非接触形状計測装置及び非接触形状計測方法
【課題】非測定物の見かけの形状をできるだけ歪ませることなく形状計測できると共に、長い物や連続的に移動する物であっても形状計測できる非接触形状計測装置を提供する。
【解決手段】非接触形状計測装置は、被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して位相シフトさせながら、前記選択した位相パターンを有する光を照射する照明装置と、選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むラインセンサカメラと、選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出する演算部と、を備える。
【解決手段】非接触形状計測装置は、被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して位相シフトさせながら、前記選択した位相パターンを有する光を照射する照明装置と、選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むラインセンサカメラと、選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出する演算部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフト法を用いた非接触形状計測装置及び非接触形状計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、位相シフト法による３次元計測では、被測定物を固定（静止）した状態に保ち、その被測定物の全体にわたって、位相シフトさせながら縞状パターンを投影して、被測定物全体による格子画像を撮影していた。これによって、被測定物全体の各箇所の投影した縞状パターンと撮影した格子画像との間の位相差を算出し、３次元計測していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
１． 研究成果報告書「応力・ひずみ・形状・変形の高速高精度全視野計測の研究」和歌山大学システム工学部 光メカトロニクス学科 光波画像計測研究室、教授 森本吉春 他、２００５年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の３次元計測装置では、一方向から測定物の全体を観測した場合には被測定物は、遠近による歪みが現れるため台形形状の画像となるという問題がある。また、その遠近による歪みは形状測定の精度にも影響を生じるという問題がある。
【０００５】
さらに、被測定物の全体を同時に観測するため、被測定物を静止させて観測する必要があった。このため、長い物や連続的に移動する物は測定できなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、非測定物の見かけの形状をできるだけ歪ませることなく形状計測できると共に、長い物や連続的に移動する物であっても形状計測できる非接触形状計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る非接触形状計測装置は、被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して位相シフトさせながら、前記選択した位相パターンを有する光を照射する照明装置と、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むラインセンサカメラと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出する演算部と、
を備える。
【０００８】
また、前記照明装置は、
ライン状に配置された複数のライン状光源と、
前記複数のライン状光源からの光を前記被測定物に照射する光学系と、
を備えてもよい。この場合、前記光学系によって、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光を前記被測定物上に照射することができる。
【０００９】
前記光学系は、前記一方向に沿って光透過率が周期的に変化する光学フィルタを含んでもよい。前記光学フィルタは、前記ライン状光源ごとに異なる光透過率の分布を有する複数の光学フィルタを含んでもよい。
【００１０】
さらに、前記被測定物の面に平行な方向であって、前記光の光強度が周期的に変化する前記一方向に対して垂直な方向に配置された前記照明装置及び前記ラインセンサカメラに対して前記被測定物を相対移動させる搬送装置をさらに備えてもよい。
【００１１】
またさらに、前記ラインセンサカメラは、前記照明装置と、前記搬送装置の上の１ラインの観測位置と、の相対関係を一定に保って、前記搬送装置の上の前記観測位置を通過する前記被測定物からの画像信号を１ラインずつ取り込んでもよい。
【００１２】
また、前記照明装置は、前記被測定物の面内の一つの方向に沿って、周期的に光強度が変化する位相パターンを有すると共に、前記一つの方向に垂直な、前記被測定物の面内の他の方向に沿って均一な光強度を有する光を前記被測定物に照射してもよい。
【００１３】
さらに、前記照明装置は、前記一方向に沿って、前記一方向の位置に対して光強度が疑似余弦波状に変化する位相パターンを有する光を照射してもよい。
【００１４】
またさらに、前記照明装置は、前記複数の位相パターンのうち、（２π／位相パターンの数）（ラジアン）ずつ位相シフトさせた位相パターンを有する光を照射してもよい。
【００１５】
本発明に係る非接触形状計測方法は、被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して、前記選択した位相パターンを有する光を照射するステップと、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むステップと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出するステップと、
を含む。
【００１６】
また、前記光を照射するステップは、
前記一方向と垂直な方向に沿ったライン状の光を発光させるステップと、
前記ライン状の光について、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光に変換して、前記被測定物上に照射するステップと、
