(57)【要約】      （修正有）【課題】遠隔目視検査（ＲＶＩ）システムの先端部の性能が損なわれたかどうかを自動的に判断し、ユーザに警告する自動ボアスコープ測定先端部精度試験を提供する。【解決手段】システム１００の測定精度は、知られている幾何学的特性を有する試験特徴を備えた試験対象を使用して試験される。コントローラを使用して、ＲＶＩプローブへの着脱可能測定光学先端部の取り付けが検出された後、測定精度の試験を行うように指示され、システム１００は試験特徴の１つまたは複数の画像を捕捉し、画像から試験特徴の座標を判断し、座標を使用して試験特徴の幾何学的特性を測定する。精度の結果は、測定した幾何学的特性および知られている幾何学的特性を使用して判断され、比較の結果の表示が、ユーザに提供される。【選択図】図１
2014222224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
知られている幾何学的特性を有する試験特徴を備えた試験対象を使用して、遠隔目視検査システムの測定精度を試験する方法であって、
前記遠隔目視検査システムのプローブへの着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するステップと、
前記着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するステップの後に、ユーザプロンプトデバイスを介してユーザに前記遠隔目視検査システムの前記測定精度の試験を行うように指示するステップと、
前記試験対象上で前記試験特徴の１つまたは複数の画像を捕捉するステップと、
前記捕捉した画像の少なくともいくつかを使用して前記試験特徴の座標を判断するステップと、
前記試験特徴の前記判断した座標を使用して前記試験特徴の測定した幾何学的特性を判断するステップと、
前記測定した幾何学的特性および前記知られている幾何学的特性を使用して精度結果を判断するステップと、
前記判断した精度結果の表示を提供するステップとを、コントローラを使用して自動的に行うことを含む方法。
【請求項２】
前記精度結果を判断するステップは、前記試験特徴の前記測定した幾何学的特性と前記知られている幾何学的特性の間の差として前記精度結果を算出するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記精度結果を判断するステップは、前記試験特徴の前記測定した幾何学的特性と前記知られている幾何学的特性の間の差に基づいて、精度値を判断するステップと、
前記精度値を所定の許容精度値と比較するステップと、
前記比較の結果を前記精度結果として提供するステップとを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記検出するステップは、試験電圧を検出回路に加えるステップと、前記検出回路内の試験点の電圧を測定するステップとを含み、前記検出回路は、前記着脱可能測定光学先端部が取り付けられる場合、前記着脱可能測定光学先端部が取り付けられない場合とは、前記試験点の前記電圧が異なるように構成されている、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記プローブは画像センサを備え、前記着脱可能測定光学先端部は、構造化光測定光学先端部、ステレオ光学先端部、またはシャドー光学先端部を備える、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記着脱可能測定光学先端部は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え、前記コントローラが前記ＬＥＤのいずれかを作動させた場合に、前記画像センサの視野内で対象上に構造化光パターンを投影するようになっている、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記指示するステップは、ユーザ入力デバイスからの試験開始表示を待つステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ユーザプロンプトデバイスは画面である、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記指示するステップは、
前記プローブ内の画像センサからの運動画像を前記画面上に提示するステップと、
前記試験特徴に対する所望の配向の画像センサからの画像の視覚的表示を前記画面上に提示するステップとを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記取り付けられた測定光学先端部の識別を判断するステップと、前記判断した識別を使用して前記視覚的表示を選択するステップとをさらに含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記測定した幾何学的特性は、長さ、幅、高さ、深さ、半径、または平らな平面または他の基準表面からの前記試験特徴の偏向であり、前記試験特徴は、平らな表面、球体もしくは他の隆起した３次元（３Ｄ）表面、もしくはスロット、円形リセス、または他の窪んだ３Ｄ表面を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記判断した座標は、３次元（３Ｄ）座標であり、前記知られている幾何学的特性は、複数の基準点の３Ｄ座標を含み、前記測定した幾何学的特性は、前記判断した座標と前記基準点の間の距離測定基準である、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記距離測定基準は、前記判断した座標の少なくともいくつかと前記基準点の対応する座標の間の二次平均、平方和、平方平均、またはそれぞれの距離の平均である、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記測定した幾何学的特徴を判断するステップは、前記測定した幾何学的特性を示す１つまたは複数の値を提供するステップを含み、前記知られている幾何学的特性は、前記試験特徴を示す１つまたは複数の所定の値を含み、前記精度を判断するステップは、前記測定した幾何学的特性を示す前記１つまたは複数の値と前記知られている幾何学的特性の前記１つまたは複数の所定の値の間の（１つまたは複数の）差を算出するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記比較するステップは、前記算出した（１つまたは複数の）差が前記所定の許容精度値より小さいかどうかを判断するステップを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記表示を提供するステップは、ユーザにユーザ出力デバイスを介して、前記比較の前記結果の視覚、聴覚、または触覚表示を提示するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記試験特徴は、前記プローブ内で画像センサによって検出可能であるように配置された第１、第２および第３の基準を含み、前記測定した幾何学的特性を判断するステップは、前記第１の基準と前記第２の基準の間の第１の距離、および前記第２の基準と前記第３の基準の間の第２の距離を判断するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記取り付けられた測定光学先端部に対応するキャリブレーションデータを自動的に検索するステップをさらに含み、前記測定するステップは、前記検索したキャリブレーションデータを使用して行われる、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
前記取り付けられた測定光学先端部の識別を判断するステップと、
前記判断した識別と前記判断した精度結果を記憶するステップと、
前記取り付けを検出するステップ、ユーザに指示するステップ、画像を捕捉するステップ、座標を判断するステップ、特性を判断するステップ、精度結果を判断するステップ、識別を判断するステップ、および記憶するステップを複数回繰り返すステップとをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
着脱可能測定光学先端部を受けるようになっているプローブであって、前記着脱可能測定光学先端部を通してターゲットを見て、前記ターゲットの１つまたは複数の画像を捕捉するようになっている画像センサを含むプローブと、
ユーザプロンプトデバイスと、
前記プローブへの前記着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するようになっている検出回路と、
前記検出回路による取り付けの検出に応じて、
知られている幾何学的特性を有する試験特徴を備えた試験対象を前記画像センサに対して選択した配向に置くように前記ユーザプロンプトデバイスを介してユーザに指示し、
前記試験特徴の１つまたは複数の画像を捕捉するために前記画像センサを操作し、
前記捕捉した画像の少なくともいくつかを使用して前記試験特徴の座標を判断し、
前記試験特徴の前記判断した座標を使用して前記試験特徴の測定した幾何学的特性を判断し、
前記測定した幾何学的特性および前記知られている幾何学的特性を使用して精度結果を判断し、
前記判断した精度結果の表示を提供するコントローラと
