(57)【要約】【課題】３次元形状検出装置において、対象物体を撮像した画像が、異常状態となった際に、この異常状態により対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する。【解決手段】撮像装置１は、Ｓ１１１にて、２列のスリット光を出射してスリット光が投光された原稿Ｐを撮像し、続けて、スリット光が投光されていない原稿Ｐの画像を撮像し、Ｓ１１２にて、これら２つの画像データからスリット光軌跡の画像情報を抽出して、Ｓ１１７にて、三角測量原理によりスリット光軌跡各部の３次元空間位置を演算し、Ｓ１１９にて、原稿Ｐが正面から撮像されたかのように補正した画像データを生成する。そして、手などの異物がスリット光軌跡に重なるように原稿Ｐ上に置かれた場合に、Ｓ１１５，Ｓ１１６にて、Ｓ１１２で抽出した画像情報を基に、対象物体表面の異物の存在を判別して、異物が存在する場合、Ｓ１２６又はＳ１２７での警報処理を行う。【選択図】図５
2005083816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の光束であるパターン光を生成して出射するパターン光出射手段と、
該パターン光出射手段に対して一定距離離れた位置に配置され、該パターン光出射手段からの前記パターン光の出射方向に位置する対象物体を撮像する第１撮像手段と、
前記対象物体表面にて前記パターン光が反射されている箇所であるパターン光軌跡の３次元空間位置及び形状を、前記第１撮像手段にて前記対象物体が撮像された対象物体画像を基に演算して、該対象物体の３次元形状を求める３次元形状導出手段と、
を備えた３次元形状検出装置において、
前記３次元形状導出手段が前記対象物体の３次元形状を求める際に用いる前記パターン光軌跡に関する情報に基づき、前記対象物体画像が、前記３次元形状導出手段にて前記対象物体の３次元形状を求める際に誤導出につながる異常状態であるか否かを判別する異常判別手段と、
前記異常判別手段にて前記異常状態であると判別されると、前記３次元形状導出手段が該異常状態により前記対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する誤導出防止手段と、
を備えることを特徴とする３次元形状検出装置。
【請求項２】
前記異常判別手段は、前記対象物体表面に存在して、前記３次元形状導出手段にて前記対象物体の３次元形状を求める際に誤導出につながる異物が、前記対象物体画像に写った状態を前記異常状態として判別し、
前記誤導出防止手段は、前記異常判別手段にて前記対象物体画像に前記異物が写っていると判別されると、前記３次元形状導出手段が該異物の影響を受けて前記対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元形状検出装置。
【請求項３】
前記異常判別手段は、
前記第１撮像手段にて撮像された前記パターン光軌跡の画像に基づき、前記対象物体画像に前記異物が写っているか否かを判別することを特徴とする請求項２に記載の３次元形状検出装置。
【請求項４】
前記異常判別手段は、
前記パターン光軌跡を形成する画素のうち隣接する各画素間の距離を求め、該距離があらかじめ規定された距離を超えると、前記対象物体画像に前記異物が写っていると判別することを特徴とする請求項３に記載の３次元形状検出装置。
【請求項５】
前記異常判別手段は、
前記パターン光軌跡を形成する画素の並びの近似曲線を求めて、該近似曲線と各画素との距離を算出し、該距離があらかじめ規定された距離を超えると、前記異物が写っていると判別することを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の３次元形状検出装置。
【請求項６】
前記３次元形状導出手段は、
前記第１撮像手段にて撮像された画像から、前記パターン光軌跡を抽出した軌跡情報を生成する軌跡情報生成手段と、
該軌跡情報生成手段にて抽出された前記軌跡情報に対して、前記第１撮像手段の光学系で生じる収差を補正する収差補正手段と、
該収差補正手段にて収差補正された前記軌跡情報を基に、前記パターン光軌跡の３次元空間位置及び形状を算出して、前記対象物体の３次元形状を演算する演算手段と、
からなり、
前記異常判別手段は、前記軌跡情報生成手段にて生成された前記軌跡情報を基に、前記対象物体画像に前記異物が写っているか否かを判別することを特徴とする請求項３〜請求項５にいずれか記載の３次元形状検出装置。
【請求項７】
前記３次元形状導出手段は、
前記第１撮像手段にて撮像された画像から、前記パターン光軌跡を抽出した軌跡情報を生成する軌跡情報生成手段と、
該軌跡情報生成手段にて生成された前記軌跡情報に対して、前記第１撮像手段の光学系で生じる収差を補正する収差補正手段と、
該収差補正手段にて収差補正された前記軌跡情報を基に、前記パターン光軌跡の３次元空間位置及び形状を算出して、前記対象物体の３次元形状を演算する演算手段と、
からなり、
前記異常判別手段は、前記収差補正手段にて補正された前記軌跡情報を基に、前記対象物体画像に前記異物が写っているか否かを判別することを特徴とする請求項３〜請求項５にいずれか記載の３次元形状検出装置。
【請求項８】
前記異常判別手段は、前記３次元形状導出手段にて求められる前記パターン光軌跡の３次元形状を基に、前記対象物体画像に前記異物が写っているか否かを判別することを特徴とする請求項２に記載の３次元形状検出装置。
【請求項９】
前記３次元形状導出手段にて求められる前記パターン光軌跡の形状は、前記パターン光軌跡を形成する点の座標情報列で表され、
前記異常判別手段は、前記座標情報列により定まる各点毎に隣接する点との距離を求め、該距離があらかじめ規定された距離を超えると、前記対象物体画像に前記異物が写っていると判別することを特徴とすることを特徴とする請求項８に記載の３次元形状検出装置。
【請求項１０】
前記３次元形状導出手段にて求められる前記パターン光軌跡の形状は、前記パターン光軌跡を形成する点の座標情報列で表され、
前記異常判別手段は、前記座標情報列により定まる各点に関する近似曲線を求め、該近似曲線と前記座標情報列により定まる各点との距離があらかじめ規定された距離を超えると、前記対象物体画像に前記異物が写っていると判別することを特徴とする請求項８に記載の３次元形状検出装置。
【請求項１１】
前記異常判別手段は、前記３次元形状導出手段にて前記パターン光軌跡が識別されないほど前記対象物体画像に写った前記パターン光軌跡の輝度が低い状態を前記異常状態として判別し、
前記誤導出防止手段は、前記３次元形状導出手段にて識別されない前記パターン光軌跡の輝度であると前記異常判別手段にて判別されると、前記３次元形状導出手段が前記パターン光軌跡を識別できずに前記対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元形状検出装置。
【請求項１２】
前記異常判別手段は、前記対象物体画像に写った前記パターン光軌跡の大きさが、３次元形状導出手段にて３次元形状を求めるために必要な大きさより小さい状態を前記異常状態として判別し、
前記誤導出防止手段は、前記異常判別手段にて、前記対象物体画像に写った前記パターン光軌跡の大きさが３次元形状導出手段にて３次元形状を求めるために必要な大きさより小さいと判別されると、前記３次元形状導出が前記スリット光軌跡が小さいことにより前記対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元形状検出装置。
【請求項１３】
前記異常判別手段は、前記対象物体が傾いて前記第１撮像手段の被写界深度をはみ出し、前記対象物体画像の一部が焦点ボケになる状態を前記異常状態として判別し、
前記誤導出防止手段は、前記異常判別手段にて前記対象物体画像の一部が焦点ボケになると判別されると、前記３次元形状導出手段にて、該焦点ボケの箇所の影響を受けて前記対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元形状検出装置。
【請求項１４】
前記誤導出防止手段は、
前記異常判別手段が異常状態であると判別すると、使用者に対して前記対象物体画像が前記異物状態であることを報知することを特徴とする請求項１〜請求項１３にいずれか記載の３次元形状検出装置。
【請求項１５】
前記誤導出防止手段は、
前記異常判別手段にて異常状態であると判別されると、前記３次元形状導出手段が対象物体の３次元形状を求める際に、前記対象物体画像の異常状態と判別された箇所の前記パターン光軌跡の情報を、使用するのを禁止することを特徴とする請求項１〜請求項１４にいずれか記載の３次元形状検出装置。
【請求項１６】
対象物体の所定の面を任意の方向から撮像するための第２撮像手段と、
該第２撮像手段で撮像された画像を画像データとして記憶する記憶手段と、
対象物体の３次元形状を取得する３次元形状取得手段と、
該３次元形状取得手段で取得された対象物体の３次元形状を基に、前記記憶手段に記憶された画像データに対して、対象物体の所定の面の略直交方向から観察される平面画像データとなるように補正する画像補正手段と、
を備える撮像装置において、
前記３次元形状取得手段は、請求項１〜請求項１５にいずれか記載の３次元形状検出装置で構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記第２撮像手段、前記記憶手段、前記３次元形状取得手段、及び、前記画像補正手段を、当該撮像装置の本体ケースに内蔵させたことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームによるパターン光を用いて対象物体の３次元形状を検出する３次元形状検出装置、及び、この３次元形状検出装置を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原稿に書かれた内容を、スキャナなどを用いることなく簡易に記録したいときに、デジタルカメラなど可搬型の撮像装置で原稿を撮像して記録する場合がある。そして、このような目的で原稿を撮像する場合には、書かれた文字がつぶれて写らないように、原稿の正面から撮像するのが理想的である。