を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の非接触形状計測装置及び非接触形状計測方法によれば、被測定物を連続搬送状態で形状計測することが可能であり、シート状の実質的にエンドレスに延在する被測定物の検査も可能である。また、照明装置としてライン状の光源を用いて、光学フィルタによって上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に光強度が周期的に変化する位相パターンの光を照射することができる。これによって、必要な照明範囲を狭くできるため、照明むらを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】被測定物と、被測定物上に照明光が照射される範囲との関係を示す概略図である。
【図３】照明装置を構成するＬＥＤランプの点灯と、被測定物に照射される所定の位相パターンを有する光との関係を示す概略図である。
【図４】照明装置の一例を示す概略図である。
【図５】照明装置において、点灯ＬＥＤの光量を照射面で擬似余弦波状に変換する為のフィルタの一例を示す図である。
【図６】照明の位相切り替えと、ラインセンサカメラとの関係を示す概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、位相シフトが３相の場合にフレームメモリに取り込まれた画像の座標（ｉ，ｊ）と、３つの位相パターンによる画像信号（ｘ，ｙ）との関係を示す概略図である。
【図８】（ａ）は、位相切り替えスイッチが３相の場合のタイミングチャートであり、（ｂ）は、位相切り替えスイッチが５相の場合のタイミングチャートである。
【図９】位相シフト法における、位相シフト量と輝度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る非接触形状計測装置について添付図面を用いて以下に説明する。なお、図面において実質的に同一の部材は同一の符号を付している。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置の構成を示す概略図である。この非接触形状計測装置は、被測定物３に、一方向に光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光を位相シフトさせながら照射する照明装置１と、被測定物３からの光を画像信号として、上記一方向に垂直な方向に沿った１ラインずつ取り込むラインセンサカメラ２と、被測定物３を移動させる搬送装置４と、各装置を制御すると共に、ラインセンサカメラ２で得られた画像信号から位相画像を得て、その位相画像に基づいて被測定物３の形状を算出するコンピュータ５とを備える。コンピュータ５は、ラインセンサカメラ２で取り込んだ画像信号を記憶するフレームメモリ６と、ラインセンサカメラ２を制御するカメラコントローラ７ａと、照明装置１を制御する照明コントローラ７ｂとを備える。なお、カメラコントローラ７ａと、照明コントローラ７ｂとを制御部７として一つとしてもよい。また、搬送装置４の回転ローラの回転に連動してパルス信号を発生するエンコーダ９と、エンコーダ９からのパルス信号によってタイミング信号を発生させるタイミングコントローラ１０とを備える。
【００２１】
次に、この非接触形状計測装置の動作について説明する。
まず、搬送装置４の回転ローラが矢印の方向に回転すると、被測定物３は図１における左側から右側に向かって（ｙ方向）に移動する。また、回転ローラに取り付けられたエンコーダ９は回転ローラと共に回転し、パルス信号を発生する。このパルス信号はタイミングコントローラ１０を経てコンピュータ５に導かれる。また、上記パルス信号は、コンピュータ５の制御部７の中のカメラコントローラ７を経由してラインセンサカメラ２にトリガ信号（図８）として供給される。カメラ２は、トリガ信号１回ごとに画像信号１ライン分をフレームメモリ６に取り込む。一方、同じトリガ信号によってコンピュータ５の制御部７の中の照明コントローラ７ｂを経由して点灯のタイミング信号を生成し、照明装置１の複数ラインのうちの所定のライン１本のみを点灯する。
【００２２】
図８の（ａ）は、照明コントローラ７ｂの位相切り替えスイッチＳＷ８で３相を選択した場合を示す。この場合、ライン状ＬＥＤランプ１ａから１ｃまで順番に繰り返し点灯される。図８の（ｂ）は、位相切り替えスイッチＳＷ８で５相を選択した場合を示す。この場合、ライン状ＬＥＤランプ１ａから１ｅまで順番に繰り返し点灯される。なお、位相切り替えスイッチＳＷ８で４相を選択した場合には、図示していないが、３相、５相の場合と同様に、ライン状ＬＥＤランプ１ａから１ｄまで順番に繰り返し点灯される。
なお、システム構成の都合でエンコーダ９の取り付けができない場合、エンコーダ９のパルス信号に代えて、外部で発振回路等によって生成したタイミング信号を使用してもよい。
【００２３】
＜照明装置＞
次に、本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置の照明装置１の構成について、図３から図５を用いて説明する。
図３は、照射面を下にして、被測定物３を照射している場合について、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅの配置方向に平行であって、照射面に対して垂直な方向から見た照明装置１の断面図である。
図４は、照明装置１を構成する位相１用ライン状ＬＥＤランプ１ａ、位相２用ライン状ＬＥＤランプ１ｂ、位相３用ライン状ＬＥＤランプ１ｃ、位相４用ライン状ＬＥＤランプ１ｄ、位相５用ライン状ＬＥＤランプ１ｅをライン状に５列並べた状態を照射面から見た状態を示す概略図である。
図５は、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅのそれぞれに対応する各々の光学フィルタ１ｆａ〜１ｆｅのうち、光学フィルタ１ｆｃのｙ方向に沿った透過率特性を示す概略図である。
【００２４】
照明装置１は、位相シフトを５相とする場合、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅに加えて、光学フィルタ１ｆと、被測定物３上に投光するためのレンズ１ｇが取り付けられている。フィルタ１ｆは、各ライン状のＬＥＤ１ａ〜１ｅに対応した位置に配置されている。上記光学フィルタ１ｆと、レンズ１ｇとによって、被測定物３に照射した光の強度（明るさ）は、図の奥から手前（ｘ方向）に沿ってほぼ均一な明るさであって、図の右から左（ｙ方向）に沿って、ｙ方向の位置に対して光強度が疑似余弦波状に変化する。図４では、位相３用ライン状ＬＥＤ１ｃが点灯している状態のｙ方向に沿った光強度の変化を示しており、ＬＥＤランプ１ｃに代わってＬＥＤランプ１ａ又は１ｅが点灯した場合には、１点鎖線又は点線のように光強度の波がシフトする。この場合、位相が５相なので、例えば、位相シフト量２π／５ごとに位相シフトさせた５種類の位相パターンから選択した一つの位相パターンを有する光を照射することができる。
