(57)【要約】 本発明に係る三次元測定装置の構成は、物体（１０６，３００）の表面に一連の複数の画像を生成するための画像ソース（１）と、表面の像を撮影するカメラ（８）と、カメラの像と画像とをそれぞれ比較するためのプロセッサ部（１１１）とを備える。また、本構成は、画像上に第１のエリア（２）と第２のエリア（３）とを備える。本構成は、点灯された第１のエリア（２）及び点灯された第２のエリア（３）を検出するための少なくとも１つのダブルディテクタ（５）と、少なくとも１つのカメラ（８）をトリガするための駆動部（６）とを更に備える。駆動部は、ダブルディテクタ（５）によって第１のエリアの状態の変化及び第２のエリアの状態の変化が示された場合、カメラをトリガするように構成されている。
2018500576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学測定装置の構成であって、前記装置が物体（１０６，３００）の表面に一連の複数の画像（４，４’，４”）を生成するための少なくとも１つの画像ソース（１）と、前記表面の像を撮影するカメラ（８）と、前記カメラの像と前記画像とをそれぞれ比較するためのプロセッサ部（１１１）とを備える構成において、
前記構成は、前記画像（４，４’，４”）上に第１のエリア（２）と第２のエリア（３）とを備え、
前記第１のエリア（２）及び前記第２のエリア（３）は、前記画像上で前記第１のエリアが点灯された場合には、前記第２のエリアが点灯されず、次の前記画像上では、前記第２のエリアが点灯されるものの前記第１のエリアは点灯されないように、それぞれ１つ置きの画像で点灯され、
前記構成は、前記点灯された第１のエリア（２）及び前記点灯された第２のエリア（３）を検出するための少なくとも１つのダブルディテクタ（５）と、少なくとも１つのカメラ（８）をトリガするための駆動部（６）とを更に備え、
前記駆動部は、前記ダブルディテクタ（５）によって前記第１のエリアの状態の変化及び前記第２のエリアの状態の変化が示された場合、前記カメラをトリガするように構成されていることを特徴とする構成。
【請求項２】
前記ダブルディテクタ（５）が、２つの光検出器（１１，１２）を備え、そのうちの第１の検出器（１１）は前記第１のエリア（２）の点灯状態を検出するためのもので、第２の検出器（１２）は前記第２のエリア（３）の点灯状態を検出するためのものであることを特徴とする請求項１に記載の構成。
【請求項３】
前記駆動部（６）が、前記第１のエリア（２）及び前記第２のエリア（３）の状態を判定するために前記第１のエリア（２）に関する前記第１の検出器（１１）の指標及び前記第２のエリア（１２）に関する前記第２の検出器（１２）の指標を基準値と比較し、前記第１のエリア及び前記第２のエリアの状態の変化を検出し、前記検出された状態の変化に応じて前記カメラ（８）に対するトリガ信号（１６２）を生成するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の構成。
【請求項４】
前記駆動部（６）が、前記トリガ信号（１６２）を更に修正するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の構成。
【請求項５】
前記ダブルディテクタ（５）は、前記画像ソースが前記画像を投影するエリア内又は外に配置され、
前記ダブルディテクタ（５）が前記エリア外に配置される場合、前記第１のエリア（２）及び前記第２のエリア（３）を前記ダブルディテクタ（５）へと反射するためのミラー（３０１）が前記エリア内に配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の構成。
【請求項６】
前記ダブルディテクタ（５）の前記第１の検出器（１１）及び前記第２の検出器（１２）がフォトダイオード又はフォトトランジスタであることを特徴とする請求項５に記載の構成。
【請求項７】
前記画像ソース（１）がプロジェクタ、テレビ又はディスプレイであることを特徴とする請求項５又は６に記載の構成。
【請求項８】
拡散・半透明ドーム（１０２）が前記画像ソース（１）と前記物体（１０６）との間に存在することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の構成。
【請求項９】
追加の光検出器（５）を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の構成。
【請求項１０】