【０００３】
しかし、会議中のため起立することができず、机上の原稿を斜め方向からしか撮像できない場合がある。このような場合に利用される撮像装置として、原稿などの対象物体の、撮像装置に対する位置、及び、形状を使用者が入力し、この入力された位置、及び、形状に基づいて対象物体の斜め方向から撮像された画像を、正面から撮像したような正立画像に補正して記憶する撮像装置が知られている。
【０００４】
そして、この種の撮像装置にて画像を補正する際に、撮像装置に対する対象物体の位置、及び、形状の入力を自動化するために、光ビームによるパターン光を用いて対象物体の３次元形状を検出する３次元形状検出装置が知られている。
【０００５】
このような３次元形状検出装置としては、例えば、１つの光源からの光ビームをパターン光の一種であるスリット光に変換し、このスリット光をハーフミラーで２列に分割して対象物体へ投光し、対象物体に反射された２列のスリット光の反射位置（以下、スリット光軌跡と呼ぶ。）を撮像した画像を取得し、この画像のスリット光軌跡を表す画素毎の点について当該装置からの３次元空間位置を求めて、その対象物体全体の３次元形状を類推して、対象物体の３次元形状を検出するものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３１８３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の３次元形状検出装置においては、単葉の印刷原稿や、書籍などの用紙を対象物体として３次元形状を検出する場合がある。そして、このような対象物体では、用紙が湾曲形状に変形して表面が浮き上がった状態になることがある。このため、用紙が浮き上がらないように、手や文鎮などで用紙を押さえた状態で、この用紙の３次元形状の検出を行う場合がある。
【０００７】
このような場合、用紙の押さえられる場所によっては、当該３次元形状検出装置からのパターン光が、手や、文鎮などの異物に投光された画像が撮像されてしまうことがある。このような画像では、３次元形状検出装置が、パターン光が投光された異物を対象物体の一部として３次元形状を検出してしまい、対象物体の正確な３次元形状が得られない。
【０００８】
例えば、従来の３次元形状検出装置において、図１７（ａ）に示すように傾いた原稿Ｐに２列のスリット光を投光して撮像した画像を基に、スリット光軌跡の３次元空間位置を求める際に、図１７（ｂ）に示すようにスリット光軌跡が、対象物体である原稿Ｐの端部を押さえる手に重なる場合がある。このようになると、撮像されたスリット光軌跡の画像は、図１７（ｃ）に示すように手が置かれた部分が下に歪んだ形状となる。そして、このスリット光軌跡の近似曲線より類推して求められる原稿Ｐの表面の３次元形状は、実際の原稿Ｐの表面形状より、手が置かれた分だけ実際より高い位置にあるとして（つまり、原稿Ｐの傾きが実際より大きく）検出されてしまう。そして、このようにして求めた３次元形状を基に、原稿Ｐを撮像した画像を正立画像へ平面変換すると図１７（ｄ）に示すように、平面変換の際に原稿Ｐの傾きを戻しすぎて、点線で示したように長方形となるべき原稿Ｐの形状を、実線で示すように台形に変換してしまう。
【０００９】
このように、３次元形状検出装置にて撮像される画像が、３次元形状を検出するには不適切な状態となることがある。
その他に、３次元形状検出装置にて撮像される画像が、３次元形状を検出するには不適切となる状態としては、３次元形状検出装置に対する原稿Ｐの傾きが大き過ぎて、対象物体が３次元形状検出装置の撮像手段の被写界深度からはみ出してしまったり、対象物体までの距離が遠くてパターン光が反射した際の輝度が低くなってしまうなどにより、パターン光の画像識別が困難な箇所が生じて、検出される３次元形状が不正確になってしまうなどの状態がある。
【００１０】
本発明は、こうした問題点に鑑みなされたものであり、光ビームによるパターン光を用いて対象物体の３次元形状を検出する３次元形状検出装置において、対象物体を撮像した画像が、３次元形状を検出するには不適切な異常状態となった場合、この異常状態により対象物体の３次元形状が誤導出されるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の３次元形状検出装置においては、  パターン光出射手段が、所定形状の光束であるパターン光を生成して出射し、パターン光出射手段に対して一定距離離れた位置に配置された第１撮像手段が、パターン光出射手段からのパターン光の出射方向に位置する対象物体を撮像し、３次元形状導出手段が、対象物体表面にてパターン光が反射されている箇所であるパターン光軌跡の３次元空間位置及び形状を、第１撮像手段にて対象物体が撮像された対象物体画像を基に演算して、対象物体の３次元形状を求める。
【００１２】
そして、異常判別手段が、３次元形状導出手段が前記対象物体の３次元形状を求める際に用いるパターン光軌跡に関する情報に基づき、対象物体画像が、３次元形状導出手段にて対象物体の３次元形状を求める際に誤導出につながる異常状態であるか否かを判別し、  この異常判別手段にて異常状態であると判別されると、誤導出防止手段が、３次元形状導出手段がこの異常状態により対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する。
【００１３】
この結果、本発明の３次元形状検出装置によれば、使用者は、３次元形状を検出する際に、対象物体画像が３次元形状検出に対して不適切な異常状態となっても、この異常状態が検出されて、対象物体の３次元形状の誤導出の防止動作が行われるため、適切な状態で３次元形状が検出されるようにすることができる。
【００１４】
また、３次元形状導出手段が対象物体の３次元形状を求める際に用いるパターン光軌跡に関する情報を基に行うため、異常状態の判別のための専用のセンサを設ける必要が無く、異常状態の判別を、容易に実現できる。
【００１５】
尚、この３次元形状検出装置によれば、パターン光出射手段の位置と、第１撮像手段の位置との間が一定距離で、パターン光出射手段から出射するパターン光の角度は一定（物理的構成上既知）である。故に、３次元形状導出手段にて対象物体の３次元形状を求める際には、例えば、まず第１撮像手段で撮像された対象物体画像により、対象物体上のパターン光の反射位置（パターン光軌跡）の所定の点と第１像撮像手段とを結ぶ線の、第１撮像手段の光軸方向に対する角度を求め、次に、この角度を用いてパターン光軌跡の所定の点と、パターン光出射手段と、第１像撮像手段とを結ぶ三角形の形状を定めること（いわゆる三角測量）により、パターン光軌跡の所定の点の３次元空間位置を求める、といった手順でパターン光軌跡の各点について３次元空間位置を求め、その結果得られるパターン光軌跡の位置から、対象物体の３次元形状を類推するようにすればよい。
【００１６】
ところで、パターン光軌跡に関する情報は、パターン光が照射された対象物体表面の状態を表すものとなる。このため、請求項１に記載の３次元形状検出装置は、パターン光軌跡に関する情報を基に判別する異常状態として、対象物体表面の異常状態を判別する請求項２に記載のようにすると良い。
【００１７】
即ち、請求項２に記載の３次元形状検出装置においては、異常判別手段が、対象物体表面に存在し、３次元形状導出手段にて対象物体の３次元形状を求める際に誤導出につながる異物が、対象物体画像に写った状態を異常状態として判別し、誤導出防止手段が、異常判別手段にて対象物体画像に異物が写っていると判別されると、３次元形状導出手段が異物の影響を受けて対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する。
【００１８】
この結果、本発明（請求項２）の３次元形状検出装置によれば、異常状態として対象物体画像に異物が写っているか否かを判別して、異物により対象物体の３次元形状が誤導出されるのを防ぐことができる。
【００１９】
そして、対象物体画像に異物が写っているか否かを判別するための構成としては、他に対象物体表面に触れて検知する触覚センサを用いるなど、いくつかの構成が考えられるが、スリット光軌跡が写った画像を基にした異物の有無の判別は、特別の追加装備が不要であり当該装置の構成を簡易にすることができて良い。
【００２０】
また、対象物体の３次元形状を求める際に用いられるパターン光軌跡に関する情報としては、３次元形状を求める段階に応じたいくつかの種類がある。そして、請求項２に記載の３次元形状検出装置は、請求項３に記載のように、いくつかあるパターン光軌跡に関する情報の中の１つである、第１撮像手段にて撮像されたパターン光軌跡の画像に基づき、異常判別手段が、前記対象物体画像に前記異物が写っているか否かを判別するように構成しても良い。
【００２１】
つまり、このように構成すれば、３次元形状検出の初期の段階である第１撮像手段にて画像を取得した段階で異物の判別を行うことができ、３次元形状検出の早い段階に、誤導出防止手段による誤導出防止の動作を行うようにできる。これにより、異物により無駄となる処理が行われるのを少なくできる。
【００２２】
また、異常判別手段でのパターン光軌跡の画像に基づく異物が写っているか否かの判別の具体的な方法は種々考えられるが、請求項３に記載の３次元形状検出装置は、その異物有無の判別を、請求項４に記載のように、異常判別手段が、パターン光軌跡を形成する画素のうち隣接する各画素間の距離を求め、この距離があらかじめ規定された距離を超えると、対象物体画像に異物が写っていると判別するようにしても良いし、請求項５に記載のように、異常判別手段が、パターン光軌跡を形成する画素の並びの近似曲線を求めて、この近似曲線と各画素との距離を算出し、この距離があらかじめ規定された距離を超えると、対象物体画像に異物が写っていると判別するようにしても良い。
