形狀測定裝置、構造物製造系統、形狀測定方法、構造物製造方法、形狀測定程序的製作方法

2023-09-11 15:21:05

形狀測定裝置、構造物製造系統、形狀測定方法、構造物製造方法、形狀測定程序的製作方法
【專利摘要】高效率進行形狀測定。具備：攝影部，拍攝測定對象；照射部，從與攝影部拍攝的方向不同方向的投影方向照射測定光，以在測定對象上形成既定光量分布；參照光產生部，產生照射至測定對象的參照光；以及檢測部，根據參照光投影至測定對象時攝影部所拍攝的攝影影像，檢測測定對象的形狀測定的對象範圍。
【專利說明】形狀測定裝置、構造物製造系統、形狀測定方法、構造物製造方法、形狀測定程序
【技術領域】
[0001]本發明是關於一種形狀測定裝置、構造物製造系統、形狀測定方法、構造物製造方法、形狀測定程序。
【背景技術】
[0002]作為以非接觸方式測定測定對象的面形狀(三維形狀)的方法，已知例如相位偏移法的圖案投影型的形狀測定裝置(例如，參照專利文獻I)。在此形狀測定裝置，將具有正弦波狀的強度分布的格子圖案投影至測定對象物上，以一定間距使該格子圖案的相位變化並同時反覆拍攝測定對象物。將藉此獲得的多個攝影影像(亮度變化資料)代入既定運算式，藉此求出與測定測定對象的面形狀對應變化的格子圖案的相位分布(相位影像)，將該相位影像重建(相位連接)後，換算成測定對象物的高度分布(高度影像)。以上述方式，形狀測定裝置從拍攝後的多個攝影影像產生測定對象物的三維形狀資料。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2009-180689號公報。

【發明內容】

[0006]發明欲解決的課題
[0007]然而，上述形狀測定裝置，依據攝影影像(亮度變化資料)的攝影條件，有時會產生無法產生測定對象物的三維形狀資料的部分。此情形，會有改變攝影條件重新進行形狀測定的問題。
[0008]本發明是為了解決上述問題而構成，其目的在於提供一種能高效率進行形狀測定的形狀測定裝置、構造物製造系統、形狀測定方法、構造物製造方法、形狀測定程序。
[0009]用以解決課題的手段
[0010]本發明一實施形態的形狀測定裝置，具備:
[0011]攝影部，拍攝測定對象；
[0012]照射部，從與該攝影部拍攝的方向不同方向的投影方向照射測定光，以在該測定對象上形成既定光量分布；
[0013]參照光產生部，產生照射至該測定對象的參照光；以及
[0014]檢測部，根據該參照光投影至該測定對象時該攝影部所拍攝的攝影影像，檢測該測定對象的形狀測定的對象範圍。
[0015]又，本發明一實施形態的構造物製造系統，包含:
[0016]設計裝置，製作關於構造物的形狀的設計信息；
[0017]成形裝置，根據該設計信息製作該構造物；
[0018]上述形狀測定裝置，根據攝影影像測定製作出的該構造物的形狀；以及[0019]檢查裝置，比較該測定所得的形狀信息與該設計信息。
[0020]又，本發明一實施形態的形狀測定方法，具備產生拍攝測定對象後的攝影影像的攝影部，與從與該攝影部拍攝的方向不同方向照射測定光、以使光量隨著該測定對象上的位置周期性變化的光量分布形成在該測定對象上的照射部的形狀測定裝置，具有檢測步驟；
[0021]該檢測步驟，根據每當以在該光量分布的不同光量中的各光量從該方向照射至該測定對象時該攝影部所產生的多個攝影影像，檢測在該攝影影像產生的期間產生顯示該測定對象的三維形狀的點群資料時可產生該點群資料的範圍。
[0022]又，本發明一實施形態的構造物製造方法，包含:
[0023]製作關於構造物的形狀的設計信息的動作；
[0024]根據該設計信息製作該構造物的動作；
[0025]根據使用上述形狀測定方法產生的攝影影像測定製作出的該構造物的形狀的動作；以及
[0026]比較該測定所得的形狀信息與該設計信息的動作。
[0027]又，本發明一實施形態的形狀測定程序，是使具備產生拍攝測定對象後的攝影影像的攝影部，與從與該攝影部拍攝的方向不同方向照射測定光、以使光量隨著該測定對象上的位置周期性變化的光量分布形成在該測定對象上的照射部的形狀測定裝置的電腦執行檢測步驟；
[0028]該檢測步驟，根據每當以在該光量分布的不同光量中的各光量從該方向照射至該測定對象時該攝影部所產生的多個攝影影像，檢測在該攝影影像產生的期間產生顯示該測定對象的三維形狀的點群資料時可產生該點群資料的範圍。
[0029]發明效果
[0030]根據本發明，形狀測定裝置可高效率進行形狀測定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1顯示本發明第I實施形態的形狀測定裝置的構成例的方塊圖。
[0032]圖2顯示本實施形態的照射部的構成的一例的構成圖。
[0033]圖3顯示本實施形態的照射部使初始相位逐次偏移90度以形成圖案光後的測定對象的一例的示意圖。
[0034]圖4顯示本實施形態的測定對象的形狀的一例的構成圖。
[0035]圖5顯示本實施形態的形成有圖案光的狀態的測定對象的一例的示意圖。
[0036]圖6顯示本實施形態的點群資料算出結果的一例的示意圖。
[0037]圖7顯示本實施形態的拍攝照射有參照光的測定對象後的攝影影像的一例的圖。
[0038]圖8顯示本實施形態的檢測部的檢測結果的一例的示意圖。
[0039]圖9顯示本實施形態的形狀測定裝置的動作的一例的流程圖。
[0040]圖10顯示本實施形態的形狀測定裝置的區域判定處理動作的一例的流程圖。
[0041]圖11顯示本實施形態的形狀測定裝置的形狀測定處理動作的一例的流程圖。
[0042]圖12顯示本發明第2實施形態的形狀測定裝置的構成例的方塊圖。
[0043]圖13顯示本發明第4實施形態的形狀測定裝置的構成例的方塊圖。[0044]圖14顯示本發明第5實施形態的形狀測定裝置的構成例的方塊圖。
[0045]圖15顯示本發明第6實施形態的形狀測定裝置的構成例的方塊圖。
[0046]圖16顯示本實施形態的構造物製造方法的一例的流程圖。
[0047]附圖標號說明:
[0048]I 光源
[0049]2，3 透鏡
[0050]4 掃描鏡
[0051]10 形狀測定裝置
[0052]12 顯示部
[0053]13 攝影部
[0054]14 照射部
[0055]15 存儲部
[0056]17 判定部
[0057]18 點群算出部(點群資料算出部)
[0058]19 參照光產生部
[0059]20 檢測部
[0060]21 設定部
[0061]22 分數算出部
[0062]23 第2顯示部
[0063]24 參照光照射部
[0064]25 檢測感測器
[0065]30 成形裝置
[0066]40 控制裝置(檢查裝置)
[0067]42 檢查部
[0068]60 設計裝置
【具體實施方式】
[0069](第I實施形態)
[0070]以下，參照圖式說明本發明一實施形態。
[0071]圖1顯示本發明第I實施形態的形狀測定裝置10的構成的方塊圖。形狀測定裝置10具備操作輸入部11、顯示部12、攝影部13、影像產生部13a、照射部14、存儲部15、判定部17、點群算出部18(點群資料算出部)、參照光產生部19、設定部21、分數(score)算出部22，為通過相位偏移法測定測定對象M的三維形狀的電腦終端。本實施形態中，形狀測定裝置10根據N桶子法，使明暗圖案條紋狀排列的光(以下，稱為圖案光)的初始相位變化，拍攝各初始相位的圖案光形成在測定對象M的像，根據在各像的相同像素的信號強度(例如，亮度值或MAX(R，G, B)值等所代表的明亮度值等)進行測定對象M的形狀測定。
[0072]操作輸入部11接受來自使用者的操作輸入。例如，操作輸入部11具備用以切換主電源的開與關的電源鈕、接受攝影處理開始的指示的快門開關鈕等的操作構件。又，操作輸入部11亦可通過觸控面板接受設定後述閾值的指示等。又，操作輸入部11例如通過使快門開關鈕成為半壓狀態或全壓狀態，接受與半壓狀態和全壓狀態對應的操作輸入。此處，快門開關鈕的全壓狀態為快門開關鈕壓入至既定位置的狀態，快門開關鈕的半壓狀態為快門開關鈕壓入至全壓狀態的位置的前一刻的狀態。