【００２５】
なお、上記照明装置１では位相シフトを５相とし、５つのＬＥＤランプ１ａ〜１ｅを設けた例を示したが、これに限られない。例えば、位相シフトを何相とするかに応じてＬＥＤランプの数を適宜変更するか、あるいは複数のＬＥＤランプから点灯するＬＥＤランプを選択すればよい。また、位相シフトを何相とするかに応じて、光学フィルタ１ｆ、レンズ１ｇを適宜変更して、点灯させるＬＥＤごとの位相シフト量を変更する必要がある。
なお、図３及び図５では照明範囲のｙ方向の所定の幅にわたって光強度が三つの山を有する位相パターンを示しているが、これに限られず一つの周期の幅は適宜選択できる。例えば、同一の幅にわたって光強度が一つ山、又は、二つ山の周期を有する位相パターンとしてもよい。ただし、位相シフトさせる一組の位相パターンのそれぞれの位相パターンは同一の幅の周期を有する。
【００２６】
この照明装置１によれば、ライン状の光源としてＬＥＤランプ１ａ〜１ｅを用いると共に、それぞれのＬＥＤランプ１ａ〜１ｅに対応する光学フィルタ１ｆａ〜１ｆｅを用いて、上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に光強度が周期的に変化する位相パターンの光を照射することができる。これによって、必要な照明範囲を狭くできるため、照明むらを抑えることができる。また、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅのそれぞれに対応する光学フィルタ１ｆａ〜１ｆｅを用いることによって、各ＬＥＤランプを順に点灯させて、位相シフトさせた位相パターンを有する光を照射することができる。
【００２７】
＜ラインセンサカメラ＞
この非接触形状計測装置では、ラインセンサカメラ２を用いて、上記ライン状の光源の長手方向と平行な方向に沿った１ラインごとの画像信号を取り込む。この場合、照明装置１と、画像信号を取り込む被測定物３の１ラインと、ラインセンサカメラ２との位置関係を固定して、上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に被測定物３を移動させながら形状計測する。これによって、被測定物３の見かけの形状をできるだけ歪ませることなく形状計測できる。また、被測定物３が長い物や連続的に移動する物であっても形状計測できる。
【００２８】
＜画像信号の処理＞
次いで、位相シフトさせて得られた複数枚の画像信号の処理について説明する。
＜画像の座標と各位相パターンによる画像信号との関係＞
図７（ａ）は、位相切り替えスイッチ８ａが３相を選択した場合のフレームメモリ内に格納される画像信号の座標と位相パターンとの関係を示す概念図である。図７（ａ）では、画像の同一座標（ｉ，ｊ）についての各位相パターンごとの画像信号をｙ方向で並べて記録している。この場合、画像信号の座標（ｘ、ｙ）のうちｘ値はｉと一致する。一方、ｙ値は、例えば、３相の場合、３つの位相パターンの位相１、位相２、位相３のそれぞれについて、３ｊ＋０、３ｊ＋１、３ｊ＋２の３つのｙ値を当てている。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）では、３つの位相パターンの位相１、位相２、位相３のそれぞれに対する画像信号を画像信号の座標（ｘ、ｙ）のそれぞれと、その画素値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）とは、以下のように対応する。
（ｉ、３ｊ＋０） ａ＝Ｉｍｇ（ｉ、３ｊ＋０）
（ｉ、３ｊ＋１） ｂ＝Ｉｍｇ（ｉ、３ｊ＋１）
（ｉ、３ｊ＋２） ｃ＝Ｉｍｇ（ｉ、３ｊ＋２）
【００２９】
この場合、上述したように照明装置１と、画像信号を取り込む被測定物３の１ラインと、ラインセンサカメラ２との位置関係を一定とする。被測定物３を上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に被測定物３を移動させながら形状計測することによって、元の被測定物３の形状を歪ませることなく画像を得ることができる。例えば、矩形形状の被測定物３の場合、１回の撮像で全体の形状を観測した場合には、遠近法による歪みが現れるため台形形状の画像となるが、本発明の実施の形態に係る非接触形状計測装置の場合には歪みを生じることなく矩形状の画像が得られる。
【００３０】
なお、４相の場合、画素信号の座標（ｘ、ｙ）についての各画素値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）は、以下のように対応する。
（ｉ、４ｊ＋０） ａ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋０）
（ｉ、４ｊ＋１） ｂ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋１）
（ｉ、４ｊ＋２） ｃ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋２）
（ｉ、４ｊ＋３） ｄ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋３）
【００３１】
また、５相の場合、画素信号の座標（ｘ、ｙ）についての各画素値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）は、以下のように対応する。
（ｉ、５ｊ＋０） ａ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋０）
（ｉ、５ｊ＋１） ｂ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋１）
（ｉ、５ｊ＋２） ｃ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋２）
（ｉ、５ｊ＋３） ｄ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋３）
（ｉ、５ｊ＋４） ｅ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋４）
【００３２】
また、６相以上の場合も同様の関係を得ることが出来る。
【００３３】
＜４つの位相パターンの場合の位相の算出＞
各位相パターン間で位相シフト量π／２を有する４つの位相パターンを用いた場合に計算が容易となる。この場合には、光強度が余弦波状に周期的に変化する場合の振幅β、定数γ、位相φを用いて、各画素値ａ，ｂ，ｃ，ｄを表すと、以下の関係が得られる。
【００３４】
【数１】