を備えた遠隔目視検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、目視検査システムに関し、より詳細には、このようなシステムの性能を評価する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔目視検査（ＲＶＩ）システム、例えば、ボアスコープは、タービンブレードなどの、検査者によって直接アクセス可能でない特徴を見ることを可能にする。ＲＶＩシステムはまた、毒性のあるまたは極めて熱い大気などの、人間に有害である領域における目視検査を可能にする。ＲＶＩシステムは一般的に、着脱可能な先端部を有する。検査者は、各検査に適当な先端部を選択する。一部の先端部は、検査されている対象の画像を捕捉するだけでなく、これらの対象の形状の３次元データを捕捉することを可能にする。例えば、位相測定先端部は、構造化光パターン、例えば、平行線を、検査ターゲットに投影する。ターゲットの画像がその後、捕捉される。ターゲットに反射されるような構造化光パターンの位相は、パターンプロジェクタおよびターゲットの間の距離に左右される。様々な例では、２つの別々に投影されたフリンジセット（fringe set）の絶対位相の差を使用して、対象の距離を判断する。
【０００３】
しかし、動作する環境状態に加えて、先端部を繰り返し着脱することにより、時間の経過とともに先端部の性能を劣化させる、または変える可能性がある。例えば、いくつかの先端部は光源を備えている。これらの光源は、塵または他の汚染物質で固化されて、光出力を減少させる可能性がある。位相測定先端部などの全体的に均一な照明を使用する先端部では、異なる輝度減少により、３Ｄデータが測定される精度が低くなる可能性がある。
【０００４】
従来のシステムは、画像捕捉先端部上の倍率の検証を行うために、試験ブロックを使用する。３Ｄ測定で使用される先端部では、また、試験ブロックを使用して、三角測量幾何学形状（triangulation geometry）を検証することができる。試験ブロックは、知られている寸法を備えた可視特徴、および特徴に関して定位置に先端部を保持するための器具を備えている。倍率をチェックするために、ユーザは、先端部を試験ブロックに挿入し、特徴の画像を捕捉する。ユーザはその後、特徴の寸法を測定するために、ＲＶＩシステムの通常の測定機能を使用する。これは一般的に、クロスヘア（crosshair）、ポインタ（pointer）、または他のロケータ（locator）を特徴の部分上に手動で位置決めすること、先端部および試験ブロックに関するデータをＲＶＩシステムに入力すること、ＲＶＩシステムからクロスヘア間の測定を受信すること、およびその測定を知られている値と比較することを含む。このタイプの検証は有用である可能性があるが、単純な寸法測定に限られ、３Ｄ測定を行うために使用することができる位相測定先端部などのより高度の先端部には適していない。
【０００５】
上の議論は、単に一般的な背景情報として行われたものであり、特許請求する主題の範囲を判断する際の助けとして使用することを意図したものではない。
【０００６】
さらに、従来技術が認識できていない問題は、時間の経過によるゆるやかな変化は普通、人間が気が付くのは難しいということである。特異的に薄暗い光源で３Ｄ測定先端部からの画像を見る検査者は、３Ｄデータが要望するほど正確ではないと認識できない可能性がある。いくつかの立体測定可能ＲＶＩシステムは、立体データの精度を判断するための試験を含んでいるが、これらの試験は検査者の要求で行われるだけである。したがって、先端部の性能が損なわれたかどうかを自動的に判断し、もしそうである場合には、ＲＶＩシステムのユーザに警告する方法が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８，１０７，０８３号明細書
【発明の概要】
【０００８】
したがって、遠隔目視検査（ＲＶＩ）システムの測定精度は、知られている幾何学的特徴を有する試験特徴（test feature）を備えた試験対象を使用して試験される。コントローラを使用して、ＲＶＩプローブへの着脱可能測定光学先端部の取り付けが検出される。ユーザはその後、測定精度の試験を行うように指示される。ユーザが試験特徴が見えることを示している場合、システムは試験特徴の１つまたは複数の画像を捕捉し、画像から試験特徴の座標を判断し、座標を使用して試験特徴の幾何学的特性を測定する。精度の結果は、測定した幾何学的特性および知られている幾何学的特性を使用して判断され、比較の結果の表示が、例えば、ユーザに提供される。
【０００９】
方法のいくつかの開示された実施形態の実行の際に実現することができる利点は、ユーザがクロスヘアを位置決めする、または試験特徴が先端部の視野内の適切な位置となった後に、他の手動ステップを行う必要なく、自動的にデータの精度が検査されることである。ユーザは、検証を行うように指示され、有利なことには、ゆるやかな変化が検出されない可能性が少なくなる。様々な実施形態は、３Ｄ位相測定先端部などの、画像捕捉を越えてデータを測定することを可能にする先端部の検証を行うことができる。
【００１０】
一実施形態では、遠隔目視検査システムの測定精度を試験する方法が開示される。試験は、知られている幾何学的特性を有する試験特徴を備えた試験対象を使用して行われる。この方法は、遠隔目視検査システムのプローブへの着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するステップと、着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するステップの後に、ユーザプロンプトデバイスを介してユーザに遠隔目視検査システムの測定精度の試験を行うように指示するステップと、試験対象上で試験特徴の１つまたは複数の画像を捕捉するステップと、捕捉した画像の少なくともいくつかを使用して試験特徴の座標を判断するステップと、試験特徴の判断した座標を使用して試験特徴の測定した幾何学的特性を判断するステップと、測定した幾何学的特性および知られている幾何学的特性を使用して精度結果を判断するステップと、判断した精度結果の表示を提供するステップとを、コントローラを使用して自動的に行うことを含む。
【００１１】
別の実施形態では、遠隔目視検査システムが開示されている。システムは、着脱可能測定光学先端部を受けるようになっているプローブであって、着脱可能測定光学先端部を通してターゲットを見て、ターゲットの１つまたは複数の画像を捕捉するようになっている画像センサを含むプローブと、ユーザプロンプトデバイスと、プローブへの着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するようになっている検出回路と、検出回路による取り付けの検出に応じて、知られている幾何学的特性を有する試験特徴を備えた試験対象を画像センサに対して選択した配向に置くようにユーザプロンプトデバイスを介してユーザに指示し、試験特徴の１つまたは複数の画像を捕捉するために画像センサを操作し、捕捉した画像の少なくともいくつかを使用して試験特徴の座標を判断し、試験特徴の判断した座標を使用して試験特徴の測定した幾何学的特性を判断し、測定した幾何学的特性および知られている幾何学的特性を使用して精度結果を判断し、判断した精度結果の表示を提供するコントローラとを備える。
【００１２】
本発明のこのような簡単な説明は、１つまたは複数の例示的な実施形態により本明細書に開示される主題の概要を提供することのみを意図しており、特許請求の範囲を解釈する助けとしての役割を果たしたり、添付の特許請求の範囲によってのみ定められる、本発明の範囲を規定または限定したりするものではない。このような簡単な説明は、詳細な説明で以下にさらに説明する概念の単純な形での例示的な選択を導入するために提供される。このような簡単な説明は、特許請求する主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求する主題の範囲を判断する際の助けとして使用されることを意図したものでもない。特許請求する主題は背景技術に記されたいずれかのまたは全ての欠点を解決する実施態様に制限されるものではない。
【００１３】
本発明の特徴を理解することができるように、本発明の詳細な説明は、特定の実施形態を参照して行われることがあり、そのうちのいくつかが、添付の図面に例示されている。しかし、図面は、本発明の特定の実施形態を例示しているだけであり、したがって、その範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意されたい。というのは、本発明の範囲は他の同等に効果的な実施形態を含んでいるからである。図面は必ずしも等尺度ではなく、本発明の特定の実施形態の特徴を例示する際に、全体的に強調されている。図面では、同様の数字は、様々な図全体を通して同様の部品を示すために使用される。したがって、本発明をさらに理解するためには、図面とあわせて読まれる以下の詳細な説明を参照することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的な遠隔目視検査システムの略図である。
【図２】例示的な実施形態による、遠隔目視検査システム用の着脱可能先端部の構成部品の斜視図である。
【図３】遠隔目視検査システムの測定精度を試験する例示的方法を示すフローチャートである。
【図４】例示的なデータ処理システムおよび関連する構成部品を示す高レベル図である。