[0073]攝影部13拍攝測定對象M的像。將拍攝後的資料作為RAW資料輸出。從攝影部13輸出的資料，在影像產生部13a，產生以攝影部13拍攝後的測定對象M的像的攝影影像，進行使產生的攝影影像儲存在存儲部15的攝影處理。又，攝影部13，與照射部14連動動作，與通過照射部14對測定對象投影照明光的時序一致地進行攝影處理。本實施形態中，攝影部13產生就初始相位拍攝通過照射部14而以N桶子(Bucket)法為依據的初始相位不同的多個圖案光已形成在測定對象M的像後的多個攝影影像。又，攝影部13，與通過照射部14從投影方向對測定對象M照射的參照光投影至測定對象M的時序一致地進行攝影處理。
[0074]照射部14由投光部14a與測定光產生部14b構成。測定對象M的形狀測定時，測定光產生部14b控制調變設在後述投光部14a的光源的光強度的光源控制部5。藉此，照射部14，從與攝影部13拍攝的方向不同方向的投影方向、亦即從與攝影部13的光軸不同方向對測定對象M照射測定光，以拍攝圖案光已形成在測定對象M的影像。具體而言，照射部14照射測定光以在測定對象M上形成既定光量分布。形成在測定對象M上的既定光量分布為光量隨著測定對象M上的位置周期性變化的分布。例如，為光量依據測定對象M上的位置的變化而正弦波狀變化的分布。又，照射部14照射圖案光，以能通過攝影部13依序拍攝具有一定周期的空間頻率且根據N桶子法初始相位逐次不同90度的多個圖案光已形成在測定對象M的像。又，本實施形態的投光部14a照射參照光產生部19產生的參照光。測定光、參照光及圖案光將於後述。
[0075]在存儲部15預先儲存有將包含攝影影像的各像素中的信號強度之差(例如，亮度值等)為閾值以上的像素的範圍作為對象範圍檢測的閾值。又，在存儲部15儲存通過攝影部13所產生的攝影影像或通過點群算出部18 (點群資料算出部)算出的點群資料等。
[0076]點群算出部18(點群資料算出部)，根據通過攝影部13以初始相位不同的多個圖案光形成的方式拍攝的測定對象M的像的攝影影像算出測定對象M的形狀，算出具有測定對象M的各位置的坐標值的點群資料。又，點群算出部18根據攝影部13拍攝的測定對象M的多個攝影影像進行相位算出、相位連接等的點群算出處理，算出點群資料，儲存在存儲部15。
[0077]參照光產生部19產生從投影方向照射至測定對象M的參照光。又，參照光產生部19，產生與在通過測定光產生部14b從照射部14照射的照明光形成在測定對象M上的既定光量分布中不同光量相同的光量的參照光。又，參照光的特徵在於從既定投影方向照射至測定對象M。此處，既定投影方向為例如與攝影部13拍攝方向不同的方向。本實施形態中，參照光產生部19產生與作為在測定對象M形成有圖案光的影像拍攝般在形成在測定對象M上的既定光量分布的不同光量中的第I光量相同的光量、及與和第I光量不同的第2光量相同的光量的參照光。此處，作為與第I光量相同的光量的參照光，例如通過參照光產生部19產生照明光形成在測定對象M上的既定光量分布中的最大光量的參照光。又，作為與第2光量相同的光量的參照光，例如通過參照光產生部19產生照明光形成在測定對象M上的既定光量分布中的最小光量的參照光。又，參照光產生部19控制照射部14以通過投光部14a照射參照光。亦即，投光部14a分別照射測定光與參照光。
[0078]此外，上述第I光量與第2光量分別使用在形成在測定對象M上的既定光量分布中的光量範圍之中最大、最小光量，但並非最大、最小亦可，第I光量與第2光量使用在該既定光量分布中的光量範圍之中適當的不同光量值亦可。又，第I光量與第2光量為與在該既定光量分布中的光量不同的光量亦可。
[0079]檢測部20根據參照光投影至測定對象M時攝影部13所拍攝的攝影影像，檢測照射部14照射照明光後可從以攝影部13取得的攝影影像求出的測定對象M的形狀測定的對象範圍。又，檢測部20，在檢測形狀測定的對象範圍時，使用參照光投影至測定對象M時攝影部13所拍攝的攝影影像。又，檢測部20從每當通過參照光產生部24產生的不同光量使參照光照明測定對象M時攝影部13所產生的多個攝影影像取得各區域的信號強度，且根據在多個攝影影像間對應的各區域比較的信號強度的大小關係，檢測測定對象M的形狀測定的對象範圍。例如，通過照射部14照射測定光(圖案光)後可從以攝影部13取得的攝影影像求出的測定對象M的形狀測定的對象範圍，是依據測定對象M表面的材質或明亮度、反射率等受到影響而變化。通過照射部14照射測定光(圖案光)後以攝影部13取得的攝影影像，較佳為，例如，測定光照射的部分明亮、測定光未照射的部分較暗地拍攝。此處，例如，測定對象M表面為幾乎不反射光的材質的情形，測定對象M中的測定光照射部分明亮度與測定光未照射部分的明亮度幾乎沒差。此種情形，由於無法進行測定對象M的形狀測定，因此不包含在此對象範圍。其他亦有反射率非常高但另一方面從測定對象M僅產生正反射光的情形。此情形亦會有通過照射部14無法獲得具有充分對比的像的情形，因此成為在此種測定範圍無法測定的範圍。
[0080]又，例如，已照射照明光的情形，照明光未照射的部分、亦即成為陰影的部分，由於無法進行測定對象M的形狀測定，因此不包含在此對象範圍。
[0081]又，檢測部20從每當通過參照光產生部19產生的不同光量使參照光照明測定對象M時攝影部13所產生的多個攝影影像取得既定像素的信號強度(例如，亮度值等)，且根據在多個攝影影像間對應的各像素比較的信號強度之差(例如，亮度差等)，檢測照射照明光後可從以攝影部取得的攝影影像以所欲精度進行形狀測定的對象範圍。又，檢測部20將包含攝影影像的各像素中的信號強度之差(例如，亮度差等)為儲存在存儲部15的閾值以上的像素的範圍作為對象範圍檢測。又，檢測部20根據第I攝影影像與第2攝影影像檢測對象範圍，該第I攝影影像，是作為在測定對象M形成有圖案光的影像而拍攝般與參照光產生部19產生的不同光量中的第I光量相同光量的參照光照射至測定對象M後拍攝出，該第2攝影影像，是與參照光產生部19產生的不同光量中的與第I光量不同的第2光量相同光量的參照光照射至測定對象M後拍攝出。又，檢測部20根據第I光量與設定在照明光的光量中的最大光量對應、第2光量與設定在照明光的光量中的最小光量對應的參照光的光量檢測對象範圍。又，檢測部20是通過以與照明光的照射範圍一致的方式照射的參照光檢測對象範圍。
[0082]設定部21設定以來自操作輸入部11的指令為依據的閾值，使設定後的閾值儲存在存儲部15。
[0083]分數算出部22算出以檢測部20所檢測出的對象範圍所含的像素數為依據的分數。又，分數算出部22算出以橫跨檢測部20所檢測出的對象範圍所含的多個像素設定的區域的面積為依據的分數。例如，分數算出部22將相對於攝影部13所拍攝的攝影影像的像素數的檢測部20檢測出的對象範圍所含的像素數的比例算出為分數。又，分數算出部22根據算出的分數產生對使用者催促改變攝影條件的信息。例如，分數算出部22，在算出的分數為既定值以下的情形，使表示在其攝影條件下檢測部20檢測出的對象範圍狹窄的信息顯示在顯示部12。藉此，使用者通過變更形狀測定裝置10的位置或方向等來變更攝影條件，可獲得通過更廣範圍的對象範圍顯示測定對象M的三維形狀的點群資料。此處，表示檢測部20檢測出的對象範圍狹窄的信息可為例如文字顯示或箭頭等圖形的顯示。如上述，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可高效率地進行形狀測定作業。
[0084]顯示部12為顯示各種信息的顯示器。本實施形態中，顯示部12將以檢測部20檢測出的對象範圍顯示在以攝影部13取得的攝影影像上。又，顯示部12顯示表示例如通過點群算出部18算出的測定對象M的三維形狀的點群資料等。又，顯示部12顯示通過分數算出部22算出的分數。又，顯示部12顯示分數算出部22產生的對使用者催促改變攝影條件的信息。
[0085]接著，參照圖2說明投光部14a的詳細構成。
[0086]圖2顯示投光部14a的構成的構成圖。