【００２３】
つまり、請求項４のようにすれば、例えば、対象物体表面に異物があると、対象物体表面の位置よりも、異物が有る箇所のパターン光が反射される位置が高くなり、第１撮像手段にて撮像される画像のパターン光軌跡を表す画素間の距離が大きくなることを利用して、この画素間の距離に応じて異物が有るか否かを判別することができる。そして、本判別方法であれば、単なる加減算で異物判別することができ、異物が写っているか否かの判別処理を簡易にできる。
【００２４】
また、請求項５のようにすれば、求めた近似曲線を対象物体表面の概略形状と見ることができるため、この近似曲線から大きく外れる（つまり、あらかじめ規定された距離を超える）箇所を異物が有る場所として判別することができる。そして、本判別方法であれば、パターン光軌跡の画素位置が平均化された近似曲線と比較して判別するため、ノイズなどの影響を受けにくく、精度良く異物が写っているか否かを判別することができる。
【００２５】
一方、３次元形状導出手段が、第１撮像手段にて撮像された画像から、パターン光軌跡を抽出した軌跡情報を生成する軌跡情報生成手段と、軌跡情報生成手段にて抽出された軌跡情報に対して、第１撮像手段の光学系で生じる収差を補正する収差補正手段と、収差補正手段にて収差補正された軌跡情報を基に、パターン光軌跡の３次元空間位置及び形状を算出して、対象物体の３次元形状を演算する演算手段とからなる請求項３〜請求項５に記載の３次元形状検出装置においては、請求項６に記載のように、異常判別手段が、軌跡情報生成手段にて生成された軌跡情報を基に、対象物体画像に異物が写っているか否かを判別するものであっても良いし、請求項７に記載のように、異常判別手段が、収差補正手段にて補正された軌跡情報を基に、対象物体画像に異物が写っているか否かを判別するものであっても良い。
【００２６】
つまり、請求項６に記載の３次元形状検出装置のようにすれば、３次元形状導出手段の早い段階に、誤導出防止手段による誤導出防止の動作が行われるようにできる。これにより、異物により行われる無駄となる処理を少なくできる。
【００２７】
また、請求項７に記載の３次元形状導出手段のようにすれば、収差補正されて精度の高くなったスリット光軌跡の情報を用いて異物が写っているか否かの判別を行うため、より精度良く異物を判別することができる。
【００２８】
また、請求項２に記載の３次元形状検出装置は、パターン光軌跡に関する情報として、第１撮像手段にて撮像されたパターン光軌跡の画像の他の情報を用いた請求項８に記載のように構成しても良い。
【００２９】
即ち、請求項８に記載の３次元形状検出装置においては、異常判別手段が、３次元形状導出手段にて求められるパターン光軌跡の３次元形状を基に、対象物体画像に異物が写っているか否かを判別する。
【００３０】
この結果、本発明（請求項８）の３次元形状検出装置によれば、３次元の情報をもつパターン光軌跡の形状で異物の存在を判別するため、２次元の情報であるパターン光軌跡の画像よりも情報量が多く、より精度良く異物を判別することができる。
【００３１】
尚、対象物体の３次元形状を求める際に用いられるパターン光軌跡に関する情報は、まず、パターン光軌跡の画像、その中でも軌跡情報生成手段にて生成された軌跡情報、次に、パターン光軌跡の画像の中の収差補正手段にて補正された軌跡情報、次に、３次元形状導出手段にて求められるパターン光軌跡の３次元形状の順で用いられる。そして、異物判別手段における異物有無の判別は、順番が遅いものを基にした方が、異物有無の判別精度が高く、順番が早いものを基にした方が、異物有無の判別までの時間を短くできる。
【００３２】
このため、請求項３〜請求項８の３次元形状検出装置は、当該装置を使用する際に、異物が写っているか否かの判別精度を上げたいか、それよりも異物が写っているか否かの判別精度を早くしたいか、その度合いによって適応度が変わる。
【００３３】
また、請求項８に記載の３次元形状検出装置は、３次元形状導出手段におけるパターン光軌跡の形状による異物が写っているか否かの判別を、請求項４と同様の方法である請求項９のようにしても良いし、請求項５と同様の方法である請求項１０のようにしても良い。
【００３４】
即ち、請求項９に記載の３次元形状導出手段においては、３次元形状導出手段にて求められるパターン光軌跡の形状は、パターン光軌跡を形成する点の座標情報列からなり、異常判別手段が、座標情報列により定まる各点毎に隣接する点との距離を求め、この距離があらかじめ規定された距離を超えると、対象物体画像に異物が写っているかと判別する。
【００３５】
また、請求項１０に記載の３次元形状検出装置においては、３次元形状導出手段にて求められるパターン光軌跡の形状は、パターン光軌跡を形成する点の座標情報列からなり、異常判別手段が、座標情報列により定まる各点に関する近似曲線を求め、この近似曲線と座標情報列により定まる各点との距離があらかじめ規定された距離を超えると、対象物体画像に異物が写っていると判別する。
【００３６】
この結果、請求項９の３次元形状検出装置によれば、単なる加減算で異物有無を判別することができ、異物が写っているか否かの判別処理を簡易にできる。
そして、請求項１０の３次元形状検出装置によれば、座標情報列が平均化された近似曲線と比較して判別するため、ノイズなどの影響を受けにくく、精度良く異物が写っているか否かを判別することができる。
【００３７】
一方、請求項１に記載の３次元形状検出装置における異常判別手段は、パターン光軌跡に関する情報を基に判別する異常状態を、請求項２に記載のように対象物体表面に異物がある状態を判別する他に、請求項１１〜請求項１３に記載するようにしてもよい。
【００３８】
即ち、請求項１１に記載の３次元形状検出装置においては、異常判別手段が、３次元形状導出手段にてパターン光軌跡が識別されないほど対象物体画像に写ったパターン光軌跡の輝度が低い状態を異常状態として判別し、３次元形状導出手段にて識別されないパターン光軌跡の輝度であると異常判別手段にて判別されると、誤導出防止手段が、３次元形状導出手段にてパターン光軌跡を識別できずに対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する。
【００３９】
また、請求項１２に記載の３次元形状検出装置においては、異常判別手段が、対象物体画像に写ったパターン光軌跡の大きさが３次元形状導出手段にて３次元形状を求めるために必要な大きさより小さい状態を異常状態として判別し、異常判別手段にて、対象物体画像に写ったパターン光軌跡の大きさが３次元形状導出手段にて３次元形状を求めるために必要な大きさより小さいと判別されると、誤導出防止手段が、３次元形状導出にてスリット光軌跡が小さいことにより対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する。
【００４０】
また、請求項１３に記載の３次元形状検出装置においては、異常判別手段が、対象物体が傾いて第１撮像手段の被写界深度をはみ出し、対象物体画像の一部が焦点ボケになる状態を異常状態として判別し、異常判別手段にて対象物体画像の一部が焦点ボケになると判別されると、誤導出防止手段が、３次元形状導出手段にて焦点ボケの箇所の影響を受けて前記対象物体の３次元形状を誤導出するのを防止する。
【００４１】
この結果、請求項１１の３次元形状検出装置によれば、例えば、第１撮像手段から、対象物体までの距離が遠い場合など、対象物体画像にパターン光軌跡の全体がはっきり写らない状態を判別して、パターン光軌跡を識別できずに３次元形状が誤導出されるのを防ぐことができる。
【００４２】
また、請求項１２の３次元形状検出装置によれば、例えば、スリット光の照射位置が、黒色で吸収されたり、鏡面のため第１撮像手段への反射光が少ないなどにより、スリット光軌跡の一部が対象物体画像に撮像されないような場合、３次元形状を導出するための対象物体画像に写ったパターン光軌跡の大きさとして小さい状態判別して、パターン光軌跡が小さいがために３次元形状が誤導出されるのを防ぐことができる。
【００４３】
また、請求項１３の３次元形状検出装置によれば、例えば、対象物体に対して、第１撮像装置が傾いた位置となると、対象物体の奥行きが深くなり、対象物体が被写界深度を超える場合があり、このような場合に対して、対象物体画像の一部が被写界深度を超えて焦点ボケになるか否かを判別して、この焦点ボケにより３次元形状が誤導出されるのを防ぐことができる。
【００４４】
ところで、請求項１〜請求項１３に記載の３次元形状検出装置は、誤導出防止手段を、請求項１４のように、異常判別手段にて異常状態であると判別されると、使用者に対して対象物体画像が異物状態であることを報知するように構成すると良い。
【００４５】
また、請求項１４とは別に、又は、請求項１４に加え、誤導出防止手段を、請求項１５に記載のように、異常判別手段にて異常状態であると判別されると、３次元形状導出手段が対象物体の３次元形状を求める際に、対象物体画像の異常状態と判別された箇所のパターン光軌跡の情報を、使用するのを禁止するようにしても良い。
【００４６】
つまり、請求項１４の３次元形状検出装置のように構成すれば、例えば、対象物体表面に異物が有る場合に、誤導出防止手段による報知により、使用者が、異物を取り除いたり、撮像手段にて撮像する範囲を異物が含まれないようにするなど、使用者に対して、異常状態の改善を促すことができる。このように、簡易な構成で対象物体の３次元形状の誤導出を防止することができる。
【００４７】
また、請求項１５のように構成すれば、例えば、異物が有る箇所以外のパターン光軌跡の情報で３次元形状を検出し、異物により３次元形状を誤導出する要因を排除することができる。このため、多少の異常状態であれば、そのまま使用することができる。
