(57)【要約】【課題】合焦画像を容易に取得でき、小型且つ低コストな携帯型計測器を実現する。【解決手段】ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器であって、前記被測定物を撮影して撮影画像を得る撮像手段と、前記撮像手段によって一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群を記録する記録手段と、前記一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力を行う指示入力手段と、前記記録手段に記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する選択手段とを備える携帯型計測器とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器であって、
前記被測定物を撮影して撮影画像を得る撮像手段と、
前記撮像手段によって一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群を記録する記録手段と、
前記一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力を行う指示入力手段と、
前記記録手段に記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する選択手段と
を備えることを特徴とする携帯型計測器。
【請求項２】
前記撮像手段による撮影画像をモニタ表示可能に構成された表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯型計測器。
【請求項３】
前記撮影画像に基づいて、前記被測定物に対して合焦したか否かを検知する合焦検知手段と、
前記合焦検知手段により前記合焦が検知されると前記記録手段による記録動作を停止させる制御を行う記録制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯型計測器。
【請求項４】
前記記録制御手段は、
前記記録手段に撮影画像を循環的に記録させる制御を行うものであって、
前記合焦検知手段により前記合焦が検知された時点から、前記記録手段の記録容量における所定容量分だけ撮影画像を前記循環的に記録させた後、前記記録動作を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の携帯型計測器。
【請求項５】
前記合焦検知手段は、
前記撮影画像のコントラストに基づいて前記合焦したか否かを検知することを特徴とする請求項３又は４に記載の携帯型計測器。
【請求項６】
前記被測定物に十字状スリット光を投影する投影手段をさらに備え、
前記合焦検知手段は、
前記十字状スリット光の交点が該被測定物の所定位置に一致する度合いを判別することで前記合焦したか否かを検知することを特徴とする請求項３又は４に記載の携帯型計測器。
【請求項７】
前記記録制御手段は、
前記指示入力手段による指示入力に従って前記記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該指示入力手段による指示入力に従って記録動作が停止されるまでの前記一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯型計測器。
【請求項８】
前記記録制御手段は、
前記指示入力手段による指示入力に従って前記記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該記録手段の記録容量を満たして記録されるまでの前記一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の携帯型計測器。
【請求項９】
前記選択手段は、
前記撮影画像のコントラストに基づいて前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の携帯型計測器。
【請求項１０】
前記被測定物に所定のスリット光を投影する投影手段をさらに備え、
前記選択手段は、
前記スリット光による投影像の合焦状態を示す特徴量に基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の携帯型計測器。
【請求項１１】
前記選択手段は、
前記特徴量としての前記スリット光の幅の大きさに基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することを特徴とする請求項１０に記載の携帯型計測器。
【請求項１２】
前記選択手段は、
前記特徴量としての、前記スリット光の幅の大きさ及び該幅方向における輝度分布のピークに基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することを特徴とする請求項１１に記載の携帯型計測器。
【請求項１３】
前記選択手段は、
前記特徴量としての、前記スリット光による投影像のコントラストに基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することを特徴とする請求項１０に記載の携帯型計測器。
【請求項１４】
ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器を用いた計測方法であって、
前記被測定物を撮影して撮影画像を得る撮像工程と、
前記撮像工程において一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群を記録する記録工程と、
前記一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力を行う指示入力工程と、
前記記録工程において記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する選択工程と
を有することを特徴とする計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手持ちで被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器に関し、特に、被測定物を撮像して合焦画像を取得する携帯型計測器及びこれを用いた計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば医療用の患部形状計測器や内視鏡スケールといった被測定物の三次元形状を非接触で測定する三次元計測器（特許文献１参照）など、ユーザが手で持って（手持ちで）被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器（ハンディタイプの計測器）が知られている。この携帯型計測器による計測時には、被測定物を撮像して焦点（ピント）が合った画像（合焦画像）を取得する。当該撮像時の焦点を合わせる方式として固定焦点（パンフォーカス）方式がある。
【特許文献１】特開平４−１２７２４号公報