[0087]例如，投光部14a，如圖2所示，具有光源1、將來自光源I的光以成為在與光的照射方向正交方向具有長邊方向的線狀強度分布的方式轉換光強度分布的準直鏡2及圓柱狀透鏡3。又,具備使成為線狀的光強度分布的光束相對於光束的長邊方向為垂直方向使光源I的光掃描測定對象M的掃描鏡4 (MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)鏡)。
[0088]又，在光源I設有用以控制從光源I發出的光強度的光源控制部5，通過光源控制部5調變雷射的強度並同時以掃描鏡逐次改變雷射的偏向方向，藉此以攝影部13取得的影像獲得與在測定對象M形成有圖案光時相同的像。
[0089]亦即，使從光源I照射的雷射以在與光軸方向垂直方向的某一方向具有線狀的光強度分布的方式整形強度分布，在與光軸方向及線狀的光強度分布的長邊方向的兩者垂直的方向使具有線狀的強度分布的光線(以下，稱為線光)的強度變化並同時以掃描鏡使偏向方向變化，藉此在與光軸方向及線狀的光強度分布的長邊方向的兩者垂直的方向形成具有周期性強度變化的條紋狀圖案光。接著，進行多次掃描鏡的掃描，藉此使圖案光重疊，在測定對象M上形成光量隨著測定對象M上的位置周期性變化的光量分布。亦即，進行多次掃描鏡的掃描，藉此積算圖案光的強度，在測定對象M上形成既定光量分布。
[0090]此處，例如，調變雷射的強度並同時以掃描鏡使雷射的偏向方向變化，藉此正弦波狀地強度變化來形成圖案光亦可。正弦波狀地強度變化的情形，通過反覆多次掃描鏡的掃描，形成光量隨著測定對象M上的位置正弦波狀變化的光量分布。
[0091]亦即，測定對象M的形狀測定時，通過測定光產生部14b從投光部14a照射線光以作為測定光，通過光源控制部5調變測定光的強度並同時以掃描鏡使偏向方向變化，藉此在測定對象M上形成圖案光。接著，在測定對象M上的既定區域反覆多次掃描鏡的掃描，使已形成的圖案光重疊，形成既定光量分布。
[0092]又，對圖案光、例如對掃描鏡的偏向方向使光源控制部5的雷射的強度調變的時序變化，藉此使圖案光的圖案的初始相位變化，產生多個初始相位的圖案光。具體而言，圖案光為正弦波狀的強度分布的情形，對掃描鏡的偏向方向使光源控制部5的雷射的強度調變的時序變化，藉此使正弦波狀變化的強度的該正弦波的初始相位偏移，產生多個初始相位的圖案光。
[0093]此外，此處，形成在測定對象M上的光量分布雖例示光量正弦波狀變化的分布，但不為正弦波狀亦可。例如，三角波狀或矩形波狀等的周期性光量變化的分布以外，隨機光量變化的分布亦可。
[0094]又，此處，雖例示圖案光的強度分布為正弦波狀，但即使不為正弦波狀，只要配合形成在測定對象M上的光量分布為三角波狀或矩形波狀等的強度分布的圖案光亦可，隨機強度分布的圖案光亦可。
[0095]此外，若形成在測定對象M上的光量分布成為既定光量分布，則將何種強度分布的圖案光形成在測定對象M上以使光重疊亦可，例如，每當掃描鏡掃描時形成在測定對象M上的圖案光的強度分布不同亦可。
[0096]此外，此處，雖例示使用掃描鏡掃描線光以形成圖案光，但亦可適用液晶投影機等投影圖案光。使用液晶投影機的情形，不進行掃描鏡般的光的掃描，可一次形成圖案光(亦SP，測定光)。
[0097]圖3顯示照射部14使初始相位逐次偏移90度以形成圖案光後的測定對象M之例的圖。此處，顯示初始相位為O度的圖案的圖案光A、從圖案光A的圖案初始相位偏移90度的圖案的圖案光B、從圖案光A的圖案初始相位偏移180度的圖案的圖案光C、從圖案光A的圖案初始相位偏移270度的圖案的圖案光D。又，此處，顯示初始相位為O度的圖案的圖案光E、從圖案光E的圖案初始相位偏移90度的圖案的圖案光F、從圖案光E的圖案初始相位偏移180度的圖案的圖案光G、從圖案光E的圖案初始相位偏移270度的圖案的圖案光H。例如，在5桶子法的情形，產生圖案光A至圖案光E的5張攝影影像，在7桶子法的情形，產生圖案光A至圖案光G的7張攝影影像。此處，攝影順序不一定要為圖案光A、圖案光B、圖案光C、圖案光D、圖案光E的順序，例如以圖案光A、圖案光E、圖案光B、圖案光C、圖案光D的順序拍攝亦可，但本實施形態中，以圖案光A、圖案光B、圖案光C、圖案光D、圖案光E的方式使初始相位依序偏移並同時進行攝影處理。亦即，攝影部13，在拍攝初始相位相同的圖案光(例如，圖案光A、圖案光E)已形成在測定對象M的像的多個攝影時序間，拍攝其他初始相位的圖案光(例如，圖案光B、圖案光C、圖案光D)已形成在測定對象M的像。
[0098]接著，參照圖4至圖6說明點群資料的算出的一例。
[0099]圖4顯示測定對象M的形狀的一例的圖。
[0100]本實施形態的測定對象M具有圖4(a)所示的側面形狀及正面形狀。此測定對象M具有圖4(b)所示的形狀。本實施形態的形狀測定裝置10測定具有此圖4所示的形狀的測定對象M的形狀。
[0101]圖5顯示在圖4所示的本實施形態的測定對象M形成有圖3所示的圖案光的情形的影像。亦即，照射部14，如上述拍攝在測定對象M形成有圖案光的影像般地從與攝影部13攝影方向不同方向的投影方向照射光作為測定光以在測定對象M上形成既定光量分布。具體而言，形成在測定對象M上的既定光量分布為光量隨著測定對象M上的位置周期性變化的分布，例如，照射的光量依據測定對象M上的位置變化正弦波狀變化的分布。亦即，照射部14以依據測定對象M上的位置不同光強度的光照明的方式照射測定光。此處，圖5(a)顯示圖案光A或圖案光E照射至測定對象M的狀態。又，圖5(b)顯示圖案光B或圖案光F照射至測定對象M的狀態。同樣地，圖5 (c)顯示圖案光C或圖案光G照射至測定對象M的狀態，圖5(d)顯示圖案光D或圖案光H照射至測定對象M的狀態。本實施形態的形狀測定裝置10拍攝圖5(a)?(d)所示的各圖案光照射的測定對象M。
[0102]以此方式，測定光以拍攝在測定對象M形成有圖案光的影像的方式照明。
[0103]圖6顯示點群資料算出結果的圖。
[0104]本實施形態的形狀測定裝置10，點群算出部18(點群資料算出部)根據拍攝圖5(a)?(d)所示的各圖案光照射的測定對象M後的攝影影像，如圖6所示算出點群資料。
[0105]如上述，點群算出部18算出點群資料，使以算出的點群資料為依據的影像顯示在顯示部12。此處，圖6中，測定光(圖案光)從紙面左側前方往紙面右側內方的方向、亦即如圖6所示的箭頭方向照射。通過從此方向照射測定光(圖案光)，測定光被測定對象M遮擋的部分成為陰影，成為點群算出部18無法算出點群資料的區域。又，圖6中，斜線範圍顯示點群算出部18無法算出點群資料的範圍。亦即，圖6中斜線範圍以外的範圍為通過照射部14照射測定光後可從以攝影部13取得的攝影影像求出的測定對象M的形狀測定的對象範圍。
[0106]接著，參照圖7及圖8說明參照光產生部19與檢測部20的構成。
[0107]圖7顯示拍攝照射有參照光的測定對象M後的攝影影像的圖。
[0108]如上述，參照光產生部19以參照光與作為在測定對象M形成有圖案光的影像拍攝般在通過照明的測定光形成在測定對象M上的光量分布的不同光量中的第I光量相同的光量的方式產生參照光。又，參照光產生部19以參照光在通過測定光形成在測定對象M上的光量分布成為與和該第I光量不同的第2光強度相同的光強度的方式產生參照光。
[0109]投光部14a通過參照光產生部19將與第2光量相同光量的參照光照射至測定對象M(參照圖7(a))。又，投光部14a通過參照光產生部19將與第I光量相同光量的參照光照射至測定對象M (參照圖7 (b))。
[0110]圖8顯示檢測部20的檢測結果的圖。
[0111]如上述，檢測部20根據與第I光量相同光量的參照光照射至測定對象M後拍攝的第I攝影影像和與第2光量相同光量的參照光照射至測定對象M後拍攝的第2攝影影像檢測對象範圍。例如，檢測部20將圖8中無斜線的範圍檢測為可從攝影影像求出的測定對象M的形狀測定的對象範圍。
[0112]若比較圖8與上述圖6，可知圖8所示的檢測結果與圖6所示的點群資料算出結果、亦即形狀測定結果一致。亦即，本實施形態的形狀測定裝置10，在算出點群資料前，可檢測能算出點群資料的測定對象M的形狀測定的對象範圍。如上述圖5所示，為了算出點群資料，在例如4桶子法，必須要將圖案光A、圖案光B、圖案光C、圖案光D的4種類圖案光形成在測定對象M、與拍攝後的各圖案光對應的攝影影像。另一方面，本實施形態的形狀測定裝置10，在算出點群資料前，可檢測能算出點群資料的測定對象M的形狀測定的對象範圍，因此能有效率地進行形狀測定。
