受光素子１、２上のエピポールｅＣ１、ｅＣ２であり、１１３、１１４は２次元受光素子１、２上のエピポーラ線１、２であり、１１５、１１６は対象点Ｍの結像した該２次元受光素子１、２上の画像点ｍＣ１、ｍＣ２である。１２２は画像点ｍＣ１、ｍＣ２付近の画像の類似度を計算する類似度計算モジュール、１２５は類似度を計算した画像点ｍＣ１の位置と、その位置に対する１１４のエピポーラ線２上の画像点ｍＣ２の位置と、類似度を記録する類似度記録モジュール、１２６は１２５で記録した類似度で最も類似性の高いものを判定して、そのときの画像点ｍＣ１の位置と画像点ｍＣ２の位置を選択する類似度判定モジュール、１２７は１２６で選択した画像点ｍＣ１の位置と画像点ｍＣ２の位置からエピポーラ幾何によって１０２の対象点Ｍの三次元座標を算出する対象点座標計算モジュール、である。
【０００３】
１０１の光源から発した光は１０２の対象点Ｍで反射し、１０３の外界結像光学系モジュール１を通して１０７の２次元受光素子１上の１１５の画像点ｍＣ１に結像する。同様に、１０２の対象点Ｍで反射した光は、１０４の外界結像光学系モジュール２を通して１０８の２次元受光素子２上の１１６の画像点ｍＣ２に結像する。
【０００４】
このとき、次の動作を行う。
１）１１５の画像点ｍＣ１の周りの小領域の画像と、それに対応する１１４のエピポーラ線２上の点である１１６の画像点ｍＣ２の候補点の周りの小領域の画像の類似度を１２２の類似度計算モジュールで計算する。
２）次に、類似度を計算した１１５の画像点ｍＣ１と、１１６の画像点ｍＣ２の候補と、上記１）で計算した類似度を、１２５の類似度記録モジュールに記録する。
３）１１４のエピポーラ線２上、または、それに近い１０８の２次元受光素子２の画素全てについて、上記１）２）を行う。
４）１２６の類似度判定モジュールでは、上記３）で記録した１１６の画像点ｍＣ２の候補から、類似度が最も良いものを、１１６の画像点ｍＣ２として採用する。
５）１２７の対象点座標計算モジュールでは、そのときの１１５の画像点ｍＣ１と１１６の画像点ｍＣ２からエピポーラ幾何により１０２の対象点Ｍの座標を算出する。
６）上記１）〜５）を、１１５の画像点ｍＣ１について、１０７の２次元受光素子１上の所望の画素について行う。
【０００５】
【非特許文献１】Masatoshi Okutomi, Takeo Kanade,“A Multiple-Baseline Stereo”, IEEE Transactionson on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.15, No.4, pp.353-363, Aplil 1993
【非特許文献２】Roger Y Tsai,“A VerSatile Camera Calibration Technique for High-Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off-the-Shelf TVCameras and Lenses”, IEEE Journal of Robotics and Automation, Vol. RA-3, No.4, pp.323-344, 1987
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来方法では、対象点Ｍの三次元座標を採用するために、画像点ｍＣ１の周りの小領域の画像とエピポーラ線２上の画像点ｍＣ２の周りの小領域の画像の類似度を用いているが、もし、複数の画像点ｍＣ２においてその周りの画像が同じような画像であれば、複数の同じような類似度となり、画像点ｍＣ２の候補のうち誤ったものを選ぶ確率が高く、したがってその結果から計算される対象点Ｍの三次元座標は誤ったものとなる確率が高い、という欠点がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像点ｍＣ２を精度よく求め、その結果、対象点Ｍの三次元座標を精度よく求める、三次元座標計測装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０００９】
本発明の三次元座標計測装置は、光源から出射され対象点で反射された光を結像する第１および第２の光学系モジュールと、前記第１および第２の光学系モジュールのそれぞれの結像面上の任意の位置の微小領域の波面をピックアップする第１および第２の波面抽出光学系モジュールと、前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールがピックアップした光を重ね合わせる波面重畳モジュールと、前記波面重畳モジュールが重ね合わせた光を受光する重畳波面受光モジュールと、前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールの少なくとも一方と前記波面重畳モジュールの間の光路長を変更する光路長変更モジュールと、前記第１の光学系モジュールの結像面上で前記第１の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している第１の画像点の位置と、前記第２の光学系モジュールの結像面上で前記第２の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している第２の画像点の位置を用いて、画像点に対応する対象点から前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールそれぞれまでの光路長を求め、対象点から前記波面重畳モジュールまでのそれぞれの光路長が同じになるように前記光路長変更モジュールで