【００３５】
上記数式（１）に基づいて、ｃ−ａ及びｄ−ｂを計算すると、それぞれ下記の数式（２）、（３）が得られる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
これらの数式（２）及び（３）に基づいて、数式（４）が導かれ、この関係式より位相φを求めることができる（数式（５））。
【００３８】
【数３】
【００３９】
【数４】
【００４０】
なお、３相の場合には、以下の数式（６）によって位相φを求めることができる。
【００４１】
【数５】
【００４２】
また、５相の場合には、以下の数式（７）によって位相φを求めることができる。
【００４３】
【数６】
【００４４】
また、６相以上の場合には、三次元工学２「光三次元・産業への応用」編者 吉澤徹 ２００８年６月11日初版や「Fringe Analysis」 Y. Surrel1 National Institute of Metrology CNAM 292, rue St-Martin 75141 Paris Cedex 03 - France October 1, 1998にその計算方法が示されている。
【００４５】
以上によって、各箇所の位相φを算出できる。
なお、上記式（５）〜（７）で算出される位相φは、−２π〜２πの範囲であるが、実際には±２πｎ（ｎは整数）の任意量を含む可能性があるので、位相接続を行う必要がある。この位相接続については、各点での高低差が連続しているという条件によって通常の方法で行えばよい。
【００４６】
＜位相φによる高低差ｈの算出＞
各箇所の高低差ｈは、算出された位相φと定数ｋとの積として下記の関係式（８）で表される。なお、定数ｋは、被測定物に対して照明装置１のライン状ＬＥＤランプとラインセンサカメラ２とのなす角度αとＬＥＤランプのライン間隔等で決まる。
ｈ＝ｋ×φ （８）
【００４７】
上記関係式（８）によって各箇所の高低差を算出できる。
【００４８】
（効果）
本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置によれば、被測定物を連続搬送状態で形状計測することが可能である。例えば、シート状の実質的にエンドレスに延在する被測定物についても検査可能である。また、照明装置としてライン状の一方向に光強度が周期的に変化する位相パターンの光を照射するライン状光源を用いるので、必要な照明範囲を狭くできるため、照明むらを抑えることができる。さらに、高速なコンピュータや演算装置を用いることでリアルタイムに形状計測を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の非接触形状計測装置は、被測定物を連続搬送している状態での形状計測に利用できる。また、シート状の実質的にエンドレスに延在する被測定物の検査に用いることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 照明装置
１ａ 位相１用ＬＥＤランプ
１ｂ 位相２用ＬＥＤランプ
１ｃ 位相３用ＬＥＤランプ
１ｄ 位相４用ＬＥＤランプ
１ｅ 位相５用ＬＥＤランプ
１ｆ、１ｆａ、１ｆｂ、１ｆｃ、１ｆｄ、１ｆｅ 光学フィルタ
１ｇ レンズ
２ ラインセンサカメラ
３ 被測定物
３ａ、３ｂ、３ｃ 突起物
３ｄ 照明範囲
４ 搬送装置
５ コンピュータ
６ フレームメモリ
７ 制御部
７ａ カメラコントローラ
７ｂ 照明コントローラ
８ 位相切り替えスイッチ
９ ロータリエンコーダ
１０ タイミングコントローラ
１１ 画像信号の座標
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフト法を用いた非接触形状計測装置及び非接触形状計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、位相シフト法による３次元計測では、被測定物を固定（静止）した状態に保ち、その被測定物の全体にわたって、位相シフトさせながら縞状パターンを投影して、被測定物全体による格子画像を撮影していた。これによって、被測定物全体の各箇所の投影した縞状パターンと撮影した格子画像との間の位相差を算出し、３次元計測していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
１． 研究成果報告書「応力・ひずみ・形状・変形の高速高精度全視野計測の研究」和歌山大学システム工学部 光メカトロニクス学科 光波画像計測研究室、教授 森本吉春 他、２００５年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の３次元計測装置では、一方向から測定物の全体を観測した場合には被測定物は、遠近による歪みが現れるため台形形状の画像となるという問題がある。また、その遠近による歪みは形状測定の精度にも影響を生じるという問題がある。
【０００５】
さらに、被測定物の全体を同時に観測するため、被測定物を静止させて観測する必要があった。このため、長い物や連続的に移動する物は測定できなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、非測定物の見かけの形状をできるだけ歪ませることなく形状計測できると共に、長い物や連続的に移動する物であっても形状計測できる非接触形状計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る非接触形状計測装置は、被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して位相シフトさせながら、前記選択した位相パターンを有する光を照射する照明装置と、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むラインセンサカメラと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出する演算部と、
を備える。
【０００８】
また、前記照明装置は、
ライン状に配置された複数のライン状光源と、
前記複数のライン状光源からの光を前記被測定物に照射する光学系と、
を備えてもよい。この場合、前記光学系によって、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光を前記被測定物上に照射することができる。
【０００９】
前記光学系は、前記一方向に沿って光透過率が周期的に変化する光学フィルタを含んでもよい。前記光学フィルタは、前記ライン状光源ごとに異なる光透過率の分布を有する複数の光学フィルタを含んでもよい。
【００１０】