[0113]接著，參照圖9?圖11說明本實施形態的形狀測定裝置10的動作例。
[0114]圖9說明形狀測定裝置10進行區域判定處理及形狀測定處理的動作例的流程圖。
[0115]操作輸入部11從使用者接受操作輸入。例如，操作輸入部11接受快門開關鈕為半壓狀態或全壓狀態的操作輸入(步驟S10)。操作輸入部11接受快門開關鈕為半壓狀態的操作輸入後，由於進行區域判定處理，因此處理進至步驟S20 (步驟SlO-是)。另一方面，判定操作輸入部11無快門開關鈕為半壓狀態的操作輸入的情形，處理進至步驟S40(步驟SlO-否)。
[0116]檢測部20，在步驟S20，進行區域判定處理。關於區域判定處理將於後述。
[0117]接著，判定操作輸入部11是否持續快門開關鈕為半壓狀態的操作輸入(步驟
S30)。判定持續快門開關鈕為半壓狀態的操作輸入的情形，操作輸入部11使處理返回步驟S20，持續區域判定處理(步驟30-是)。亦即，操作輸入部11，在指示照射參照光的指令信號通過使用者持續輸入的期間，使參照光產生部19反覆照射參照光，使檢測部20每當參照光照明的攝影影像輸入時檢測對象範圍，因此持續區域判定處理。另一方面，判定操作輸入部11未持續快門開關鈕為半壓狀態的操作輸入的情形，使處理進至步驟S40(步驟S30-否)。
[0118]接著，操作輸入部11接受快門開關鈕為全壓狀態的操作輸入後，由於進行形狀測定處理，因此處理進至步驟S50 (步驟S50-是)。另一方面，判定操作輸入部11無快門開關鈕為全壓狀態的操作輸入的情形，結束處理(步驟S40-否)。
[0119]在步驟S50進行的形狀測定處理將於後述。檢測部20，在步驟S50結束的情形，結束處理。
[0120]接著，參照圖10說明本實施形態的形狀測定裝置10的動作例。
[0121]圖10說明形狀測定裝置10進行的區域判定處理的動作例的流程圖。
[0122]如上述，形狀測定裝置10在步驟S20進行區域判定處理。
[0123]首先，參照光產生部19以成為與第I光量相同光量的方式產生參照光，通過投光部14a將產生的參照光照射至測定對象M。接著，攝影部13拍攝參照光照射的測定對象M，產生第I攝影影像，使產生的第I攝影影像儲存在存儲部15(步驟S210)。此處，第I光量是例如以後述形狀測定處理通過照射部14照射測定光以在測定對象M上形成的光量隨著測定對象M上的位置正弦波狀變化的光量分布中的最大光量。此種參照光照射的測定對象M的攝影影像(第I攝影影像)，如圖7(b)所示，成為偏白影像(白影像)。
[0124]接著，參照光產生部19以成為與第2光量相同光量的方式產生參照光,通過投光部14a將產生的參照光照射至測定對象M。接著，攝影部13拍攝參照光照射的測定對象M，產生第2攝影影像，使產生的第2攝影影像儲存在存儲部15(步驟S220)。此處，第2光量是例如以後述形狀測定處理通過照射部14照射測定光以在測定對象M上形成的光量隨著測定對象M上的位置正弦波狀變化的光量分布中的最小光量。此種參照光照射的測定對象M的攝影影像(第2攝影影像)，如圖7(a)所示，成為偏黑影像(黑影像)。
[0125]接著，檢測部20讀取儲存在存儲部15的第I攝影影像(亦即，白影像)與第2攝影影像(亦即，黑影像)，從讀取的攝影影像取得各像素的信號強度(例如，亮度值)，且在多個攝影影像間就各像素算出各信號間的信號強度之差(例如，亮度差)(步驟S230)。
[0126]接著，檢測部20，從操作輸入部11通過設定部21，從存儲部15讀取預先儲存在存儲部15的閾值。接著，檢測部20根據就各像素比較讀取的閾值與在步驟S230算出的信號強度之差的結果，作成判定影像(步驟S240)。此處，判定影像為上述圖8所示的影像。本實施形態中，檢測部20，例如，若算出的信號強度之差為讀取的閾值以上，則判定為可進行形狀測定的對象範圍。另一方面，檢測部20，例如，若算出的信號強度之差為讀取的閾值未滿，則判定為並非可進行形狀測定的對象範圍。檢測部20，在判定為並非可進行形狀測定的對象範圍的範圍，例如施以斜線以作成判定影像(參照圖8)。
[0127]接著，檢測部20使在步驟240作成的判定影像顯示在顯示部12，結束處理(步驟S250)。
[0128]以上述方式，形狀測定裝置10將判定可進行形狀測定的對象範圍與無法進行形狀測定的對象範圍後的判定影像顯示在顯示部12。
[0129]接著，參照圖11說明形狀測定裝置10進行形狀測定處理的動作例。
[0130]圖11說明形狀測定裝置10進行形狀測定處理的動作例的流程圖。
[0131]攝影部13開始測定對象M的攝影處理，同時照射部14開始對測定對象M的測定光(圖案光)的投影處理(步驟S510)。此處，照射部14以將光量隨著測定對象M上的位置正弦波狀變化的光量分布形成在測定對象M上的方式進行測定光的投影處理。又，攝影部13將例如初始相位O度、90度、180度、270度、360度的圖案光形成時拍攝的5張攝影影像儲存在存儲部15 (步驟S520)。
[0132]接著，點群算出部18，根據儲存在存儲部15的攝影影像算出點群資料，並儲存在存儲部15 (步驟S530)。接著，顯示部12顯示算出的點群資料並結束處理(步驟S540)。
[0133]如上述說明，本實施形態的形狀測定裝置10具備產生拍攝攝影影像M後的攝影影像的攝影部13。又，形狀測定裝置10具備照射部14，該照射部14將攝影部13所產生的攝影影像拍攝為在測定對象M形成有圖案光的影像般從與攝影部13拍攝方向不同方向的投影方向照射測定光(圖案光)以在測定對象M上形成既定光量分布。此處，形成在測定對象M上的既定光量分布為例如光量隨著測定對象M上的位置周期性變化的分布。亦即，照射部14以依據測定對象M上的位置照明不同光強度的光(亦即，圖案光)的方式照射測定光。又，形狀測定裝置10具備產生從投影方向照射至測定對象M的參照光的參照光產生部
19、與根據參照光投影至測定對象M時攝影部13所拍攝的多個攝影影像檢測通過照射部14照射測定光(圖案光)後可從攝影部13取得的攝影影像求出的測定對象M的形狀測定的對象範圍的檢測部20。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，攝影條件根據測定對象M或測定環境各式各樣地變化，即使有無法產生測定對象M的三維資料(點群資料)的範圍的情形，亦可在進行形狀測定處理前預先判定無法產生三維資料(點群資料)的範圍。亦即，本實施形態的形狀測定裝置10，由於可在形狀測定處理前進行區域判定處理，因此可有效率地進行形狀測定作業。
[0134]又，本實施形態的形狀測定裝置10的參照光產生部19控制投光部14a，以形狀測定處理通過測定光(圖案光)的照射產生與在測定對象M上形成的既定光量分布中不同光量相同光量的參照光。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，由於能使形狀測定處理與區域判定處理的攝影條件一致，因此能提高可產生形狀測定處理的三維資料的範圍與可產生區域判定處理的三維資料的範圍的一致度，可有效率地進行形狀測定作業。
[0135]又，本實施形態的形狀測定裝置10，具備將以檢測部20檢測出的對象範圍顯示在以攝影部13取得的攝影影像上的顯示部12。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，使用者可立即確認區域判定處理的結果影像，因此可有效率地進行形狀測定作業。
[0136]又，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，從每當參照光通過參照光產生部19設定的不同光量照明測定對象M時通過攝影部13產生的多個攝影影像取得各像素的信號強度，且根據在多個攝影影像間就各像素比較的信號強度之差檢測對象範圍。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，運算信號強度之差即可，不進行複雜運算即可檢測對象範圍，因此可降低運算所需的時間與電力。