光路長を調整し、調整した光路長に対して光路長を変更させ、その変更による前記重畳波面受光モジュールで受光された光の強度の変化によって干渉が生じていると判定された前記第１および第２の波面抽出光学系モジュールの位置座標から、前記対象点の三次元座標を算出する対象点座標計算モジュールと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記対象点座標計算モジュールは、前記光路長の変更に対して光強度変化量測定モジュールで重ね合わせた光強度の変化量を測定、記録し、この記録動作を前記第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線上の全ての画像点について行い、記録した変化量の内最大の変化量に対応する第１、第２の画像点の位置から、前記対象点の三次元座標を算出することを特徴とする。
【００１１】
以下、本発明の理解を助けるために、より具体的に説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
三次元座標計測装置は、コヒーレント長が短い光を出射する１つの光源から出射され、測定したい物体の対象点Ｍで反射された反射光を結像する第１の光学系モジュールと第２の光学系モジュールと、前記第１の光学系モジュールで結像する結像面における任意の微小領域の中心を画像点ｍＣ１とした場合に、その画像点ｍＣ１の周りの小領域の波面を取り出す第１の波面抽出光学系モジュールと、前記第２の光学系モジュールで結像する結像面における任意の微小領域の中心を画像点ｍＣ２とした場合に、その画像点ｍＣ２の周りの小領域波面を取り出す第２の波面抽出光学系モジュールと、所望の画像点ｍＣ１に前記第１の波面抽出光学系モジュールの波面を取り出す部分を移動する第１の波面抽出光学系位置決めモジュールと、所望の画像点ｍＣ２に前記第２の波面抽出光学系モジュールの波面を取り出す部分を移動する第２の波面抽出光学系位置決めモジュールと、前記第１の波面抽出光学系モジュールで取り出された光が通過する光路の光路長を変化させる光路長変更モジュールと、前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールから取り出した２つの波面を重ねる波面重畳モジュールと、前記波面重畳モジュールから出射した重ね像を受光する重畳波面受光モジュールと、前記光路長変更モジュールで光路長を変えながら前記重畳波面受光モジュールで受光する光の強度の変化量を測定する光強度変化量測定モジュールと、前記光強度変化量測定モジュールで測定した変化量と、そのときの前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールの位置座標を記録する光強度変化量記録モジュールと、前記光強度変化量記録モジュールで記録された変化量が最大となる前記第１、第２の波面抽出光学系の位置座標を選択する変化量判定モジュールと、前記変化量判定モジュールで選択された前記第１、第２の波面抽出光学系の位置座標からエピポーラ幾何により前記対象点の三次元座標を算出する対象点座標計算モジュールと、を備える。なお、前記光路長変更モジュールは前記第２の波面抽出光学系モジュールで取り出された光が通過する光路の光路長を変更させてもよく、また、２つの光路長変更モジュールを用いて前記第１の波面抽出光学系モジュールおよび第２の波面抽出光学系モジュールで取り出された光が通過する光路の光路長を変更させてもよい。
【００１３】
三次元座標計測装置は次のように動作する。前記第１の光学系モジュールの結像面上を前記第１の波面抽出光学系モジュールがスキャンするように、前記第１の波面抽出光学系位置決めモジュールを動作させ、前記第１の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している画像点ｍＣ１の位置ごとに、前記第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線上を前記第２の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している画像点ｍＣ２がスキャンするように、前記第２の波面抽出光学系位置決めモジュールを動作させる。前記第１の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している画像点ｍＣ１と第２の波面抽出光学系モジュールが波面を抽出している画像点ｍＣ２の各位置を用いて、画像点ｍＣ１、ｍＣ２に対応する測定対象の対象点Ｍから前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールそれぞれまでの光路長をエピポーラ幾何によって求め、対象点Ｍから前記重畳波面受光モジュールまでのそれぞれの光路長が同じになるように、前記光路長変更モジュールで前記第１の波面抽出光学系モジュールで抽出した光の光路長を調整する。前記波面重畳モジュールで、前記光路長変更モジュールから出力された光と、前記第２の波面抽出光学系モジュール２から出力された光を重ね合わせ、前記重畳波面受光モジュールで重ね合わせた光を受光し、前記光路長変更モジュールを通る光路長を、上記で調整した光路長に対して、コヒーレント長の数倍程度、長短の両方向に変動させ、その変動に対して、前記光強度変化測定モジュールで光路長変化に対する重ね合わせた光強度の変化量を測定する。前記光強度変化測定モジュールで観測した、光路長に対する重ね合わせた光強度の変化量と、その変化量を測定した際の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置を、前記光強度変化量記録モジュールで記録し、この記録動作を画像点ｍＣ２のエピポーラ線上について全て行い、前記光強度変化量記録モジュールで記録する。