さらに、前記被測定物の面に平行な方向であって、前記光の光強度が周期的に変化する前記一方向に対して垂直な方向に配置された前記照明装置及び前記ラインセンサカメラに対して前記被測定物を相対移動させる搬送装置をさらに備えてもよい。
【００１１】
またさらに、前記ラインセンサカメラは、前記照明装置と、前記搬送装置の上の１ラインの観測位置と、の相対関係を一定に保って、前記搬送装置の上の前記観測位置を通過する前記被測定物からの画像信号を１ラインずつ取り込んでもよい。
【００１２】
また、前記照明装置は、前記被測定物の面内の一つの方向に沿って、周期的に光強度が変化する位相パターンを有すると共に、前記一つの方向に垂直な、前記被測定物の面内の他の方向に沿って均一な光強度を有する光を前記被測定物に照射してもよい。
【００１３】
さらに、前記照明装置は、前記一方向に沿って、前記一方向の位置に対して光強度が疑似余弦波状に変化する位相パターンを有する光を照射してもよい。
【００１４】
またさらに、前記照明装置は、前記複数の位相パターンのうち、（２π／位相パターンの数）（ラジアン）ずつ位相シフトさせた位相パターンを有する光を照射してもよい。
【００１５】
本発明に係る非接触形状計測方法は、被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して、前記選択した位相パターンを有する光を照射するステップと、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むステップと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出するステップと、
を含む。
【００１６】
また、前記光を照射するステップは、
前記一方向と垂直な方向に沿ったライン状の光を発光させるステップと、
前記ライン状の光について、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光に変換して、前記被測定物上に照射するステップと、
を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の非接触形状計測装置及び非接触形状計測方法によれば、被測定物を連続搬送状態で形状計測することが可能であり、シート状の実質的にエンドレスに延在する被測定物の検査も可能である。また、照明装置としてライン状の光源を用いて、光学フィルタによって上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に光強度が周期的に変化する位相パターンの光を照射することができる。これによって、必要な照明範囲を狭くできるため、照明むらを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】被測定物と、被測定物上に照明光が照射される範囲との関係を示す概略図である。
【図３】照明装置を構成するＬＥＤランプの点灯と、被測定物に照射される所定の位相パターンを有する光との関係を示す概略図である。
【図４】照明装置の一例を示す概略図である。
【図５】照明装置において、点灯ＬＥＤの光量を照射面で擬似余弦波状に変換する為のフィルタの一例を示す図である。
【図６】照明の位相切り替えと、ラインセンサカメラとの関係を示す概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、位相シフトが３相の場合にフレームメモリに取り込まれた画像の座標（ｉ，ｊ）と、３つの位相パターンによる画像信号（ｘ，ｙ）との関係を示す概略図である。
【図８】（ａ）は、位相切り替えスイッチが３相の場合のタイミングチャートであり、（ｂ）は、位相切り替えスイッチが５相の場合のタイミングチャートである。
【図９】位相シフト法における、位相シフト量と輝度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る非接触形状計測装置について添付図面を用いて以下に説明する。なお、図面において実質的に同一の部材は同一の符号を付している。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置の構成を示す概略図である。この非接触形状計測装置は、被測定物３に、一方向に光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光を位相シフトさせながら照射する照明装置１と、被測定物３からの光を画像信号として、上記一方向に垂直な方向に沿った１ラインずつ取り込むラインセンサカメラ２と、被測定物３を移動させる搬送装置４と、各装置を制御すると共に、ラインセンサカメラ２で得られた画像信号から位相画像を得て、その位相画像に基づいて被測定物３の形状を算出するコンピュータ５とを備える。コンピュータ５は、ラインセンサカメラ２で取り込んだ画像信号を記憶するフレームメモリ６と、ラインセンサカメラ２を制御するカメラコントローラ７ａと、照明装置１を制御する照明コントローラ７ｂとを備える。なお、カメラコントローラ７ａと、照明コントローラ７ｂとを制御部７として一つとしてもよい。また、搬送装置４の回転ローラの回転に連動してパルス信号を発生するエンコーダ９と、エンコーダ９からのパルス信号によってタイミング信号を発生させるタイミングコントローラ１０とを備える。
【００２１】
次に、この非接触形状計測装置の動作について説明する。
まず、搬送装置４の回転ローラが矢印の方向に回転すると、被測定物３は図１における左側から右側に向かって（ｙ方向）に移動する。また、回転ローラに取り付けられたエンコーダ９は回転ローラと共に回転し、パルス信号を発生する。このパルス信号はタイミングコントローラ１０を経てコンピュータ５に導かれる。また、上記パルス信号は、コンピュータ５の制御部７の中のカメラコントローラ７を経由してラインセンサカメラ２にトリガ信号（図８）として供給される。カメラ２は、トリガ信号１回ごとに画像信号１ライン分をフレームメモリ６に取り込む。一方、同じトリガ信号によってコンピュータ５の制御部７の中の照明コントローラ７ｂを経由して点灯のタイミング信号を生成し、照明装置１の複数ラインのうちの所定のライン１本のみを点灯する。
【００２２】
図８の（ａ）は、照明コントローラ７ｂの位相切り替えスイッチＳＷ８で３相を選択した場合を示す。この場合、ライン状ＬＥＤランプ１ａから１ｃまで順番に繰り返し点灯される。図８の（ｂ）は、位相切り替えスイッチＳＷ８で５相を選択した場合を示す。この場合、ライン状ＬＥＤランプ１ａから１ｅまで順番に繰り返し点灯される。なお、位相切り替えスイッチＳＷ８で４相を選択した場合には、図示していないが、３相、５相の場合と同様に、ライン状ＬＥＤランプ１ａから１ｄまで順番に繰り返し点灯される。