[0137]此外，除了從多個攝影影像針對各像素的信號強度進行比較以外，比較多個攝影影像的相同區域的信號強度的平均值亦可。
[0138]又，本實施形態的形狀測定裝置10，具備儲存有閾值的存儲部15，檢測部20將包含攝影影像的各像素中的信號強度之差或信號強度為閾值以上的像素的範圍作為對象範圍檢測。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，運算與既定閾值比較後的信號強度之差即可，不進行複雜運算即可檢測對象範圍，因此可降低運算所需的時間與電力。
[0139]又，本實施形態的形狀測定裝置10，具備設定閾值的設定部21。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10能使因測定對象M或測定環境等的不同產生的對象範圍的檢測結果之差變少地設定閾值。亦即，形狀測定裝置10能提高可產生形狀測定處理的三維資料的範圍與可產生區域判定處理的三維資料的範圍的一致度，可有效率地進行形狀測定作業。
[0140]又，本實施形態的形狀測定裝置10，具備算出以檢測部20檢測出的對象範圍所含的像素數為依據的分數的分數算出部22。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，能使可產生區域判定處理的三維資料的範圍的判定結果的良好與否數值化，可有效率地進行形狀測定作業。
[0141]又，本實施形態的形狀測定裝置10的分數算出部22根據算出後的分數，產生對使用者催促改變攝影條件的信息。
[0142]此處的攝影條件能例示如下。快門速度(露出時間)、對測定對象M的本形狀測定裝置的姿勢、攝影部的成像光學系的F號碼、照射部14的圖案光的像的強度等。例如，測定對象為鏡面或光澤面、豔面的情形，在通過測定光在測定對象M上形成的既定光量分布中的第I光量(例如，光量分布中的最大光量)的照明時與第2光量(例如,光量分布中的最小光量)的照明時，不易產生信號強度之差。此情形，通過改變形狀測定裝置10的姿勢，可擴大能產生三維資料的範圍。又，同樣地，改變露出時間或圖案光的像的強度亦可擴大範圍。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10不取決於判定結果的影像或數值即可對使用者通知能產生區域判定處理的三維資料的範圍的判定結果的良好與否。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0143]又，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，根據第I攝影影像與第2攝影影像檢測該對象範圍，該第I攝影影像，是與在形成在測定對象M上的既定光量分布的不同光量中的第I光量相同光量的參照光照射至測定對象M後拍攝出，該第2攝影影像，是與不同光量中的第I光量不同的第2光量相同光量的參照光照射至測定對象M後拍攝出。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，能通過二張攝影影像檢測對象範圍，因此相較於通過三張以上的攝影影像檢測對象範圍的情形，可降低拍攝所需的時間，可有效率地進行形狀測定作業。
[0144]又，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，根據第I光量與通過測定光在測定對象上形成的既定光量分布中的最大光量對應且第2光量與最小光量對應的參照光檢測對象範圍。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10能使二張攝影影像的各像素間的信號強度之差變大，能容易設定區域判定處理的閾值，可有效率地進行形狀測定作業。[0145]又，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，通過以與測定光的照射範圍(圖案光的形成區域)一致的方式照射的參照光檢測對象範圍。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10能使形狀測定處理與區域判定處理的攝影條件一致，因此能提高可產生形狀測定處理的三維資料的範圍與可產生區域判定處理的三維資料的範圍的一致度，可有效率地進行形狀測定作業。
[0146]又，本實施形態的形狀測定裝置10的參照光產生部19控制投光部14a以通過照射部14的投光部14a照射參照光。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10不需另外具備用以照射參照光的照射部，因此能使形狀測定裝置10小型化及輕量化。
[0147]此外，本實施形態的形狀測定裝置中，雖以不同手段記載參照光產生部19與測定光產生部14b，但實際上以相同控制電路達成兩手段亦可。
[0148]又，本實施形態的形狀測定裝置10，具有點群算出部18(點群資料算出部)，該點群算出部18，根據從攝影部13形成有初始相位不同的多個圖案光般拍攝的測定對象M的攝影影像算出測定對象M的形狀，算出具有測定對象M的各位置的坐標值的點群資料。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，可通過一臺形狀測定裝置10進行區域判定處理與形狀測定處理，因此可有效率地進行形狀測定作業。
[0149]又，本實施形態的形狀測定裝置10，在指示以點群算出部18(點群資料算出部)算出點群資料的指令信號通過使用者輸入之前，在參照光產生部19反覆照射參照光，檢測部20，每當參照光照明後的攝影影像輸入時，檢測對象範圍。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，可通過使用者的操作反覆進行區域判定處理，因此至獲得較佳攝影條件為止，可確認區域判定處理的結果並同時變更攝影條件。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0150]此外，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，根據參照光照射至測定對象M後拍攝的攝影影像的對比，檢測對象範圍亦可。此處，攝影影像的對比為攝影影像具有的各像素中的附近像素間的信號強度之差。本實施形態的形狀測定裝置10，例如，測定對象M接近平面的情形，檢測一張攝影影像的對比，檢測對象範圍亦可。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，能通過一張攝影影像檢測對象範圍，因此相較於通過二張以上的攝影影像檢測對象範圍的情形，可降低拍攝所需的時間，可有效率地進行形狀測定作業。
[0151]此外，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，通過照射至較測定光的照射範圍(圖案光的形成範圍)狹窄的照射範圍的參照光檢測對象範圍亦可。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，由於成為區域判定處理的對象的像素數較少，因此可降低區域判定處理所需的時間。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0152]此外，如上述圖10的步驟S230?S250般，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，根據將第I光量(例如，通過測定光形成在測定對象M上的既定光量分布中的最大光量)與第2光量(例如，既定光量分布中的最小光量)的參照光投影在測定對象M所得的攝影影像間對應的既定像素的信號強度之差判定測定對象M的形狀測定的對象範圍，但參照光不使用2種光量亦可。例如，參照光使用3種以上的光量亦可,使用I種光量亦可。
[0153]參照光使用I種光量的情形，例如，根據將I種光量的參照光投影在測定對象M並通過攝影部13拍攝的影像判定測定對象M的形狀測定的對象範圍。此情形，參照光的光量，例如，為通過參照光形成在測定對象M上的既定光量分布中的最大光量亦可，最小光量亦可。