記録した変化量のうち大きいもの、好適には最大となるものの判定、および、その場合の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置の選択を前記変化量判定モジュールで行い、その選択した画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置から対象点Ｍの三次元座標を前記対象点座標計算モジュールで算出する。前記対象点Ｍの三次元座標の算出を、前記第１の光学系モジュールの結像面内の所望の範囲において全て行う。なお、前記光強度変化量記録モジュールで光強度の変化量を記録する代わりに、前記光路長変更モジュールで光路長を徐々に変更していき前記光強度変化測定モジュールが測定した変化量が急激に変化するときの変化率と、その変化率を測定した際の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置を、前記光強度変化量記録モジュールで記録し、記録した変化率に基づいて画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置の選択を前記変化量判定モジュールで行うようにしてもよい。結局、前記変化量判定モジュールは、記録した変化量またはその変化率等により干渉が生じていることを判定し、その場合の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置の選択を行うものであればよい。
【００１４】
前記の「第２の光学系モジュールの結像面上のエピポーラ線」は、前記第１の波面抽出光学系位置決めモジュールが規定する２次元座標系における画像点ｍＣ１の座標を
ｍＣ１＝（ｕＣ１，ｖＣ１）Ｔ                    （式１−１）
とし、前記第２の波面抽出光学系位置決めモジュールが規定する２次元座標系における画像点ｍＣ２の座標を
ｍＣ２＝（ｕＣ２，ｖＣ２）Ｔ                    （式１−２）
とし、前記第１、第２の波面抽出光学系位置決めモジュールのそれぞれが規定する２次元座標系によって決められるFundamental行列をＦとしたとき、
ｍＣ１ＴＦｍＣ２＝０                            （式１−３）
で表される。ただし、ｍＴはｍの転置を表す。
【００１５】
前記の「画像点ｍＣ１、ｍＣ２に対応する測定対象の対象点Ｍから前記第１、第２の波面抽出光学系モジュールそれぞれまでの光路長」については、測定している物体上の点の世界座標系の三次元座標をＸＷＭとし、画像点ｍＣ１の世界座標系の三次元座標をＸＷＭＣ１とし、画像点ｍＣ２の世界座標系の三次元座標をＸＷＭＣ２としたとき、当該光路長の差ｄＷＭＣ１，２は
ｄＷＭＣ１，２＝｜ＸＷＭ−ＸＷＭＣ１｜−｜ＸＷＭ−ＸＷＭＣ２｜    （式１−４）
である。ただし、｜Ｘ｜はベクトルＸのサイズであり、ベクトルＸの各要素の２乗の和の平方根を示す。
【００１６】
本発明にあたっては、背景技術に記載の１１６の画像点ｍＣ２にあたる本発明の画像点ｍＣ２の選出方法として、第１、第２の波面抽出光学系モジュールで抽出した光を、光路長変更モジュールで同じ光路長になるように調整して重畳し、干渉が生じるかどうかで画像点ｍＣ２の位置を選択しているため、従来技術のようにエピポーラ線２上の複数の点において、周りに同じような模様が存在するような場合があっても、画像点ｍＣ２の位置の選択の誤りは生ぜず、正確に画像点ｍＣ２の位置を選択できる利点がある。
【００１７】
また、本発明にあたっては、背景技術に記載の１１６の画像点ｍＣ２にあたる本発明の画像点ｍＣ２の選出方法として、第１、第２の波面抽出光学系モジュールで抽出した光を、光路長変更モジュールで同じ光路長になるように調整して重畳し、干渉が生じるかどうかで第２の波面抽出光学系モジュールの位置を選択しているため、光源のコヒーレント長と同程度の精度で画像点ｍＣ２の位置を選択でき、そのため、対象点座標計算モジュールで計算される測定対象の対象点Ｍの三次元座標は、光源のコヒーレント長と同程度の精度で算出できる利点がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ある光学系の画像点に対応するもう一つの光学系の画像点の選出方法において、２つの微小領域波面抽出光学系モジュールで抽出した光を、光路長変更モジュールで同じ光路長になるように調整して重畳し、干渉が生じるかどうかで画像点の位置を選択しているため、従来技術のようにエピポーラ線上の複数の点において、周りに同じような模様が存在するような場合であっても、画像点の位置の選択の誤りは生ぜず、正確に画像点の位置を選択でき、このために測定対象の三次元位置を精度よく算出できる利点がある。
【００１９】