【図５】細長い金型を使用して作られた発光モジュール上の例示的な発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイの上面図である。
【図６】線格子を含む例示的な強度変調素子の上面図である。
【図７】光を強度変調素子を通過させることによって作り出される構造化光パターンの例示的な画像である。
【図８Ａ】例示的な試験特徴の斜視図である。
【図８Ｂ】例示的な試験特徴の断面を示す斜視図である。
【図９】例示的な試験特徴の平面図である。
【図１０】例示的な試験対象の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の説明では、ソフトウェアプログラムとして通常実施される観点でいくつかの実施形態を説明する。当業者は、このようなソフトウェアの均等物をハードウェア（ハードワイヤードまたはプログラム可能）、ファームウェア、またはマイクロコードで構成することもできることが直ぐに分かるだろう。したがって、本発明の実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、またはマクロコードを含む）、またはソフトウェアおよびハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形をとることができる。ソフトウェア、ハードウェア、および組合せは全て全体的に、本明細書において、「サービス」、「回路」、「電気回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ぶことができる。様々な態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具体化することができる。データ操作アルゴリズムおよびシステムがよく知られているので、本説明は特に、本明細書に記載されたシステムおよび方法の一部を形成する、またはより直接的に協働するアルゴリズムおよびシステムを対象とする。これらに関連する信号またはデータを生成する、あるいは処理するためのこのようなアルゴリズム、システム、およびハードウェアまたはソフトウェアの他の態様は、本明細書に特に図示または記載されていないが、当技術分野で知られているこのようなシステム、アルゴリズム、構成部品、および要素から選択される。本明細書に記載されるようなシステムおよび方法を考えると、あらゆる態様の実施に有用である、本明細書に特に図示、提示、または記載されていないソフトウェアは、従来のものであり、このような技術分野の通常の技術範囲内である。
【００１６】
図１は、例示的な遠隔目視検査システムの略図である。このシステムのさらなる詳細が、米国特許出願公開第２０１１／０２０５５５２号に記載されている。図１には、例示的なボアスコープ／内視鏡プローブまたはシステム１００が示されている。挿入管４０は、細長い部分４６および着脱可能な遠位先端部４２を備える。細長い部分４６は、主な長い可撓性部分、屈曲ネック、およびカメラヘッドを備える。描写線４１は、カメラヘッドが細長い部分４６上で始まるところを示す。細長い部分４６のカメラヘッドは典型的には、少なくとも画像センサ１１２、電子機器１１３、およびプローブ光学機器１１５を備える。着脱可能な遠位先端部４２は典型的には、上に説明するように、細長い部分４６のカメラヘッドに取り付けられる。着脱可能な遠位先端部４２は、画像センサ１１２上に表面または対象（図示せず）から受ける光を案内および集中させるように、プローブ光学機器１１５と組み合わせて使用される検査光学機器４４を含む。検査光学機器４４は、カメラヘッドを遠位先端部４２から離すための、レンズまたは光ファイバシステムなどのリレー光学機器を任意選択で備えることができる。本明細書では、用語「イメージャ」および「画像センサ」は置き換え可能である。
【００１７】
画像センサ１１２は、例えば、各画素で感知される光レベルに応じてビデオ信号を出力する感光性画素の２次元アレイを備えることができる。画像センサ１１２は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化物半導体トランジスタ（ＣＭＯＳ）画像センサ、または同様の機能の他のデバイスを備えることができる。ビデオ信号は、電子機器１１３によってバッファリングされ、信号線１１４を介してイメージャインターフェイス電子機器３１に伝達される。イメージャインターフェイス電子機器３１は、例えば、電力供給装置、画像センサクロック信号を発生させるタイミング発生器、画像センサビデオ出力信号をデジタル化するアナログフロントエンド、およびビデオプロセッサ５０にとってより有用なフォーマットにデジタル化した画像センサビデオデータを処理するデジタル信号プロセッサを備えることができる。
【００１８】
ビデオプロセッサ５０は、画像捕捉、画像処理、グラフィックオーバーレイ結合、およびビデオフォーマット変換に限らない様々な機能を行い、ビデオメモリ５２内にこれらの機能に関連する情報を記憶させる。ビデオプロセッサ５０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または他の処理素子を備えることができ、情報を中央演算処理装置（ＣＰＵ）５６に提供し、情報を中央演算処理装置から受信する。提供および受信された情報は、コマンド、ステータス情報、ビデオ、静止画像、またはグラフィックオーバーレイに関する可能性がある。ビデオプロセッサ５０はまた、コンピュータモニタ１２２、ビデオモニタ１２０、および一体型ディスプレイ１２１などの様々なモニタに信号を出力する。ビデオプロセッサ５０の、またはこれに接続された構成部品の例が、図４を参照して以下に記載されている。
【００１９】
接続されると、コンピュータモニタ１２２、ビデオモニタ１２０、または一体型ディスプレイ１２１のそれぞれは典型的には、検査中の対象または表面の画像、メニュー、カーソル、および測定結果を表示する。コンピュータモニタ１２２は典型的には、外部コンピュータタイプモニタである。同様に、ビデオモニタ１２０は典型的には、外部ビデオモニタを含む。一体型ディスプレイ１２１は、プローブまたはシステム１００内に一体化および内蔵され、典型的には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含む。
【００２０】
ＣＰＵ５６は、プログラムメモリ５８および不揮発性メモリ６０の両方を使用することができ、このメモリはリムーバブル記憶デバイスを備えることができる。ＣＰＵ５６はまた、プログラム実行および一時的記憶のために、ＲＡＭなどの揮発性メモリを使用することができる。キーパッド６４およびジョイスティック６２は、メニュー選択、カーソル移動、スライダ調節、およびアーティキュレーション制御などの機能のために、ＣＰＵ５６にユーザ入力を伝達する。コンピュータ入出力インターフェイス６６は、ＵＳＢ、ファイヤーワイヤ、イーサネット（登録商標）、オーディオ入出力、および無線トランシーバなどの様々なコンピュータインターフェイスをＣＰＵ５６に提供する。キーボードまたはマウスなどの追加のユーザ入出力デバイスを、コンピュータ入出力インターフェイス６６に接続させて、ユーザ制御を行うことができる。ＣＰＵ５６は、表示用グラフィックオーバーレイデータを生成し、リコール機能およびシステム制御を行い、画像、ビデオおよびオーディオ記憶を行う。ＣＰＵ５６の、またはこれに接続された構成部品の例が、図４を参照して以下に記載されている。様々な実施形態では、ＣＰＵ５６は、位相シフト解析またはシャドー解析（shadow analysis）、および測定処理を行うように構成されている。
【００２１】
プローブまたはシステム１００はさらに、カメラヘッドを通して遠位先端部４２に細長い部分４６を電気結合させる接触子３６を備える。接触子３６は、ばね負荷をかけることができ、また、複数の発光体を備えた発光モジュール３７へ駆動導体３５から電力を提供することができる。駆動導体３５は、挿入管４０の遠位端に平行に配置された複数の発光体に発光体ドライブ３２から動力を運ぶ。駆動導体３５は、１つまたは複数のワイヤを備え、共通の外側ジャケット（図示せず）内で信号線１１４と組み合わせることができる。駆動導体３５はまた、導体を信号線１１４と共有することができ、または電流を運ぶために挿入管４０の構造を利用することができる。発光体ドライブ３２は、例えば、異なる電力能力および効率を備えた発光体を補償するための時間に関する変数を備えた調節可能な電流源を備える。発光体ドライブ３２はまた、輝度または縞コントラスト判断機能３９を備える。別の方法では、上に論じたビデオプロセッサ５０は、縞コントラスト判断機能３９を備えることができる。
【００２２】
遠位先端部４２上の少なくとも１つの発光モジュール３７は、複数の発光体、および任意選択で、発光体の制御／シークエンシング、温度感知、およびキャリブレーションデータの記憶／検索のための他の電子機器を備えることができる。少なくとも１つの発光モジュール３７は、例えば、複数の発光体の温度上昇を少なくするために、セラミックまたは金属で作られた放熱板を備えることができる。様々な実施形態では、遠位先端部４２上に配置された複数の発光体からの光は、少なくとも１つの強度変調素子３８を通されて、光の分配を変更し、位相シフト解析に適した少なくとも１つの構造化光パターンを表面上に投影する。フリンジセットは、複数の発光体のうちの少なくとも１つのからなる１つの発光体グループが発光している場合に投影される構造化光パターンを備える。複数の発光体からの光は、少なくとも１つの強度変調素子３８を通されて、複数のフリンジセットを表面上に投影する。他の実施形態では、１つまたは複数の発光体からのいくつかの光は、それにより知られている形状の影を落とす対象によって吸収または反射される。