【００４８】
一方、請求項１６に記載の撮像装置においては、第２撮像手段にて、対象物体の所定の面を任意の方向から撮像され、記憶手段が、第２撮像手段で撮像された画像を画像データとして記憶し、請求項１〜請求項１５にいずれか記載の３次元形状検出装置で構成される３次元形状取得手段が対象物体の３次元形状を取得して、３次元形状取得手段で取得された対象物体の３次元形状を基に、画像補正手段が、記憶手段に記憶された画像データに対して、対象物体の所定の面の略直交方向から観察される平面画像データとなるように補正する。
【００４９】
この結果、本発明（請求項１６）の撮像装置によれば、３次元形状検出装置にて自動的に検出された対象物体の３次元形状により、平面画像データを取得できる。そして、３次元形状検出装置の使用に際して、請求項１〜請求項１５の発明による効果を得ることができる。
【００５０】
尚、撮像装置の第２撮像手段は、３次元形状検出装置の第１撮像手段と共用するように構成すると、撮像装置の構成要素が少なくなり好ましい。
また、デジタルカメラなど、すべての構成が１つにまとめて持ち運び可能とした撮像装置においては、対象物体との位置関係が種々の状況で用いられることになり、対象物体表面に異物が有るなどの異常状態に遭遇することも多い。
【００５１】
よって、請求項１６に記載の撮像装置は、請求項１７に記載のように、記憶手段、３次元形状検出装置、及び、画像補正手段を、当該撮像装置の本体ケース内に内蔵させた場合に、その効果をより発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
[第１実施例]
以下に本発明の第１実施例を図面と共に説明する。第１実施例の撮像装置１全体の斜視図を図１（ａ）、概略断面図を図１（ｂ）に示す。また、撮像装置１をブロック図で表したものを図２に示す。
【００５３】
撮像装置１は、図１に示す様に、方形箱形の本体ケース１０と、本体ケース１０の正面に設けられた結像レンズ３１と、結像レンズ３１の後方（撮像装置１の内部側）に設けられたＣＣＤ画像センサ３２と、結像レンズ３１の下方に設けられたスリット光投光ユニット２０と、本体ケース１０に内蔵されたプロセッサ４０と、本体ケース１０の上部に設けられたレリーズボタン５２と、モード切替スイッチ５９と、本体ケース１０に内蔵されるカードメモリ５５とで構成され、これらの構成品は図２に示すように、それぞれ信号線により繋がっている。
【００５４】
その他に、撮像装置１には、撮像装置１による撮像範囲を使用者が決定する際に利用するための、本体ケース１０の背面に設けられたＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）５１及び本体ケース１０の背面から前面を通して配設されるファインダ５３が装備されている。
【００５５】
尚、ＬＣＤ５１は、画像を表示する液晶ディスプレイなどで構成され、プロセッサ４０からの画像信号を受けて画像を表示する。そして、プロセッサ４０からは、状況に応じてＣＣＤ画像センサ３２で受光したリアルタイムの画像や、カードメモリ５５に記憶された画像や、装置の設定内容の文字等を表示するための画像信号が送られて来る。
【００５６】
そして、撮像装置１は、使用者によりレリーズボタン５２が押されると、外部光が結像レンズ３１を通して入射されてＣＣＤ画像センサ３２上に結像した画像を、画像データとして取り込みカードメモリ５５に書き込む、いわゆるデジタルカメラとして機能するものであり、この「ノーマルモード」での撮像に加え、被写体を用紙などの原稿Ｐとし、原稿Ｐを斜め方向から撮像した場合に、正面から撮像したように補正した画像データをカードメモリ５５に記憶する「補正撮像モード」の機能を実現するためのものである。
【００５７】
撮像装置１のスリット光投光ユニット２０は、図３に示すように、レーザーダイオード２１と、コリメートレンズ２２と、アパーチャ２３と、透明平板２４と、シリンドリカルレンズ２５と、反射ミラー２６と、ロッドレンズ２７とで構成されている。
【００５８】
尚、レーザーダイオード２１は、赤色レーザー光線を放射する。そして、プロセッサ４０からの指令に応じて、レーザー光線の放射及び停止を切り換える。
また、コリメートレンズ２２は、レーザーダイオード２１からのレーザー光線を、スリット光投光ユニット２０からの基準距離ＶＰに焦点を結ぶように集光する。
【００５９】
また、アパーチャ２３は、矩形に開口された板で構成され、コリメートレンズ２２から入射したレーザー光線を開口部で透過して矩形に整形したレーザー光７０を出射する。
また、透明平板２４は、無垢のガラス材料などの透明な平板で構成され、裏面にＡＲコート（無反射コーティング）が施され、レーザー光７０の光軸に直交する面に対して、本体ケース１０の正面側に所定角度β（例えば３３度）傾斜して配設されて、レーザー光７０の所定割合（例えば５０％）を表面で反射して、残りを透過する。尚、透明平板２４でレーザー光７０を反射した方向を第２の方向と呼ぶ。
【００６０】
また、反射ミラー２６は、鏡など、レーザー光線を全反射する部材で構成され、透明平板２４を透過したレーザー光７０の下流に、本体ケース１０の正面側に４５度傾斜して配設されて、透明平板２４を透過したレーザー光７０を全反射して光路の向きを９０度変える。このレーザー光７０を反射した方向を第１の方向と呼ぶ。
【００６１】
また、ロッドレンズ２７は、正の焦点距離が短い円筒形状のレンズで構成され、反射ミラー２６で反射されるレーザー光７０の下流に、円筒形状の軸方向が垂直方向になるように配設されている。そして、反射ミラー２６からレーザー光７０が入射されると、焦点距離が短いため、このレーザー光７０がすぐに焦点を越えて広がり、所定の広がり角度のスリット光として第１の方向へ出射する。尚、ロッドレンズ２７から出射されるスリット光を第１スリット光７１と呼ぶ。
【００６２】
また、シリンドリカルレンズ２５は、負の焦点距離となるように一方向が凹形状となったレンズであり、透明平板２４で反射されたレーザー光７０の下流に、第２の方向に対してレンズ面が直交するように配設さている。そして、透明平板２４で反射されたレーザー光７０を、所定の広がり角度で、第２の方向に広がるスリット光として出射する。尚、シリンドリカルレンズ２５から出射されるスリット光を第２スリット光７２と呼ぶ。
【００６３】
これらの構成品によって、スリット光投光ユニット２０は、プロセッサ４０からの指令に応じて、レーザーダイオード２１からレーザー光線を放射して、第１の方向へ第１スリット光７１、及び、第２の方向へ第２スリット光７２を、本体ケース１０の結像レンズ３１の下方に設けられた窓２９から出射する。
【００６４】
そして、出射された第１，第２スリット光７１，７２は、例えば、シート状の部材である原稿Ｐに投光されると、図４に示すように原稿Ｐの位置及び姿勢によって、その長さや、傾きや、間隔が変わる第１スリット光軌跡７１ａ及び第２スリット光軌跡７２ａを形成する。
【００６５】
また、結像レンズ３１は、複数枚のレンズで構成され、自動で焦点距離を調整して外部からの光をＣＣＤ画像センサ３２上に結像する。
また、ＣＣＤ画像センサ３２は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）素子などの光電変換素子がマトリクス状に配列されてなる構成で、表面に結像される画像の光の色及び強さに応じた信号を、デジタルデータに変換してプロセッサ４０へ出力する。
【００６６】
尚、光電変換素子一つ分のデータが画像を形成する画素の画素データであり、画像データは光電変換素子の数の画素データで構成される。本実施例のＣＣＤ画像センサ３２においては、幅方向の総画素数が１２００画素、高さ方向の総画素数が１６００画素の画像データを生成する。そして、画像データの座標である幅方向位置ｃｃｄｘ及び高さ方向位置ｃｃｄｙは、画素の個数であらわされ、画像の一番左上の画素を基点として、１個目を「０」位置とする。つまり、幅方向位置ｃｃｄｘの範囲は「０」〜「１１９９」で、高さ方向位置ｃｃｄｙの範囲は「０」〜「１５９９」となる。
【００６７】
また、レリーズボタン５２は、押しボタン式のスイッチで構成され、プロセッサ４０に接続される。そして、プロセッサ４０にて使用者による押し下げ操作が検知される。
また、カードメモリ５５は、不揮発性で書き換え可能なメモリで構成され、本体ケース１０に着脱可能である。
【００６８】
また、モード切替スイッチ５９は、２つの位置に切り換え可能なスライドスイッチなどで構成され、プロセッサ４０に接続される。そして、プロセッサ４０にてスイッチがいずれの位置にあるかを検知される。尚、モード切替スイッチ５９は、スイッチの位置の一方を「ノーマルモード」、もう一方を「補正撮像モード」として、プロセッサ４０に検知される。
【００６９】
また、プロセッサ４０は、周知のＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３で構成される。そして、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されたプログラムに基づき、ＲＡＭ４３を利用して、レリーズボタン５２の押し下げ操作の検知、モード切替スイッチ５９の状態検出、ＣＣＤ画像センサ３２から画像データの取り込み、画像データのカードメモリ５５への書き込み、スリット光投光ユニット２０によるスリット光の出射切り換え等の各種処理を行う。
【００７０】