【特許文献２】特開平９−３２５０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記固定焦点方式では焦点位置が固定されているため、携帯型計測器を手で移動すなわち被測定物に対して遠近移動させることで焦点を合わせる必要があるが、正しい合焦位置を見付け、この距離（焦点距離）を固定して合焦画像を得ることは容易ではない。また、このような固定焦点でなく焦点可変であったとしても、マニュアルフォーカスの場合、当該手持ちであり被測定物との距離を固定できないため、フォーカシング機能自体が意味をもたない。一方、オートフォーカス（ＡＦ）方式（特許文献２参照）の場合には、上記正しい合焦位置を容易に見付けることは可能となるものの、ＡＦ機能（ＡＦ機構）を備える分だけ携帯型計測器のサイズアップ（大型化）やコストアップを招いてしまう。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、携帯型であっても、計測における合焦画像を容易に取得することが可能な携帯型計測器及びこれを用いた計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る携帯型計測器は、ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器であって、前記被測定物を撮影して撮影画像を得る撮像手段と、前記撮像手段によって一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群を記録する記録手段と、前記一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力を行う指示入力手段と、前記記録手段に記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器において、撮像手段によって被測定物が撮影されて撮影画像が得られ、記録手段によって、撮像手段により一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録される。そして、指示入力手段によって、一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力が行われ、選択手段によって、記録手段に記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択される。
【０００７】
このように、ユーザの操作に応じて撮影画像の記録が開始されて、一定期間の間、連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録され、この記録された撮影画像群の中から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えばユーザが手で持って携帯型計測器を大凡の合焦位置までもっていき、合焦位置の近傍を移動させながら一定期間の間、撮影画像を記録することによって合焦位置の撮影画像を含んだ撮影画像群が記録され、この撮影画像群から、選択手段による処理（最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する処理）によって自動的に合焦画像を取得することができる。したがって、このように携帯型であっても、ユーザは被測定物に対する焦点位置を正確に合わせる作業が不要となり、謂わば大まかに合焦位置近傍を撮影する（複数の画像フレームを連続的に記録する）だけで容易に合焦画像を取得することが可能となる。
【０００８】
また、上記構成において、前記撮像手段による撮影画像をモニタ表示可能に構成された表示手段をさらに備えてもよい（請求項２）。
【０００９】
これによれば、撮像手段による撮影画像をモニタ表示可能に構成された表示手段をさらに備えるので、ユーザは、被測定物の撮影画像を表示手段のモニタ表示を見ながら容易に大凡の合焦位置を見付けることができる。すなわち、確実に撮影画像群に合焦画像を含ませることができるようになり、ひいては携帯型計測器による計測において一層容易に合焦画像を取得することができる。
【００１０】
また、上記構成において、前記撮影画像に基づいて、前記被測定物に対して合焦したか否かを検知する合焦検知手段と、前記合焦検知手段により前記合焦が検知されると前記記録手段による記録動作を停止させる制御を行う記録制御手段とをさらに備えてもよい（請求項３）。
【００１１】
これによれば、合焦検知手段によって、撮影画像に基づいて、被測定物に対して合焦したか否かが検知され、また、記録制御手段によって、合焦検知手段により合焦が検知されると記録手段による記録動作を停止させる制御が行われるので、大まかに合焦位置近傍を撮影して得た撮影画像群の中に、合焦が検知されたときの撮影画像（最も焦点度合いが高いつまり合焦画像であろうと想定される画像であって、必ずしもこの画像が所要の合焦画像ではない）をより容易且つ確実に含ませることが可能となる。
【００１２】
また、上記構成において、前記記録制御手段は、前記記録手段に撮影画像を循環的に記録させる制御を行うものであって、前記合焦検知手段により前記合焦が検知された時点から、前記記録手段の記録容量における所定容量分だけ撮影画像を前記循環的に記録させた後、前記記録動作を停止させる制御を行ってもよい（請求項４）。
【００１３】
これによれば、記録制御手段が、記録手段に撮影画像を循環的に記録させる制御を行うものとされ、この記録制御手段によって、合焦検知手段により合焦が検知された時点から、記録手段の記録容量における所定容量分だけ撮影画像が循環的に記録された後、記録動作を停止させる制御が行われるので、記録した撮影画像群の中に、合焦検知手段により合焦が検知されたときの撮影画像（上述と同様、合焦画像であろうと想定される画像）と共に、この撮影画像（合焦位置）の前後位置での撮影画像（前ピン画像及び後ピン画像）をも含ませることができる。このため、これら撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択するなどしてより正確に合焦画像を取得することが可能となる。
【００１４】
また、上記構成において、前記合焦検知手段は、前記撮影画像のコントラストに基づいて前記合焦したか否かを検知してもよい（請求項５）。
【００１５】
これによれば、合焦検知手段によって、撮影画像のコントラストに基づいて合焦したか否かが検知されるので、簡易な方法で容易に合焦検知を行うことができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記被測定物に十字状スリット光を投影する投影手段をさらに備え、前記合焦検知手段は、前記十字状スリット光の交点が該被測定物の所定位置に一致する度合いを判別することで前記合焦したか否かを検知してもよい（請求項６）。
【００１７】
これによれば、投影手段によって被測定物に十字状スリット光が投影され、合焦検知手段によって、十字状スリット光の交点が該被測定物の所定位置に一致する度合いを判別することで合焦したか否かが検知されるので、例えば携帯型計測器が三次元計測器であり、該三次元計測を行うために十字状スリット光を被測定物に投影するものである場合に、この既存の投影手段を利用して（低コストで）、容易に合焦検知を行うことができる。
【００１８】
また、上記構成において、前記記録制御手段は、前記指示入力手段による指示入力に従って前記記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該指示入力手段による指示入力に従って記録動作が停止されるまでの前記一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御を行ってもよい（請求項７）。
【００１９】
これによれば、記録制御手段によって、指示入力手段による指示入力に従って記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該指示入力手段による指示入力に従って記録動作が停止されるまでの一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御が行われる。すなわち、ユーザが指示入力手段例えば入力ボタンを押下している間（一定期間）だけ撮影画像が記録される構成であるので、合焦位置近傍を移動させながら当該撮影画像を記録するための操作が簡単に行えるようになる。
【００２０】
また、上記構成において、前記記録制御手段は、前記指示入力手段による指示入力に従って前記記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該記録手段の記録容量を満たして記録されるまでの前記一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御を行ってもよい（請求項８）。
【００２１】
これによれば、記録制御手段によって、指示入力手段による指示入力に従って記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該記録手段の記録容量を満たして記録されるまでの一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御が行われるので、指示入力手段によって記録動作を停止させる指示入力動作を不要とすることができる、或いは、少なくとも初めに記録動作開始の指示入力さえ行えば（開始ボタンを押下すれば）、後は自動的に記録手段の記録容量を満たすまで記録されて当該記録動作が停止（終了）する構成とすることができるので、合焦位置近傍における一定期間の撮影画像の記録を簡単な操作で容易に行うことができる。