なお、システム構成の都合でエンコーダ９の取り付けができない場合、エンコーダ９のパルス信号に代えて、外部で発振回路等によって生成したタイミング信号を使用してもよい。
【００２３】
＜照明装置＞
次に、本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置の照明装置１の構成について、図３から図５を用いて説明する。
図３は、照射面を下にして、被測定物３を照射している場合について、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅの配置方向に平行であって、照射面に対して垂直な方向から見た照明装置１の断面図である。
図４は、照明装置１を構成する位相１用ライン状ＬＥＤランプ１ａ、位相２用ライン状ＬＥＤランプ１ｂ、位相３用ライン状ＬＥＤランプ１ｃ、位相４用ライン状ＬＥＤランプ１ｄ、位相５用ライン状ＬＥＤランプ１ｅをライン状に５列並べた状態を照射面から見た状態を示す概略図である。
図５は、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅのそれぞれに対応する各々の光学フィルタ１ｆａ〜１ｆｅのうち、光学フィルタ１ｆｃのｙ方向に沿った透過率特性を示す概略図である。
【００２４】
照明装置１は、位相シフトを５相とする場合、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅに加えて、光学フィルタ１ｆと、被測定物３上に投光するためのレンズ１ｇが取り付けられている。フィルタ１ｆは、各ライン状のＬＥＤ１ａ〜１ｅに対応した位置に配置されている。上記光学フィルタ１ｆと、レンズ１ｇとによって、被測定物３に照射した光の強度（明るさ）は、図の奥から手前（ｘ方向）に沿ってほぼ均一な明るさであって、図の右から左（ｙ方向）に沿って、ｙ方向の位置に対して光強度が疑似余弦波状に変化する。図４では、位相３用ライン状ＬＥＤ１ｃが点灯している状態のｙ方向に沿った光強度の変化を示しており、ＬＥＤランプ１ｃに代わってＬＥＤランプ１ａ又は１ｅが点灯した場合には、１点鎖線又は点線のように光強度の波がシフトする。この場合、位相が５相なので、例えば、位相シフト量２π／５ごとに位相シフトさせた５種類の位相パターンから選択した一つの位相パターンを有する光を照射することができる。
【００２５】
なお、上記照明装置１では位相シフトを５相とし、５つのＬＥＤランプ１ａ〜１ｅを設けた例を示したが、これに限られない。例えば、位相シフトを何相とするかに応じてＬＥＤランプの数を適宜変更するか、あるいは複数のＬＥＤランプから点灯するＬＥＤランプを選択すればよい。また、位相シフトを何相とするかに応じて、光学フィルタ１ｆ、レンズ１ｇを適宜変更して、点灯させるＬＥＤごとの位相シフト量を変更する必要がある。
なお、図３及び図５では照明範囲のｙ方向の所定の幅にわたって光強度が三つの山を有する位相パターンを示しているが、これに限られず一つの周期の幅は適宜選択できる。例えば、同一の幅にわたって光強度が一つ山、又は、二つ山の周期を有する位相パターンとしてもよい。ただし、位相シフトさせる一組の位相パターンのそれぞれの位相パターンは同一の幅の周期を有する。
【００２６】
この照明装置１によれば、ライン状の光源としてＬＥＤランプ１ａ〜１ｅを用いると共に、それぞれのＬＥＤランプ１ａ〜１ｅに対応する光学フィルタ１ｆａ〜１ｆｅを用いて、上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に光強度が周期的に変化する位相パターンの光を照射することができる。これによって、必要な照明範囲を狭くできるため、照明むらを抑えることができる。また、ＬＥＤランプ１ａ〜１ｅのそれぞれに対応する光学フィルタ１ｆａ〜１ｆｅを用いることによって、各ＬＥＤランプを順に点灯させて、位相シフトさせた位相パターンを有する光を照射することができる。
【００２７】
＜ラインセンサカメラ＞
この非接触形状計測装置では、ラインセンサカメラ２を用いて、上記ライン状の光源の長手方向と平行な方向に沿った１ラインごとの画像信号を取り込む。この場合、照明装置１と、画像信号を取り込む被測定物３の１ラインと、ラインセンサカメラ２との位置関係を固定して、上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に被測定物３を移動させながら形状計測する。これによって、被測定物３の見かけの形状をできるだけ歪ませることなく形状計測できる。また、被測定物３が長い物や連続的に移動する物であっても形状計測できる。
【００２８】
＜画像信号の処理＞
次いで、位相シフトさせて得られた複数枚の画像信号の処理について説明する。
＜画像の座標と各位相パターンによる画像信号との関係＞
図７（ａ）は、位相切り替えスイッチ８ａが３相を選択した場合のフレームメモリ内に格納される画像信号の座標と位相パターンとの関係を示す概念図である。図７（ａ）では、画像の同一座標（ｉ，ｊ）についての各位相パターンごとの画像信号をｙ方向で並べて記録している。この場合、画像信号の座標（ｘ、ｙ）のうちｘ値はｉと一致する。一方、ｙ値は、例えば、３相の場合、３つの位相パターンの位相１、位相２、位相３のそれぞれについて、３ｊ＋０、３ｊ＋１、３ｊ＋２の３つのｙ値を当てている。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）では、３つの位相パターンの位相１、位相２、位相３のそれぞれに対する画像信号を画像信号の座標（ｘ、ｙ）のそれぞれと、その画素値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）とは、以下のように対応する。
（ｉ、３ｊ＋０） ａ＝Ｉｍｇ（ｉ、３ｊ＋０）
（ｉ、３ｊ＋１） ｂ＝Ｉｍｇ（ｉ、３ｊ＋１）
（ｉ、３ｊ＋２） ｃ＝Ｉｍｇ（ｉ、３ｊ＋２）
【００２９】
この場合、上述したように照明装置１と、画像信号を取り込む被測定物３の１ラインと、ラインセンサカメラ２との位置関係を一定とする。被測定物３を上記ライン状の光源の長手方向と垂直な方向に被測定物３を移動させながら形状計測することによって、元の被測定物３の形状を歪ませることなく画像を得ることができる。例えば、矩形形状の被測定物３の場合、１回の撮像で全体の形状を観測した場合には、遠近法による歪みが現れるため台形形状の画像となるが、本発明の実施の形態に係る非接触形状計測装置の場合には歪みを生じることなく矩形状の画像が得られる。
【００３０】
なお、４相の場合、画素信号の座標（ｘ、ｙ）についての各画素値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）は、以下のように対応する。