また、ある光学系の画像点に対応するもう一つの光学系の画像点の選出方法において、２つの微小領域波面抽出光学系モジュールで抽出した光を、光路長変更モジュールで同じ光路長になるように調整して重畳し、干渉が生じるかどうかで画像点の位置を選択しているため、光源のコヒーレント長と同程度の精度で画像点の位置を選択でき、そのため、対象点座標計算モジュールで計算される測定対象の三次元座標を光源のコヒーレント長と同程度の精度で算出できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図２は本発明の実施例を示す図であり、２０１はコヒーレント長が短い光を出射する光源、２０２は三次元座標を測定したい対象点Ｍである。２０３、２０４は対象点Ｍを結像するための外界結像光学系モジュール１、２であり、２０５、２０６はそれぞれの外界結像光学系モジュールのレンズ中心Ｃ１、Ｃ２である。２０７、２０８は外界結像光学系モジュール１、２によって結像する結像面１、２であり、２０９、２１０は外界結像光学系モジュール１、２の光軸と外界結像光学系モジュール１の結像面１、２との交点である画像中心ＯＣ１とＯＣ２であり、２１１、２１２は外界結像光学系モジュール１、２の結像面１、２上のエピポールｅＣ１、ｅＣ２であり、２１３、２１４は外界結像光学系モジュール１、２の結像面１、２上のエピポーラ線１、２であり、２１５、２１６は対象点Ｍの結像した外界結像光学系モジュール１、２の結像面１、２上の画像点ｍＣ１、ｍＣ２である。２１７、２１８は外界結像光学系モジュール１、２の結像面１、２上の任意の画像点ｍＣ１、ｍＣ２を含む微小領域の波面を取り出す微小領域波面抽出光学系モジュール１、２であり、２１９、２２０は微小領域波面抽出光学系モジュール１、２の波面を取り出す部分を、外界結像光学系モジュール１、２の結像面１、２上で移動する微小領域波面抽出光学系位置決めモジュール１、２である。２２１は微小領域波面抽出光学系モジュール１の光が通過する光路の光路長を変化させる光路長変更モジュール、２２２は微小領域波面抽出光学系モジュール１、２から取り出した２つの波面を重ねる波面重畳モジュール、２２３は波面重畳モジュールから出射した重ね像を受光する重畳波面受光モジュール、２２４は光路長変更モジュールで光路長を変えながら重畳波面受光モジュールで受光する光の強度の変化量を測定する光強度変化量測定モジュール、２２５は光強度変化量測定モジュールで測定した変化量と、そのときの微小領域波面抽出光学系モジュール１、２の位置座標を記録する光強度変化量記録モジュール、２２６は光強度変化量記録モジュールで記録された変化量が最大となる微小領域波面抽出光学系１、２の位置座標を選択する変化量判定モジュール、２２７は変化量判定モジュールで選択された微小領域波面光学系１、２の位置座標からエピポーラ幾何により入力対象となっている点の三次元座標を算出する対象点座標計算モジュールである。２１７の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２２１の光路長変更モジュール、２２２の波面重畳モジュールは、光ファイバ、あるいは、鏡等を用いて、光学的に接続されている。同様に、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール２、２２２の波面重畳モジュールは、光ファイバ、あるいは、鏡等を用いて、光学的に接続されている。
【００２１】
以下の説明では、２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３、２１５、２１７、２１９で構成される光学系を光学系Ｃ１、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０で構成される光学系を光学系Ｃ２と示すこととする。
【００２２】
座標系としては、唯一つの世界座標系（三次元座標系）、光学系Ｃ１、Ｃ２が規定し、２０５、２０６のレンズ中心Ｃ１、Ｃ２のそれぞれが原点となるカメラ座標系（三次元座標系）、２１９、２２０の微小領域波面抽出光学系位置決めモジュール１、２が規定するディジタル画像座標系（２次元座標系）がある。
【００２３】
光学系Ｃ１、Ｃ２はあらかじめカメラ校正されており、下記のようにカメラ内部変数、カメラ外部変数（回転、並進）が分かっているものとする。
【００２４】
カメラ内部変数
【００２５】
【数１】
0004651550.tif 000002
ただし、αｕＣｉは世界座標系の長さ１に対するディジタル画像座標系の長さと２０３、２０４の外界結像光学系モジュール１、２の焦点距離の積、θはディジタル画像座標系の成す角度、（ｕＣｉ０，ｖＣｉ０）はディジタル画像座標系上の２０９，２１０の画像中心ＯＣｉの座標を示す。
【００２６】
カメラ外部変数（回転）
【００２７】
【数２】
0004651550.tif 000003
ただし、ＲＷＣｉ，Ｘ、ＲＷＣｉ，Ｙ、ＲＷＣｉ，Ｚは、それぞれ世界座標系からみたカメラ座標系のＸ，Ｙ，Ｚ軸の単位ベクトルを示す。
【００２８】
カメラ外部変数（並進）
【００２９】
【数３】
0004651550.tif 000004
ただし、ＴＷＣｉ，Ｘ、ＴＷＣｉ，Ｙ、ＴＷＣｉ，Ｚは、それぞれ世界座標系からみたカメラ座標系の原点の位置座標を示す。
【００３０】
上記を使用すると光学系Ｃｉ，ｉ＝１，２の射影行列は以下のようになる。
【００３１】
【数４】
0004651550.tif 000005
また、上記を使用するとFundamental行列は以下のようになる。
【００３２】
【数５】
0004651550.tif 000006
または、Fundamental行列は以下のようにも表せる。
【００３３】
【数６】
0004651550.tif 000007
ただし、ｓはスカラ、ｗは任意のベクトルであり、ｓは〜付きｅＣ１の３つ目の要素が１となるように選ばれる。
【００３４】
２０１の光源は、たとえば、タングステンランプ、メタルハライドランプ、太陽等が利用できる。
２０３、２０４の外界結像光学系モジュールは、たとえば、レンズ、ピンホールを使用できる。
【００３５】
２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２は、たとえば、光ファイバを切断し、その端面を研磨したものを利用できる。研磨する際に丸みを付けることにより、ＮＡを１に近づけることが可能であり、ＮＡが大きいほど、２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２への入射角を大きくできることから、２０７、２０８の外界結像光学系モジュール１、２の結像面１、２上の多くの領域の測定ができるようになる。