【００２２】
また、上記構成において、前記選択手段は、前記撮影画像のコントラストに基づいて前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択してもよい（請求項９）。
【００２３】
これによれば、選択手段によって、撮影画像のコントラストに基づいて撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、簡易な方法（画像処理）によって容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記被測定物に所定のスリット光を投影する投影手段をさらに備え、前記選択手段は、前記スリット光による投影像の合焦状態を示す特徴量に基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択してもよい（請求項１０）。
【００２５】
これによれば、投影手段によって被測定物に所定のスリット光が投影され、選択手段によって、スリット光による投影像の合焦状態を示す特徴量に基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えば携帯型計測器が三次元計測器であり、該三次元計測を行うために所定のスリット光を被測定物に投影するものである場合に、既存の投影手段を利用して（低コストで）、投影像におけるこの特徴量に基づいて、容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００２６】
また、上記構成において、前記選択手段は、前記特徴量としての前記スリット光の幅の大きさに基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択してもよい（請求項１１）。
【００２７】
これによれば、選択手段によって、特徴量としてのスリット光の幅の大きさに基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、スリット光の幅の大きさという簡単な特徴量に基づいて、容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００２８】
また、上記構成において、前記選択手段は、前記特徴量としての、前記スリット光の幅の大きさ及び該幅方向における輝度分布のピークに基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択してもよい（請求項１２）。
【００２９】
これによれば、選択手段によって、特徴量としての、スリット光の幅の大きさ及び該幅方向における輝度分布のピークに基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えば最もスリット光の幅が狭く且つピークが高くなっている撮影画像（投影像）を選択する、というようにして、より正確に且つ容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００３０】
また、上記構成において、前記選択手段は、前記特徴量としての、前記スリット光による投影像のコントラストに基づいて、前記撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択してもよい（請求項１３）。
【００３１】
これによれば、選択手段によって、特徴量としての、スリット光による投影像のコントラストに基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、簡易な方法（画像処理）によって容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００３２】
また、本発明に係る計測方法は、ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器を用いた計測方法であって、前記被測定物を撮影して撮影画像を得る撮像工程と、前記撮像工程において一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群を記録する記録工程と、前記一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力を行う指示入力工程と、前記記録工程において記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する選択工程とを有することを特徴とする（請求項１４）。
【００３３】
上記構成によれば、ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器を用いた計測方法において、撮像工程によって、被測定物を撮影して撮影画像が得られ、記録工程によって、上記撮像工程で一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録される。そして、指示入力工程によって、一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力が行われ、選択工程によって、上記記録工程で記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択される。
【００３４】
このように、ユーザの操作に応じて撮影画像の記録が開始されて、一定期間の間、連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録され、この記録された撮影画像群の中から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えばユーザが手で持って携帯型計測器を大凡の合焦位置までもっていき、合焦位置の近傍を移動させながら一定期間の間、撮影画像を記録することによって合焦位置の撮影画像を含んだ撮影画像群が記録され、この撮影画像群から、選択手段による処理によって自動的に合焦画像を取得することができる。したがって、このように携帯型であっても、ユーザは被測定物に対する焦点位置を正確に合わせる作業が不要となり、謂わば大まかに合焦位置近傍を撮影する（複数の画像フレームを連続的に記録する）だけで容易に合焦画像を取得することが可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、ユーザの操作に応じて撮影画像の記録が開始されて、一定期間の間、連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録され、この記録された撮影画像群の中から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えばユーザが手で持って携帯型計測器を大凡の合焦位置までもっていき、合焦位置の近傍を移動させながら一定期間の間、撮影画像を記録することによって合焦位置の撮影画像を含んだ撮影画像群が記録され、この撮影画像群から、選択手段による処理（最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する処理）によって自動的に合焦画像を取得することができる。したがって、このように携帯型であっても、ユーザは被測定物に対する焦点位置を正確に合わせる作業が不要となり、謂わば大まかに合焦位置近傍を撮影する（複数の画像フレームを連続的に記録する）だけで容易に合焦画像を取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（実施形態１）
図１は、第１の実施形態に係る携帯型三次元測定装置１を示す斜視図、図２はその側面図、図３は携帯型三次元測定装置１の測定領域を示す斜視図、図４は、例えば被測定物１００に示すような３次元形状を有する被測定物（測定対象）に対するスリット光Ｓの照射状況を示す斜視図である。携帯型三次元測定装置１は、被測定物の三次元形状を光切断法により計測するものであって、本体ハウジング１０と、この中に収納されるスリット光発生手段２、投光光学系３、撮像手段４、照明手段５及び制御部６とを含んでいる。ここで例示している携帯型三次元測定装置１は、一般的なノギス程度の大きさの棒状を呈し、一方の端部側はスリット光Ｓの投受光を行う測定ヘッド部Ｈとされ、他方の端部側はユーザが把手するためのグリップ部Ｇとされている。