【００２３】
位相測定を使用する実施形態では、プローブは、複数のフリンジセットの少なくとも１つが表面上に投影される場合に、測定モードで動作する。測定モード中に、発光モジュール３７が有効にされ、表面上の構造化光パターンを備えた少なくとも１つのデジタル画像が捕捉される。位相シフト解析は、少なくとも１つの捕捉されたデジタル画像上で直接行うことができる。また、少なくとも１つの捕捉されたデジタル画像から得られるデータ上で行うことができる。例えば、ＹＣｒＣｂ、ＲＧＢ、またはあらゆる他の捕捉画像フォーマットから得られる輝度成分を使用することができる。したがって、本明細書で行われる画像に関する位相シフト解析を行うことへのあらゆる言及は、実際に言及された画像、または言及された画像から得られるあらゆるデータに関する位相シフト解析を行うことを含む。
【００２４】
位相測定を使用した実施形態では、または他の実施形態では、プローブは、少なくとも１つの構造化光パターンがない場合に検査モードで動作する。検査モード中に、検査光源１２３は有効にされ、挿入管４０の遠位端から光を出力する。検査モード中に光を生成および伝送する素子は集合的に、検査光伝送システムと呼ぶこともできる。一実施形態では、検査光伝送システムは、検査光源１２３、ソースファイババンドル２４、シャッタ機構３４、プローブファイババンドル１２５、および光通過素子４３を備える。他の実施形態では、検査光伝送システムは、遠位的に配置された白色ＬＥＤの場合、無効にすることができる、または調節可能な出力電流を提供するＬＥＤ駆動回路、動力をＬＥＤに伝送するためのワイヤ、ＬＥＤ自体、およびＬＥＤを保護するための保護素子などの極めて異なる素子を備えることができる。測定モード中、検査光伝送システムからの光出力の強度は、自動的に減少されて、例えば、少なくとも１つの構造化光パターンのコントラストを小さくすることを避ける。
【００２５】
検査光源１２３は典型的には、白色光源であるが、水銀または金属ハロゲン化物アークランプ、ハロゲンランプ、レーザ／蛍光体システム、または近接的または遠位的のいずれかに配置することができるＬＥＤベース光源などのプローブ用のあらゆる適当な光源を備えることができる。ファイバベース光源が使用される場合、ソースファイババンドル２４は、プローブまたはシステム１００内に含まれる。ソースファイババンドル２４は、非コヒーレントまたは半コヒーレント光ファイババンドルを備え、光をシャッタ機構３４に伝達する。シャッタ機構３４は、検査モードまたは通常の検査中に検査光伝送システムからの光出力を可能にし、測定モードまたは測定パターン投影中に検査光伝送システムからの光出力を遮断、あるいは阻止する。シャッタ機構３４は、例えば、ソレノイドまたはモータ駆動機械シャッタ、または電気光源ディスエーブラを備える。シャッタ機構３４の位置は、その実施態様に基づいて変化することができる。シャッタ機構３４は光を通過させるのを可能にする場合、プローブファイババンドル１２５は、光通過素子４３を介して表面または検査部位に光を伝送する。プローブファイババンドル１２５は、非コヒーレント光ファイババンドルを備えることができる。光通過素子４３は、ガラス杖、形成ファイバ、またはレンズもしくはディフューザなどの分配制御特徴を備えることができる。
【００２６】
前に論じたイメージャインターフェイス電子機器３１、発光体ドライブ３２、およびシャッタ機構３４は、プローブ電子機器４８内に含まれる。プローブ電子機器４８は、主制御装置またはＣＰＵ５６から物理的に分離させて、プローブ関連の動作に関するよりローカルな制御を行うことができる。プローブ電子機器４８はさらに、キャリブレーションメモリ３３を備える。キャリブレーションメモリ３３は、倍率データ、光学的歪みデータ、およびパターン投影幾何学的データなどの、遠位先端部４２または細長い部分４６の光学システムに関連する情報を記憶する。
【００２７】
プローブ電子機器４８内にも含まれるマイクロコントローラ３０は、イメージャインターフェイス電子機器３１と通信して、ゲインおよび露出設定を判断および設定し、発光体ドライブ３２電気回路を制御し、キャリブレーションデータをキャリブレーションメモリ３３から記憶し、読み取り、シャッタ機構３４を制御し、ＣＰＵ５６と通信する。マイクロコントローラ３０の、またはこれに接続された構成部品の例が、図４を参照して以下に論じられる。
【００２８】
再び遠位先端部４２を参照すると、遠位先端部４２に示された素子は別の方法では、細長い部分４６上に配置させることができる。これらの素子は、上に論じた、検査光学機器４４、少なくとも１つの光学発光モジュール３７、少なくとも１つの強度変調素子３８、および光通過素子４３を備える。加えて、複数の発光体を備えた少なくとも１つの発光モジュール３７は、挿入管４０に固定して取り付けることができ、一方、少なくとも１つの強度変調素子３８は遠位先端部４２上に配置される。このような実施形態では、遠位先端部４２と細長い部分４６の間の正確で繰り返し可能なアラインメントが必要とされ、細長い部分４６と遠位先端部４２の間の接触の必要性をなくしながら、異なる視野を可能にするという利点を実現することを可能にする。
【００２９】
上に記載したように、位相測定の実施形態では、光の分配を変更する、少なくとも１つの強度変調素子３８に光を通すことによって、構造化光パターンが表面上に作り出される。構造化光パターンは、正弦波強度プロファイルを備えた平行光および暗線を備えることができる。パターンの位相を判断するように、適当な位相シフト解析で使用される場合に、四角形、台形、三角形、または他のプロファイルを有する線パターンを、表面上にも投影させることができる。パターンはまた、直線以外の、平行線を備えることができる。例えば、曲線、波線、ジグザグ線、または他のこのようなパターンを、適当な解析で使用することができる。
【００３０】
位相測定の一実施形態では、少なくとも１つの強度変調素子３８は、図６に示すように、線格子９０を備える。加えて、少なくとも１つの発光モジュールは、複数の発光体を備える。特に、少なくとも１つの発光モジュールは、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイを備える。
【００３１】
位相測定の様々な実施形態では、フリンジセットは、複数の発光体のうちの少なくとも１つからなる１つの発光体グループが発光している場合に投影される構造化光パターンを備える。発光モジュール３７の複数の発光体は、少なくとも１つの発光体の１つのグループが発光している場合に投影される構造化光パターンが、少なくとも１つの発光体の他のグループが発光している場合に投影される構造化光パターンに対する空間的または位相シフトを呈するように位置決めされる。すなわち、１つのフリンジセットの構造化光パターンは、他のフリンジセットの構造化光パターンに対する空間的または位相シフトを呈する。
【００３２】
図２は、例示的な一実施形態によると、遠隔目視検査システム用の着脱可能先端部１４２、例えば、遠位先端部４２（図１）の構成部品の斜視図である。先端部１４２は、配向のために示された、挿入管４０に取り付けることができる。先端部１４２の例示的な構成部品は、汚れもしくは他の汚染物質、機械的損傷、または厳しい環境からこれらの構成部品を遮蔽するハウジング内に囲むことができる。先端部１４２を使用して、構造化光パターンを使用して位相測定を行うことができる。先端部１４２のさらなる詳細は、上記で参照した米国特許出願公開第２０１１／０２０５５５２号に記載される。
【００３３】
複数の発光体を備えた２つの発光モジュール１３７ａ、１３７ｂは、前方検査光学機器１４４の各側に位置決めされる。検査光学機器１４４の一方側に位置決めされた複数の発光体は、第１の発光モジュール１３７ａを備え、検査光学機器１４４のもう一方側に位置決めされた複数の発光体は、第２の発光モジュール１３７ｂを備える。加えて、強度変調素子１３８は、２つの強度変調領域１３８ａおよび１３８ｂを備え、１つの強度変調領域は、前方検査光学機器１４４の各側に位置決めされる。第１の発光モジュール１３７ａからの光は、第１の投影セットを形成する、強度変調領域１３８ａを通して経路１７０ａを介して通過され、第２の発光モジュール１３７ｂからの光は、第２の投影セットを形成する、強度変調領域１３８ｂを通して経路１７０ｂを介して通過される。強度変調素子１３８は、光の分配を変更し、位相シフト解析と互換性のある構造化光パターンを表面上に生成する線格子１９０を備える。
【００３４】
画像センサ（図示せず）は、第１の画像セットおよび第２の画像セットを得る。第１の画像セットは、第１の投影セットの複数のフリンジセットのうちの少なくとも１つの表面上への投影の少なくとも１つの画像を備え、第２の画像セットは、第２の投影セットの複数のフリンジセットのうちの少なくとも１つの表面上への投影の少なくとも１つの画像を備える。
【００３５】
第１の強度変調領域１３８ａに関連する第１の発光モジュール１３７ａは、検査光学機器１４４の一方側に位置決めされ、第２の強度変調領域１３８ｂに関連する第２の発光モジュール１３７ｂは、検査光学機器１４４のもう一方側に位置決めされ、それによって、表面から反射される少なくとも１つの構造化光パターンが、検査光学機器１４４を通過して、画像センサに到達する（図示せず）。
【００３６】
