[发明专利]三维测量装置

权利要求书

1.一种三维测量装置，其特征在于，包括：

第一照射单元，所述第一照射单元具有第一光源和第一栅格，所述第一光源发出预定的光，所述第一栅格将来自该第一光源的光转换为具有条纹状的光强度分布的第一光图案，所述第一照射单元能够从第一位置向被测量物照射该第一光图案；

第一栅格控制单元，所述第一栅格控制单元对所述第一栅格的移送或者切换进行控制，并使从所述第一照射单元照射的所述第一光图案的相位变化为第一预定数量组；

第二照射单元，所述第二照射单元具有第二光源和第二栅格，所述第二光源发出预定的光，所述第二栅格将来自该第二光源的光转换成具有条纹状的光强度分布的第二光图案，所述第二照射单元能够从与所述第一位置不同的第二位置向被测量物照射该第二光图案；

第二栅格控制单元，所述第二栅格控制单元对所述第二栅格的移送或者切换进行控制，并使从所述第二照射单元照射的所述第二光图案的相位变换为第二预定数量组，所述第二预定数量组比所述第一预定数量组少；

拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄来自照射了所述第一光图案或者第二光图案的所述被测量物的反射光；以及

图像处理单元，所述图像处理单元能够基于所述拍摄单元拍摄的图像数据，通过相移法执行所述被测量物的三维测量，

所述三维测量装置是以下的构成：在执行第一拍摄处理或第二拍摄处理中的一个拍摄处理之后，能够不等待该一个拍摄处理所涉及的所述第一栅格或者所述第二栅格的移送或者切换处理的完成，就执行两个所述拍摄处理中的另一个拍摄处理，所述第一拍摄处理是照射相位变化为所述第一预定数量组的所述第一光图案来进行的、所述第一预定数量次数的拍摄处理中的一次，所述第二拍摄处理是照射相位变化为所述第二预定数量组的所述第二光图案来进行的、所述第二预定数量次数的拍摄处理中的一次，

所述图像处理单元包括：

第一测量单元，所述第一测量单元能够基于通过所述第一预定数量次数的第一拍摄处理来获取的所述第一预定数量组的图像数据，执行所述被测量物的三维测量；

第二测量单元，所述第二测量单元能够基于通过所述第二预定数量次数的第二拍摄处理来获取的所述第二预定数量组的图像数据，利用通过预定的拍摄条件确定的增益和偏移的关系、以及根据所述图像数据上的各像素的亮度值确定的该像素所涉及的增益或者偏移的值，执行所述被测量物的三维测量；以及

测量值获取单元，关于通过两个所述光图案中的一个光图案的照射能够进行测量的区域，获取两个所述测量单元中的该一个光图案所涉及的测量单元的测量结果作为该区域涉及的测量值，并且关于通过该一个光图案的照射难以测量的区域，获取所述两光图案中的另一个图案所涉及的测量单元的测量结果作为该区域所涉及的测量值。

2.如权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，

所述增益与偏移的关系是所述增益与所述偏移彼此之间唯一确定的关系。

3.如权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，

所述增益与偏移的关系是所述增益与所述偏移成比例关系。

4.如权利要求1至3中任一项所述的三维测量装置，其特征在于，

在所述第二预定数量是2的情况下，

在将相位变化成2组的所述第二光图案的相对相位关系分别设为0、γ时的、2组图像数据的各像素的亮度值分别设为V₀、V₁时，

所述第二测量单元在进行三维测量时，

计算出满足下式(1)、(2)、(3)的关系的相位θ，

V₀＝Asinθ+B……(1)

V₁＝Asin(θ+γ)+B……(2)

A＝KB……(3)

这里，γ≠0，A：增益，B：偏移，K：比例常数。

5.如权利要求4所述的三维测量装置，其特征在于，

设为γ＝180°。

6.如权利要求4所述的三维测量装置，其特征在于，

设为γ＝90°。