【００３７】
図１に示すように、本体ハウジング１０は、測定ヘッド部Ｈに対応するヘッドハウジング部１１と、中間ハウジング部１２と、グリップ部Ｇに対応するグリップハウジング部１３とが一体化されたハウジングである。ヘッドハウジング部１１は矩形状とされ、その内部には三次元測定に必要な測定エレメントであるスリット光発生手段２、投光光学系３及び撮像手段４などが搭載される。中間ハウジング部１２の内部には、上記測定エレメントの動作を制御する制御部６が搭載される。グリップハウジング部１３は手持ち具合が良いように円筒型とされ、その内部には図略の電源電池などが収納される。なお、グリップハウジング部１３の外周面は、滑り止めのための粗面化加工が施されている。
【００３８】
スリット光発生手段２は、被測定物に照射するための、扇形に広がるスリット光Ｓを発生する。スリット光発生手段２は、例えば小型のレーザ光源からなる、すなわち例えば可視波長のレーザ光を発生する小型のＬＤ（Laser diode）からなるレーザ光源２１を備え（レーザ光源２１が発した光をスリット光に変換する図略の光学部材も含む）、スリット光を発生させるものである。なお、上記光学部材は例えばシリンドリカルレンズ、円柱レンズ或いはスリット板等からなる。また、スリット光発生手段２は、撮像手段４の受光面の背面側に配置されており、このことは、測定ヘッド部Ｈの図１におけるＸ方向のサイズのコンパクト化に寄与している。
【００３９】
投光光学系３は、スリット光Ｓを被測定物（被測定物１００）に向けて照射させるためのもの（スリット投光光学系３１）である。すなわち投光光学系３は、撮像手段４の受光面の背面側に配置されたスリット光発生手段２から発せられたスリット光Ｓを、撮像手段４の近傍を迂回し、撮像手段４の正面方向に向かわせる迂回光路を提供するものである。スリット投光光学系３１は、レーザ光源２１から発せられたレーザ光を扇型に広がるスリット光Ｓとし、該スリット光Ｓを被測定物に向けて照射させる。本実施形態では、スリット投光光学系３１は、１つのレーザ光を２方向に分離して得た互いに直交するＸ方向スリット光及びＹ方向スリット光を被測定物に向けて照射し、十字状にクロスした（図６参照）Ｘ方向スリット投影像及びＹ方向スリット投影像（十字状スリット光）を被測定物の表面に投影させる。この投影像は後述の撮像センサ４１により被測定物とともに撮影される（撮影画像中にはこの十字状スリット光による投影像が写っている）。
【００４０】
また、投光光学系３は、スリット光Ｓを反射させる反射面を含んでおり、この反射面の少なくとも１つは、被測定物側から見て撮像手段４の受光面の配置位置と同等の位置若しくはそれよりも遠い位置に配置される。ここでは投光光学系３は、２つの反射面Ｒ１、Ｒ２を備え、そのうちの反射面Ｒ１が撮像手段４の受光面の配置位置よりも遠い位置に配置される例を示している。
【００４１】
撮像手段４（撮像ユニット）は、例えばＣＣＤ（Charge coupled device）エリアセンサのような２次元撮像センサ（撮像センサ４１とする）を備え（撮像手段４は、撮像センサ４１の受光面にスリット光Ｓを含む被測定物からの反射光を結像させる図略の受光光学系も含む）、被測定物を撮像して画像（撮影画像）を得るものである。撮像手段４の受光面は、被測定物に正対するように配置されている。その結果、図２に示すように、撮像手段４の受光光軸Ａ２は真下（Ｚ方向）に延びている。これに対し、スリット光Ｓの投光光軸Ａ１は傾きを持って下方向に延びている。すなわち、投光光軸Ａ１は、受光光軸Ａ２に対して所定の交差角で交差している。光切断法では、このような光軸の交差が必須である。なお、この図の例では、投光光軸Ａ１と受光光軸Ａ２との交差点が、投光光学系及び受光光学系の焦点面となるように設定されている。因みに図３は、撮像手段４の撮像領域である測定領域（焦点面）を示している。
【００４２】
照明手段５は、例えばＬＥＤ（Light-emitting diode）やランプ等の照明光源５１を備え（照明手段５は、照明光源５１からの照明光を導くための照明光学系を備えていてもよい）、被測定物を照明するものである。照明光源５１は、具体的には例えば測定ヘッド部Ｈの下面（被測定物との対向面）の四隅にＬＥＤが配設されて、これら四隅における４個のＬＥＤによって被測定物表面を照明する構成となっている。
【００４３】
制御部６は、ＣＰＵ（Central processing unit）や各種回路等を含み、スリット光発生手段２の発光動作、撮像手段４の撮像動作などを制御する。この制御部６の詳細を以下、図５において説明する。図５は、携帯型三次元測定装置１の電気的構成を示すブロック図である。携帯型三次元測定装置１は、上述したレーザ光源２１、撮像センサ４１、照明光源５１及び制御部６の他、トリガースイッチ（ＳＷ）７と、外部インターフェイス部８とを備えている。
【００４４】
トリガーＳＷ７は、撮像センサ４１によって得られた撮影画像の後述する画像バッファ用フレームメモリ６６への記録（記憶）動作を開始させる及び停止させるためのスイッチである。このトリガーＳＷ７は例えば図１に示すようにグリップ部Ｇに配設されている。ユーザがトリガーＳＷ７を押下してＯＮ（オン）すると、撮像動作が画像バッファ用フレームメモリ６６に記録される（取り込まれる）。このトリガーＳＷ７がＯＮ状態となっている間、複数の撮影画像が連続的に順に画像バッファ用フレームメモリ６６に記録されていく。トリガーＳＷ７がＯＦＦ（オフ）されると当該画像記録動作は停止（終了）する。或いは、画像バッファ用フレームメモリ６６の残容量が無くなった時点で記録動作を停止するか、画像バッファ用フレームメモリ６６に循環して記録を続け、トリガーＳＷ７がＯＦＦされた時点で記録動作を停止するかの、いずれか早い方（記録動作が先に終了する方）を選択するような制御をしてもよい。なお、トリガーＳＷ７のＯＮ、ＯＦＦに拘わらず、撮像センサ４１による撮像動作は行われる。すなわち操作部で例えばプレビューモードに切り替えることで、撮像センサ４１からの画像を画像バッファ用フレームメモリ６６に記録せずに（スルーさせて）モニタ部９１に表示（後述のプレビュー表示）させることができる。
【００４５】
外部インターフェイス部８は、上記グリップ部Ｇ等に設けられたＵＳＢ端子等を介して、携帯型三次元測定装置１とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部装置９とをデータ通信可能に接続するためのインターフェイスである。なお、外部装置９は、モニタ部９１等を備えており、外部インターフェイス部８を介して送信されてきた上記撮影画像が表示される構成となっている。ユーザはこのモニタ部９１に所謂プレビュー表示される画像（モニタ画像；撮影画像）を見ながら、携帯型三次元測定装置１（測定ヘッド部Ｈ）を移動させて被測定物（被測定物１００）を撮影することができる。
【００４６】
制御部６は、第１発光制御部６１、第２発光制御部６２、タイミングジェネレータ（ＴＧ）６３、ＡＤコンバータ６４、デジタル演算処理部６５、画像バッファ用フレームメモリ６６、画像演算用フレームメモリ６７、コントラスト演算部６８及びＣＰＵ６９を含んで構成されている。第１発光制御部６１は、レーザ光源２１の発光動作を制御するものであって、ＬＤをレーザ発振させるＬＤ駆動回路である。第２発光制御部６２は、照明光源５１の発光動作を制御するものであって、ＬＥＤを点灯駆動させるＬＥＤ駆動回路である。
【００４７】
ＴＧ６３は、ＣＰＵ６９から与えられる基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直転送パルス、水平転送パルス、電荷掃き出しパルス等）を生成して撮像センサ４１に出力し、撮像センサ４１の撮像動作を制御する、また、所定のタイミングパルスをＡＤコンバータ６４に出力することにより、ＡＤコンバータ６４におけるアナログ／デジタル変換動作を制御するものである。ＡＤコンバータ６４は、撮像センサ４１から出力されるアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を、ＴＧ６３から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット（例えば１２ビット）からなるデジタルの画像信号に変換する。なお、ＡＤコンバータ６４には、入力段にＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路（クランプ手段）等が備えられている。
