[发明专利]三维测量装置

说明书

三维测量装置(101)具备：一个或多个光源部(102)，其对被测量物(SA)照射具有规定图案的测量光(105)；一个或多个摄像部(103)，其对被照射了测量光(105)的被测量物(SA)进行摄像；测量部(104)，其基于摄像部(103)的摄像结果测量被测量物(SA)的三维形状，光源部(102)由M点振荡的S－iPMSEL(1)构成。

本申请是申请日为2021年2月18日、申请号为202110187715.2、发明名称为三维测量装置的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种三维测量装置。

背景技术

作为现有的三维测量法，有例如美国专利申请公开第2008/0240502号说明书(专利文献1)所记载的方法。在该专利文献1的方法中，将随机圆点图案照射到被测量物，通过两台摄像头分别对同位置的圆点图案进行摄像。然后，基于两个圆点图案的视差，根据三角测量原理实施被测量物的三维测量。

另外，例如日本特开2011－242178号公报(专利文献2)所记载的方法是使用相移法的测量方法。在该专利文献2的方法中，准备具有被投影格子图案的基准面的基准平板，通过工作台使该基准平板沿法线方向平行移动。对被投影到基准面的格子图案的图像和被投影到被测量物的格子图案的图像进行摄像，使用使格子图案的相位和空间坐标对应的表算出被测量物的空间坐标。

发明内容

在上述的专利文献1的方法中，使用投影仪作为光源，在专利文献2的方法中，使用LED阵列作为光源。因此，存在三维测量装置较大型化等的问题。作为摄像装置，也开发了一种例如1mm见方以下的超小型摄像头，为了使三维测量装置整体小型化，重要的是使光源小型化。认为只要能够使三维测量装置整体小型化，就可以应用于例如口腔检查、内窥镜检查、管的内部或壁的间隙等狭窄部位的检查、家具或装置等自地板下的检查等用途，或者构筑手持式三维测量装置。另外，在将光源应用于三维测量装置时，从提高测量精度的观点来看，优选为抑制所输出的光的噪声或畸变的光源。

本发明是为了解决上述技术问题而创建的，其目的在于，提供一种三维测量装置，其通过装置的小型化实现应用范围的扩大，并实现测量精度的提高。

本发明的一方面的三维测量装置，具备：一个或多个光源部，其对被测量物照射具有规定图案的测量光；一个或多个摄像部，其对被照射了测量光的被测量物进行摄像；测量部，其基于摄像部的摄像结果测量被测量物的三维形状，光源部由M点振荡的S－iPMSEL构成。

在该三维测量装置中，光源部由M点振荡的S－iPMSEL构成。S－iPMSEL具备具有基本层和折射率与基本层不同的多个不同折射率区域的相位调制层，各不同折射率区域的重心位置根据输出光图像偏离假想正方格子的格子点位置。S－iPMSEL以例如针尖那样的尺寸构成，能够沿垂直于设置有相位调制层的基板的主面的方向或相对于该主面倾斜的方向输出二维图案的光图像。因此，通过以S－iPMSEL为光源，能够实现三维测量装置整体的小型化，实现装置的应用范围的扩大。另外，通过使用M点振荡的S－iPMSEL，能够消除与希望的二维图案的光图像不同的0次光(未被相位调制的衍射波分量)的输出。由此，可以将无0次光引起的噪声或畸变的图案的测量光照射到被测量物，实现测量精度的提高。

也可以是，三维测量装置包含单体的光源部和多个摄像部，测量光的所述规定图案为由圆点图案、条形图案及格子图案中的任一个构成的周期图案，测量部基于使用周期图案的主动立体声法测量被测量物的三维形状。在该情况下，可进行使用纹理少的图像的三维测量、暗部处的三维测量。