【００３６】
２１９、２２０の微小領域波面抽出光学系位置決めモジュール１、２は、たとえば、Ｘ−Ｙ移動ステージを使用することができる。
【００３７】
２２１の光路長変更モジュールは、例えば、図３に示すようなものを使用する。
図３（ａ）の例は、スペーシャルフィルタ、ビームエキスパンダ、レンズ、コリメータ、移動ステージで構成されるもので、レンズとコリメータを移動ステージで同時に移動するものである。左から入射した光はスペーシャルフィルタで平面波のみを通過させ、ビームエキスパンダで拡大した後、レンズ、コリメータを通してもとの大きさのビーム径にする。光路長は、移動ステージでレンズとコリメータを移動させることにより変更する。
２２１の光路長変更モジュールのもう一つの例は図３（ｂ）に示されており、レンズ、誘電体、誘電体を挟む２つの電極、コリメータ、可変電圧源で構成されるものであり、誘電体と２つの電極で導波路構造を成し、２つの電極はそれぞれ可変電圧源のプラスとマイナスの極に接続されている。左から入射した光はレンズで集光され誘電体と電極で構成される導波路に入射し、その導波路を導波した後、コリメータを通してもとの大きさのビーム径にする。光路長は、可変電圧源によって誘電体にかける電圧の変化させることにより、誘電体の誘電率を変化させて変更する。
【００３８】
２２２の波面重畳モジュールは、たとえば、ＰＢＳやハーフミラーを使用することができる。
２２３の重畳波面受光モジュールは、たとえば、フォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の半導体素子や、撮像管等の真空管等を使用することができる。
２２４、２２５、２２６、２２７は、たとえば、コンピュータを使用することができる。
【００３９】
本発明の実施例の動作を以下に説明する。最初に、光の扱いについて述べる。
２０１の光源から発した光は２０２の対象点Ｍで反射し、２０３の外界結像光学系モジュール１を通して２０７の外界結像光学系モジュール１の結像面１上の２１５の画像点ｍＣ１に結像する。その後、２１５の画像点ｍＣ１に結像した光は、２１７の微小領域波面抽出光学系モジュール１によってピックアップされ、２２１の光路長変更モジュールを通して２２２の波面重畳モジュールに入れられる。
【００４０】
同様に、２０２の対象点Ｍで反射した光は、２０４の外界結像光学系モジュール２を通して２０８の外界結像光学系モジュール２の結像面２上の２１６の画像点ｍＣ２に結像する。その後、２１６の画像点ｍＣ２に結像した光は、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール２によってピックアップされ、２２２の波面重畳モジュールに入れられる。
【００４１】
２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２に対象点Ｍの光が到達した後の動作について、以下に述べる。
【００４２】
１）２１５の画像点ｍＣ１と、それに対応する２１４のエピポーラ線２を導出する。エピポーラ線は以下の式となる。
【００４３】
【数７】
0004651550.tif 000008
ただし、ｍＣ１、ｍＣ２はそれぞれ画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置座標、ＦＣ１Ｃ２はFundamental行列、ｍＣ１ＴはｍＣ１の転置を示す。上記の式は、ｍＣ１が決まったときのｍＣ２の存在範囲を示しており、ここでは、２０８の外界結像光学系モジュール２の結像面２上の直線を示している。
【００４４】
２）２１４のエピポーラ線２上の点として２１６の画像点ｍＣ２を一点決め、２１５の画像点ｍＣ１との位置関係からそれら２つの画像点で示される２０２の対象点Ｍの三次元座標を求める。２０２の対象点Ｍの三次元座標ＸＷＭは、例えば、以下のように計算できる。
【００４５】
【数８】
0004651550.tif 000009
ただし、Ｐｃｉはそれぞれの光学系への射影行列を示す。（ｕｃｉ，ｖｃｉ）はｍＣ１の位置座標を示す。
【００４６】
３）２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２が波面を取り込んでいる２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の世界座標系における位置座標ＸＷＣ１、ＸＷＣ２を求める。これは、たとえば、以下の式で計算できる。
【００４７】
【数９】
0004651550.tif 000010
Ｚｃｉはそれぞれの光学系Ｃ１、Ｃ２における、２０３、２０４の外界結像光学系モジュール１、２と２０７、２０８の外界結像光学系モジュール１、２の距離であり、２０３、２０４の外界結像光学系モジュール１、２がレンズの場合は、レンズの像側主点から２０７、２０８の外界結像光学系モジュール１、２までの距離を表す。また、２０３、２０４の外界結像光学系モジュール１、２がピンホールの場合は、ピンホールの像側のアパーチャ中心から２０７、２０８の外界結像光学系モジュール１、２までの距離を表す。これらの距離は、コンピュータビジョン技術の分野においては、焦点距離と呼ばれている。
【００４８】