２つの発光モジュール１３７ａ、１３７ｂはそれぞれ、少なくとも３つの発光体を備えた、細長いＬＥＤアレイ１８０を備える。別の方法では、２つの発光モジュール１３７ａ、１３７ｂはそれぞれ、複数の発光体を備えることができ、複数の発光体はそれぞれ、少なくとも２つのＬＥＤの直列ストリングを備える。光を検査光源１２３（図１）から表面に運ぶ光通過素子（図示せず）はまた、遠位先端部１４２内に含めることができる。遠位先端部１４２上に配置された任意選択の電気回路１５０は、ＬＥＤのシークエンシングを制御し、単一および多数のＬＥＤの間で選択し、温度を感知し、キャリブレーションデータを記憶／検索することができる。任意選択の電気回路１５０は、図１に示すＣＰＵ５６またはマイクロコントローラ３０によって管理させることができる。
【００３７】
プローブまたはシステム１００では、第１の投影セットは複数のフリンジセットを備え、第２の投影セットは複数のフリンジセットを備える。複数の発光体は、第１の発光モジュールの１つの発光体グループから投影された第１の投影セットの１つのフリンジセットの構造化光パターンが、第１の発光モジュールの他の発光体グループから投影された第１の投影セットの他のフリンジセットの構造化光パターンに対する位相シフトを呈するように位置決めされる。同様に、第２の発光モジュールの１つの発光体グループから投影された第２の投影セットの１つのフリンジセットの構造化光パターンは、第２の発光モジュールの他の発光体グループから投影された第２の投影セットの他のフリンジセットの構造化光パターンに対する位相シフトを呈する。
【００３８】
複数の発光体は、第１の投影セットの１つのフリンジセットの構造化光パターンが、第１の投影セットの他のフリンジセットの構造化光パターンに対する空間的または位相シフトを呈するように位置決めされる。同様に、第２の投影セットの１つのフリンジセットの構造化光パターンが、第２の投影セットの他のフリンジセットの構造化光パターンに対する空間的または位相シフトを呈する。
【００３９】
一実施形態では、第１の発光モジュールは３つの発光体グループを備え、第２の発光モジュールは３つの発光体グループを備える。したがって、第１の投影セットを備えた３つのフリンジセットは、検査光学機器１４４の一方側から作り出され、第２の投影セットを備えた３つのフリンジセットは、検査光学機器１４４のもう一方側から作り出される。したがって、プローブまたはシステム１００は、ＦＯＶの各側から３つのフリンジセット、合計６つのフリンジセットを投影することができる。輝度およびコントラストを改善するために、発光モジュール１３７ａおよび１３７ｂは、上に詳細に記載したように、輝度判断機能とともに、４つ以上のＬＥＤを備えることができる。さらに、発光モジュール１３７ａおよび１３７ｂの複数の発光体はそれぞれ、少なくとも２つのＬＥＤの直列ストリングを含むことができる。
【００４０】
構造化光投影および位相シフト解析を利用するシステムの精度は、そのベースライン間隔によって大部分は判断される。ＦＯＶ内のフリンジセットの位置と組み合わされたその絶対位相が使用され、絶対的対象距離を判断する典型的なシステムの場合、ベースライン間隔は、投影起点とカメラ視野起点の間の距離である。２つの別のフリンジセットの絶対位相間の差が使用され、絶対的対象距離を判断する本実施形態では、ベースライン間隔は、発光モジュール１３７ａと１３７ｂの間の距離である。したがって、２つの発光モジュール１３７ａと１３７ｂの間の距離が、検査光学機器１４４と単一の発光モジュール１３７の間の距離より大きい場合に、精度が改善される。小径プローブ内の機械的制約により、検査光学機器１４４を挿入管４０の中心から実質的にずらすことが難しくなるので、２つの発光モジュール１３７ａおよび１３７ｂを利用する記載の実施形態は全体的に、前方検査システム内の単一の発光モジュール１３７で達成することができるより大きいベースライン間隔を達成することができる。
【００４１】
加えて、挿入管上の遠位先端部１４２の位置決めの際の変動性により、先端部から始まる投影をＦＯＶに対してシフトさせる。ＦＯＶ内の位置と組み合わされた絶対位相を使用して対象距離が計算される場合、このようなシフトにより、計算した対象距離内に誤差が生じる。本実施形態では、絶対位相差は挿入管上の先端部の位置決めによって影響を受けないので、このような誤差はなくなる。代替形態の方法では、２つのＬＥＤアレイはまた、第１の投影セットが第２の投影セットより僅かに大きく検査光学機器からずれる大きな格子を備えた検査光学機器の一方側に配置させることができる。
【００４２】
いくつかの応用例では、側面視と呼ばれる、プローブ軸に垂直な方向の図を得ることが望ましい。このような図を得るために、遠位先端部１４２は、これを通して表面から反射された複数のフリンジセットが検査光学機器２４４を通過して、画像センサ（図示せず）に到達する、側面視プリズム２１０などの素子を備えた着脱可能な側面検査先端部２４２（図８および９）と交換することができる。
【００４３】
図３は、遠隔目視検査（ＲＶＩ）システムの測定精度を試験する例示的な方法を示すフローチャートである。簡単に言うと、試験対象はＲＶＩシステムの視野内に置かれる。試験対象は、試験特徴、例えば、知られている幾何学的特性を有する基準を含む。試験対象の画像が捕捉され、試験特徴の幾何学的特性が測定される。測定した座標は、知られている幾何学的特性と比較されて、ＲＶＩシステムの精度値を判断する。本方法のステップは、コントローラを使用して自動的に行うことができる。処理はステップ３１０で始まる。
【００４４】
ステップ３１０では、遠隔目視検査システムのプローブへの着脱可能測定光学先端部の取り付けが検出される。プローブは、例えば、直線視または側面視先端部であってもよい。様々な実施形態では、コントローラは、着脱可能測定光学先端部の取り付けの際に割り込みを受信する。コントローラはまた、着脱可能測定光学先端部の取り付けを検出するように、導体の電気状態を周期的に測定することができる。コントローラは、レベルトリガ信号またはエッジトリガ信号のいずれかに対する監視またはポーリングによって取り付けを検出することができる。着脱可能測定光学先端部の取り付けが検出された後に、ステップ３１０はステップ３２０へと続く。様々な実施形態では、プローブは画像センサ（ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）を備える。他の実施形態では、着脱可能測定光学先端部は、画像センサを備える。
【００４５】
様々な実施形態では、検出ステップ３１０は、着脱可能測定光学先端部が取り付けられる場合に、試験回路の抵抗の変化を検出するステップを含む。例えば、試験電圧を検出回路に加えることができ、検出回路内の試験点の電圧を測定することができる。検出回路は、着脱可能測定光学先端部が取り付けられる場合、着脱可能測定光学先端部が取り付けられない場合とは、試験点の電圧が異なるように構成されている。一実施例では、試験点は、抵抗器を通して、光学先端部が取り付けられない場合には、例えば＋３．３ＶＤＣまで引き上げられるが、光学先端部が取り付けられる場合には、試験点を接地するまで短絡させる。
【００４６】
様々な実施形態では、検出ステップ３１０は、識別ステップ３１５を含む。ステップ３１５では、取り付けられた測定光学先端部の識別性が判断される。測定光学先端部は、（ワイヤを介してまたは無線で）識別情報をコントローラに伝達することができ、またはコントローラは、先端部とプローブの間のインターフェイスで抵抗値もしくは他の電気的性質を解析することができる。識別情報を使用して、取り付けられた測定光学先端部に関連する測定キャリブレーションデータを選択することができる。
【００４７】
ステップ３２０では、ユーザは、ユーザプロンプトデバイス（例えば、コンピュータモニタ１２２、図１）を介して、遠隔目視検査システムの測定精度の試験を行うように指示される。例えば、「試験するためにＯＫを押してください」というメッセージを画面に表示することができる。指示ステップ３２０は、ユーザ入力デバイスからの試験開始表示、例えば、ユーザプロンプトデバイスに対して動作可能に配置されたタッチセンサ上への接触を待つステップを含むことができる。タッチセンサおよびユーザプロンプトデバイスはともに、タッチ画面を構成することができる。ユーザ入力デバイスはまた、例えば、キーボード、ジョイスティック、マウス、トラックボール、またはＲＶＩシステムシャーシもしくはハンドセット上のボタンであってもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ステップ３２０は案内ステップ３２５を含む。案内ステップ３２５では、プローブ内の画像センサからの運動画像は、画面上に提示される。これは、画像センサからのライブビデオ供給、または画像センサからの連続して提示された静止キャプチャ（例えば、毎秒１つ）であってもよい。加えて、同時であるかどうかにかかわらず、試験特徴に対する所望の配向の画像センサからの画像の視覚的表示が、画面上に提示される。所望の配向は、所望の相対位置（試験特徴からの画像センサの並進変位）、相対回転、または両方を含むことができる。視覚的表示は、例えば、画像センサが試験特徴に対して所望の配向にあった場合に捕捉される画像または画像のサムネイルであってもよい。視覚的提示を、ＲＶＩシステム、例えばデータ記憶システム１１４０の不揮発性メモリ内に記憶させることができる（図４）。
【００４９】