前記駆動部（６）が、前記第１のエリア（２）及び前記第２のエリア（３）の状態を判定するために前記第１のエリア（２）に関する前記第１の検出器（１１）の指標及び前記第２のエリア（３）に関する前記第２の検出器（１２）の指標を基準値と比較するように構成された複数のオペアンプ（１３）を備え、コンパレータは２つのグループに分けられ、第１のグループは前記第１のエリアの状態のためのグループで、第２のグループは前記第２のエリアの状態のためのグループで、各グループは少なくとも１つのオペアンプ（１３）を有することを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の構成。
【請求項１１】
前記駆動部（６）が、前記第１のエリア（２）及び前記第２のエリア（３）の状態の変化を検出するための論理回路構成（１４，１５）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の構成。
【請求項１２】
前記駆動部（６）が、前記第１のエリア及び前記第２のエリアの状態の変化を検出するためのオペアンプ回路構成（１００）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の構成。
【請求項１３】
前記駆動部（６）が、前記トリガ信号（１６２）を生成するための更なる回路構成（１０７）を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の構成。
【請求項１４】
光学測定装置のための方法であって、前記装置が物体の表面に一連の複数の画像を生成するための少なくとも１つの画像ソースと、前記表面の像を撮影するカメラと、前記カメラの像と前記画像とをそれぞれ比較するためのプロセッサ部とを備える方法において、
第１のエリア及び第２のエリアを前記画像に設け、前記画像上で前記第１のエリアが点灯された場合には前記第２のエリアが点灯されず、次の前記画像上で前記第２のエリアが点灯され前記第１のエリアが点灯されないように前記第１のエリア及び前記第２のエリアをそれぞれ１つ置きの画像で点灯させ（１２０）、
前記点灯された第１のエリア及び前記点灯された第２のエリアを検出し（１２１）、
前記検出に応じて前記第１のエリアの状態の変化及び前記第２のエリアの状態の変化を示し（１２２）、
前記両状態の変化が示されたことに応じて少なくとも１つのカメラをトリガする（１２３）工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記状態が変化したことを示すフェーズが、
前記第１のエリア及び前記第２のエリアの状態を判断するために前記第１のエリア及び前記第２のエリアに関する指標を基準値と比較し、
前記第１のエリア及び前記第２のエリアの状態の変化を検出する工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学測定の構成に関する。光学測定は、例えば、二次元又は三次元測定において使用される。
【背景技術】
【０００２】
光学測定は、例えば、平面のような二次元物体又は曲面のような三次元物体を測定するのに使用できる。測定対象の物体の特徴に応じた様々な測定装置が存在する。
【０００３】
例えば、様々な物体に付随する光沢のある高曲率表面、即ち三次元面表面のトポグラフィーの測定は、多くの場合困難であった。従来の光学的方法は平面に限定される。小さく平らな表面に対しては、例えば干渉計を使用できるが、干渉計は高価で、遅く、許容不可な精度しか得られない。また、目標物との物理的接触を伴う別の方法は、多くの場合、面倒で、より低い水平解像度しか得られないだけでなく、傷つきやすい表面を分析中に傷つける又は壊すこともある。このような欠点は、典型的に適用されるポイント毎のスキャン方法と比べると顕著である。これに代わるマシンビジョンに基づく装置もまたうまく機能せず、特に光沢のある表面に対してうまく機能しない。
【０００４】
光沢のある高曲率物体の形状測定は、概して控えめに言っても非常に要求の多いものである。現在、例えば光沢のある物体の品質管理は、人間が明るい照明の中で目視検査をすることにより行われている。このような検査の結果は、検査を担当する特定の検査官の専門技能に大きく依存し、時間や製造工程そのものによっても変動する。人間による検査を用いた場合、かなり曖昧な定性的結果しか得ることができない。特に欠陥又は三次元形状を表すより特徴的な数値又は少なくともより正確な数値は実質的に分からないままである。しかし、多くの光沢のある製品は、高品質又は「ハイエンド」な製品と見なされるため、例え小さな欠陥であっても好適には製造中又は製造の直後に判明するようにすべきである。