４）２０２の対象点Ｍから光学系Ｃ１を通って２２２の波面重畳モジュールへ到達する光学距離と、２０２の対象点Ｍから光学系Ｃ２を通って２２２の波面重畳モジュールへ到達する光学距離が同じになるように、２２１の光路長変更モジュールで、２０２の対象点Ｍから光学系Ｃ１を通って２２２の波面重畳モジュールへ到達する光学距離を調整し、２２３の重畳波面受光モジュール上で光学系Ｃ１を通ってきた光と光学系Ｃ２を通ってきた光が干渉するようにする。
【００４９】
これを行うには、たとえば、以下のようにする。
４−１）あらかじめ、２０２の対象点Ｍから２１５の画像点ｍＣ１までの距離と、２０２の対象点Ｍから２１６の画像点ｍＣ２までの距離を等しくしておいた場合に、２２３の重畳波面受光モジュール上の光が干渉するように、２１５の画像点ｍＣ１から２２２の波面重畳モジュールまでの光路長と、２１６の画像点ｍＣ２から２２２の波面重畳モジュールまでの光路長を調整しておく。
【００５０】
４−２）２０２の対象点Ｍについて測定する際に、以下の計算によって、２０２の対象点Ｍから２１５の画像点ｍＣ１までの距離ＬＣ１と、２０２の対象点Ｍから２１６の画像点ｍＣ２までの距離ＬＣ２を求め、その差ＤＬＣ１，Ｃ２を求める。
【００５１】
【数１０】
0004651550.tif 000011
４−３）上記ＤＬＣ１，Ｃ２に関して２２１の光路長変更モジュールで光路長を変更し、調整する。ただし、２０３、２０４の外界結像光学系モジュールがピンホールの場合、上記ＤＬＣ１，Ｃ２を空気中の光学的距離に置き換えたものをそのまま使用することができる。
【００５２】
しかし、２０３、２０４の外界結像光学系モジュールがレンズの場合、レンズへの入射角度によって、物理的距離が同じであっても光学的距離は異なるため、上記ＤＬＣ１，Ｃ２を空気中の光学的距離に置き換えたものをそのまま使用することはできない。そのために、光学的距離の補正が必要となる。
【００５３】
補正は、レンズへの入射角度をパラメタとしたときの光学的距離の変化の関数ＣＬＣｉ［φＣｉ］，ｉ＝１，２を求めて、その関数を上記のＤＬＣ１，Ｃ２に光学系Ｃ１、Ｃ２の補正関数の差ＤＣＬＣ１Ｃ２＝ＣＬＣ２−ＣＬＣ１を加えることによって行う。つまり、以下のような光路長差ＤＬ’Ｃ１，Ｃ２を求め、ＤＬＣ１，Ｃ２の代わりに使用する。
【００５４】
【数１１】
0004651550.tif 000012
レンズによって光学的距離が入射角度によってどのように変わるかを示す関数ＣＬＣｉ［φＣｉ］，ｉ＝１，２を求める方法としては、たとえば、図２の光学系をそのまま使用し、２０２の対象点Ｍから２１５の画像点ｍＣ１までの距離と、２０２の対象点Ｍから２１５の画像点ｍＣ２までの距離を等しくして、光学系Ｃ２は２０４のレンズに対して垂直入射し、光学系Ｃ１は２０３のレンズに対して入射角度を変えたときに、２２３の重畳波面受光モジュール上で光が干渉するように２２１の光路長変更モジュールで光路長を変更し、その変更した光路長を測定すれば分かる。
【００５５】
５）２２１の光路長変更モジュールを使って、光学系Ｃ１、Ｃ２を通ってきた光の光路長が等しい状態から、２０１の光源のコヒーレント長の数倍程度だけ、長短の両方向に光学系Ｃ１の光路長を変動させ、そのときの２２３の重畳波面受光モジュール上で干渉している光の強度の変化量を２２４の光強度変化測定モジュールで測定する。このときの変化量は、たとえば、光学系Ｃ１の光路長を変動させた際の最大値と最小値の差を使用することができる。
【００５６】
６）変化量を測定した際の２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２で抽出している２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の候補の各ディジタル画像座標系の位置座標と、２２４の光強度変化測定モジュールで測定した変化量を、２２５の光強度変化量記録モジュールに記録する。
【００５７】
７）２１４のエピポーラ線２上の観測点全てについて、上記２）〜６）を行う。
【００５８】
８）２２６の変化量判定モジュールでは、上記７）で記録した２１６の画像点ｍＣ２の候補から、変化量が最も大きいものを、２１６の画像点ｍＣ２として採用する。
【００５９】
９）２２７の対象点座標計算モジュールでは、そのときの２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２からエピポーラ幾何により２０２の対象点Ｍの三次元座標を算出する。
【００６０】
１０）上記１）〜９）を、２１５の画像点ｍＣ１について、２０７の外界結像光学系モジュール１の結像面１上の所望の領域について行う。
【００６１】
光学系Ｃ１、Ｃ２によっては非線形な歪みが生じて、２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２のディジタル画像座標系上の位置座標と、２０２の対象点Ｍの世界座標系上の位置座標の関係が非線形となる場合があるが、その場合は、既存のカメラキャリブレーションにより、歪みパラメタを測定し、そのパラメタを使って２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置座標の歪みを無くし、その歪みを無くした座標を２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置座標と置き直すことにする。
【００６２】
既存のカメラキャリブレーションの方法としては、たとえば、非特許文献２がある。これは、レンズ中心からの距離の２乗に比例した放射方向の歪みの係数を、最急降下法などの最適化法を用いて算出する方法である。
【００６３】