ステップ３１５を使用するいくつかの実施形態では、案内ステップ３２５は、判断された識別性を使用して視覚的表示を選択するステップを含む。一実施例では、図１０を参照して、試験対象は、試験特徴１０２０および２つのポート１０１１、１０７７を有する試験ブロック１０１０であり、ポート１０１１は直線視先端部を担持するプローブを挿入するためのものであり、ポート１０７７は側面視先端部を担持するプローブを挿入するためのものである。点線が配向のために示されている。線１０１２は、試験特徴１０２０を見下ろす（「下ろす」という用語は限定的ではない）直線視先端部を担持するプローブの配向の例を示す。分かるように、ポート１０７７内の側面視先端部は、試験特徴１０２０の平面内の限られた範囲の配向から試験特徴１０２０を見ることができるだけである（０°に近い回転角度θ、どれだけ近いかは、試験ターゲット１２０のサイズ、および側面視先端部の視野に基づいて選択することができる）。しかし、ポート１０１１内の直線視先端部は、自由に回転させて、あらゆるθから試験特徴１０２０を見ることができる。使用される特定の先端部の特徴により、直線視先端部が角度θ≠０°で試験特徴１０２０を見ることが望ましい可能性がある。さらに、いくつかの側面視先端部は、画像を垂直または水平に反転させる。したがって、正しいθに直線視先端部を担持するプローブを回転させる際にユーザを案内する視覚的表示は、正しい角度φに側面視先端部を担持するプローブを回転させる際にユーザを案内する視覚的表示と異なる（θ軸に垂直な軸周りの回転、この例では側面視先端部に対してθ≡０°）。
【００５０】
ユーザに指示した（ステップ３２０）後に、ステップ３３０では、試験対象上の試験特徴の１つまたは複数の画像が捕捉される。これは、取り付けられた測定光学先端部に適当な方法で画像データを捕捉する、画像センサを使用して行われる。例えば、ステレオ、シャドー、またはレーザドット先端部では、単一の画像を捕捉することができる。位相測定では、多数の画像を捕捉することができる。ステップ３３０の後に、ステップ３４０が続く。
【００５１】
様々な実施形態では、着脱可能測定光学先端部は、例えば、図５〜７を参照して以下に論じるように、ＬＥＤおよび格子を有する構造化光測定光学先端部である。他の実施形態では、着脱可能測定光学先端部は、ステレオ光学先端部またはシャドー光学先端部である。シャドー先端部は、例えば、これを通して開口に平行に配向された不透明線を通して光が輝くスリット開口を備えることができる。構造化光を使用した実施形態では、着脱可能測定光学先端部は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることができる。先端部は、コントローラがＬＥＤのいずれかを作動させた場合に、画像センサの視野内で対象上に構造化光パターンを投影する。ステレオ先端部は、ビームスプリッタ、例えば、画像センサの上にレンズを通して２つの異なる検査角度から光を案内するプリズムを備えることができる。したがって、捕捉した画像は、２つの別のキャプチャを横に含み、それぞれのキャプチャは各検査角度からのものである。ステレオ先端部のさらなる例が、本明細書に参照として援用する、Ｂｅｎｄａｌｌらの米国特許第７，１７０，６７７号に記載されている。シャドー先端部のさらなる例が、本明細書に参照として援用する、Ｌｉａの米国特許第４，９８０，７６３号に与えられている。
【００５２】
様々な実施形態では、ステップ３３０（またはステップ３４０）は、画像センサに対する試験特徴の配向を判断するために、捕捉した画像の少なくとも１つを解析するステップを含む。例えば、ユーザが試験特徴に対して先端部を位置決めする方法での光学または機械公差、および変化により、試験シーケンス（ステップ３１０で始まる）が行われるたびに、捕捉した画像フレーム内で異なる位置に試験特徴を配置させることができる。捕捉した画像自体は、画像内で知られている特徴（例えば、文字「Ｆ」などの配向マーク）を識別し、どのようにしてこれらの特徴が画像センサに対して配向されるかを判断することによって解析することができる。これにより、直線視または側面視先端部が使用されているかどうかを判断することが可能になる。（上記例では、０から許容範囲より遠いθは、直線視先端部が使用されていることを示す。）また、選択した基準角度とは異なる角度で捕捉した画像を利用することが可能である。画像が捕捉される前に、ユーザは必ずしも正確に所望の角度で先端部を配向させることができないので、これは有益である。捕捉した画像が変更あるいは処理される場合、その後のステップは、変更または処理した画像を捕捉した画像として使用する。
【００５３】
ステップ３４０では、試験特徴の座標は、捕捉した画像の少なくともいくつかを使用して判断される。これは、閾値化、高パスフィルタリングまたは他のエッジ検出スキーム、領域抽出、画像データの拡張もしくは浸食、または色抽出などの特徴抽出技術を使用して行うことができる。試験特徴の知られている色または知られている幾何学的特性は、検討中の（１つまたは複数の）捕捉した画像内で見つけることができる。座標のあらゆる１以上の数を判断することができる。判断した座標は、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）座標であってもよい。座標は、デカルト、極性、球状、円筒形、または均質の形で表現することができる。２Ｄ座標は、例えば、対象平面に対する画像データの逆投影マッピングによって判断することができる。３Ｄ座標は、ステレオ、スキャニングシステム、ステレオ三角測量、位相シフト解析などの構造化光方法、位相シフトモアレ、およびレーザドット投影などの既存の技術を使用して判断することができる。これらの技術のいくつかは、他のもののうち、そうでなければ光学歪みによって導き出される３次元座標内の誤差を少なくするために使用される光学特性データを含む較正データを使用する。いくつかの技術では、３次元座標は、投影されたパターンなどを含むことができる近い時間近接性で捕捉された１つまたは複数の画像を使用して判断することができる。ステップ３４０の後には、ステップ３５０が続く。
【００５４】
いくつかの実施形態では、ステップ３５０よりステップ３１９が先行する。ステップ３１９では、取り付けられた測定光学先端部に対応するキャリブレーションデータは、コントローラによって自動的に検索される。キャリブレーションデータは、対象の画像のサイズをこれらの対象のサイズに、画像座標フレームを対象座標フレームに、または輝度を距離に関連付ける情報を含むことができる。キャリブレーションデータはまた、構造化光測定先端部上の格子の寸法などの、先端部に関する情報を含むことができる。キャリブレーションデータは、倍率を距離に関連付ける情報、または光学歪み、構造化光投影幾何形状、もしくは立体斜視幾何形状に関する情報を含むことができる。
【００５５】
ステップ３５０では、試験特徴の幾何学的特性が、試験特徴の判断した座標を使用して測定される。一実施例では、試験特徴は２つの基準を備え、幾何学的特性はこれらの間の距離である。この距離は、物理的寸法（例えば、ｍｍ）に対する画像空間内の試験特徴の判断した座標を変換することによって測定することができる。物理的座標の間のユークリッド距離をその後算出して、距離を判断することができる。ステップ３１９を使用した実施形態では、測定ステップは、検索したキャリブレーションデータを使用して行われる。ステップ３５０の後には、ステップ３５９またはステップ３６０が続く。
【００５６】
測定した幾何学的特性は、試験特徴の長さ、幅、高さ、深さ、または半径であってもよい。測定した幾何学的特性はまた、平らな平面または他の基準表面からの試験特徴の偏向であってもよい。試験特徴は、平らな表面、球体もしくは他の隆起した３次元（３Ｄ）表面、もしくはスロット、円形リセス、または他の窪んだ３Ｄ表面を含むことができる。
【００５７】
様々な実施形態では、判断した座標は、３次元（３Ｄ）座標である。知られている幾何学的特性は、複数の基準点の３Ｄ座標を含み、測定した幾何学的特性は、判断した座標の少なくともいくつかと基準点の間の距離測定基準を含む。様々な実施形態では、ステップ３５０は、試験特徴の複数の点の３Ｄ対象座標を測定するステップを含む。３Ｄ対象座標はその後、座標変換により、基準点の座標フレームに変換される。例えば、構造化光、ステレオ、およびシャドー測定光学先端部を使用して、コントローラが３次元データに後処理することができる画像を捕捉することができる。３Ｄ対象座標は、プローブに対してフレーム内でこれらのデータから抽出することができる。これらはその後、基準点に対して、例えば、試験特徴に対して、フレームに変換させることができる。
【００５８】
様々な実施形態では、距離測定基準は、判断した座標の少なくともいくつかと基準点の対応する座標の間の二次平均（ＲＭＳ）、平方和、平方平均、またはそれぞれの距離の平均である。一実施例では、ｉ番目の判断した座標（ｘi，ｙi，ｚi）を以下のベクトルとして表現する。
【００５９】
【数１】
2014222224.tif 000003
ｉ番目の測定した点は同様に、以下の式で表現する。
【００６０】
【数２】
2014222224.tif 000004
式中、ｉ∈［ｌ，ｎ］である。測定した幾何学的特性ｃmgは、二乗平均平方根（ＲＭＳ）式であってもよい。
【００６１】
【数３】
2014222224.tif 000005
これは、ステップ３７０で試験することができる単一の値で、知られている点と測定した点の間の全体的差を示す。
【００６２】