特許文献１には、光沢のある物質の測定に適切な既知の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１０２５７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光沢のある表面上を探知するのに適切な別の光学的方法は、平坦なデジタルディスプレイ（例えば、ＴＦＴモニタ）とカメラとの使用に基づくものである。ディスプレイは干渉縞パターンを表示するように構成され、カメラは検査される表面で反射されたパターンを観測してもよい。そして元のパターンと反射されたパターンとの間の位相変化を分析することで、妥当な精度と全体の実行時間とで表面の傾斜を明らかにしうる。しかし、この方法を適用できる物体の最大曲率は依然としてかなり限定的である。
【０００７】
また、一般的には、所望のパターンを有する画像を三次元（３Ｄ）の物体の表面に生成するためのデジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタ又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクタと、表面の画像を撮影するためのカメラとを用いることも知られている。撮影された画像と投影された画像とを分析することで、表面の形状を判定できる。
【０００８】
投影又は表示される画像や照射パターンの生成とカメラによる画像の撮影との間のタイミングを扱う様々な方法が存在する。照射パターンのような画像の生成と画像の撮影との間の期間は、カメラによる撮影の前に画像が実際に生成されることを確保するように十分長くするとよい。画像パターンの生成にディスプレイを用いた場合、ディスプレイのリフレッシュレートをカメラのトリガに用いることができる。膨大な計算能力を利用できる場合には、多くの画像を撮影し、最良の画像を選択してもよい。カメラをトリガする際に照射時間を長くすることも用いられている。プロジェクタ又はディスプレイへアナログ送信される垂直同期信号も使用できる。特定の装置専用のタイミング信号生成回路もまた作成されている。これら既知の解決法は、ほとんどが特定の装置専用の構成であり、作成することが困難で使いづらい。また、既知の解決法は遅い場合もある。
【０００９】
本発明は、プロジェクタ又はその他の画像ソースによる画像の生成とカメラによる画像の撮影との間のタイミングに関する上述の問題を軽減又は解消することを目的とする。この目的は、独立請求項に記載された手段により実現される。従属請求項は、本発明のその他の実施形態を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る三次元測定装置の構成は、物体１０６，３００の表面に一連の画像４，４’，４”を生成するための少なくとも１つの画像ソース又は照射ソース１と、表面の像を撮影するカメラ８と、カメラの像と画像とをそれぞれ比較するためのプロセッサ部１１１とを備える。また、本構成は、画像４，４’，４”上に第１のエリア２と第２のエリア３とを備える。第１のエリア２及び第２のエリア３は、画像上で第１のエリアが点灯された場合には、第２のエリアが点灯されず、次の画像上では、第２のエリアが点灯されるものの第１のエリアは点灯されないように、それぞれ１つ置きの画像で点灯される。本構成は、点灯された第１のエリア２及び点灯された第２のエリア３を検出するための少なくとも１つのダブルディテクタ５と、少なくとも１つのカメラ８をトリガするための駆動部６とを更に備える。駆動部は、前記ダブルディテクタ５によって第１のエリアの状態の変化及び第２のエリアの状態の変化が示された場合、カメラをトリガするように構成されている。
【００１１】
以下において、添付の図面を参照しながら本発明についてより詳細に説明する。図面は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】既知の測定装置の例を示す。
【図２】本発明に係る以後の画像の例を示す。
【図３（ａ）】本発明に係る測定構成の例を示す。
【図３（ｂ）】本発明に係る測定構成の例を示す。
【図４】本発明の装置の例を示す。
【図５】駆動部回路の例を示す。
【図６】別の駆動部回路の例を示す。
【図７（ａ）】様々な画像信号を示す。
【図７（ｂ）】様々な画像信号を示す。
【図７（ｃ）】様々な画像信号を示す。
【図７（ｄ）】様々な画像信号を示す。
【図８】様々なトリガ時期を示す。
【図９】いくつかの画像ソースを使用した際の適切なトリガ時期の例を示す。