（ｉ、４ｊ＋０） ａ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋０）
（ｉ、４ｊ＋１） ｂ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋１）
（ｉ、４ｊ＋２） ｃ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋２）
（ｉ、４ｊ＋３） ｄ＝Ｉｍｇ（ｉ、４ｊ＋３）
【００３１】
また、５相の場合、画素信号の座標（ｘ、ｙ）についての各画素値Ｉｍｇ（ｘ、ｙ）は、以下のように対応する。
（ｉ、５ｊ＋０） ａ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋０）
（ｉ、５ｊ＋１） ｂ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋１）
（ｉ、５ｊ＋２） ｃ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋２）
（ｉ、５ｊ＋３） ｄ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋３）
（ｉ、５ｊ＋４） ｅ＝Ｉｍｇ（ｉ、５ｊ＋４）
【００３２】
また、６相以上の場合も同様の関係を得ることが出来る。
【００３３】
＜４つの位相パターンの場合の位相の算出＞
各位相パターン間で位相シフト量π／２を有する４つの位相パターンを用いた場合に計算が容易となる。この場合には、光強度が余弦波状に周期的に変化する場合の振幅β、定数γ、位相φを用いて、各画素値ａ，ｂ，ｃ，ｄを表すと、以下の関係が得られる。
【００３４】
【数１】
【００３５】
上記数式（１）に基づいて、ｃ−ａ及びｄ−ｂを計算すると、それぞれ下記の数式（２）、（３）が得られる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
これらの数式（２）及び（３）に基づいて、数式（４）が導かれ、この関係式より位相φを求めることができる（数式（５））。
【００３８】
【数３】
【００３９】
【数４】
【００４０】
なお、３相の場合には、以下の数式（６）によって位相φを求めることができる。
【００４１】
【数５】
【００４２】
また、５相の場合には、以下の数式（７）によって位相φを求めることができる。
【００４３】
【数６】
【００４４】
また、６相以上の場合には、三次元工学２「光三次元・産業への応用」編者 吉澤徹 ２００８年６月11日初版や「Fringe Analysis」 Y. Surrel1 National Institute of Metrology CNAM 292, rue St-Martin 75141 Paris Cedex 03 - France October 1, 1998にその計算方法が示されている。
【００４５】
以上によって、各箇所の位相φを算出できる。
なお、上記式（５）〜（７）で算出される位相φは、−２π〜２πの範囲であるが、実際には±２πｎ（ｎは整数）の任意量を含む可能性があるので、位相接続を行う必要がある。この位相接続については、各点での高低差が連続しているという条件によって通常の方法で行えばよい。
【００４６】
＜位相φによる高低差ｈの算出＞
各箇所の高低差ｈは、算出された位相φと定数ｋとの積として下記の関係式（８）で表される。なお、定数ｋは、被測定物に対して照明装置１のライン状ＬＥＤランプとラインセンサカメラ２とのなす角度αとＬＥＤランプのライン間隔等で決まる。
ｈ＝ｋ×φ （８）
【００４７】
上記関係式（８）によって各箇所の高低差を算出できる。
【００４８】
（効果）
本発明の実施の形態１に係る非接触形状計測装置によれば、被測定物を連続搬送状態で形状計測することが可能である。例えば、シート状の実質的にエンドレスに延在する被測定物についても検査可能である。また、照明装置としてライン状の一方向に光強度が周期的に変化する位相パターンの光を照射するライン状光源を用いるので、必要な照明範囲を狭くできるため、照明むらを抑えることができる。さらに、高速なコンピュータや演算装置を用いることでリアルタイムに形状計測を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の非接触形状計測装置は、被測定物を連続搬送している状態での形状計測に利用できる。また、シート状の実質的にエンドレスに延在する被測定物の検査に用いることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 照明装置
１ａ 位相１用ＬＥＤランプ
１ｂ 位相２用ＬＥＤランプ
１ｃ 位相３用ＬＥＤランプ
１ｄ 位相４用ＬＥＤランプ
１ｅ 位相５用ＬＥＤランプ
１ｆ、１ｆａ、１ｆｂ、１ｆｃ、１ｆｄ、１ｆｅ 光学フィルタ
１ｇ レンズ
２ ラインセンサカメラ
３ 被測定物
３ａ、３ｂ、３ｃ 突起物
３ｄ 照明範囲
４ 搬送装置
５ コンピュータ
６ フレームメモリ
７ 制御部
７ａ カメラコントローラ
７ｂ 照明コントローラ
８ 位相切り替えスイッチ
９ ロータリエンコーダ
１０ タイミングコントローラ
１１ 画像信号の座標
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して位相シフトさせながら、前記選択した位相パターンを有する光を照射する照明装置と、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むラインセンサカメラと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出する演算部と、
を備えた非接触形状計測装置。
【請求項２】
前記照明装置は、
ライン状に配置された複数のライン状光源と、
前記複数のライン状光源からの光を前記被測定物に照射する光学系と、
を備え、
前記光学系によって、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光を前記被測定物上に照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項３】
前記光学系は、前記一方向に沿って光透過率が周期的に変化する光学フィルタを含む、請求項２に記載の非接触形状計測装置。
【請求項４】
前記光学フィルタは、前記ライン状光源ごとに異なる光透過率の分布を有する複数の光学フィルタを含む、請求項３に記載の非接触形状計測装置。
【請求項５】
前記被測定物の面に平行な方向であって、前記光の光強度が周期的に変化する前記一方向に対して垂直な方向に配置された前記照明装置及び前記ラインセンサカメラに対して前記被測定物を相対移動させる搬送装置をさらに備える、請求項４に記載の非接触形状計測装置。
