[其他]产生三维形状的方法和装置

说明书

在从具有三维形状的物体产生等于或相似于该三维形状的装置和方法中，将激光光线照射到物体上，用图象摄取器摄取激光光点，而光点的二维位置由在物体的垂直方向上对每一个微距求得，从而产生三维形状。

本发明是关于产生三维形状或三维物体的方法及装置，例如从具有三维形状的物体（如人体等）给出三维图像的方法及装置。

曾有使用仿形机床，铸造，倒模等手段来产生与具有三维形状的物体等同的三维形状的提议。

但这些提仪的缺点是由于仿形机床、铸造等的空间局限性，对需形成三维形状模型的物体有一定限制，故不能复制具有复杂轮廓及明显凹凸的物体的三维形状。另外，如果物体是由柔性材料制成，则其仿形加工便需要艺术感和高度技艺。

在《自动化技术》月刊1981年2月的13卷第2期第45-49页上的、标题为“利用图形技术复制物体”的一文中，介绍了应用ITV摄像机摄取射在一物体上的狭缝光学图像，从而提供物体表面光线产生的光线空间坐标，以及复制物体的可能性。然而，该文并没有介绍任何用于复制物体的具体设备。

本发明的主要目的是提供一种方法及装置、它能以简易的测量方法来产生三维形状，并能以极高的准确度产生与三维形状物体相等或以一定放大倍数的三维形状，且不论该物体的形状是否复杂及材料是否坚硬。

为实现本发明上述目的，将一束激光射到三维形状的物体上，并摄取这样产生的该物体的光学图像，以提供该光学图像的二维位置，由激光得到的光学切割平面用于测量整个物体，而三维形状便可基于该光学切割平面来产生。

本发明的其它目的和特征将随着下面结合附图的描述而显而易见，其中：

图1A及1B分别为本发明的第一实施例的正视及侧视图;

图2A及2B是说明本发明第一实施例中物体的光学图像的测量的示意图;

图3表示ITV摄像机（二维图像摄取装置）摄取的图像视图;

图4表示图3所示图像的图像信号的状态;

图5是表示本发明一实施例中截面形状操作的数据处理的方框图;

图6A及6B为本发明第二实施例的正视及侧视图;

图7A及7B是说明本发明第二实施例中物体的光学图像的测量的视图;

图8A、8B及8C是表示本发明第二实施例中一维线传感器摄像机（图像摄取装置）的摄取状态的示意图;

图9是表示本发明第二实施例中截面形状操作的数据处理的方框图;

图10A及10B分别为本发明第三实施例的正视及侧视图;

图11所示是本发明第三实施例中PSD摄像机摄取的光学轨迹图;

图12表示本发明第三实施例中所用的PSD摄像机的摄像屏;

图13为表示本发明第三实施例中一个三维形状的产生与其操作的方框图;

图14表示本发明第三实施例中的二维形状存储图表;

图15表示第三实施例中将二维形状转换成三维结构的原理;

图16表示将二维形状转换为如图14所示的三维形状的存储图表;

图17表示第三实施例中形成用于产生三维形状的平行截面的原理;

图18表示用于形成如图17所示平行截面的存储图表;

图19为本发明第四实施例的侧视图;

图20表示第四实施例中所用的＊摄像机（二＊摄像装置）的屏幕;

图21表示在图20所示的图像平面上，其图像信号的状态;

图22A及22B分别为本发明的第五实施例的侧视及前视图;

图23表示第五实施例中所使用ITV摄像机的图像;