【図１０】駆動部回路の別の例を示す。
【図１１】駆動部回路のさらに別の例を示す。
【図１２】本発明に係る方法の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１には、本質的にはドーム構造である照射構造１０２の実施形態が示されており、照射構造１０２は、それに埋め込まれた又は少なくとも光学的に結合された多数の光源によって提供された光を、一般的なテーブル又はシート等の所定のキャリア面に配置された基本的には任意の形状の目標物体又は「サンプル」１０６であって、照射構造１０２によって略半球状に、即ちキャリア面のレベルより上が囲まれた目標物体１０６に投影する。このため、ドームによって照射ディスプレイが提供される。或いは、ドームの上のプロジェクタ１がドームに画像を投影することで、同じ画像が物体１０６の表面に提供される。その他のいくつかの実施形態では、照射構造の性質に応じて、物体１０６を例えば糸で吊るす又はマウント等の特定の支持構造で支持することもできる。
【００１４】
物体１０６は、照射構造１０２の略中心に配置されてもよい。照射構造１０２は、図示のように基本的には対称な形状を有していてもよい。本実施形態では、２つの光感知センサ装置又は「撮像装置」１０４（多くの実施形態ではデジタルカメラ等）が、光源によって発せられサンプル１０６によって構造１０２へ向けて反射された光線を撮影するように照射構造１０２に対して配置されている。有利には、撮像装置１０４が、同じサンプルエリア（又はサンプルスペース）を異なった角度から撮影できるように配置されている。例えば、アパチャーと呼ばれる小さな開口を構造１０２に設け、光がアパチャーを通じて構造１０２を透過し撮像装置１０４へ到達できるようにしてもよい。撮像装置１０４は、「ピクセル」と呼ばれることが多い複数の撮像素子からなる略平面状の光感知マトリックスをそれぞれ含んでいてもよい。マトリックスは、例えば１０００×１０００以上のピクセルを含んでいてもよい。本構成は、カメラの像を上述の画像と比べるためのプロセッサ部１１１を更に備える。
【００１５】
その他のいくつかの実施形態では、１つのハウジング又は１つのホスト装置が、本発明に係るカメラセンサ等の撮像装置１０４を複数含んでいてもよい。構造１０２によって発せられ、サンプル１０６の表面で反射されて構造１０２へと戻る、特に対応する撮像装置１０４へと戻る様々な光線は、説明のために図１において実線及び点線として図示される。
【００１６】
基本的には、本構成は、撮像装置１０２の光感知センサ面と照射構造との間をサンプル１０６の表面において反射現象を伴いつつ伝搬する光線を認識及び分析することで、照射構造１０２に実質的に対向するサンプル１０６の上面における、例えば明示的に記された点ｅ，ａ，ｂ等の点を全て又は少なくともほとんど測定してもよい。
【００１７】
サンプル１０６の表面による反射が形状検出に適用可能な反射であるためには、好適には鏡面反射であるか、少なくとも十分な鏡面反射成分を含んでいなければならない。サンプル１０６の表面による反射は、拡散反射成分を含んでいてもよい。ある意味、光を強く拡散させる表面（マットな（ｍａｔｔｅ）表面）であっても、以下に示すような構成によって分析できる。
【００１８】
図１は本発明を使用できる測定構成の例を示す一方、図３（ａ）及び図３（ｂ）は本発明をどのように測定構成に追加できるかを示している。本発明の三次元測定装置の構成は、物体１０６，３００の表面に一連の画像４，４’，４”（図２を参照）を生成するための少なくとも１つの画像ソース１と、表面の像を撮影するカメラ８と、カメラの像と画像とをそれぞれ比較するためのプロセッサ部１１１とを備える。本構成は、図２に示すように、画像４，４’，４”上に第１のエリア２と第２のエリア３とを更に備える。第１のエリア２及び第２のエリア３は、画像４上で第１のエリア２が点灯された場合には、同じ画像４上で第２のエリア３が点灯されず、次の画像４’上では、第２のエリア３が点灯されるものの第１のエリア２は点灯されず、さらに次の画像４”では第１のエリア２が点灯されるように、それぞれ１つ置きの画像で点灯される。
【００１９】
本構成は、点灯された第１のエリア２及び点灯された第２のエリア３を検出するための少なくとも１つのダブルディテクタ５と、少なくとも１つのカメラ８をトリガするための駆動部６とを更に備える。駆動部は、ダブルディテクタ５によって第１のエリアの状態の変化及び第２のエリアの状態の変化が示された場合、カメラをトリガするように構成されている。尚、第１及び第２のエリア２，３の非点灯も、そのエリアの点灯が検出されなかった場合に暗に検出されると言える。