[0154]參照光的光量為最大光量的情形，根據參照光投影后的投影像的影像中的既定像素的信號強度的大小關係判定測定對象M的形狀測定的對象範圍。大小關係為例如比較參照光投影后的投影像的影像中的既定像素的信號強度與從存儲部15讀取的閾值。根據此比較判定測定對象M的形狀測定的對象範圍。此時，儲存在存儲部15的閾值為例如攝影部13飽和(對可檢測的最大光量)的信號強度。另一方面，參照光的光量為最小光量的情形，同樣地判定測定對象M的形狀測定的對象範圍。此時，儲存在存儲部15的閾值為例如攝影部13對可檢測的最小光量的信號強度。
[0155]此外，上述閾值任意設定亦可，設定成形狀測定裝置10出貨時適當的值亦可，使用者輸入任意值來設定亦可。如上述，通過使用I種光量的參照光，相較於使用不同多種光量，能以短時間進行區域判定處理，因此能有效率地進行形狀測定作業。
[0156](第2實施形態)
[0157]接著，參照圖12說明本發明的第2實施形態。此外，與在第I實施形態說明的構成及動作相同的構成及動作省略說明。
[0158]圖12顯示作為本發明第2實施形態的一例的形狀測定裝置10的構成的圖。
[0159]本實施形態的形狀測定裝置10具備將對象範圍依據與準確度對應的顯示狀態顯示的第2顯示部23。
[0160]檢測部20根據信號強度之差，就攝影影像的各像素檢測顯示形狀測定結果的準確性的準確度，作為對象範圍，以就各測定條件區別的方式進行控制。例如，檢測部20根據信號強度之差，與顯示形狀測定結果的準確性的準確度對應地改變明亮度或色相以在第2顯示部23就各測定條件顯示。此處，顯示形狀測定結果的準確性的準確度，為以信號強度之差愈大則準確度愈大、信號強度之差愈小則準確度愈小的方式產生對應的值。藉此，顯示第2顯示部23所顯示的對象範圍的影像等的信息並非在上述第I實施形態說明的斜線有無的二值，而是通過明亮度或色相等多值顯示在第2顯示部23。是以，對象範圍的判定結果的信息變多，可對使用者正確地傳達攝影狀況。亦即，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0161]此外，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，根據參照光照射至測定對象M後拍攝的攝影影像的對比，檢測對象範圍亦可。此處，攝影影像的對比為攝影影像具有的各像素中的附近像素間的信號強度之差。本實施形態的形狀測定裝置10，例如，測定對象M接近平面的情形，檢測一張攝影影像的對比，檢測對象範圍亦可。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，能通過一張攝影影像檢測對象範圍，因此相較於通過二張以上的攝影影像檢測對象範圍的情形，可降低拍攝所需的時間，可有效率地進行形狀測定作業。
[0162]此外，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，通過照射至較測定光(圖案光)的照射範圍狹窄的照射範圍的參照光檢測對象範圍亦可。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，由於成為區域判定處理的對象的像素數較少，因此可降低區域判定處理所需的時間。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0163](第3實施形態)
[0164]接著，說明本發明的第3實施形態。此外，與在第I實施形態及第2實施形態說明的構成及動作相同的構成及動作省略說明。[0165]本實施形態的形狀測定裝置10具備的參照光產生部19，以與通過測定光(圖案光)形成在測定對象M上的既定光量分布相同光量分布形成在測定對象M上的方式產生參照光。此時，將與通過測定光形成在測定對象M上的圖案光相同強度分布的光作為參照光照射至測定對象M亦可，將不同強度分布的光作為參照光亦可。另一方面，檢測部20取得參照光投射時的攝影影像，通過攝影影像檢測對象範圍。例如，參照光產生部19替代在第I實施形態說明的圖7(a)、(b)所示的參照光，產生以拍攝形成有圖5(a)?(d)所示的圖案光的影像的方式投影的參照光。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，能提高可產生形狀測定處理的三維資料的範圍與可產生區域判定處理的三維資料的範圍的一致度，可有效率地進行形狀測定作業。
[0166]此外，本實施形態的參照光產生部19，以通過攝影部13拍攝在測定對象M形成有初始相位不同的多個圖案的圖案光的多個影像的方式控制照射部14與攝影部13亦可。又，本實施形態的檢測部20，根據將以攝影部13以在測定對象M上形成有各初始相位的圖案的圖案光的方式拍攝的多個攝影影像的各像素的信號強度就多個攝影影像間的對應的各像素進行積算的積算量，檢測對象範圍亦可。
[0167]藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，可通過相較於通過形狀測定處理產生三維資料時所需的運算量較少的積算值檢測對象範圍。亦即，本實施形態的形狀測定裝置10，能提高可產生形狀測定處理的三維資料的範圍與可產生區域判定處理的三維資料的範圍的一致度，可有效率地進行形狀測定作業。又，本實施形態的形狀測定裝置10，不進行複雜運算即可檢測對象範圍，因此可降低運算所需的時間與電力。
[0168]此外，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，根據參照光照射至測定對象M後拍攝的攝影影像的對比，檢測對象範圍亦可。此處，攝影影像的對比為攝影影像具有的各像素中的附近像素間的信號強度之差。本實施形態的形狀測定裝置10，例如，測定對象M接近平面的情形，檢測一張攝影影像的對比，檢測對象範圍亦可。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，能通過一張攝影影像檢測對象範圍，因此相較於通過二張以上的攝影影像檢測對象範圍的情形，可降低拍攝所需的時間，可有效率地進行形狀測定作業。
[0169]此外，本實施形態的形狀測定裝置10的檢測部20，通過照射至較測定光(圖案光)的照射範圍狹窄的照射範圍的參照光檢測對象範圍亦可。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，由於成為區域判定處理的對象的像素數較少，因此可降低區域判定處理所需的時間。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0170](第4實施形態)
[0171]接著，參照圖13說明本發明的第4實施形態。此外，與在第I實施形態至第3實施形態說明的構成及動作相同的構成及動作省略說明。
[0172]圖13顯示作為本發明第4實施形態的一例的形狀測定裝置10的構成的圖。
[0173]本實施形態的形狀測定裝置10具備通過參照光產生部19的控制將參照光照射至測定對象M的參照光照射部24。藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，可通過適於參照光的照射的參照光專用的照射部照射參照光。亦即，形狀測定裝置10，可照射能提高可產生形狀測定處理的三維資料的範圍與可產生區域判定處理的三維資料的範圍的一致度的參照光。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0174](第5實施形態)[0175]接著，參照圖14說明本發明的第5實施形態。此外，與在第I實施形態至第4實施形態說明的構成及動作相同的構成及動作省略說明。
[0176]圖14顯示作為本發明第5實施形態的一例的形狀測定裝置10的構成的圖。
[0177]本實施形態的形狀測定裝置10具備檢測照射部14的姿勢的檢測感測器25。
[0178]檢測感測器25為例如角速度感測器，檢測形狀測定裝置10的姿勢(位置)的變化。