【００４８】
デジタル演算処理部６５は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等からなり、ＡＤコンバータ６４から出力される画像（画素）データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路、ホワイトバランス制御回路、ガンマ補正回路等を備えて構成されている。コントラスト演算部６８は、画像（撮影画像）の合焦検知すなわち或る画像がピントの合っている画像であるか否かを検知する、換言すれば画像の合焦度合いを判別するために、画像のコントラスト（像面コントラスト）を求める演算処理（コントラスト演算という）を行うものである。なお、デジタル演算処理部６５は、上記被測定物１００のような被測定物の三次元形状を求めるための演算処理を行う機能も備えている。
【００４９】
画像バッファ用フレームメモリ６６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなり、撮像センサ４１により撮像された画像（フレーム画像）データが格納される。デジタル演算処理部６５へ取り込まれた画像データは、撮像センサ４１の読み出しに同期してこの画像バッファ用フレームメモリ６６に書き込まれる。画像演算用フレームメモリ６７は、ＲＡＭ等からなり、コントラスト演算部６８による上記コントラスト演算（或いはデジタル演算処理部６５による演算処理）時に、画像バッファ用フレームメモリ６６から取り出された演算処理対象となる画像（演算用フレーム画像）が格納される。
【００５０】
ＣＰＵ６９は、トリガーＳＷ７等から与えられる操作信号に従い、第１発光制御部６１、第２発光制御部６２、ＴＧ６３、デジタル演算処理部６５及びコントラスト演算部６８等の各機能部の動作を制御する所謂中央演算処理装置である。また、ＣＰＵ６９は、画像バッファ用フレームメモリ６６及び画像演算用フレームメモリ６７に対するフレーム画像の記録（後述の循環記録、循環上書き）動作を制御する機能（記録制御機能）を有している。また、ＣＰＵ６９は、画像バッファ用フレームメモリ６６に記録された各画像に対するコントラスト演算部６８による上記コントラスト演算の結果に基づいて、当該複数の記録画像の中から後述するように合焦画像としての最も合焦度合いの高い或いは合焦状態の良い撮影画像を選択（選出）する機能（選択機能）も有している。
【００５１】
ところで図６に示すように、携帯型三次元測定装置１を前後方向（上下方向；図１のＺ方向、或いは被測定部に対する遠近方向）に撮像位置を移動（前後移動；上下移動）させた場合、この撮像位置に応じて、撮影画像は符号２０１で示すようなピントが合った画像（合焦画像と表現する）と、この合焦画像前後における符号２０２、２０３で示すようなピントが合っていないピンボケ画像（前ピン画像、後ピン画像と表現する）とになる。これら前ピン画像、後ピン画像は、合焦画像（合焦位置）から遠くなるほどピンボケ度合いも大きい。ただし、ここでいう“合焦”とは、被写界深度を考慮した場合の合焦も含むものとする。例えば図４に示す被測定物１００のような立体的な（表面に段差があるような）被測定物を撮像する場合であっても、奥行きを有して焦点が合っている合焦画像が得られる。
【００５２】
図７及び図８は、本実施形態における携帯型三次元測定装置１を用いた計測動作について説明する図であり、図７は、ユーザ（操作者）が携帯型三次元測定装置１を上記前後移動させて被測定物を撮影している様子を、図８は、この場合の前後移動動作を概念的に示す、すなわち前後移動に伴って被測定物と携帯型三次元測定装置１との間の距離が経時的に変化する様子を示す図である。なお、図７における符号３１０で示す上方図は、矢印３１１で表現しているように大きい範囲で前後移動している（前後移動距離が長い）様子を、符号３２０で示す下方図は、矢印３１２で表現しているように小さい範囲で前後移動している（前後移動距離が短い）様子を示している。
【００５３】
初めの段階において、ユーザは、上記符号３１０で示すように携帯型三次元測定装置１を前後移動させて、モニタ（モニタ部９１）を通して被測定物（測定部位）の撮影画像を見ながら、大凡の合焦位置を見付ける（携帯型三次元測定装置１を大凡の合焦位置までもってくる；合焦位置に一致してなくてもよい）。この段階では、トリガーＳＷ７は押下されていない。そして次の段階で、上記符号３２０の図に示すように、大まかに見当をつけた合焦位置の近傍で、トリガーＳＷ７をＯＮした状態で携帯型三次元測定装置１を僅かに前後移動させながら撮影画像を取得する。
【００５４】
図８における符号３３１で示すラインは、合焦位置、すなわち合焦画像が得られるときの被測定物と携帯型三次元測定装置１との間の距離を示している。符号３３２で示す期間（上記初めの段階）において、例えば符号３３３で示す折れ線グラフに示すように、携帯型三次元測定装置１を合焦位置をまたぐように（挟んで）前後移動させながら合焦位置に近づけていく。ただし、この折れ線グラフは、当該合焦位置に手動で近づけるべく前後移動させている様子を誇張して示したものであって、実際には、必ずしもこのように合焦位置を挟んで対象的に且つ何度も前後移動させて近づけていく必要はなく（折れ線のように直線的に動かす必要もない）、例えば操作が慣れることなどにより、１回の動作で合焦位置の近傍まで近づけてもよい。次に、この大凡の撮像位置つまり符号３３４で示すタイミングでトリガーＳＷ７をＯＮし、このＯＮ状態を維持しながら、合焦位置を挟むように携帯型三次元測定装置１を前後移動させる。このトリガーＳＷ７がＯＮ状態のとき、各撮影画像が連続して画像バッファ用フレームメモリ６６に記録されていく。
【００５５】
当該画像記録が可能な期間は、撮像センサ４１の撮像フレームレート、撮影画像のデータサイズ或いは画像バッファ用フレームメモリ６６の容量（メモリ容量）に依存する。例えばメモリ容量が１２０ＭＢｙｔｅ、撮像フレームレートが６０コマ／ｓｅｃ、撮影画像が１００万画素である場合には、画像記録可能期間は約２秒間となる。換言すれば、ユーザは、モニタで確認した大凡の合焦位置でトリガーＳＷ７をＯＮし、画像記録可能期間内（ここでは２秒以内）に、合焦位置を含むように僅かに前後させながらメモリ書き込みを行って画像を取得するようにする。すなわち、ユーザは、必ずしもこの２秒間トリガーＳＷ７をＯＮし続けて画像を記録し続ける必要はなく、この２秒を待たずに、例えば合焦位置での撮影画像が記録できたと確信した時点でトリガーＳＷ７をＯＦＦにしてもよい（すなわち例えば１秒間だけトリガーＳＷ７を押下してその間だけ画像記録を行ってもよい）。ただし、トリガーＳＷ７を２秒以上ＯＮし続けても構わないが、画像記録されるのはこの画像記録可能期間の２秒間だけとなる、すなわち２秒が経過した時点で自動的に画像記録動作が停止される。このような画像記録期間が図８の符号３３５で示す期間である。なお、上記メモリ容量や撮像フレームレートの値は一例に過ぎず、任意なものが採用可能である。特に撮像フレームレートは、上記６０コマ／ｓｅｃのように、通常、ユーザが携帯型三次元測定装置１を前後移動させる速度と比べて、撮影した画像中に合焦画像が含まれるように充分高速な値に設定されることが望ましい（ただし、あまり高速過ぎてもメモリ容量に限界があることから、メモリ容量を考慮した最適値が設定される）。
【００５６】