【００２０】
図３（ａ）の例から分かるように、本構成は、２つ以上の画像ソース１を有していてもよく、ここでは３つの画像ソース１，１’，１”を有する。この例では、各ソースが、物体３００の一部に画像を提供する。更に、上述のようにドーム１０２を画像ソースと物体との間に設けることができる。このため、画像を物体の特定のセクタ７に直接的に又は例えば拡散ドーム１０２を使用して間接的に提供できる。図３（ａ）の例では、１つのカメラ８が使用されている。
【００２１】
図３（ｂ）は、１つの画像ソースと１つのカメラとを使用した別の例を示す。代替例として、ドーム１０２を使用できる。画像ソース１は、物体の表面に画像を生成できるプロジェクタ、テレビ又はその他のディスプレイとすることができる。カメラは映像も撮影可能とすることができる。
【００２２】
ダブルディテクタ５は、２つの光検出器１１、１２を備え、そのうちの第１の検出器１１は第１のエリア２の点灯状態を検出するためのものであり、第２の検出器１２は第２のエリア３の点灯状態を検出するためのものである。ダブルディテクタは、投影された画像のセクタ７、即ち、画像ソースが画像を投影するエリア内に、又はその外に配置できる。ダブルディテクタをエリア外に配置する場合、第１のエリア２及び第２のエリア３をダブルディテクタ５へと反射するためのミラー３０１がエリア内に配置される。ダブルディテクタ５の第１の検出器１１及び第２の検出器１２は、例えばフォトダイオード又はフォトトランジスタとすることができる。本構成は、追加の検出器を備えていてもよい。追加の検出器は、例えば、以後の画像のうちどの画像が現在投影されているかを示すような更なる情報を提供できる。例えば、４つの検出器が使用されている場合、投影された画像に４ビットのシーケンスコードを実装できる。
【００２３】
図４は、駆動部６、検出器５，１１，１２、カメラ、検出器と駆動部との間の接続９及び駆動部とカメラとの間の接続１０の概略図を示している。駆動部６は、第１のエリア２及び第２のエリア３の状態を判定するために第１のエリア２に関する第１の検出器１１の指標及び第２のエリア１２に関する第２の検出器１２の指標を基準値と比較し、第１のエリア及び第２のエリアの状態の変化を検出し、検出された状態の変化に応じてカメラ８に対するトリガ信号１６２を生成するように構成されている。
【００２４】
図５は、どのように駆動部を作成できるのかという例をより詳細に示す。図５の駆動部６は、第１のエリア２及び第２のエリア３の状態を判定するために第１のエリア２に関する第１の検出器１１の指標及び第２のエリア３に関する第２の検出器１２の指標を基準値と比較するように構成されたオペアンプ１３を備える。基準値は、例えば、６Ｖとすることができる。図５にはいくつかの検出器が図示されているので、検出される画像（画像ソース）がいくつか存在する。コンパレータは２つのグループに分けられ、第１のグループは第１のエリアの状態のためのグループで、第２のグループは第２のエリアの状態のためのグループである。各グループは、少なくとも１つのオペアンプ１３を有する。オペアンプの数は、検出器の数によって決まる。この例では、駆動部６が、第１のエリア２及び第２のエリア３の状態の変化を検出するための論理回路構成１４，１５を備える。各論理回路１４はＯＲ回路であるため、グループ内のいずれかのアンプ１３がエリア（第１又は第２のエリア）の点灯を示した場合、特定のＯＲ回路の出力１４Ａ，１４Ｂは１となる。点灯が検出されなかった場合、出力は０となる。例えばフリップフロップＳＲ回路等である別の種類の論理回路１５は、どちらのエリアが点灯しており、どちらのエリアが点灯していないのかを示す０又は１の出力を送出する。出力１５Ａの変化（０から１又は１から０）によって、一方のパルス生成回路１６がトリガされる。パルス１６１が一方のパルス生成回路によって生成された場合、別のＯＲ回路１４’が、カメラ８をトリガするためにトリガパルス１６２を生成し、カメラ８へと送信する。このようなトリガパルスがカメラにとって適切ではない場合、適切な電圧レベル等を提供する修正回路１８（オペアンプとして概略的に図示）によってトリガパルスを更に修正できる。図５から分かるように、回路は、他方のパルス生成回路１６の手前にインバータ１７を更に有する。
【００２５】