尚、ＲＯＭ４２には、図５に示すフローチャートの処理（詳細は後述する。）を含む撮像装置１全体の制御に関するプログラムであるカメラ制御プログラム４２１と、スリット光を投光した原稿Ｐの画像から、スリット光軌跡を抽出した画像データを生成するためのプログラムである差分抽出プログラム４２２と、スリット光軌跡の各画素に対する３次元空間位置を演算するためのプログラムである三角測量演算プログラム４２４と、原稿Ｐの位置及び３次元形状を推定して求めるプログラムである原稿姿勢演算プログラム４２５と、スリット光無し画像格納部４３２に格納された画像データを、原稿Ｐの正面から撮像したような画像データに変換するためのプログラムである平面変換プログラム４２６と、撮像範囲に異物が有るか否かを検出するための異物検出プログラム４２７と、使用者に対して異物があることを知らせるための警報処理プログラム４２８とが記憶されている。
【００７１】
また、ＲＡＭ４３には、記憶領域として、ＣＣＤ画像センサ３２からの画像データの形式のデータを保存する大きさのスリット光有り画像格納部４３１、スリット光無し画像格納部４３２、及び、差分画像格納部４３３と、スリット光画像の各ポイントの位置を演算した結果を保存する大きさの三角測量演算結果格納部４３４と、原稿Ｐの位置及び姿勢の演算結果を保存する大きさの原稿姿勢演算格納部４３５と、スリット光軌跡に関する演算結果を保存する大きさのスリット光軌跡情報格納部４３６と、ＣＰＵ４１での演算のために一時的にデータを記憶させるのに使用する大きさのワーキングエリア４３７とが割り当てられている。
【００７２】
また、ファインダ５３は、光学レンズで構成され、撮像装置１の後ろ側から使用者がのぞき込んだ時に、結像レンズ３１がＣＣＤ画像センサ３２上に結像する範囲とほぼ一致する範囲を見ることができる。
【００７３】
続いて、対象物体を原稿Ｐとして、使用者によりレリーズボタン５２が押されてからの撮像装置１の動作を、撮像装置１のプロセッサ４０の処理手順を表す図５のフローチャートを用いて説明する。
【００７４】
まず、Ｓ１１０にて、モード切替スイッチ５９の位置を検知して「補正撮像モード」の位置であるか否かを判別し、判別の結果が「補正撮像モード」の位置の場合はＳ１１１へ移行し、「補正撮像モード」ではなく、「ノーマルモード」の位置の場合はＳ１２３へ移行する。
【００７５】
次に、Ｓ１１１にて、スリット光有り画像とスリット光無し画像を取得するカメラ制御処理を行う。
つまり、スリット光投光ユニット２０に対してレーザーダイオード２１の発光を指令し、第１スリット光７１及び第２スリット光７２が出射されてから、スリット光有り画像としてＣＣＤ画像センサ３２から画像データを取得し、この画像データをＲＡＭ４３のスリット光有り画像格納部４３１へ記憶させる。
【００７６】
そして、スリット光投光ユニット２０に対してレーザーダイオード２１の発光停止を指令し、第１スリット光７１及び第２スリット光７２が出射されなくなってから、スリット光無し画像としてＣＣＤ画像センサ３２から画像データを取得し、この画像データをスリット光無し画像格納部４３２へ記憶させる。
【００７７】
次に、Ｓ１１２にて、差分抽出処理として、差分抽出プログラム４２２によりスリット光有り画像格納部４３１の画像データに対する、スリット光無し画像格納部４３２の画像データの差分（即ち、原稿Ｐに投光された第１スリット光軌跡７１ａ及び第２スリット光軌跡７２ａ）を求めた画像データを生成して、差分画像格納部４３３へ記憶させる。
【００７８】
そして、第１スリット光軌跡７１ａの画像に関する位置情報として、差分画像格納部４３３に記憶した画像データの下半分（高さ方向位置ｃｃｄｙが「８００」〜「１５９９」の間）において、幅方向位置ｃｃｄｘが「０」〜「１１９９」の間の２０画素毎に、高さ方向の画素１列分での輝度レベルが最大の位置を求める。そして、その位置を求めた順番に番号が割り当てられた索引ｉｄｘと、その位置を求めた際の幅方向位置ｃｃｄｘと、輝度レベルが最大の高さ方向位置ｃｃｄｙとを、図６（ａ）に示すようにスリット光画像位置データ４３６ａとしてスリット光軌跡情報格納部４３６に記憶する。尚、輝度レベルの最大の位置は、高さ方向の各画素の輝度レベルを結んだ近似曲線の最大値の位置である。また、この最大の位置の輝度レベルが所定のレベル以上で無い場合は、第１スリット光軌跡７１ａが無いと判断して、スリット光画像位置データ４３６ａとして記憶しない。そして、第１スリット光軌跡７１ａの位置情報として抽出された画素の総数である抽出画素数Ｎに、索引ｉｄｘの最大値を設定する。
【００７９】
次に、第２スリット光軌跡７２ａの画像に関する位置情報として、画像データの上半分（高さ方向位置ｃｃｄｙが「０」〜「７９９」）の、幅方向位置ｃｃｄｘの中央位置（ｃｃｄｘ＝５９９）にて、高さ方向の輝度レベルが最大になる位置を求めて、第２スリット光軌跡７２ａの位置情報として、スリット光画像位置データ４３６ａと同様の形式でスリット光軌跡情報格納部４３６に記憶する。また、第１スリット光軌跡７１ａの位置情報と同様、最大の位置の輝度レベルが所定のレベル以上で無い場合は、第２スリット光軌跡７２ａが無いと判断してスリット光軌跡情報格納部４３６へは記憶しない。
【００８０】
次に、Ｓ１１３にて、スリット光軌跡情報格納部４３６に記憶された第２スリット光軌跡７２ａの位置情報が有るか否かを判別し、第２スリット光軌跡７２ａの位置情報が有る場合はＳ１１４へ以降して処理を継続し、原稿Ｐと撮像装置１との距離が離れすぎたりしてＳ１１２において第２スリット光軌跡７２ａの位置情報が検出できない場合はＳ１２４へ移行する。
【００８１】
次に、Ｓ１１４にて、スリット光軌跡情報格納部４３６に記憶されたスリット光画像位置データ４３６ａ（第１スリット光軌跡７２ａの位置情報）による抽出画素数Ｎが、これ以降の処理に用いるために最低必要な画素数である規定値Ｎｍｉｎ以上であるか否かを判別し、抽出画素数Ｎが規定値Ｎｍｉｎ以上であればＳ１１５へ移行し、原稿Ｐに対するスリット光照射位置が黒画像であったり、反射等によって所定長のスリット光軌跡が検出できず、規定値Ｎｍｉｎより少ない場合は、スリット光画像位置データ４３６ａを、これ以降の処理にて用いるには不適切であると判断してＳ１２４へ移行する。
【００８２】
次に、Ｓ１１５にて、異物判定処理として異物検出プログラム４２７により図７に示すフローチャートの処理（詳細は後述する。）を行い、スリット光有り画像中の異物の有無を判定する。そして、スリット光有り画像中に異物が有ると判定した場合、異物の有無を表す変数の異物状態ｉｂｔを「有り」とし、異物が有ると判定した箇所の画素数を表す変数の異物数ｂを返し、異物が無いと判定した場合、異物状態ｉｂｔを「無し」とする。また、異物が有ると判定した箇所のスリット光画像位置データ４３６ａを無効にするために、当該箇所の索引ｉｄｘの値を「−１」に書き換える。
【００８３】
次に、Ｓ１１６にて、異物状態ｉｂｔの値が「無し」であるか否かを判別し、異物状態ｉｂｔの値が「無し」の場合、そのまま次の処理を行うようＳ１１７へ移行し、異物状態ｉｂｔの値が「有り」の場合は、Ｓ１２５へ移行する。
【００８４】
次に、Ｓ１１７にて、収差補正処理として、収差補正プログラム４２３により、スリット光軌跡情報格納部４３６に格納されたスリット光画像位置データ４３６ａによる各点に対して収差補正を行い、その結果を、スリット光位置補正データ４３６ｂとして、スリット光軌跡情報格納部４３６へ図６（ｂ）に示すように索引ｉｄｘに対する収差補正された幅方向位置ｃｃｄｃｘと、収差補正された高さ方向位置ｃｃｄｃｙとを記憶する。但し、索引ｉｄｘの値が「−１」に書き換えられたデータ行に対する処理はスキップする。
【００８５】
尚、収差補正とは、図８（ａ）に示すように、結像レンズ３１の光学系の歪みなどにより、入射した光束が本来結像すべき位置からずれてしまうことに対して、撮像された画素の位置を本来結像すべき位置へ変換する補正である。
【００８６】
そして、収差補正プログラム４２３による処理は、例えば、図８（ｂ）に示すように、結像レンズ３１の撮像範囲を、入射光の角度である半画角ｈｆａをパラメータとして光学系の歪みを計測して求めたデータを基に補正する。
【００８７】
次に、Ｓ１１８にて、三角測量演算処理として、スリット光位置補正データ４３６ｂについて、三角測量演算プログラム４２４により、索引ｉｄｘ毎の３次元空間位置を求めて（詳細は後述する。）、演算結果を図６（ｃ）に示すように、索引ｉｄｘに対する３次元座標値であるＸ値，Ｙ値，Ｚ値のデータをスリット光３次元位置データ４３４ａとして三角測量演算結果格納部４３４へ記憶する。
【００８８】
次に、Ｓ１１９にて、原稿姿勢演算処理として、三角測量演算結果格納部４３４に記憶されたスリット光３次元位置データ４３４ａを用いて、原稿姿勢演算プログラム４２５により、原稿Ｐの位置Ｌ、傾きθ及び湾曲φを演算する（詳細は後述する。）。
【００８９】
次に、Ｓ１２０にて、代表的な大きさの被写体（例えばＡ４サイズの原稿Ｐ）が、結像レンズ３１の代表的な被写界深度内に入る被写体の角度として規定された規定角度θｐａを、Ｓ１１９にて求めた原稿Ｐの傾きθが超えているか否かを判別し、規定角度θｐａを超えている場合は、被写界深度をはみ出て撮像された画像であると判断してＳ１２４へ移行し、規定角度θｐａを超えていない場合はＳ１２１へ移行する。
【００９０】
次に、Ｓ１２１にて、平面変換処理として、Ｓ１１９で算出した原稿Ｐの位置及び姿勢から、平面変換プログラム４２６による図１１のフローチャートに示すような処理（詳細は後述する。）を行い、スリット光無し画像格納部４３２に記憶された画像データを原稿Ｐが略直交方向から観察されたような画像の画像データに変換する。そして、変換した画像データをカードメモリ５５に記憶させて、本処理を終了する。
【００９１】
一方、Ｓ１２３では、「ノーマルモード」での画像データの取得として、スリット光投光ユニット２０のレーザーダイオード２１への発光指令を停止にして、第１スリット光７１及び第２スリット光７２が出射されていない状態で、ＣＣＤ画像センサ３２から画像データを取得し、この画像データをカードメモリ５５に記憶させて当該処理を終了する。
【００９２】