別の実施例では、ステップ３５０では、測定した幾何学的特性を示す１つまたは複数の値が与えられる。本実施例では、知られている幾何学的特性は、試験特徴を示す１つまたは複数の値を含む。このように、試験特徴を示す（１つまたは複数の）値を、試験特徴自体の測定データの代わりに使用することができる。一実施例では、試験特徴は半球体であり、それを示す２つの値は、２つの相互垂直軸に沿った半球体の最大幅である（例えば、図１０では、θ＝０°、θ＝９０°に平行な軸）。これらの値は、試験特徴の製造公差内で等しくなっているべきである。値がこれらの公差を超えて異なる範囲は、したがって、測定の不正確性を示すことになる。２つの値を幅の知られている値と比較して、スケール測定の不正確性を判断し（例えば、知られている値の約２倍である両方の値は、２×倍率誤差を示す）、別の方向での測定と比較した一方向の測定での不正確性を判断することができる。
【００６３】
別の実施例では、３Ｄでは、知られている幾何学的特性は、試験特徴の平坦度である。試験特徴は、製造公差内で平らであるように設計することができ、平坦度は、試験特徴がその間にある２つの平行平面の間の間隔であってもよい。測定した幾何学的特性は、測定した座標に対する対応する間隔であり、例えば、平面を測定点に適合させ、法線の方向に平面から最も離れた２点の間の平面に対する法線に沿った距離を判断することによって判断することができる。適合は、最小二乗もしくはミニマックス最適化、または他の数学的最適化技術によって行うことができる。
【００６４】
様々な実施形態では、知られている幾何学的特性は、複数の領域および対応する平坦度である。例えば、知られている平らな表面の測定データの平坦度の要件は、エッジでよりも視野の中心でより厳しい可能性がある。本明細書に記載された他の知られている幾何学的特性はまた、中心からエッジに、または捕捉した画像の、もしくは試験対象自体の点から点もしくは領域から領域で変わる可能性がある。知られている幾何学的特性は、試験対象の製造公差に対応する可能性がある。
【００６５】
ステップ３５９では、精度結果は、測定した幾何学的特性および知られている幾何学的特性を使用して判断される。これは、例えば、ステップ３６０を参照して以下に記載するように行うことができる。精度結果は、遠隔目視検査システムの測定精度に相関している。一実施例では、精度結果判断ステップ３５９は、ステップ３５０からの測定した幾何学的特性と、試験特徴の知られている幾何学的特性の間の差として精度結果を算出するステップを含む。ステップ３５９の次には、ステップ３８０またはステップ３６０が続く可能性がある。
【００６６】
ステップ３６０において、様々な実施形態では、精度値は、試験特徴の測定した幾何学的特性と知られている幾何学的特性の間の差に基づいて判断される。この精度値は、それ自体が捕捉した画像データに基づいた計算である可能性がある、ステップ３５０で取られる測定値を使用して提供される。上の基準距離の例に続いて、精度値は、いずれの順序にせよ、基準の間の知られている距離（例えば、３ｍｍ）および基準の間の測定した距離（例えば、３．１４ｍｍ）を減算または除算した結果である可能性がある。精度値は、物理的単位、画像センサ単位、パーセンテージ、標準偏差、または他の適当な測定ベースで表現することができる。ステップ３６０の次には、ステップ３７０が続く。
【００６７】
ステップ３７０では、判断した精度値は、所定の許容精度値と比較される。例えば、判断した精度値は、知られている特徴に対する測定した特徴の比率であり、所定の許容精度値は、パーセンテージ帯、例えば、１００±２０％である可能性がある。判断した精度値ａは、上に記載したように、差｜測定した−知られている｜であり、所定の許容精度値は、ａ≦ｋ（すなわち、（１つまたは複数の）算出した差が、所定の許容精度値より小さい）または０≦ａ≦ｋであるように、差閾値ｋである可能性がある。上の距離測定基準の例に続いて、知られている幾何学的特性ｃmgは、基準点および測定点を考慮し、したがって、ｃmg値は別の知られている値と比較する必要はない。したがって、所定の許容精度値ｋとの所定の精度値ｃmgの比較は、０≦ｃmg≦ｋであるかどうかを判断するステップを含むことができる。比較の結果は、（ステップ３５９を参照して上に論じた）精度結果として提供される。ステップ３７０の次には、ステップ３８０が続く。
【００６８】
幾何学的特性を示す（１つまたは複数の）値を使用して上に与えられた実施例では、ステップ３６０は、測定した幾何学的特性を示す１つまたは複数の値と知られている幾何学的特性の１つまたは複数の値の間の（１つまたは複数の）差を算出するステップを含む。２つ以上の値が使用される場合、差は、複数の（測定値、知られている値）対から算出される単一の差、またはそれぞれの（測定値、知られている値）対の間の複数の差である可能性がある。ステップ３７０はその後、（１つまたは複数の）算出した差が、所定の許容精度値の選択したパーセンテージまたは寸法量以内（例えば、０±５％、または０＋５％−０％）であるかどうか判断するステップを含むことができる。
【００６９】
ステップ３８０では、判断された精度結果、例えば、上に記載した差（ステップ３５９）、または上に記載した比較の結果（ステップ３７０）の表示が提供される。例えば、表示はフラッグセットであってもよく、またはコントローラに動作可能に接続されたメモリ内で消去することができる。表示はまた、生成されたもしくは生成されていない信号であり、または比較の結果により特定の値もしくはレベルで生成することができる。表示はまた、例えば、ユーザ出力デバイス（例えば、コンピュータモニタ１２２、図１）を介して、ユーザに提示された視覚、聴覚、触覚、力覚、嗅覚、または味覚刺激である可能性がある。ユーザプロンプトデバイスをユーザ出力デバイスとして使用する実施例は、「測定が仕様内である」または「測定が仕様内ではない」のいずれかである、画面上に表示されたメッセージである。いくつかの実施形態では、成功（判断した精度が許容精度制限内である）または失敗に関する表示が提供されるだけである。特に、いくつかの実施形態では、比較ステップ３７０は、測定した精度値が少なくとも所定の許容精度を提供しないと判断した場合にのみ、表示が提示される。いくつかの実施形態では、ステップ３７０またはステップ３８０の次には、ステップ３９０が続く。
【００７０】
様々な実施形態において、ステップ３９０では、比較ステップ３７０の後に、コントローラは、選択した駆動電流で測定光学先端部上の少なくとも１つのＬＥＤを自動的に作動させ、画像センサを使用して画像を捕捉する。これらの実施形態のいくつかでは、捕捉ステップ３３０は、選択した試験電流を測定光学先端部上のＬＥＤの少なくとも１つを通すステップを含む。選択した試験電流は、選択した駆動電流より大きい。これにより、通常動作中にＬＥＤのバーンアウトを加速させることなく、測定精度を試験するために捕捉された画像の信号対雑音比を改善することができる。
【００７１】
様々な実施例では、例えば、ステップ３１５を参照して上で論じたように、取り付けられた測定光学先端部の識別が判断される。判断した識別および判断した精度結果は、例えば、データベース、ファイル、または他のデータストアに記憶される。取り付けを検出するステップ３１０、ユーザに指示するステップ３２０、画像を捕捉するステップ３３０、座標を判断するステップ３４０、特性を判断するステップ３５０、精度結果を判断するステップ３５９、識別を判断するステップ３１５、および記憶するステップはその後、１回または複数回繰り返される。これは、例えば、特定の遠隔目視検査システムで使用された先端部のデータストア内の履歴を構築する。履歴をその後、ユーザに提示することができる。トレンドも判断することができ、これらのトレンドからの逸脱をユーザに提示することができる。これにより、例えば、保守が必要である点に先端部が近づいている可能性があるという表示をユーザに提供することが可能である。データストアを使用して、１つまたは複数の先端部の特徴を、診断または予測の目的で追跡することができる。様々な態様では、記憶するステップ（図示せず）は、先端部の判断されたシリアル番号または他の識別値、（例えば、ステップ３３０において）測定が行われた日付、所定の幾何学的特性などの測定値、または（例えば、ステップ３５９からの）所定の精度結果、または（例えば、ステップ３６０からの）精度値を記憶するステップを含む。データストアは、例えば、内部フラッシュメモリ上で内部にある、または例えば、ＵＳＢドライブもしくはＳＤカード上で外部にある可能性がある。データは、例えば、ネットワークまたはＵＳＢ接続を介して、データストアへインポートさせる、またはデータストアからエクスポートさせることができる。異なるボアスコープ上で使用される同じ先端部からのデータを組み合わせて、先端部またはボアスコープを修理する必要があるかどうかを判断することができる。
【００７２】
図５は、細長い金型を使用して作られた発光モジュール上の例示的な発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイの上面図である。このアレイは、例えば位相測定を行うために使用することができる。このアレイのさらなる詳細が、上記米国特許出願公開第２０１１／０２０５５５２号に記載されている。線格子９０（図６）は、格子周期ｐを有する。各発光体８１は、格子周期ｐの１／３未満の幅を有し、各発光体８１は、ｐ／３の中心間間隔で互いに隣接して並べられている。この構成では、１つの発光体８１が発光している場合に投影される線パターンは、隣接する発光体８１が発光している場合に投影される線パターンに対して線周期の約１／３すなわち１２０°の空間的または位相シフトを有する。８サイクル／ｍｍ格子周期ｐで使用される各発光体８１に対する例示的な発光領域寸法は、３５μｍ×５００μｍであってもよい。
