[发明专利]三维形状计测装置、三维形状计测方法、三维形状计测程序及记录介质

权利要求书

1.一种三维形状计测装置，该装置通过分析投影到计测对象上的光 图案，对计测对象的三维形状进行计测，其特征在于，该三维形状计测 装置包括：

光图案投影单元，其对设置了上述计测对象的计测面的一部分区域 投影亮度随位置周期性变化的光图案；

第一线传感器，其对上述计测对象的投影了光图案的光图案照射区 域进行拍摄；

第二线传感器，其对上述计测对象的没有投影光图案的光图案非照 射区域进行拍摄；以及

处理单元，其根据从上述第一和第二线传感器所拍摄的图像去除了 背景信息后的图像中包含的某一像素及其周边像素的亮度值，计算上述 图像中的上述某一像素的光图案的相位，并根据计算出的相位计算上述 计测对象的高度信息，

上述第一和第二线传感器被配置成能够分别同时拍摄上述光图案照 射区域和光图案非照射区域，

该三维形状计测装置还具有彩色摄像单元，该彩色摄像单元包括对 红色、绿色、蓝色和黑白色的亮度进行检测的线传感器，

使用黑白的线传感器作为上述第一线传感器，

使用红色、绿色和蓝色的线传感器作为上述第二线传感器。

2.根据权利要求1所述的三维形状计测装置，其特征在于，该三维形 状计测装置具有：

第一摄像单元，其具有上述第一线传感器；

第二摄像单元，其具有上述第二线传感器；

第一反射镜，其被配置成使上述第一线传感器的摄像视线与上述光 图案照射区域相对；以及

第二反射镜，其被配置成使上述第二线传感器的摄像视线与上述光 图案非照射区域相对。

3.根据权利要求1或2所述的三维形状计测装置，其特征在于，该 三维形状计测装置具有图案形成元件，该图像形成元件包括用于针对上 述光图案照射区域形成光图案、并针对上述光图案非照射区域照射均匀 照明的透射部和遮光部。

4.根据权利要求1或2所述的三维形状计测装置，其特征在于，该 三维形状计测装置还具有均匀照明投射单元，该均匀照明投射单元针对 上述光图案非照射区域照射与通过光图案投影单元投影的光图案相同光 量的均匀照明。

5.一种三维形状计测装置，该装置通过分析投影到计测对象上的光 图案，对计测对象的三维形状进行计测，其特征在于，该三维形状计测 装置包括：

光图案投影单元，其对设置了上述计测对象的计测面的一部分区域 投影亮度随位置周期性变化的光图案；

第一线传感器，其对上述计测对象的投影了光图案的光图案照射区 域进行拍摄；

第二线传感器，其对上述计测对象的没有投影光图案的光图案非照 射区域进行拍摄；以及

处理单元，其根据从上述第一和第二线传感器所拍摄的图像去除了 背景信息后的图像中包含的某一像素及其周边像素的亮度值，计算上述 图像中的上述某一像素的光图案的相位，并根据计算出的相位计算上述 计测对象的高度信息，

上述第一和第二线传感器被配置成能够分别同时拍摄上述光图案照 射区域和光图案非照射区域，

该三维形状计测装置还具有彩色摄像单元，该彩色摄像单元包括对 红色、绿色、蓝色和黑白色的亮度进行检测的线传感器，

使用包括黑白的线传感器，和红色、绿色或蓝色中的任意一个颜色 的滤色器的传感器作为上述第一线传感器，

使用红色、绿色或蓝色中的与上述滤色器相同颜色的线传感器作为 上述第二线传感器。

6.根据权利要求5所述的三维形状计测装置，其特征在于，上述第 一线传感器和第二线传感器通过同一镜头拍摄上述光图案照射区域和光 图案非照射区域。

7.根据权利要求5或6所述的三维形状计测装置，其特征在于，该 三维形状计测装置具有图案形成元件，该图像形成元件包括用于针对上 述光图案照射区域形成光图案、并针对上述光图案非照射区域照射均匀 照明的透射部和遮光部。