結局、本実施例の動作を簡単に説明すると次のようになる。２０１の光源の光を２０２の対象点Ｍに当て、その反射光を２０３、２０４の外界結像光学系モジュール１、２に入射させる。２０３、２０４の外界結像光学系モジュール１、２によってそれぞれ結像した２０７、２０８の結像面１、２において、２０７の結像面１上の２１５の画像点ｍＣ１と、２１５の画像点ｍＣ１に対して２０８の結像面２上に規定される２１４のエピポーラ線２について、２１５の画像点ｍＣ１と２１４のエピポーラ線２上の２１６の画像点ｍＣ２の位置に２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２をそれぞれ移動し、画像点ｍＣ１および画像点ｍＣ２の位置の波面をピックアップする。ピックアップした光の光路長が、２０２の対象点Ｍ−２１５の画像点ｍＣ１−２２２の波面重畳モジュールの光路と、２０２の対象点Ｍ−２１６の画像点ｍＣ２−２２２の波面重畳モジュールの光路が、同じ光路長となるように２２１の光路長変更モジュールで光路長を変更し、２２３の重畳波面受光モジュールでそれらの光を重ね合わせ、さらに、光強度を測定し、２２７の対象点座標計算モジュールによって、光路長の変更に対して受光強度の変化量が大きい場合は画像点ｍＣ１とｍＣ２からピックアップした光が干渉していることから２つの画像点では同じ場所から発した光をピックアップしたとみなして、２１５の画像点ｍＣ１、２１６の画像点ｍＣ２の位置からエピポーラ幾何学によりこの２点で受光した光を発した場所の三次元位置を特定する。
【００６４】
なお、２１５の画像点ｍＣ１に対して２０８の結像面２上に規定される２１４のエピポーラ線２は、エピポーラ幾何学で定められるFundamental方程式で表される。
【００６５】
また、２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２に対応する２０２の対象点Ｍから２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２それぞれまでの光路長の差ｄＷＭＣ１，２は、対象点Ｍの世界座標系の三次元座標をＸＷＭとし、２１５の画像点ｍＣ１の世界座標系の三次元座標をＸＷＭＣ１とし、２１６の画像点ｍＣ２の世界座標系の三次元座標をＸＷＭＣ２としたとき、２０３、２０４の外界結像光学系モジュールがピンホールの場合、ＸＷＭＣ１とＸＷＭの間のユークリッド距離とＸＷＭＣ２とＸＷＭの間のユークリッド距離との差である。２０３、２０４の外界結像光学系モジュールがレンズの場合は、前述のように光学的距離の補正が必要となる。
【００６６】
また、２１５、２１６の画像点ｍＣ１、ｍＣ２に対応する２０２の対象点Ｍから２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２それぞれまでの光路長は、エピポーラ幾何によって求める。
【００６７】
図４は、図２の三次元座標計測装置全体の動作を制御するコントローラ（図示していない）によって実行される処理を示す三次元座標計測フロー図である。ステップ４０１で、２１９の微小領域波面抽出光学系位置決めモジュール１を動作させ、２１７の微小領域波面抽出光学系モジュール１を、２０７の外界結像光学系モジュール１の結像面１内の測定したい位置に移動する。ステップ４０２で、２１７の微小領域波面抽出光学系モジュール１が光を取り込む点である２１５の画像点ｍＣ１に対する２０８の外界結像光学系モジュール２の結像面２上にある２１４のエピポーラ線２を算出する。ステップ４０３で、２１４のエピポーラ線２上のある点２１６の画像点ｍＣ２を決め、これと２１５の画像点ｍＣ１の座標から、それらの点に対応する三次元空間中の点Ｍの座標ＸＷＭを算出する。ステップ４０４で、２１５の画像点ｍＣ１と２１６の画像点ｍＣ２の三次元空間中の座標ＸＷＣ１およびＸＷＣ２を算出する。ステップ４０５で、２２１の光路長変更モジュールを使用して、光学系Ｃ１と光学系Ｃ２を通って２０２の対象点Ｍから２２２の波面重畳モジュールへ到達する光路長を等しくするように調整する。ステップ４０５は図４の右側に示す４５１〜４５３のサブルーチンで処理される。サブルーチン内では、ステップ４５１で、２１５の画像点ｍＣ１から２２２の波面重畳モジュールまでの光路長（光学距離）と２１６の画像点ｍＣ２から２２２の波面重畳モジュールの光路長（光学距離）が等しくなるように、２２１の光路長変更モジュールを使って調整する。ステップ４５２で、２０２の対象点Ｍから２１５の画像点ｍＣ１までの光路長（光学距離）と２０２の対象点Ｍから２１６の画像点ｍＣ２までの光路長を算出する。ステップ４５３で、２０２の対象点Ｍから２２２の波面重畳モジュールの光路長と２０２の対象点Ｍから２２２の波面重畳モジュールの光路長が等しくなるように、２２１の光路長変更モジュールを使って調整する。ステップ４０５の後、ステップ４０６で、２０２の対象点Ｍから２２２の波面重畳モジュールまでの光学系Ｃ１の光路長を、２２１の光路長変更モジュールでプラスマイナス方向にコヒーレント長の数倍程度変動させ、その時の光学系Ｃ１とＣ２のそれぞれの光を２２２の波面重畳モジュールで重畳し、その重畳した光を２２３の重畳波面受光モジュールで受光し、２２４の光強度変化測定モジュールで、光学系Ｃ１の光路長変化に対する重畳光強度の変化量を測定する。ステップ４０７で、２１５の画像点ｍＣ１の座標と、２１６の画像点ｍＣ２の座標と、２２４の光強度変化測定モジュールで得られた光強度の変化量を２２５の光強度変化量記録モジュールで記録する。ステップ４０８で、２１４のエピポーラ線２上の点について全て記録したかどうかを判断し、Ｎｏであればステップ４０３に戻る。ステップ４０８でＹｅｓであればステップ４０９に進み、２２６の変化量判定モジュールにより、変化量の最も大きい際の画像点ｍＣ２を採用する。ステップ４１０で、２２７の対象点座標計算モジュールにより、２１５の画像点ｍＣ１の座標と、２１６の画像点ｍＣ２の座標から、それらの点に対応する三次元空間中の対象点Ｍの三次元座標を算出する。ステップ４１１で、測定したい画像点ｍＣ１について全て行ったかどうか、すなわちユーザが三次元データを得たい領域について全て測定を行ったかどうかの判定を行う。Ｎｏであればステップ４０１に戻り、Ｙｅｓであれば終了する。