[0179]參照光產生部19，每當檢測部20所檢測出的檢測感測器25的輸出信號改變時，反覆照射參照光。
[0180]檢測部20，每當參照光照明的攝影影像輸入時，通過區域判定處理檢測對象範圍。
[0181]藉此，本實施形態的形狀測定裝置10，例如，使用者使攝影條件變化而為了獲得較佳區域判定處理，使形狀測定裝置10的姿勢(位置)移動的情形，使用者不操作即可進行區域判定處理。是以，根據本實施形態的形狀測定裝置10，可有效率地進行形狀測定作業。
[0182](第6實施形態)
[0183]接著，說明使用本實施形態的形狀測定裝置10的構造物製造系統及構造物製造方法。
[0184]圖15顯示本實施形態的構造物製造系統100的構成的圖。本實施形態的構造物製造系統100具備在上述實施形態說明的形狀測定裝置10、設計裝置60、成形裝置30、控制裝置(檢查裝置)40、及修補裝置50。控制裝置40具備坐標存儲部41及檢查部42。
[0185]設計裝置60製作關於構造物的形狀的設計信息，將製作出的設計信息傳送至成形裝置30。又，設計裝置60將製作出的設計信息儲存至控制裝置40的坐標存儲部41。設計信息包含顯示構造物的各位置的坐標的信息。
[0186]成形裝置30根據從設計裝置60輸入的設計信息製作上述構造物。成形裝置30的成形包含例如鑄造、鍛造、切削等。形狀測定裝置10測定製作出的構造物(測定對象物)的坐標，將顯示測定的坐標的信息(形狀信息)傳送至控制裝置40。此外，此處所謂構造物成為形狀測定裝置10的測定對象。
[0187]控制裝置40的坐標存儲部41儲存設計信息。控制裝置40的檢查部42從坐標存儲部41讀取設計信息。檢查部42比較顯示從形狀測定裝置10接收的坐標的信息(形狀信息)與從坐標存儲部41讀取的設計信息。檢查部42根據比較結果判定構造物是否如設計信息成形。亦即，檢查部42判定製作出的構造物是否為良品。檢查部42,在構造物未如設計信息成形時，判定構造物是否可修復。檢查部42在構造物可修復的情形，根據比較結果算出不良部位與修復量，對修補裝置50傳送顯示不良部位的信息與顯示修復量的信息。
[0188]修補裝置50根據從控制裝置40接收的顯示不良部位的信息與顯示修復量的信息，加工構造物的不良部位。
[0189]圖16顯示本實施形態的構造物製造方法的流程圖。本實施形態中，圖16所示的構造物製造方法的各處理是通過構造物製造系統100的各部執行。
[0190]構造物製造系統100，首先，設計裝置60製作關於構造物的形狀的設計信息(步驟
S31)。接著，成形裝置30根據設計信息製作上述構造物(步驟S32)。接著，形狀測定裝置10測定製作出的上述構造物的形狀(步驟S33)。接著，控制裝置40的檢查部42比較形狀測定裝置10所得的形狀信息與上述設計信息，藉此檢查構造物是否如設計信息製作(步驟S34)。
[0191]接著，控制裝置40的檢查部42判定製作出的構造物是否為良品(步驟S35)。構造物製造系統100，在檢查部42判定製作出的構造物為良品的情形(步驟S35:是)，結束該處理。又，在檢查部42判定製作出的構造物非良品的情形(步驟S35:否)，判定製作出的構造物是否能修復(步驟S36)。
[0192]構造物製造系統100，在檢查部42判定製作出的構造物能修復的情形(步驟S36:是)，修補裝置50實施構造物的再加工(步驟S37)，返回步驟S33的處理。構造物製造系統100，在檢查部42判定製作出的構造物無法修復的情形(步驟S36:否)，結束該處理。
[0193]本實施形態的構造物製造系統100，由於上述實施形態的形狀測定裝置10可正確地測定構造物的坐標，因此可判定製作出的構造物是否為良品。又，構造物製造系統100，在構造物非良品的情形，實施構造物的再加工，能修復。
[0194]此外，本實施形態中修補裝置50執行的修補步驟，置換成成形裝置30再次執行成形步驟的步驟亦可。此時，控制裝置40的檢查部42判定能修復的情形，成形裝置30再次執行成形步驟(鍛造、切削等)。具體而言，例如，成形裝置30切削在構造物原本應切削但未切削的部位。藉此，構造物製造系統100可正確地製作構造物。
[0195]以上，參照圖式詳細說明本發明的實施形態，但具體構成並不限於此實施形態，在不脫離本發明趣旨的範圍內可施加適當變更。
[0196]此外，上述各實施形態的形狀測定裝置10、控制裝置40、成形裝置30、修補裝置50或設計裝置60 (以下，將此等總稱記載為控制部C0NT)、或此控制部CONT具備的各部，通過專用的硬體實現亦可，又，通過存儲器或微處理器實現亦可。
[0197]此外，此控制部CONT或此控制部CONT具備的各部，通過專用的硬體實現亦可，又，此控制部CONT或此控制部CONT具備的各部由存儲器及CPU (中央運算裝置)構成，將用以實現控制部CONT或此控制部CONT具備的各部的功能的程序載入存儲器執行以實現其功能亦可。
[0198]又，將用以實現控制部CONT或此控制部CONT具備的各部的功能的程序記錄在電腦可讀取的記錄媒體，使電腦系統讀取記錄在此記錄媒體的程序，執行以進行控制部CONT或此控制部CONT具備的各部的處理亦可。此外，此處所謂「電腦系統」包含OS或周邊機器等的硬體。
[0199]又，「電腦系統」，若為利用WWW系統的情形，亦包含首頁提供環境(或顯示環境)。
[0200]又，「電腦可讀取的記錄媒體」是指軟盤、光磁碟、ROM、⑶-ROM等可攜媒體，內設於電腦系統的硬碟等的存儲裝置。再者，「電腦可讀取的記錄媒體」亦包含如通過網際網絡等網絡或電話線路等通訊線路傳送程序的情形的通訊線般在短時間動態地保持程序者、該情形的伺服器或作為客戶端的電腦系統內部的揮發性存儲器(RAM)般一定時間保持程序者。又，上述程序為用以實現上述功能的一部分者亦可，再者，為能以與在電腦系統已記錄有上述功能的程序的組合實現者亦可。
【權利要求】
1.一種形狀測定裝置，其特徵在於，具備: 攝影部，拍攝測定對象； 照射部，從與所述攝影部拍攝的方向不同方向的投影方向照射在所述測定對象上形成既定光量分布的測定光； 參照光產生部，產生照射至所述測定對象的參照光；以及 檢測部，根據所述參照光投影至所述測定對象時所述攝影部所拍攝的攝影影像，檢測所述測定對象的形狀測定的對象範圍。
2.如權利要求1所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述既定光量分布為光量隨著所述測定對象上的位置周期性變化的分布。
3.如權利要求1或2所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光從所述投影方向照射至所述測定對象。
4.如權利要求3所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部在檢測所述形狀測定的對象範圍時，使用所述參照光投影至所述測定對象時所述攝影部所拍攝的攝影影像。
5.如權利要求1至4中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光產生部產生與在所述光量分布的光量相同光量的參照光。
6.如權利要求5所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光的光量與在所述光量分布的最大光量或最小光量相同的光量。
7.如權利要求1至5中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部根據在所述參照光照明所述測定對象而在所述攝影部所產生的所述攝影影像中既定像素的信號強度的大小關係檢測所述對象範·圍。
8.如權利要求1至5中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光產生部產生與在所述光量分布的不同光量相同光量的參照光照射至所述測定對象。
9.如權利要求1至8中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，具備將以所述檢測部檢測出的所述對象範圍顯示在以所述攝影部取得的所述攝影影像上的顯示部。