また、Ｓ１２４では、原稿Ｐと撮像装置１との距離が離れすぎたりしてＳ１１２において第２スリット光軌跡７２ａの位置情報が検出できない場合や、原稿Ｐに対するスリット光照射位置が黒画像であったり、反射等によって所定長のスリット光軌跡が検出できず、規定値Ｎｍｉｎより少ない場合や、Ｓ１１９にて求めた原稿Ｐの傾きθが超えているか否かを判別し、規定角度θｐａを超えている場合においては、対象物体としての原稿Ｐの正確な３次元形状を検出することができないため、警報処理Ａとして、警報処理プログラム４２８に基づき、３次元形状の正確な検出を行うための画像の取得ができないことを表すパターンでＬＥＤ５６を所定時間点滅させ、スピーカ５７から警報音を発生させて、本処理を終了する。
【００９３】
また、Ｓ１２５では、Ｓ１１２で設定された抽出画素数Ｎに対する、Ｓ１１５で求められた異物数ｂの割合を求め、この割合が、原稿姿勢演算プログラム４２５による処理のために有効な割合となるように規定された規定値Ｒ（例えば２０％）以下であるかを判別し、規定値Ｒ以下であれば、処理を継続するためにＳ１２６へ移行し、規定値Ｒを超える場合は、原稿姿勢演算プログラム４２５による正確な処理ができないと判断してＳ１２７へ移行する。
【００９４】
そして、Ｓ１２６では、警報処理Ｂとして、警報処理プログラム４２８に基づき、異物がある状態で画像を取得したことを表すパターンでＬＥＤ５６を所定時間点滅させ、スピーカ５７から警告音を発生させＳ１１７へ戻る。
【００９５】
また、Ｓ１２７では、警報処理Ｃとして、警報処理プログラム４２８に基づき、異物があるため画像を取得できない旨を表すパターンでＬＥＤ５６を所定時間点滅させ、スピーカ５７から警告音を発生させて、本処理を終了する。
【００９６】
尚、Ｓ１１２での差分抽出プログラム４２２による処理について具体的には、スリット光有り画像格納部４３１の画像データからスリット光無し画像格納部４３２の画像データを、画素毎にそのＲＧＢ値を差し引く。これにより、第１，第２スリット光軌跡７１ａ，７２ａのみが抽出された多値画像を得る。
【００９７】
また、Ｓ１１５での異物検出プログラム４２７による処理について具体的には、例えば、次に説明する図７のフローチャートに示すような処理である。
まず、スリット光画像位置データ４３６ａの幅方向位置ｃｃｄｘと、高さ方向位置ｃｃｄｙとで定まる各点による回帰曲線ｆ（ｃｃｄｘ）を求める（Ｓ１１０１）。
【００９８】
そして、初期設定として、異物の有無を表す変数である異物状態ｉｂｔの初期値を「無し」にして（Ｓ１１０２）、索引ｉｄｘに対応する変数であるカウンタｉに「０」を設定する（Ｓ１１０３）。
【００９９】
次に、スリット光画像位置データ４３６ａを基に、カウンタｉの値と同じ索引ｉｄｘの行の高さ方向位置ｃｃｄｙ（ｉ）から、この索引ｉｄｘの行の幅方向位置ｃｃｄｘ（ｉ）における回帰曲線ｆ（ｃｃｄｃｘ（ｉ））による高さ方向の位置を差し引いた差分を求める（Ｓ１１０５）。
【０１００】
次に、この差分が規定値ｔｈａより大きければ（Ｓ１１０６：ＹＥＳ）、当該箇所に異物があると判定し、異物状態ｉｂｔに「有り」を代入し（Ｓ１１０７）、異物と判定された箇所の数を表す異物数ｂに「１」を加え（Ｓ１１０８）、スリット光画像位置データ４３６ａの索引ｉｄｘの値を「−１」とする（Ｓ１１０９）。そして、差分が規定値ｔｈａより大きくなければ（Ｓ１１０６：ＮＯ）何もしない。
【０１０１】
これらを、リット光画像位置データ４３６ａの各行に対して行うために、カウンタｉ（つまり索引ｉｄｘ）を「１」づつ増やして（Ｓ１１０６）カウンタｉが抽出画素数Ｎより大きくなるまで（Ｓ１１０３）実施する。その後、異物数ｂと、異物状態ｉｂｔとの値を保持して、元の処理に戻る。
【０１０２】
尚、規定値ｔｈａは、原稿Ｐの湾曲など通常生じうる変形箇所の画像での画素間の変位量の最大値を基に規定されている。また、異物が有る箇所は、原稿Ｐの表面より高さが高くなる。つまり、第１スリット光軌跡７１ａの画像は下にズレ、高さ方向位置としては大きな値となり、異物箇所の差分によって異物の有無を判別できる。そして、差分は正の値をとるため、規定値ｔｈａより大きくなる側の判別だけで良い。
【０１０３】
また、Ｓ１１８での三角測量演算プログラム４２４による処理について具体的には、例えば、スリット光位置補正データ４３６ｂにより定まる各点に対する３次元空間位置を次のようにして求める。
【０１０４】
ここで、図４に示すように幅方向に湾曲した原稿Ｐを撮像する際の座標系を、図９に示すように、結像レンズ３１の光軸方向をＺ軸として、撮像装置１から基準距離ＶＰ離れた位置をＸ，Ｙ，Ｚ軸の原点位置とし、撮像装置１に対して水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする。
【０１０５】
そして、ＣＣＤ画像センサ３２の幅方向の総画素数をＲｅｓＸ、高さ方向の総画素数をＲｅｓＹと呼び、Ｘ−Ｙ平面に、結像レンズ３１を通してＣＣＤ画像センサ３２を投影した位置の上端をＹｆｔｏｐ、下端をＹｆｂｏｔｔｏｍ、左端をＸｆｓｔａｒｔ、右端をＸｆｅｎｄと呼ぶ。また、結像レンズ３１の光軸から、スリット光投光ユニット２０から出射される第１スリット光７１の光軸までの距離をＤ、第１スリット光７１がＸ−Ｙ平面に交差するＹ軸方向の位置をｌａｓ１、第２スリット光７２がＸ−Ｙ平面に交差するＹ軸方向の位置をｌａｓ２とする。
【０１０６】
このとき、スリット光位置補正データ４３６ｂの所定のデータにより定まる点の画像上の座標（ｃｃｄｃｘ１，ｃｃｄｃｙ１）に対応する３次元空間位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）を、ＣＣＤ画像センサ３２の結像面上の点と、第１スリット光７１及び第２スリット光７２の出射点と、Ｘ−Ｙ平面に交差する点とで形成される三角形について立てた次の５つの連立方程式の解から導き出す。
（１）Ｙ１＝−（（ｌａｓ１＋Ｄ）／ＶＰ）Ｚ１＋ｌａｓ１
（２）Ｙ１＝−（Ｙｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ１＋Ｙｔａｒｇｅｔ
（３）Ｘ１＝−（Ｘｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ１＋Ｘｔａｒｇｅｔ
（４）Ｘｔａｒｇｅｔ＝Ｘｆｓｔａｒｔ＋（ｃｃｄｃｘ１／ＲｅｓＸ）×（Ｘｆｅｎｄ−Ｘｆｓｔａｒｔ）
（５）Ｙｔａｒｇｅｔ＝Ｙｆｔｏｐ―（ｃｃｄｃｙ１／ＲｅｓＹ）×（Ｙｆｔｏｐ−Ｙｆｂｏｔｔｏｍ）
尚、本実施例では、第１スリット光７１がＺ軸に対して平行のためｌａｓ１＝−Ｄであり、Ｙ１＝−Ｄである。
【０１０７】
同様に、第２スリット光軌跡７２ａの位置情報で定まる点の画像上の座標（ｃｃｄｃｘ２，ｃｃｄｃｙ２）に対応する３次元空間位置（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を、次に５つの連立方程式の解から導き出す。
（１）Ｙ２＝−（（ｌａｓ２＋Ｄ）／ＶＰ）Ｚ２＋ｌａｓ２
（２）Ｙ２＝−（Ｙｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ２＋Ｙｔａｒｇｅｔ
（３）Ｘ２＝−（Ｘｔａｒｇｅｔ／ＶＰ）Ｚ２＋Ｘｔａｒｇｅｔ
（４）Ｘｔａｒｇｅｔ＝Ｘｆｓｔａｒｔ＋（ｃｃｄｃｘ２／ＲｅｓＸ）×（Ｘｆｅｎｄ−Ｘｆｓｔａｒｔ）
（５）Ｙｔａｒｇｅｔ＝Ｙｆｔｏｐ―（ｃｃｄｃｙ２／ＲｅｓＹ）×（Ｙｆｔｏｐ−Ｙｆｂｏｔｔｏｍ）
また、Ｓ１１９での原稿姿勢演算プログラム４２５による処理について具体的には、例えば、スリット光３次元位置データ４３４ａにより定まる３次元空間位置各点の回帰曲線（つまり、第１スリット光軌跡７１ａの３次元形状）を求め、この回帰曲線のＸ軸方向の位置が「０」における点と、第２スリット光軌跡７２ａの位置情報により定まる点とを結ぶ直線を想定し、この直線がＺ軸と交わる点、つまり、光軸が原稿Ｐと交差する点を、原稿Ｐの３次元空間位置（０，０，Ｌ）（以降、位置Ｌと呼ぶ。）として求める（図１０（ａ）参照。）。そして、この直線がＸ−Ｙ平面となす角を原稿Ｐの傾きθとして求める。
【０１０８】
また、図１０（ｂ）に示すように、第１スリット光軌跡７１ａの回帰曲線を、先に求めた傾きθ分だけ逆方向に回転変換する。つまり、原稿ＰをＸ−Ｙ平面に対して平行にした状態を考える。そして、図１０（ｃ）に示すように、Ｘ−Ｚ平面における原稿Ｐの断面について、Ｚ軸方向の変位を複数のＸ軸方向の点で求めてその変位度から、Ｘ軸方向の位置を変数としたＸ軸方向への傾きの関数である湾曲φ（Ｘ）を求める。
【０１０９】
また、Ｓ１２１での平面変換プログラム４２６による処理について具体的には、例えば、図１１のフローチャートに示される次に説明するような処理である。
まず、スリット光無し画像による矩形領域をＸ−Ｙ平面に配置して（Ｓ１２０１）、この矩形領域を、Ｓ１１９での演算結果である原稿Ｐの位置Ｌと、傾きθと、湾曲φ（Ｘ）に基づき、矩形領域の４隅の点を変換して、原稿Ｐの表面が略直交方向から観察された場合の画像に変換した正立画像の領域を設定し、この領域内に含まれる画素数Ｑａを求める（Ｓ１２０２）。
【０１１０】
次に、ＲＡＭ４３のワーキングエリア４３７に当該処理の処理領域を割り当て、及び、当該処理に用いる変数の初期値（例えば、カウンタｊ＝０）を設定する（Ｓ１２０３）。
次に、正立画像の領域に含まれる画素毎に、各々の３次元空間位置を、湾曲φ（Ｘ）に基づいてＺ軸方向に変位させ（Ｓ１２０５）、傾きθでＸ軸まわりに回転移動し（Ｓ１２０６）、Ｚ軸方向に位置Ｌだけ逆方向にシフトして（Ｓ１２０７）、求められた３次元空間位置を、先の３角測量の関係式により理想カメラで写されたＣＣＤ画像上の座標（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）に変換し（Ｓ１２０８）、使用している結像レンズ３１の収差特性を基に、収差補正プログラム４２３の逆の手順で、実際のカメラで写されたＣＣＤ画像上の座標（ｃｃｄｘ，ｃｃｄｙ）に変換し（Ｓ１２０９）、この位置にあるスリット光無し画像の画素の状態（ＲＧＢ値）を求めて、ＲＡＭ４３のワーキングエリア４３７に格納する（Ｓ１２１０）。これを画素数Ｑａの分繰り返し、正立画像の画像データを生成する。