以上から分かるように、両方のエリアの状態変化は、トリガ信号が生成されカメラへと送信される前に検出される。状態は、点灯か非点灯であって、これは例えば１又は０若しくは高又は低として示すことができる。このため、トリガ信号は、第１のエリアの状態が点灯状態から非点灯状態へと変化し且つ、第２のエリアの状態が非点灯状態から点灯状態へと変化したときに生成される。また、トリガ信号は、第１のエリアの状態が非点灯状態から点灯状態へと変化し且つ、第２のエリアの状態が点灯状態から非点灯状態へと変化したときにも生成される。第１及び第２のエリアに関する画像データが、画像が投影された際にこれらのエリアが点灯されるか点灯されないかを決定する。
【００２６】
図６は、図５の回路の変形例を示す。図６の回路は、画像ソース間の遅延が１つの画像の期間よりも長い場合、カメラをトリガするのにより適切なものである可能性がある。第１の検出器１１は、グループのアンプ１３への１つの入力を生成するために互いに並列に接続されている。この例では、基準値が異なり、例えば１０Ｖで、オペアンプが点灯を示す出力を送出するためには、全ての第１の検出器が第１のエリアの点灯を示さなければならない。第２の検出器も同様に互いに並列に接続されている。回路の上記以外の機能は、図５の回路のものと同様である。
【００２７】
図１０及び図１１は、図５及び図６と同様に回路をそれぞれ概略的に示すが、これらの実施形態では回路を別の方法で作成している。駆動部６は、第１のエリア及び第２のエリアの状態の変化を検出し、図５の実施形態の回路１４，１５，１６，１４’の役割を果たすオペアンプ回路構成１００を有する。回路は、トリガ信号１６２をさらに修正するための回路１０７を必要に応じて備えていてもよい。以上から分かるように、駆動部の回路は、様々な形態で作成できる。
【００２８】
投影された画像のタイミングに合わせてカメラをトリガするタイミングが重要である。図７（ａ）から図７（ｄ）は様々な画像信号を示している。図７（ａ）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）技術によって生成された画像信号を示している。パルスの幅は信号の値を示している。この例では、第１のパルス７０Ａは白色（１００％）を示しており、第２のパルス７０Ｂは白に対して７５％のグレーを示しており、第３のパルス７０Ｃは白に対して５０％のグレーを示している。図７（ｂ）は、パルス密度変調（ＰＤＭ）技術を示しており、この技術ではある画像の期間におけるパルス７１の数が値を示す。この例では、第１の画像は白、第２画像は７５％のグレー、第３の画像は５０％のグレーである。図７（ｃ）は、画像の色がどのようにしてＤＬＰプロジェクタ（デジタル・ライト・プロジェクティング・プロジェクタ）から投影されるのかという例を示している。このような種類の信号では、画像の色が画像のタイムシーケンス内において別々に投影される。図７（ｃ）においてＲは赤、Ｇは緑、Ｂは青、Ｗは白を意味する。各色においてＰＷＭ又はＰＤＭを使用できる。図７（ｄ）は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）プロジェクタがどのように画像を生成するのかを示している。全ての色が同時に投影される。ＰＷＭ又はＰＤＭによって光の強度を提供できる。
【００２９】
図７（ａ）及び図７（ｂ）から分かるように、各画像は、典型的には画像期間の終わりに長いダーク期間を有する。これは、カメラによって撮影された像の明暗度が、カメラがいつトリガされたかによって顕著に変動しうることを意味する。明暗度の変動は、プロセッサ部１１１による像処理の品質を低下させる。図８は、トリガタイミングの影響を示す。トリガタイム８０が、期間Ａ）に示すように画像期間内の点灯が始まるとき又は期間Ｂ）に示すように点灯が始まる直前である場合、トリガタイミングは良好である。これは画像の全ての点灯が、画像期間の終了８１より前の画像期間中に行われるためである。しかし、トリガタイムが期間Ｃ）に示すように点灯の開始後であった場合、一部の点灯は期間、即ちカメラの露光時間外で行われ、これはカメラによって撮影された像が暗くなることを意味する。
【００３０】
以上から分かるように、画像ソースから来る画像光は、各画像においてパルスする性質を有する。もし１つの検出器が使用された場合、いくつかのトリガパルスが１つの画像において生成される。従って、ダブルディテクタを構成する２つの検出器を使用する。
【００３１】
図９は、プロジェクタのような画像ソースを３つ使用した状況を示す。異なる画像ソース間の遅延は通常かなり短いため、カメラのトリガタイムが、いずれかの画像において最初に点灯が開始された瞬間に実行されるように構成されていてもよい。この例では、プロジェクタ３が最初に点灯を開始したプロジェクタである。遅延が画像期間よりも長い場合、図６及び図１１に示したような回路構成を使用できる。