10.如權利要求1至9中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部從每當所述參照光以所述參照光產生部設定的不同光量中的各光量照明測定對象時所述攝影部產生的多個所述攝影影像取得既定像素的信號強度，且根據對在多個所述攝影影像間對應的各像素比較後的信號強度的大小關係檢測所述對象範圍。
11.如權利要求7或10所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部，根據所述信號強度就所述攝影影像的各像素檢測顯示形狀測定結果的準確性的準確度，作為所述對象範圍，就各測定條件加以區別的方式進行控制。
12.如權利要求11所述的形狀測定裝置，其特徵在於，具備以對應所述準確度的顯示狀態顯示所述對象範圍的第2顯示部。
13.如權利要求7、10至12中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，具備儲存有閾值的存儲部； 所述檢測部，將包含所述攝影影像的既定像素中的所述信號強度為所述閾值以上的像素的範圍作為所述對象範圍檢測。
14.如權利要求13所述的形狀測定裝置，其特徵在於，具備設定所述閾值的設定部。
15.如權利要求1至14中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，具備分數算出部，所述分數算出部算出以所述檢測部所檢測出的所述對象範圍所含的像素數或橫跨多個像素設定的區域的面積為依據的分數。
16.如權利要求15所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述分數算出部根據已算出的所述分數產生對使用者催促改變攝影條件的信息。
17.如權利要求1至16中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部根據第I攝影影像與第2攝影影像檢測所述對象範圍； 所述第I攝影影像，與在所述光量分布的不同光量中的第I光量相同光量的所述參照光照射至所述測定對象後拍攝出； 所述第2攝影影像，與在所述光量分布的不同光量中的與所述第I光量不同的第2光量相同光量的所述參照光照射至所述測定對象後拍攝出。
18.如權利要求17所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述第I光量與在所述光量分布的不同光量中的最大光量對應，所述第2光量與在所述光量分布的不同光量中的最小光量對應。
19.如權利要求1至18中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光產生部控制所述照射部照射所述參照光，以在所述測定對象上形成與通過所述測定光形成在所述測定對象上的所述光量分布相同的光量分布； 所述檢測部取得所述參照光投射時的攝影影像，通過所述攝影影像檢測所述對象範圍。
20.如權利要求19所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光產生部控制所述照射部，以使既定強度分布的圖案光形成在所述測定對象且使所述圖案光的圖案的初始相位變化； 所述檢測部根據積算量檢測所述對象範圍，所述積算量將在初始相位不同的多個圖案光分別形成在所述測定對象後以所述攝影部拍攝的多個攝影影像的既定像素的信號強度，就多個所述攝影影像間對應的各像素予以積算出。
21.如權利要求1至20中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部根據所述參照光照射至所述測定對象後拍攝的所述攝影影像的對比檢測所述對象範圍。
22.如權利要求1至21中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部通過以和所述測定光的照射範圍一致的方式照射的參照光檢測所述對象範圍。
23.如權利要求1至21中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述檢測部通過照射至較所述測定光的照射範圍狹窄的照射範圍的參照光檢測所述對象範圍。
24.如權利要求1至23中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，所述參照光產生部控制所述照射部，以通過所述照射部照射所述參照光。
25.如權利要求1至24中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，具備照射所述參照光的參照光照射部； 通過所述參照光產生部的控制，從所述參照光照射部對所述測定對象照射所述參照光。
26.如權利要求1至25中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，進一步具有點群資料算出部，所述點群資料算出部根據以從所述攝影部形成有初始相位不同的多個圖案的方式拍攝後的所述測定對象的攝影影像，算出所述測定對象的形狀，算出具有測定對象的各位置的坐標值的點群資料。
27.如權利要求26所述的形狀測定裝置，其特徵在於，在指示以所述點群資料算出部算出點群資料的指令信號由使用者輸入之前，在所述參照光產生部反覆照射參照光； 所述檢測部，每當所述參照光照明後的攝影影像輸入時，檢測所述對象範圍。
28.如權利要求1至27中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，在指示照射所述參照光的指令信號由使用者持續輸入的期間，在所述參照光產生部反覆照射參照光； 所述檢測部，每當所述參照光照明後的攝影影像輸入時，檢測所述對象範圍。
29.如權利要求1至28中任一項所述的形狀測定裝置，其特徵在於，進一步具備檢測所述照射部的姿勢的檢測感測器； 每當從所述檢測感測器輸出信號改變時，在所述參照光產生部反覆照射參照光； 所述檢測部，每當所述參照光照明後的攝影影像輸入時，檢測所述對象範圍。
30.一種構造物製造系統，其特徵在於，包含: 設計裝置，製作關於構造物的形狀的設計信息； 成形裝置，根據所述設計信息製作所述構造物； 權利要求1至29中任一項所述的形狀測定裝置，根據攝影影像測定製作出的所述構造物的形狀；以及 檢查裝置，比較所述測定所得的形狀信息與所述設計信息。
31.一種形狀測定方法，其特`徵在`於，具備產生拍攝測定對象後的攝影影像的攝影部，以及從與所述攝影部拍攝的方向不同方向照射測定光、以使光量隨著所述測定對象上的位置周期性變化的光量分布形成在所述測定對象上的照射部的形狀測定裝置，具有檢測步驟； 所述檢測步驟，根據每當以在所述光量分布的不同光量中的各光量從所述方向照射至所述測定對象時所述攝影部所產生的多個攝影影像，檢測在所述攝影影像產生的期間產生顯示所述測定對象的三維形狀的點群資料時可產生所述點群資料的範圍。
32.—種構造物製造方法，其特徵在於，包含: 製作關於構造物的形狀的設計信息的動作； 根據所述設計信息製作所述構造物的動作； 根據使用權利要求29所述的形狀測定方法產生的攝影影像測定製作出的所述構造物的形狀的動作；以及 比較所述測定所得的形狀信息與所述設計信息的動作。
33.一種形狀測定程序，其特徵在於，使具備產生拍攝測定對象後的攝影影像的攝影部，以及從與所述攝影部拍攝的方向不同方向照射測定光、以使光量隨著所述測定對象上的位置周期性變化的光量分布形成在所述測定對象上的照射部的形狀測定裝置的電腦執行檢測步驟； 所述檢測步驟，根據每當以在所述光量分布的不同光量中的各光量從所述方向照射至所述測定對象時所述攝影部所產生的多個攝影影像，檢測在所述攝影影像產生的期間產生顯示所述測定對象的三維形狀的點群資料時可產生所述點群資料的範圍。
【文檔編號】G01B11/25GK103857981SQ201280049826
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年10月10日 優先權日:2011年10月11日
【發明者】青木洋 申請人:株式會社尼康