| 研究概要 |
平成23年度は、前年度リニアモーターにより印刷した縞パターンをシフトさせたのに対し,プロジェクターを用いて可動部のないシングルフレーム高速三次元計測を行った.
具体的には,高速に光強度変調可能なMEMS素子を用いたプロジェクターにより,対象領域を並進する縞パターンを投影し,これをハーフミラーを用いて投影光学系と撮像光学系が同一の光軸を持つように時間相関イメージセンサを配置し時聞相関撮像を行った。
ある空間周波数をもつ格子が移動することで対象表面に生じる明暗は,その縞の移動速度と空間周波数により決定される時間周波数で変化し,その振幅は光学系の低域通過特性により焦点位置からのズレに反比例して小さくなる.
このように格子を並進させることで、投影パターンのエッジ上のみならず,全ての画素において奥行き測定が可能となる上,単一空間周波数成分を時間相関により検出することが可能となり,厳密なボケ量の推定が可能となる.MEMS素子により2値矩形パターンを投影したため,元来,投影する縞は基本周波数に加え,3倍周波数、5倍周波数などの高調波成分を持つが,時間相関イメージセンサに入力する参照信号周波数を3倍とすることで,容易に3倍高調波成分を検出することが可能であることが確認された.
これにより,空間周波数により異なるボケ量を多数の周波数を用いて推定することで,高周波数成分による焦平面での高精度推定と同時に,低周波成分により奥行きレンジの拡大を同時に実現可能である.
実験により,空間周波数成分の時間相関検出を確認し,ゴム製の耳やセラミック製の置物の形状復元を実施した.
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