【００３２】
図１２は、本発明に係る三次元測定装置のための方法の例を示している。この方法は、物体の表面に一連の複数の画像を生成するための少なくとも１つの画像ソースと、表面の像を撮影するカメラと、カメラの像と画像とをそれぞれ比較するためのプロセッサ部とを備えた装置のための方法である。方法は、第１のエリア及び第２のエリアを画像に設け、画像上で第１のエリアが点灯された場合には第２のエリアが点灯されず、次の画像上で第２のエリアが点灯され第１のエリアが点灯されないように第１のエリア及び第２のエリアをそれぞれ１つ置きの画像で点灯させ（１２０）と、点灯された第１のエリア及び点灯された第２のエリアを検出し（１２１）と、検出に応じて第１のエリアの状態の変化及び第２のエリアの状態の変化を示し（１２２）、状態の変化が示されたことに応じて少なくとも１つのカメラをトリガする（１２３）工程を含む。
【００３３】
更に、状態が変化したことを示すフェーズが、第１のエリア及び第２のエリアの状態を判断するために第１のエリアに関する指標及び第２のエリアに関する指標を基準値と比較し、第１のエリア及び第２のエリアの状態の変化を検出する工程を含んでいてもよい。
【００３４】
上述のように、本発明を実施する様々な方法が存在する。画像ソースは、例えば、上述の拡散半透明ドームであって、後の撮影のためにドームが所望の照射パターンを成立させサンプルへと伝達するように（任意で、少なくともＬＥＤマトリックスとして機能的に構成された）ＬＥＤ等の複数の光源を照射構造と光学的に結合させた構成のドームであってもよい。任意で、ドームの材料にＬＥＤチップ又はＬＥＤパッケージを埋め込んでもよい。これの代わりに又はこれに追加して、データプロジェクタ（ＬＣＤ又はＤＬＰプロジェクタ等）又は、例えばスライドプロジェクションシステムを光源、ディスプレイ、テレビ又はモニターとして利用してもよい。
【００３５】
ＣＭＯＳ又はＣＣＤカメラ等のカメラを使用し、物体２０６で反射された光を感知することでサンプルを撮影してもよい。
【００３６】
処理部１’は、処理装置、メモリ及びＩ／Ｏ要素（例えば、データ転送又は通信インタフェース、ディスプレイやプリンタやプロッタ等のデータ可視化要素、キーボードやマウス等のデータ入力要素）を備えていてもよい。プロセッサ部１１１は、他の用途にも適したより汎用的なコンピュータ装置から構成されていても、これを構成してもよい。処理部は、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、プログラマブル論理アレイ、又はこれらのうち所望のものを複数含んでいてもよい。メモリは、例えば少なくとも１つの専用のメモリチップ又はプロセッサに統合されたメモリを備えていてもよい。メモリは、本構成を制御するためのコンピュータ実行可能命令やその他の関連データの形でコード要素を含むコンピュータプログラムを格納するように構成されていてもよい。更にメモリは、測定データ及び関連する分析結果をホストするために利用されてもよい。
【００３７】
コンピュータプログラムは、メモリカード又は光学ディスク等のキャリア媒体に実装されてもよい。本発明の構成の大きさは、様々なサンプルサイズや例えば光源を考慮して拡大又は縮小できる。
【００３８】
画像ソースによって発せられる光の強度の制御は、例えば電流制御やより正確なパルス幅又はパルス密度変調を利用して実現してもよい。ＬＥＤ等の光源専用の制御は、例えば、光源マトリックスの行及び列に基づくスキャンを通じて柔軟に実現してもよい。
【００３９】
例えば、測定速度を向上させるために、光源制御を伴う照射パターン変化をカメラのトリガと同期させることができる。トリガ速度を画像ソースのリフレッシュレートと等しくすることができる。本発明は、以後の画像の明暗度変化やいくつかの画像ソース間の遅延に関する問題に対処するものである。
【００４０】
本発明は、１つ又はいくつかの画像ソースを用いて或は１つ又はいくつかのカメラを用いて実施できる。本発明の構成は、プロジェクタやカメラ等の使用される装置に依存しておらず、コスト効率の良い比較的簡潔な構成である。
【００４１】
本発明が、本文献で説明した実施形態に限定されず、発明のアイデアの範囲内のその他の多数の実施形態で実現可能であることは、上述の記載から明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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