【請求項６】
前記ラインセンサカメラは、前記照明装置と、前記搬送装置の上の１ラインの観測位置と、の相対関係を一定に保って、前記搬送装置の上の前記観測位置を通過する前記被測定物からの画像信号を１ラインずつ取り込む、請求項５に記載の非接触形状計測装置。
【請求項７】
前記照明装置は、前記被測定物の面内の一つの方向に沿って、周期的に光強度が変化する位相パターンを有すると共に、前記一つの方向に垂直な、前記被測定物の面内の他の方向に沿って均一な光強度を有する光を前記被測定物に照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項８】
前記照明装置は、前記一方向に沿って、前記一方向の位置に対して光強度が疑似余弦波状に変化する位相パターンを有する光を照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項９】
前記照明装置は、前記複数の位相パターンのうち、（２π／位相パターンの数）（ラジアン）ずつ位相シフトさせた位相パターンを有する光を照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項１０】
被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して、前記選択した位相パターンを有する光を照射するステップと、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むステップと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出するステップと、
を含む、非接触形状計測方法。
【請求項１１】
前記光を照射するステップは、
前記一方向と垂直な方向に沿ったライン状の光を発光させるステップと、
前記ライン状の光について、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光に変換して、前記被測定物上に照射するステップと、
を含む、請求項１０に記載の非接触形状計測方法。
【請求項１】
被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して位相シフトさせながら、前記選択した位相パターンを有する光を照射する照明装置と、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むラインセンサカメラと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出する演算部と、
を備えた非接触形状計測装置。
【請求項２】
前記照明装置は、
ライン状に配置された複数のライン状光源と、
前記複数のライン状光源からの光を前記被測定物に照射する光学系と、
を備え、
前記光学系によって、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光を前記被測定物上に照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項３】
前記光学系は、前記一方向に沿って光透過率が周期的に変化する光学フィルタを含む、請求項２に記載の非接触形状計測装置。
【請求項４】
前記光学フィルタは、前記ライン状光源ごとに異なる光透過率の分布を有する複数の光学フィルタを含む、請求項３に記載の非接触形状計測装置。
【請求項５】
前記被測定物の面に平行な方向であって、前記光の光強度が周期的に変化する前記一方向に対して垂直な方向に配置された前記照明装置及び前記ラインセンサカメラに対して前記被測定物を相対移動させる搬送装置をさらに備える、請求項４に記載の非接触形状計測装置。
【請求項６】
前記ラインセンサカメラは、前記照明装置と、前記搬送装置の上の１ラインの観測位置と、の相対関係を一定に保って、前記搬送装置の上の前記観測位置を通過する前記被測定物からの画像信号を１ラインずつ取り込む、請求項５に記載の非接触形状計測装置。
【請求項７】
前記照明装置は、前記被測定物の面内の一つの方向に沿って、周期的に光強度が変化する位相パターンを有すると共に、前記一つの方向に垂直な、前記被測定物の面内の他の方向に沿って均一な光強度を有する光を前記被測定物に照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項８】
前記照明装置は、前記一方向に沿って、前記一方向の位置に対して光強度が疑似余弦波状に変化する位相パターンを有する光を照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項９】
前記照明装置は、前記複数の位相パターンのうち、（２π／位相パターンの数）（ラジアン）ずつ位相シフトさせた位相パターンを有する光を照射する、請求項１に記載の非接触形状計測装置。
【請求項１０】
被測定物に対して、一方向に沿って光強度が周期的に変化する複数の位相パターンから一つの位相パターンを選択して、前記選択した位相パターンを有する光を照射するステップと、
選択した前記位相パターンごとに、前記被測定物からの光を画像信号として、前記一方向に垂直な方向に沿った１ラインごとに取り込むステップと、
選択した前記位相パターンごとに得られた前記画像信号に基づいて、前記被測定物の各箇所の位相を算出し、前記位相に基づいて前記被測定物の各箇所の高低差を算出するステップと、
を含む、非接触形状計測方法。
【請求項１１】
前記光を照射するステップは、
前記一方向と垂直な方向に沿ったライン状の光を発光させるステップと、
前記ライン状の光について、前記一方向に沿って光強度が周期的に変化する位相パターンを有する光に変換して、前記被測定物上に照射するステップと、
を含む、請求項１０に記載の非接触形状計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１６４４２４（Ｐ２０１０−１６４４２４Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６８７９（Ｐ２００９−６８７９）
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【出願人】（５０９０１６２３２）株式会社ジェムコ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【出願人】（５０９０１６２３２）株式会社ジェムコ (2)
【Ｆターム（参考）】
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