【０１１１】
以上のように、撮像装置１は、第１スリット光７１及び第２スリット光７２の２列のスリット光を出射し、これらのスリット光が投光された原稿Ｐを、結像レンズ３１によってＣＣＤ画像センサ３２に結像させて撮像し、続けて、スリット光が投光されていない原稿Ｐの画像を撮像する。そして、これら２つの画像データの差分をとることによって、画像データからスリット光軌跡を抽出して、三角測量原理によりスリット光軌跡各部の３次元空間位置を演算し、これらから原稿Ｐの位置Ｌ、傾きθ、及び、湾曲φ（ｘ）を求め、第１スリット光軌跡７１ａの形状を原稿Ｐ全体の横断面形状として類推した結果を基に、平らな原稿Ｐが正面から撮像されたかのように補正した画像データを、カードメモリ５５に記録する。
【０１１２】
尚、カードメモリ５５に記憶された画像データは、ＬＣＤ５１で表示して撮像内容を確認したり、カードメモリ５５を撮像装置１から取り外して、外部のパーソナルコンピュータなどにより表示したり、印刷したりして用いることができる。
【０１１３】
そして、本実施例の撮像装置１によれば、使用者は、モード切替スイッチ５９をスライドさせて「補正撮像モード」で撮像する際に、例えば、図１２（ｂ）に示すように、原稿Ｐを押さえる手などを、第１スリット光軌跡７１ａに重ねてしまった場合、ＬＥＤ５６が点滅され、スピーカ５７から警報音が鳴らされて、異常状態にあることを知ることができる。これにより、使用者は、対象物体の表面から異物を除去して撮像することができる。
【０１１４】
また、手などの異物がスリット光軌跡７１ａに重なった割合が規定値Ｒを超え、正確な平面変換をできない場合、原稿姿勢演算プログラム４２５，平面変換プログラム４２６が行われず、正しく平面変換されない画像データがカードメモリ５５に記憶されるのを防止できる。
【０１１５】
そして、スリット光軌跡に手が重なる割合（ｂ／Ｎ）が、規定値Ｒ以下であれば、平面変換の精度への影響は少ないとして、そのまま収差補正プログラム４２３による処理（Ｓ１１７）以降を行うことができる。この時、異物が写っていると判別された箇所のスリット光画像位置データ４３６ａは無効になるように変更されるため収差補正プログラム４２３による処理以降には用いられず、図１７（ｄ）の点線で示すように矩形の原稿Ｐが矩形に表示され、正しい正立画像を得ることができる。
【０１１６】
また、撮像装置１は、Ｓ１１３での判定処理にて、原稿Ｐまでの距離が遠いなどにより第２スリット光軌跡７２ａの輝度が低くて第２スリット光軌跡７２ａを判別できない異常状態に対して、Ｓ１１４以降の処理を停止することができる。これにより、３次元形状の検出ができず、平面変換されない画像をカードメモリ５５に記憶しないようにできる。
【０１１７】
また、撮像装置１は、Ｓ１１４での判定処理にて、Ｓ１１２の差分抽出処理にて、第１スリット光軌跡７１ａを判別できる箇所が少ない異常状態に対して、Ｓ１１５以降の処理を停止することができる。これにより、原稿Ｐの表面の色が、第１，第２スリット光７１，７２の色と同じであったり、原稿Ｐを照らす照明が明る過ぎるなどのために、撮像した画像において、原稿Ｐと第１スリット光軌跡７１ａとの識別ができなくなる異常状態となると、３次元形状が正しく検出できず、正しく平面変換されない画像がカードメモリ５５に記憶されるのを防ぐことができる。
【０１１８】
また、撮像装置１は、Ｓ１２０の処理にて、原稿Ｐに対する傾きθが大きすぎて、原稿Ｐが被写界深度からはみ出すようになってしまった異常状態に対して、Ｓ１２１以降の処理を停止することができる。これにより、原稿Ｐの一部がピンボケ状態で写った無駄な画像がカードメモリ５５に記憶されるのを防ぐことができる。
【０１１９】
[第２実施例] 
次に、第２実施例の撮像装置２について説明する。
第２実施例の撮像装置２は、使用目的及び装置構成は、第１実施例の撮像装置１と同じで、プロセッサ４０による処理手順を変更したものである。
【０１２０】
プロセッサ４０は、レリーズボタン５２が押されると、図１２のフローチャートに示される次のような処理を行う。
まず、Ｓ１３０〜Ｓ１１４にて、第１実施例のＳ１１０〜Ｓ１１４と同じ処理を行う。
【０１２１】
次に、Ｓ１３５にて、第１実施例では異物判定処理の後に行っていた収差補正処理をＳ１１７と同様に行ってから、Ｓ１３６にて、図１３に示すフローチャートのような異物判定処理（詳細は後述する。）を行う。
【０１２２】
次に、Ｓ１３７にて、異物が存在するか否かの判別処理を行い、Ｓ１３８以降は、第１実施例のＳ１１８以降と同様の処理を行う。
但し、Ｓ１３７にて、異物状態ｉｂｔが「有り」と判別された場合の処理は、異物数ｂと抽出画素数Ｎとの比で処理内容を分けること無く、Ｓ１４４にて、Ｓ１２７と同様の警報処理Ｃを行って本処理を終了する。
【０１２３】
また、Ｓ１３６での異物判定処理は、次に説明する図１３に示すフローチャートのような処理を行う。
まず、Ｓ１３０１にて、Ｓ１１０２と同様に、異物状態ｉｂｔに「無し」を代入する。
【０１２４】
次に、Ｓ１３０２にて、判定するデータ行を設定するためのカウンタｉの値を、索引ｉｄｘの真ん中の値（ｉ＝Ｎ／２）、つまり、幅方向位置ｃｃｄｃｘの真ん中の位置に設定する。
【０１２５】
次に、Ｓ１３０３にて、カウンタｉが「０」より大いかを判別し、「０」より大きければ（つまり、幅方向位置の左端を超えていれば）Ｓ１３０４へ移行し、「０」より大きくなければＳ１３１０へ移行する。
【０１２６】
次に、Ｓ１３０４にて、スリット光位置補正データ４３６ｂを基に、カウンタｉの値と同じ索引ｉｄｘの行データの高さ方向位置ｃｃｄｃｙ（ｉ）から、１つ前の行の高さ方向位置ｃｃｄｃｙ（ｉ＋１）を差し引いた差分を求める。
【０１２７】
次に、Ｓ１３０５にて、この差分が規定値ｔｈｂより大きいかを判別し、差分が規定値ｔｈｂより大きい場合、Ｓ１３２０に移行して異物状態ｉｂｔに「有り」を代入して本処理を終了する。そして、差分が規定値ｔｈｂより大きく無い場合は、Ｓ１３０６でカウンタｉを「１」減算して、Ｓ１２０３へ戻る。
【０１２８】
次に、Ｓ１３１０にて、カウンタｉの値を、索引ｉｄｘの真ん中の値（ｉ＝Ｎ／２）、つまり、幅方向位置ｃｃｄｘの真ん中の位置に設定し、Ｓ１３１１〜Ｓ１０１４にて、カウンタｉが「Ｎ／２」から「Ｎ」を超えるまで、つまり幅方向の右半分の領域について、Ｓ１３０４及びＳ１３０５と同じ処理を行う。
【０１２９】
このように、異物がある箇所は盛り上がるため、原稿Ｐだけが単に有る場合より第１スリット光軌跡７１ａが大きく変位することを利用して、この変位量を検知して異物有無を判定している。
【０１３０】
尚、規定値ｔｈｂは、原稿Ｐの湾曲など通常生じうる変形箇所の画像での画素間の変位量の最大値を基に規定されている。
また、幅方向位置ｃｃｄｃｘの真ん中の位置（つまり、原稿Ｐの中央部）は、手や文鎮などの異物がある可能性が低いため、原稿Ｐの表面であると考えられる。このため幅方向位置ｃｃｄｃｘの真ん中の位置から左右に振り分けて判定することにより、異物が有る箇所は、原稿Ｐの表面より画像の高さ方向としては下に（高さ方向位置の値としては大きく）なり、Ｓ１１０４で求める差分は正の値だけとなるため、規定値ｔｈａが正の側の値だけで判定できる。
【０１３１】
以上のように、第２実施例の撮像装置２によれば、第１実施例同様、平らな原稿Ｐが正面から撮像されたかのように補正した画像データを、カードメモリ５５に記録することができる。そして、原稿Ｐを押さえる手などを、第１スリット光軌跡７１ａに重ねてしまった場合、ＬＥＤ５６を点滅し、スピーカ５７から警報音を鳴らすなどにより、異物により対象物体の３次元形状が誤導出され、補正する画像データが不正確になるのを防ぐことができる。
【０１３２】
また、収差補正が行われ、実際の位置に近くしたスリット光位置補正データ４３６ｂに対して異物判定処理を行っており異物有無の判別精度は、第１実施例より高くすることができる。
【０１３３】
また、異物を判別する際に、第１実施例でのスリット光位置補正データ４３６ｂの回帰曲線ｆ（ｃｃｄｃｘ）に対する差分での評価のように回帰曲線ｆ（ｃｃｄｃｘ，ｃｃｄｃｙ）を求める必要が無く、単なる加減算で異物有無を判別することができ、異物有無の判別処理を簡易にでき、撮像装置２の構成としても簡易な構成にできる。
【０１３４】
但し、第１実施例の撮像装置１のように、スリット光画像位置データ４３６ａが求められた時点で異物判別する方が、異物判別処理までの処理内容が少ないため、異物が有る場合の警報処理が早く行われ、プロセッサ４０での処理を早期に終わらせることができる。
【０１３５】
また、第１実施例のように、回帰曲線を求めて、これと比較して異物有無を判別した方が、ノイズなどの影響を受けにくく、精度良く判別することができる。
[第３実施例]
次に、第３実施例の撮像装置３について説明する。
【０１３６】
第３実施例の撮像装置３は、第２実施例の撮像装置２と同様に、使用目的及び装置構成が第１実施例の撮像装置１と同じで、プロセッサ４０による処理手順を変更したものである。
【０１３７】
プロセッサ４０は、レリーズボタン５２が押されてから、次に説明する図１４のフローチャートに示すような処理を行う。
まず、Ｓ１５０〜Ｓ１５４にて、第１実施例のＳ１１０〜Ｓ１１４と同じ処理を行う。
【０１３８】
次に、第１実施例では異物判定処理の後に行っていた、Ｓ１１７と同様の収差補正処理、及び、Ｓ１１８と同様の三角測量演算処理を、Ｓ１５５及びＳ１５６にて行ってから、Ｓ１５７にて、図１５に示すフローチャートのような異物判定処理（詳細は後述する。）を行う。
【０１３９】
次に、Ｓ１５８にて、異物が存在するか否かの判別処理を行い、Ｓ１５９以降は、第１実施例のＳ１１８以降と同様の処理を行う。
