[发明专利]三维形状测量装置

说明书

本发明提供一种在通过图案的投影来进行物体的三维形状测量时，即使不增加投影单元的数量也能够抑制产生成为阴影的区域的技术。一种三维形状测量装置，具有：投影单元(10)，其对测量对象投影图案；拍摄单元(11)，其对被投影了所述图案的所述测量对象进行拍摄；测量单元(12)，其通过处理由所述拍摄单元取得的图像来对检查对象的三维形状进行测量；以及移动单元(13)，其使所述投影单元移动。

技术领域

本发明涉及三维形状的测量装置，特别涉及可取得测量对象的高度信息的三维形状测量装置。

背景技术

以往，作为使用图像对物体的三维形状进行测量的技术已知有相移法，在该方法中，从投影仪等投影单元对测量对象投影具有周期性的图案，利用照相机等拍摄单元对被投影了该图案的状态下的测量对象进行拍摄，使用拍摄到的二维图像求出测量对象的立体形状。具体而言，通过分析在拍摄到的图像中依赖于测量对象表面的形状(凹凸等)而产生的图案的变形，从而对测量对象的三维形状进行测量。

然而，在上述的方法中存在如下问题：由于检查对象的表面形状导致图案被遮挡而产生阴影，因此有时无法测量立体形状。

针对这样的问题，提出了以下技术：以从不同的方向对测量对象投影图案的方式配置多个投影单元，使成为阴影的区域减少(例如专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-1381号公报；

专利文献2：日本特开2015-21763号公报。

发明要解决的课题

然而，在像现有技术那样在装置中配置投影单元的方法中，为了充分地减少成为阴影的区域，需要配置许多投影单元，由此测量装置整体大型化，成本也会增加。

此外，即使要配置许多投影单元，也无法避免投影单元彼此间的物理干扰，配置能够从全方位对测量对象投影图案的投影单元是不可能的，因此不能够使产生阴影的区域充分地减少。

发明内容

本发明是鉴于上述的实际情况而完成的，其目的在于提供一种在通过图案的投影来进行物体的三维形状测量时，即使不增加投影单元的数量也能够抑制产生成为阴影的区域的技术。

用于解决课题的方案

为了实现所述目的，本发明采用以下的结构。

本发明的三维形状测量装置设为如下的结构：具有：投影单元，其对测量对象投影图案；拍摄单元，其对被投影了所述图案的所述测量对象进行拍摄；测量单元，其通过处理由所述拍摄单元取得的图像来对检查对象的三维形状进行测量；以及移动单元，其使所述投影单元移动。

通过这样的结构，即使在来自规定的位置的图案的投影而产生成为阴影的区域的情况下，通过使投影单元移动以使向该阴影区域投影图案，就能够在对于该区域也投影了图案的状态下拍摄测量对象。因此，所述移动单元使所述投影单元移动到如下位置即可，在该位置，所述拍摄单元能够对所述测量单元能够测量所述测量对象的三维形状的图案进行拍摄。

此外，所述移动单元可以是使所述投影单元在内部包含所述测量对象的圆周上旋转移动的单元。如果是这样的结构，则特别是在所述测量对象位于圆的中心附近的情况下，能够抑制所述拍摄单元和所述测量对象的距离的变化而使所述拍摄单元移动。因此，能够在图案的焦点基本上维持在所述测量对象处的状态下改变图案对所述测量对象的入射角，对成为阴影的区域也能投影图案。

此外，所述三维形状测量装置可以具有多个所述图像投影单元。如果是这样的结构，则能够同时地对所述测量对象投影多个图案，能够更有效地对测量对象的三维形状进行测量。