図９は、第１の実施形態における携帯型三次元測定装置１による測定動作の一例を示すフローチャートである。先ず携帯型三次元測定装置１の電源スイッチ（図略）がＯＮされる或いは電源スイッチがＯＮされた後、プレビューモード等に切り替えられることで、撮像センサ４１による撮影画像（被測定物或いは測定部位の画像）がモニタ部９１に表示される（ステップＳ１）。ユーザは、このモニタ画像を見ながら、携帯型三次元測定装置１を大凡の合焦位置まで移動させる。そして、この合焦位置の近傍位置でトリガーＳＷ７がＯＮされる。このトリガーＳＷ７がＯＮされた時点で、撮影画像の画像バッファ用フレームメモリ６６への記録動作が開始されるとともに、制御部６の例えばＣＰＵ６９により時間計測動作（タイムカウント）が開始される（ステップＳ２）。トリガーＳＷ７がＯＦＦされる（ステップＳ３のＹＥＳ）まで或いは所定時間（例えば２秒間）が経過する（ステップＳ４のＹＥＳ）まで、すなわちトリガーＳＷ７がＯＮされた状態（ステップＳ３のＮＯ）で且つ所定時間経過が計測されていない（ステップＳ４のＮＯ）間は、ユーザによって携帯型三次元測定装置１が当該合焦位置の近傍で前後移動されながら上記画像記録動作が継続（連続）して行われる。ユーザによりトリガーＳＷ７がＯＦＦされる或いは上記ＣＰＵ６９により所定時間の経過が計測された時点で、画像記録動作が終了される（ステップＳ５）。そして、ＣＰＵ６９によって、画像バッファ用フレームメモリ６６に記録された各画像に対するコントラスト演算部６８によるコントラスト演算処理の結果に基づいて、当該複数の記録画像の中から合焦画像（最も合焦度合いの高い或いは最も合焦状態の良い撮影画像）が選択される（ステップＳ６）。ただしこの場合、ＣＰＵ６９は、コントラスト演算により得られた各記録画像のコントラスト情報を用いて、各記録画像のうちの例えば最もコントラストが高い画像を合焦画像として選択する。
【００５７】
（実施形態２）
上記第１の実施形態は、あくまでも、一連の撮影した画像群（連続画像群）の中に合焦画像が含まれるであろうことを想定して単に合焦位置近傍を前後移動させて撮影画像を記録するという方法を用いるのに対し、第２の実施形態は、上記合焦位置近傍を前後移動させて撮影画像を記録する際に、被測定物に対して合焦しているか否かを検知（判別）する、換言すれば、撮像センサ４１が合焦位置で撮影を行ったか否かを検知する合焦検知機能を備え、大凡の合焦位置（合焦状態）を自動的に（謂わばＡＦ的に）検出するという方法を用いる。
【００５８】
本実施形態では、図１０に示すように、ユーザはモニタを通して被測定物（測定部位）の撮影画像を見ながら大凡の合焦位置を見付け、初めの段階からトリガーＳＷ７をＯＮした状態で、合焦位置をまたぐように携帯型三次元測定装置１ａを前後方向に動かす。このとき、第１の実施形態のように合焦位置近傍で“僅かに”前後移動（符号３２０で示す図）させる必要はなく、図１０の矢印４１１で示す大きな範囲（図７の矢印３１１と同様の大きな範囲）で前後移動させる、すなわち合焦位置近傍であるか否かをユーザが気にすることなく大まかな範囲で前後移動させればよい。
【００５９】
図１１は、本実施形態における携帯型三次元測定装置１ａの前後移動動作を概念的に示す図である。本実施形態では、同図に示すようにトリガーＳＷをＯＮした状態で撮影画像の記録動作を行いながら、符号４４１の折れ線グラフに示すように合焦位置をまたいで（横切って；挟んで）上記大まかな範囲で携帯型三次元測定装置１ａを前後移動させると、自動的に合焦検知が行われて、この記録動作が停止する。これにより、当該合焦検知が行われたときの撮影画像（所要の合焦画像であろうと想定される画像）を含む合焦位置近傍の複数の撮影画像が記録される。これは以下の構成を備えて実現される。
【００６０】
すなわち、携帯型三次元測定装置１ａは、携帯型三次元測定装置１と同様にトリガーＳＷがＯＮされると、撮像センサ４１による撮影画像が画像バッファ用フレームメモリ６６へ順次記録されるが、携帯型三次元測定装置１ａ（制御部６ａ或いはＣＰＵ６９）では、撮影画像の記録によって画像バッファ用フレームメモリ６６のメモリ容量が満たされると、撮影画像を循環的にこの画像バッファ用フレームメモリ６６における古いフレーム画像に上書きして（書き換えて）記録する形式でバッファが継続される機能を備えている。この循環的に上書きして記録することを「循環記録」或いは「循環上書き」と表現する。
【００６１】
また、携帯型三次元測定装置１ａ（制御部６ａ）は、合焦検知がなされると、その時点から画像バッファ用フレームメモリ６６のメモリ容量における部分的な所定メモリ容量分、例えば半分のメモリ容量分だけ循環記録した後、当該記録動作を停止（終了）する機能を備えている。具体的には、この機能つまり合焦検知されると半分のメモリ容量分だけ循環記録した後に書き込みを停止する制御はＣＰＵ６９によって実行される。この場合の合焦検知とは、コントラスト演算部６８によるコントラスト演算結果に基づいて撮影画像のコントラストを判断することで、撮影画像が合焦画像である（携帯型三次元測定装置１ａが合焦位置にきている）ことを検知することを示す。
【００６２】
図１２は、画像バッファ用フレームメモリ６６に記録された全撮影画像を概念的に示したものである（撮影画像４５１がこのメモリ容量において最初に記録されたつまり最も古い撮影画像であり、撮影画像４５２が最新の記録画像である）。この撮影画像４５２が合焦画像であると検知されると、撮影画像４５２が符号４５３で示す全メモリ容量の半分の位置にくるまで、謂わば矢印４５４の方向から新しい撮影画像が順次追加され記録されていくとともに、古い撮影画像から順に矢印４５５の方向へ謂わば押し出される（符号４５６で示す範囲の撮影画像は上書きされてメモリから無くなる）。かかるコントラスト演算部６８によるコントラスト演算、及びこのコントラスト演算結果（合焦検知）に基づく画像バッファ用フレームメモリ６６への撮影画像の記録動作は、ＣＰＵ６９によって制御される。
【００６３】
ただし、画像バッファ用フレームメモリ６６のメモリ容量は、画像記録可能期間に対応するものであり、この意味において、上述したことは画像バッファ用フレームメモリ６６の画像記録可能期間における部分的例えば半分の画像記録可能期間分だけ循環記録する、というように“メモリ容量”を“記録時間”に置き換えて考えてもよい。画像記録可能期間が携帯型三次元測定装置１と同様に２秒間である場合、当該合焦検知してから１秒後に循環記録動作を停止したとすれば、この合焦検知の前後１秒間における各撮影画像が画像バッファ用フレームメモリ６６に記録される。
【００６４】
一例として、図１１の符号４１１１のグラフ線に示すように携帯型三次元測定装置１ａを被測定物から遠い位置から近い位置へ合焦位置をまたいで移動させるような場合、符号４４２で示す位置（タイミング）で合焦検知されると、この合焦検知された時点から、符号Ｆで示す期間（期間Ｆ；上記１秒間）だけ撮影画像が画像バッファ用フレームメモリ６６に上書き記録される（図１３に示す期間Ｆに相当）。一方、符号Ｂで示す期間（期間Ｂ）の撮影画像は上書きされずに画像バッファ用フレームメモリ６６に残っている（図１３に示す期間Ｂに相当）。合焦検知されるまでの符号Ｊ及び符号Ｂで示す期間は循環記録動作が継続されている。また、符号４４３で示す期間が画像バッファ用フレームメモリ６６の画像記録可能期間（上記２秒間；全メモリ容量）となる。
【００６５】
なお、トリガーＳＷ７をＯＮしたまま、再度、合焦位置をまたいで携帯型三次元測定装置１を移動させたとしても、撮影画像の画像バッファ用フレームメモリ６６への書き込み動作は行われない。すなわち、実際の動作として期間Ｆ後もユーザがトリガーＳＷ７をＯＮしたままであっても、合焦検知後に上記期間Ｆの時間が経過した時点（符号４４４で示すタイミング）で画像記録動作が停止するつまりトリガーＳＷ７が実質的にＯＦＦされた状態となる。
【００６６】
また、トリガーＳＷ７をＯＮして前後移動を開始してから合焦検知されるまでの期間が短い、つまり上記メモリ容量が満たされておらずまだ循環記録が開始されていない段階で合焦検知がなされた場合であっても、同様に、この合焦検知タイミングから画像記録可能期間内での所定時間分（所定メモリ容量分）だけ画像記録動作が行われてその後、停止する。上記の場合も含め、この場合も、必ずしも画像記録可能期間全体における期間Ｆと期間Ｂとの比率、或いは合焦検知が行われる前後で記録された撮影画像枚数の比率が同じにならなくともよい。このように合焦検知前後での撮影画像が記録されることが望ましいが、必ずしもこうでなくともよく、トリガーＳＷ７をＯＮした直後に合焦検知されて、合焦検知前の期間Ｆ内に記録された撮影画像が１枚も無くても構わない。要は、合焦検知されて画像バッファ用フレームメモリ６６にそのときの撮影画像が記録されればよい（この場合、後に最も合焦度合いの高い画像を選択する動作を行うことなしに、この１枚の撮影画像を合焦画像として決定してもよい）。