また、Ｓ１５７での異物判定処理は、次に説明する図１５のフローチャートに示すような処理を行う。
【０１４０】
まず、Ｓ１５０１にて、Ｓ１１０２と同様に、異物状態ｉｂｔに「無し」を代入する。
次に、Ｓ１５０２にて、スリット光３次元位置データ４３４ａの３次元座標値Ｘ値，Ｙ値，Ｚ値のデータで定まる各点について、Ｘ値をパラメータとした回帰曲線ｆ（Ｘ）を求める。
【０１４１】
次に、Ｓ１５０３にて、索引ｉｄｘに対応する変数のカウンタｉに「０」を代入し、Ｓ１５０４にて、カウンタｉが、索引ｉｄｘの最大値である抽出画素数Ｎより大きくなければ、Ｓ１５０５へ移行し、抽出画素数Ｎより大きくなると、本処理を終了する。
【０１４２】
次に、Ｓ１５０５にて、スリット光３次元位置データ４３４ａを基に、カウンタｉの値と同じ索引ｉｄｘの行のＸ値、Ｙ値、Ｚ値で定まる点と、この点のＸ値Ｘ（ｉ）における回帰曲線ｆ（Ｘ（ｉ））で定まる３次元座標位置との距離を求める。
【０１４３】
次に、Ｓ１５０６にて、Ｓ１５０５で求めた距離が規定値ｔｈｃより大きいかを判別し、規定値ｔｈｃより大きい場合、Ｓ１５０８にて異物状態ｉｂｔに「有り」を代入し、Ｓ１５０９にて、異物数ｂに「１」を加え、カウンタｉと同じ索引ｉｄｘの欄に「−１」を代入してＳ１５０７へ戻る。そして、距離が規定値ｔｈｃより大きくない場合は、そのままＳ１５０７へ移行する。
【０１４４】
次にＳ１５０７では、カウンタｉに「１」を加えてＳ１５０４へ戻り、カウンタｉが抽出画素数Ｎを超えるまで繰り返す。
尚、規定値ｔｈｃは、原稿Ｐの湾曲など通常生じうる変形箇所での３次元座標位置の変位量の最大値を基に規定されている。
【０１４５】
以上のように、第３実施例の撮像装置３によれば、第１実施例同様、平らな原稿Ｐが正面から撮像されたかのように補正した画像データを、カードメモリ５５に記録することができる。そして、原稿Ｐを押さえる手などを、第１スリット光軌跡７１ａに重ねてしまった場合、ＬＥＤ５６を点滅し、スピーカ５７から警報音を鳴らすなどにより、異物により対象物体の３次元形状が誤導出され、補正する画像データが不正確になるのを防ぐことができる。
【０１４６】
また、３次元空間位置を求めたスリット光３次元位置データ４３４ａに対して異物判定処理を行っており、第１第、２実施例でのスリット光画像位置データ４３６ａや、スリット光位置補正データ４３６ｂの２次元データより情報量が多く、更に、異物を判別する際も、スリット光３次元位置データ４３４ａの回帰曲線ｆ（Ｘ）に対する間隔で評価しているため、第１実施例の撮像装置１及び第２実施例の撮像装置２に対して異物有無の判別精度を良くできる。このため、より確実に異物により対象物体の３次元形状が誤導出されるのを防止することができる。
【０１４７】
但し、第１実施例の撮像装置１、及び、第２実施例の撮像装置２の方が、異物判別処理までの処理内容が少ないため、異物が有る場合の警報処理を早く行うことができる。
[本発明との対応関係] 
本発明における３次元形状検出装置に対して、第１実施例では、スリット光投光ユニット２０がパターン光出射手段に相当し、結像レンズ３１及びＣＣＤ画像センサ３２が第１撮像手段に相当し、プロセッサ４０によるＳ１１１及びＳ１１２での処理が軌跡情報生成手段に相当し、Ｓ１１７での処理が収差補正手段に相当し、Ｓ１１８での処理が演算手段に相当し、Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５，Ｓ１１６，Ｓ１２０，Ｓ１２５での処理が異常判別手段（特に、異物の存在を判別する異常判別手段は、Ｓ１１５）に相当し、Ｓ１２４，Ｓ１２６，Ｓ１２７での処理が誤導出防止手段に相当する。
【０１４８】
また、パターン光軌跡に関する情報に関して、スリット光画像位置データ４３６ａがパターン光軌跡を抽出した軌跡情報に相当し、スリット光位置補正データ４３６ｂが、収差補正された軌跡情報に相当し、スリット光３次元位置データ４３４ａが、座標情報列に相当する。
【０１４９】
そして、本発明の撮像装置に対して、結像レンズ３１及びＣＣＤ画像センサ３２が第２撮像手段に相当し、ＲＡＭ４３が記憶手段に相当し、プロセッサ４０によるＳ１２１での処理が画像補正手段に相当する。
[変形例]
以上、第１〜第３実施例により本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されず、このほかにも様々な形態で実施することができる。
【０１５０】
例えば、第１〜第３実施例では、スリット光投光ユニット２０にて、第１スリット光７１、及び、第２スリット光７２の２列のスリット光を出射して３次元形状を検出しているが、これに限らず、３列以上のスリット光を出射して３次元形状を検出するよう構成されたものであっても良いし、スリット光に限らず、特定の輻射パターンの光束を出射して３次元形状を検出するよう構成されたものであっても良い。
【０１５１】
また、第３実施例の異物判定処理Ｓ１５７では、異物存在の判定を、回帰曲線ｆ（Ｘ）にて定まる点と、スリット光３次元位置データ４３４ａにて定まる点との距離で行っているが、図１６のフローチャートに示すように、Ｓ１５５４及び、Ｓ１５６０にてスリット光３次元位置データ４３４ａにおける索引ｉｄｘが隣り合うデータにより定まる点の距離を求め、この距離の値が規定ｔｈｄを超えたか否かで判断するものであっても良い。
【０１５２】
同様に、第１実施例の図７のフローチャートを、スリット光画像位置データ４３６ａの索引ｉｄｘが隣り合うデータにより定まる点の差分で判定するものであっても良いし、第２実施例の図１３のフローチャートを、スリット光位置補正データ４３６ｂの回帰曲線を求めて、この回帰曲線とスリット光位置補正データ４３６ｂにより定まる点との差分で判定するようにしたものであっても良い。
【０１５３】
また、第１実施例及び、第３実施例は、第２実施例と同様に、異物状態ｉｂｔが「有り」と判別（Ｓ１１６，Ｓ１５８：ＮＯ）されてからの処理を、警報処理Ｃ（Ｓ１２７，Ｓ１６６）を行うだけのものであっても良いし、第２実施例が、第１、第３実施例同様に、異物数ｂの抽出画素数Ｎに対する割合で、処理を判別するようにしても良い。また、第１〜第３実施例は、異物状態ｉｂｔが「有り」と判別されてからの処理を、何も行わずにそのまま処理を停止するものであっても良い。
【０１５４】
また、第１実施例の撮像装置１は、Ｓ１１３での第２スリット光軌跡７２ａの有無判別、Ｓ１１４での第１スリット光軌跡７１ａに対する抽出画素数Ｎの下限判別、Ｓ１２０での原稿Ｐの傾き量判別、及び、Ｓ１１６での異物判別のいずれか１つしか無いものであっても良いし、いずれか２つ又は３つを組み合わせたものであっても良い。そして、第２、第３実施例についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】第１実施例の全体構成を表す斜視図及び概略断面図である。
【図２】第１実施例の全体構成を表すブロック図である。
【図３】第１実施例のスリット光投光ユニット２０の構成を表す概略断面図である。
【図４】第１実施例のスリット光有り画像を説明するための図である。
【図５】第１実施例のプロセッサ４０における処理手順を表すフローチャート図である。
【図６】第１実施例のスリット光軌跡情報格納部４３６に格納されるデータを説明するための図である。
【図７】第１実施例の異物検出処理の手順を表すフローチャート図である。
【図８】第１実施例の収差補正の方法を説明するための図である。
【図９】第１実施例の３次元空間位置算出方法を説明するための図である。
【図１０】第１実施例の原稿姿勢演算処理の際の座標系を説明するための図である。
【図１１】第１実施例の平面変換処理の手順を表すフローチャート図である。
【図１２】第２実施例のプロセッサ４０における処理手順を表すフローチャート図である。
【図１３】第２実施例の異物検出処理の手順を表すフローチャート図である。
【図１４】第３実施例のプロセッサ４０における処理手順を表すフローチャート図である。
【図１５】第３実施例の異物検出処理の手順を表すフローチャート図である。
【図１６】第３実施例の異物検出処理の手順の変形例を表すフローチャート図である。
【図１７】従来の３次元形状検出装置での３次元形状の検出動作を説明する図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１，２，３…撮像装置、１０…本体ケース、２０…スリット光投光ユニット、２１…レーザーダイオード、２２…コリメートレンズ、２３…アパーチャ、２４…透明平板、２５…シリンドリカルレンズ、２６…反射ミラー、２７…ロッドレンズ、２９…窓、３１…結像レンズ、３２…ＣＣＤ画像センサ、４０…プロセッサ、５２…レリーズボタン、５３…ファインダ、５５…カードメモリ、５６…ＬＥＤ、５７…スピーカ、５９…モード切替スイッチ、７０…レーザー光、７１…第１スリット光、７２…第２スリット光、４２１…カメラ制御プログラム、４２２…差分抽出プログラム、４２３…収差補正プログラム、４２４…三角測量演算プログラム、４２５…原稿姿勢演算プログラム、４２６…平面変換プログラム、４２７…異物検出プログラム、４２８…警報処理プログラム、４３１…スリット光有り画像格納部、４３２…スリット光無し画像格納部、４３３…差分画像格納部、４３４…三角測量演算結果格納部、４３５…原稿姿勢演算格納部、４３６…スリット光軌跡情報格納部、４３７…ワーキングエリア、Ｐ…原稿。
【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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【図１６】
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【図１７】
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