【００６８】
以上説明した実施例においては、２２１の光路長変更モジュールが光学系Ｃ１の側に設けられているが、光学系Ｃ２の側に設けてもよく、また、両方に設けて２１７、２１８の微少領域波面抽出光学系モジュール１、２と２２２の波面重畳モジュールの間の光路長を変更するようにしてもよい。すなわち、光路長変更モジュールは、２１７、２１８の微少領域波面抽出光学系モジュール１、２の少なくとも一方と２２２の波面重畳モジュールの間の光路長を変更するものであればよい。
【００６９】
また、２２５の光強度変化量記録モジュールで光強度の変化量を記録する代わりに、２２１の光路長変更モジュールで光路長を徐々に変更していき２２４の光強度変化測定モジュールが測定した変化量が急激に変化するときの変化率と、その変化率を測定した際の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置を、２２５の光強度変化量記録モジュールで記録し、記録した変化率に基づいて画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置の選択を２２６の変化量判定モジュールで行うようにしてもよい。結局、２２６の変化量判定モジュールは、記録した変化量またはその変化率等により干渉が生じていることを判定し、その場合の画像点ｍＣ１、ｍＣ２の位置の選択を行うものであればよい。
【００７０】
また、２２７の対象点座標計算モジュールは、２２１の光路長変更モジュールによる光路長の変更による２２３の重畳波面受光モジュールで受光された光の強度の変化によって干渉が生じていると判定された２１７、２１８の微小領域波面抽出光学系モジュール１、２の位置座標から、対象点Ｍの三次元座標を算出するものであればよい。
【００７１】
また、本実施例においてはエピポーラ幾何学を用いているが、同様な結果を得ることが可能な他の手法を用いてもよい。
【００７２】
本実施の形態の効果としては、観測対象の対象点Ｍに対応する光学系Ｃ２の画像点ｍＣ２の選出方法において、２つの微小領域波面抽出光学系モジュールで抽出した光を、光路長変更モジュールで同じ光路長になるように調整して重畳し、干渉が生じるかどうかで画像点の位置を選択しているため、従来技術のようにエピポーラ線上の複数の点において、周りに同じような模様が存在するような場合であっても、画像点の位置の選択の誤りは生ぜず、正確に画像点の位置を選択でき、このために測定対象の三次元位置を精度よく算出できる利点がある。
【００７３】
また、観測対象の対象点Ｍに対応する光学系Ｃ２の画像点ｍＣ２の選出方法において、２つの微小領域波面抽出光学系モジュールで抽出した光を、光路長変更モジュールで同じ光路長になるように調整して重畳し、干渉が生じるかどうかで画像点の位置を選択しているため、光源のコヒーレント長と同程度の精度で画像点の位置を選択でき、そのため、対象点座標計算モジュールで計算される測定対象の三次元座標を光源のコヒーレント長と同程度の精度で算出できる利点がある。
【００７４】
また、光源として太陽を用いる場合は、野外であっても、高精度で三次元座標を算出できる利点がある。
【００７５】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】従来の三次元座標計測装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例の三次元座標計測装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例の光路長変更モジュールの構成図である。
【図４】本発明の実施例の三次元座標計測フロー図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０１、２０１…光源、１０２、２０２…対象点Ｍ、１０３、２０３…外界結像光学系モジュール１、１０４、２０４…外界結像光学系モジュール２、１０５、２０５…レンズ中心Ｃ１、１０６、２０６…レンズ中心Ｃ２、１０７、２０７…外界結像光学系モジュール１の結像面１、１０８、２０８…外界結像光学系モジュール２の結像面２、１０９、２０９…画像中心ＯＣ１、１１０、２１０…画像中心ＯＣ２、１１１、２１１…エピポールｅＣ１、１１２、２１２…エピポールｅＣ２、１１３、２１３…エピポーラ線１、１１４、２１４…エピポーラ線２、１１５、２１５…画像点ｍＣ１、１１６、２１６…画像点ｍＣ２、１２２…類似度計算モジュール、１２５…疑似度記録モジュール、１２６…疑似度判定モジュール、１２７…対象点座標計算モジュール、２１７…微小領域波面抽出光学系モジュール１、２１８…微小領域波面抽出光学系モジュール２、２１９…微小領域波面抽出光学系位置決めモジュール１、２２０…微小領域波面抽出光学系位置決めモジュール２、２２１…光路長変更モジュール、２２２…波面重畳モジュール、２２３…重畳波面受光モジュール、２２４…光強度変化測定モジュール、２２５…光強度変化量記録モジュール、２２６…変化量判定モジュール、２２７…対象点座標計算モジュール
【図１】
0004651550.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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