【００６７】
図１４は、第２の実施形態における携帯型三次元測定装置１ａによる測定動作の一例を示すフローチャートである。先ず携帯型三次元測定装置１ａの電源スイッチがＯＮされる或いは電源スイッチがＯＮされた後、プレビューモード等に切り替えられることで、撮像センサ４１による撮影画像（被測定物或いは測定部位の画像）がモニタ部９１に表示される（ステップＳ２１）。ユーザは、このモニタ画像を見ながら携帯型三次元測定装置１ａを移動させるなどして合焦位置の大凡の見当をつけておいてから、トリガーＳＷ７をＯＮする。トリガーＳＷ７がＯＮされると、この時点で、撮影画像の画像バッファ用フレームメモリ６６への記録動作が開始され（ステップＳ２２）、後述の合焦検知がなされるまでこの記録動作が継続される。このとき、画像バッファ用フレームメモリ６６の全メモリ容量分に画像が記録された時点で循環記録が開始されて当該記録動作が継続される（ステップＳ２３のＮＯ）。ＣＰＵ６９によって、コントラスト演算部６８によるコントラスト演算の結果に基づいて合焦検知がなされると（この時点で制御部６の例えばＣＰＵ６９により時間計測動作が開始される）（ステップＳ２３のＹＥＳ）、画像バッファ用フレームメモリ６６の例えば半分のメモリ容量分だけ循環記録された後（ステップＳ２４）、当該循環記録動作が停止されて画像バッファ用フレームメモリ６６への撮影画像の記録動作が終了する（ステップＳ２５）。そして、ＣＰＵ６９によって、画像バッファ用フレームメモリ６６に記録された各画像に対するコントラスト演算部６８によるコントラスト演算処理の結果に基づいて、当該複数の記録画像の中から合焦画像（最も合焦度合いの高い或いは合焦状態の良い撮影画像）が選択される（ステップＳ２６）。ただしこの場合も、ＣＰＵ６９は、コントラスト演算により得られた各記録画像のコントラスト情報を用いて、各記録画像の中の例えば最もコントラストが高い画像を合焦画像として選択する。
【００６８】
本発明は次の態様をとることができる。上記第１及び第２の実施形態では、画像バッファ用フレームメモリ６６に記録された記録画像群（連続画像群）の中から最も合焦度合いの高い画像を選択する方法として、各記録画像のコントラスト情報に基づく選択を行う方法を採用しているが、これに限らず、例えばスリット光発生手段２によるスリット光（十字状のスリット光でなくともよい）による投影像の合焦状態を示す特徴量に基づいて、記録画像群から最も合焦度合いの高い画像を選択する方法を採用してもよい。ただし、この特徴量とは、例えばスリット光の幅の大きさを示す。この場合、投影されたスリット光の幅が合焦位置で最も細く（最も幅が狭く）なることを利用して、スリット光の幅が最も狭くなる（例えば半値幅の値が最も小さくなる）投影像が写っている記録画像を合焦画像として選択してもよい。また、この特徴量は、スリット光の幅の大きさだけでなく、この幅方向における輝度分布のピークの情報を含むものとしてもよい。この場合、例えば最もスリット光の幅が狭く且つ輝度分布のピークが高い記録画像（投影像）を合焦画像として選択してもよい。さらに、この特徴量を、スリット光による投影像のコントラスト（ＣＣＤの画素間の出力値の差；各画素値の差）情報としてもよい。この場合、スリット光の投影像のコントラストが最も高い記録画像（投影像）を合焦画像として選択してもよい。なお、ここではスリット光の場合を説明しているが、必ずしも“スリット”という投影形状が線状となる光でなくともよく、例えば円状や四角状となる光であってもよいし、所定のパターン形状の光であってもよい。
【００６９】
また、上記第２の実施形態では、上述のように（ステップＳ２６のように）、画像バッファ用フレームメモリ６６に記録された記録画像群の中から合焦画像を選択する際、記録画像のコントラストに基づいて選択しているが、これに限らず、初めの合焦位置近傍を前後移動させて撮影する段階で合焦検知機能によって合焦検知されたときの撮影画像（記録画像）を、合焦画像として選択してもよい。
【００７０】
また、上記第２の実施形態では、撮影画像のコントラストに基づいて合焦検知を行っているが、これに限定されない。すなわち、スリット光発生手段２による十字状スリット光を利用して、この十字状スリット光の交点（Ｘ方向スリット光とＹ方向スリット光との交点）が被測定物の所定位置に一致する度合い（例えば上記スリット光の交点と所定位置との距離或いは合焦度合い）を判別することで合焦検知を行ってもよい。
【００７１】
また、記録画像群から最も合焦度合いの高い画像を選択する際に、例えば合焦度合いが同じである画像が複数存在するような場合は、これらのうちの１つを代表として選択してもよいし、各画像の合焦度合いの高い領域をそれぞれ抽出して、該抽出した領域を合成して１つの画像（合成画像）としてもよいし、これら複数の画像全てを最も合焦度合いの高い画像として選択してもよい。
【００７２】
以上のように、本発明の第１及び第２の実施形態に係る携帯型計測器（携帯型三次元測定装置１、１ａ）によれば、ユーザが手に持った状態で被測定物（例えば被測定物１００）の計測を行うことが可能な携帯型計測器において、撮像手段（撮像センサ４１）によって被測定物が撮影されて撮影画像が得られ、記録手段（画像バッファ用フレームメモリ６６）によって、撮像手段により一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録される。そして、指示入力手段（トリガーＳＷ７）によって、一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力が行われ、選択手段（ＣＰＵ６９の選択機能）によって、記録手段に記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択される。
【００７３】
また、本発明の第１及び第２の実施形態に係る計測方法によれば、ユーザが手に持った状態で被測定物の計測を行うことが可能な携帯型計測器を用いた計測方法において、撮像工程によって、被測定物を撮影して撮影画像が得られ、記録工程によって、上記撮像工程で一定期間に連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録される。そして、指示入力工程によって、一定期間における撮影画像群の記録動作を開始させるための指示入力が行われ、選択工程によって、上記記録工程で記録された複数の撮影画像から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択される。
【００７４】
このように、ユーザの操作に応じて撮影画像の記録が開始されて、一定期間の間、連続的に撮影して得られた撮影画像群が記録され、この記録された撮影画像群の中から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えばユーザが手で持って携帯型計測器を大凡の合焦位置までもっていき、合焦位置の近傍を移動させながら一定期間の間、撮影画像を記録することによって合焦位置の撮影画像を含んだ撮影画像群が記録され、この撮影画像群から、選択手段による処理（最も合焦度合いの高い撮影画像を選択する処理）によって自動的に合焦画像を取得することができる。したがって、このように携帯型であっても、ユーザは被測定物に対する焦点位置を正確に合わせる作業が不要となり、謂わば大まかに合焦位置近傍を撮影する（複数の画像フレームを連続的に記録する）だけで容易に合焦画像を取得することが可能となる。なお、このことは、ＡＦ機能（手持ち起因の距離変動に追従するフォーカシング機構；フォーカシング光学系）を備えずして実現されるため、携帯型計測器のコンパクト（小型）化且つ低コスト化を図ることができる。
【００７５】
また、撮像手段による撮影画像をモニタ表示可能に構成された表示手段（モニタ部９１）をさらに備えるので、ユーザは、被測定物の撮影画像を表示手段のモニタ表示を見ながら容易に大凡の合焦位置を見付けることができる。すなわち、確実に撮影画像群に合焦画像を含ませることができるようになり、ひいては携帯型計測器による計測において一層容易に合焦画像を取得することができる。
【００７６】
また、合焦検知手段（コントラスト演算部６８、ＣＰＵ６９の合焦検知機能）によって、撮影画像に基づいて、被測定物に対して合焦したか否かが検知され、また、記録制御手段（ＣＰＵ６９の記録制御機能）によって、合焦検知手段により合焦が検知されると記録手段による記録動作を停止させる制御が行われるので、大まかに合焦位置近傍を撮影して得た撮影画像群の中に、合焦が検知されたときの撮影画像（最も焦点度合いが高いつまり合焦画像であろうと想定される画像であって、必ずしもこの画像が所要の合焦画像すなわち最も合焦度合いの高い画像ではない）をより容易且つ確実に含ませることが可能となる。
【００７７】
また、記録制御手段が、記録手段に撮影画像を循環的に記録（循環的に書き換えて記録；循環記録）させる制御を行うものとされ、この記録制御手段によって、合焦検知手段により合焦が検知された時点から、記録手段の記録容量における所定容量分だけ撮影画像が循環的に記録された後、記録動作を停止させる制御が行われるので、記録した撮影画像群の中に、合焦検知手段により合焦が検知されたときの撮影画像（上述と同様、合焦画像であろうと想定される画像）と共に、この撮影画像（合焦位置）の前後位置での撮影画像（前ピン画像及び後ピン画像）をも含ませることができる。このため、これら撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択するなどしてより正確に合焦画像を取得することが可能となる。
【００７８】
また、投影手段によって被測定物に十字状スリット光が投影され、合焦検知手段によって、十字状スリット光の交点が該被測定物の所定位置に一致する度合いを判別することで合焦したか否かが検知されるので、例えば携帯型計測器が三次元計測器（携帯型三次元測定装置１、１ａ）であり、該三次元計測を行うために十字状スリット光を被測定物に投影するものである場合に、この既存の投影手段（スリット投光光学系３１）を利用して（低コストで）、容易に合焦検知を行うことができる。
【００７９】
また、記録制御手段によって、指示入力手段による指示入力に従って記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該指示入力手段による指示入力に従って記録動作が停止されるまでの一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御が行われる。すなわち、ユーザが指示入力手段例えば入力ボタン（トリガーＳＷ７）を押下している間（一定期間）だけ撮影画像が記録される構成であるので、合焦位置近傍を移動させながら当該撮影画像を記録するための操作が簡単に行えるようになる。
【００８０】
また、記録制御手段によって、指示入力手段による指示入力に従って記録手段による撮影画像の記録動作が開始されてから、該記録手段の記録容量を満たして記録されるまでの一定期間の間、該記録手段に撮影画像を記録させる制御が行われるので、指示入力手段によって記録動作を停止させる指示入力動作を不要とすることができる、或いは、少なくとも初めに記録動作開始の指示入力さえ行えば（開始ボタン；トリガーＳＷ７を押下すれば）、後は自動的に記録手段の記録容量を満たすまで記録されて当該記録動作が停止（終了）する構成とすることができるので、合焦位置近傍における一定期間の撮影画像の記録を簡単な操作で容易に行うことができる。
【００８１】
また、選択手段によって、撮影画像のコントラストに基づいて撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、簡易な方法（画像処理）によって容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００８２】
また、投影手段によって被測定物に所定のスリット光が投影され、選択手段によって、スリット光による投影像の合焦状態を示す特徴量に基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えば携帯型計測器が三次元計測器であり、該三次元計測を行うために所定のスリット光を被測定物に投影するものである場合に、既存の投影手段（スリット投光光学系３１）を利用して（低コストで）、投影像におけるこの特徴量に基づいて、容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００８３】
また、選択手段によって、特徴量としてのスリット光の幅の大きさに基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、スリット光の幅の大きさという簡単な特徴量に基づいて、容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００８４】
また、選択手段によって、特徴量としての、スリット光の幅の大きさ及び該幅方向における輝度分布のピークに基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、例えば最もスリット光の幅が狭く且つピークが高くなっている撮影画像（投影像）を選択する、というようにして、より正確に且つ容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【００８５】
さらに、選択手段によって、特徴量としての、スリット光による投影像のコントラストに基づいて、撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像が選択されるので、簡易な方法（画像処理）によって容易に撮影画像群から最も合焦度合いの高い撮影画像を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施形態に係る携帯型三次元測定装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す携帯型三次元測定装置の側面図である。
【図３】図１に示す携帯型三次元測定装置の測定領域を示す斜視図である。
【図４】３次元形状を有する被測定物（測定対象）に対するスリット光Ｓの照射状況を示す斜視図である。
【図５】図１に示す携帯型三次元測定装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】合焦画像及び合焦画像の前後位置におけるピンボケ画像を概略的に示す模式図である。
【図７】第１の実施形態における、ユーザが携帯型三次元測定装置を前後移動させて被測定物を撮影している様子を示す模式図である。
【図８】図７に示す場合における携帯型三次元測定装置の前後移動動作を概念的に示す図である。
【図９】第１の実施形態における携帯型三次元測定装置による測定動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態における、ユーザが携帯型三次元測定装置を前後移動させて被測定物を撮影している様子を示す模式図である。
【図１１】図１０に示す場合における携帯型三次元測定装置の前後移動動作を概念的に示す図である。
【図１２】画像バッファ用フレームメモリに記録された全撮影画像を概念的に示す模式図である。
【図１３】第２の実施形態において、合焦画像及びこの合焦画像を挟むその前後位置での各撮影画像のメモリへの記録について説明する模式図である。
【図１４】第２の実施形態における携帯型三次元測定装置による測定動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１、１ａ  携帯型三次元測定装置（携帯型計測器）
２  スリット光発生手段
２１  レーザ光源
３  投光光学系
３１  スリット投光光学系（投影手段）
４  撮像手段
４１  撮像センサ（撮像手段）
５  照明手段
５１  照明光源
６、６ａ  制御部
６１  第１発光制御部
６２  第２発光制御部
６５  デジタル演算処理部
６６  画像バッファ用フレームメモリ（記録手段）
６７  画像演算用フレームメモリ
６８  コントラスト演算部（合焦検知手段）
６９  ＣＰＵ（選択手段、合焦検知手段、記録制御手段）
７  トリガーＳＷ（指示入力手段）
８  外部インターフェイス部
９  外部装置
９１  モニタ部（表示手段）
１０  本体ハウジング
１００  被測定物
【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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