【００７３】
別の方法では、１２０°の効果的な位相シフトは、発光体８１間隔が格子周期の１／３以外である構成で達成することができる。例えば、格子周期の２／３の発光体８１間隔では、１つの発光体８１が発光している場合に投影される光パターンは、隣接する発光体８１が発光している場合に投影される線パターンに対して２４０°の位相シフトを有することができる。この構成では、各発光体８１は、格子周期ｐの２／３未満の幅を有し、各発光体８１は、２ｐ／３の中心間間隔で互いに隣接して並べられている。多数の線がそれぞれ０から３６０°位相範囲を有して投影されるので、２４０°位相シフトは１２０°位相シフトと同等である。一般的に、ｐが３の倍数ではない整数である格子周期の約ｐ／３の中心間間隔で発光体８１を位置決めすることによって、１つの発光体８１が発光している場合に投影される光パターンは、隣接する発光体８１が発光している場合に投影される線パターンに対して約１２０°の効果的な位相シフトを有することができる。
【００７４】
多数の発光体８１は、３つの別の発光体グループを作り出すために、１つの格子周期だけ間隔を置いて配置される。明確にするためだけに、図２の３つの発光体グループのそれぞれを備えた発光体８１は、異なるパターンで示されている。ＬＥＤアレイ８０は、同色の個別の発光体８１を備える。しかし、１つの発光体グループを備えた発光体８１の色は、他の発光体グループを備えた発光体８１の色と異なる可能性がある。
【００７５】
各発光体グループを備えた複数の発光体８１は、線格子の整数の周期にほぼ等しい距離だけ、発光体８１に、および線格子上の線に垂直な軸に沿って間隔を置いて配置される。その結果、１つの発光体グループを備えた複数の発光体８１が同時に発光する場合、多数の発光体８１それぞれによって生成される構造化光パターンは互いに合計される。これにより、単一の発光素子によって発生させるのより輝度の高い線パターンを形成する。発光体幅を大きくすることにより、輝度を大きくすることができるが、線格子周期は、画像雑音に対する感度を比例的により高くさせなければならない。記載したように複数の狭い発光体８１を使用することによって、パターン輝度は、線格子周期を大きくすることなく増加させることができる。
【００７６】
図５、および再び図１を参照すると、発光デバイス３２は、１つの発光体８１または多数の発光体８１を各発光体グループに対して有効にすべきであるかどうかを判断するための、輝度またはフリンジコントラスト判断機能３９を備える。発光体８１からの光はコリメートされないので、投影されたフリンジセットは、線格子からの距離が大きくなるにつれて拡張する。発光体グループの多数の発光体８１が同時に発光している場合、個別のフリンジセットは、一定の位相というよりは、一定の距離（図５および６の例示的場合で示したように１つの格子周期ｐ）だけずらされ、したがって、その位相は拡張するのとともにより位置合わせされる。この結果、格子からの距離が大きければ大きいほど、コントラストが次第に高くなる。したがって、低い画像雑音を達成するためにより大きな強度が必要とされる表面を測定する場合、同じフリンジセットからの多数の発光体８１を、同時に作動させて、高いコントラストでより大きな輝度を提供することができる。しかし、密接した距離では、正弦波強度は、位相位置合わせされず、フリンジセットコントラストは小さくなる。また、密接した距離ではより小さい強度が必要とされ、したがって、より密接した表面を見る場合、１つの発光体８１を作動させて、適当な強度および高いコントラストを達成することができる。
【００７７】
輝度またはフリンジコントラスト判断機能３９からの評価によって、各発光体グループ内の１つの発光体８１または多数の発光体８１は、各フリンジセットに対して有効にされる。一実施形態では、駆動導体３５は、ＬＥＤ毎に１つまたは複数の駆動ワイヤ（図示せず）を備える。輝度またはフリンジコントラスト判断機能３９は選択的に、フリンジセット毎に適当な数のＬＥＤを発光させるために、駆動導体３５の特定の駆動ワイヤを通して電流を伝達する。
【００７８】
別の方法では、輝度またはフリンジコントラスト判断機能３９は、発光体ドライブ３２から離れて配置することができ、例えば、アナログ検出回路またはビデオプロセッサを備えることができる。このアセンブリでは、駆動導体３５の１つの駆動ワイヤは、発光体ドライブ３２を発光モジュール３７に接続し、輝度またはフリンジコントラスト判断機能３９によって制御される１つまたは複数の制御ワイヤ（図示せず）はまた、発光モジュール３７に接続される。発光モジュール３７上に含まれる回路（図示せず）は選択的に、（１つまたは複数の）制御ワイヤ上の信号に応じて、１つまたは多数のＬＥＤを駆動ワイヤに接続させることができる。
【００７９】
フリンジセットおよび輝度またはフリンジコントラスト判断機能３９毎の多数の発光体８１の使用により、ＬＥＤアレイ８０は、画像捕捉および測定中に、適当な輝度およびコントラストを提供する。ＬＥＤアレイ８０はまた、一貫して均一な照明を提供し、スペックリングがなく、フリンジセット間の高速切換を行う。高速切換により、フリンジセット画像を一連のフレーム内で捕捉することが可能になり、それにより、画像捕捉時間どうしの間に動作する可能性が低くなる。少なくともこれらの理由により、ＬＥＤアレイはこの構成において実用的である。しかし、上に記載した品質を提供する（１つまたは複数の）あらゆる発光源が、プローブまたはシステム１００内での使用に十分である。他のこのような光源としては、これに限らないが、有機ＬＥＤ、プラズマ素子、ファイバ結合レーザ、およびレーザアレイが挙げられる。
【００８０】
別の実施形態では、ＬＥＤアレイ８０は、発光体グループの１つの発光体８１を備えた多数の直列ＬＥＤを使用して作られる。本構成の発光体８１はまた、ストリングとも呼ぶことができる。各発光体またはストリング８３は、例えば、直列に接続された４つのＬＥＤを備えることができる。各発光体またはストリング８３は、約ｐ／３周期だけずらすことができ、ここで、ｐは３の倍数ではない整数である。複数の発光体８１はそれぞれ、少なくとも２つのＬＥＤの直列ストリングを備えることができる。例えば、それぞれ４つのＬＥＤを備えた３つのストリングを使用することができ、各ストリングはその独自の発光体グループを備える。しかし、発光体グループは、複数の発光体８１またはストリングも備えることができる。
【００８１】
ＬＥＤ出力は典型的には、駆動電流に比例する。しかし、小さなワイヤを使用して遠位配置されたＬＥＤに高電流を供給することは、極めて非効率的である。１つの発光体またはストリング８３を備えるように直列に接続された多数のＬＥＤを使用することによって、所与の組み合わせたＬＥＤ出力レベルを達成するのにより小さな電流が必要とされる。例えば、図４に示すような４つのＬＥＤの直列ストリングは、電流の１／４を使用して単一のＬＥＤと同じ出力を達成することができる。
【００８２】
図６は、線格子を含む例示的な強度変調素子の上面図である。この素子を使用して、位相測定を行うことができる。少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの強度変調素子３８は、線格子９０を備える。加えて、少なくとも１つの発光モジュールは、複数の発光体を備える。少なくとも１つの発光モジュールは、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイを含むことができる。
【００８３】
フリンジセットは、複数の発光体の少なくとも１つからなる１つの発光体グループが発光している場合に投影される構造化光パターンを備える。発光モジュール３７の複数の発光体は、少なくとも１つの発光体の１つのグループが発光している場合に投影される構造化光パターンが、少なくとも１つの発光体の他のグループが発光している場合に投影される構造化光パターンに対して空間的または位相シフトを呈するように位置決めされる。すなわち、１つのフリンジセットの構造化光パターンは、他のフリンジセットの構造化光パターンに対して空間的または位相シフトを呈する。
【００８４】
図７は、強度変調素子に光を通過させることによって生成される構造化光パターンの例示的な画像である。構造化光パターン４００は、光の分配を変更する、少なくとも１つの強度変調素子３８（図１）、例えば、線格子９０（図６）に光を通過させることによって、画像センサの視野内の対象、例えば、試験対象の表面上に生成される。構造化光パターン４００は、線に垂直な方向に（例えば、図７全体を左から右に）正弦波強度プロファイルを備えた平行光線および暗線を備えることができる。本実施例では、光線の中心は高い輝度値を有し、暗線の中心は低い輝度を有する、または輝度がない。構造化光パターン４００の暗線、および正弦波強度プロファイルのゼロ輝度値は、線格子９０内の格子素子の列によって形成することができる。格子周期（ｐ）は、１つの光線の中心から次の光線の中心までの距離として示されている。格子周期は、正弦波強度プロファイルに沿って様々な点で開始（および、終了）するように規定することができることを理解されたい。
【００８５】
一実施形態では、強度変調素子上の第１の正弦波パターンの格子周期（ｐ）の長さ（例えば、０．１２５ｍｍ（０．００４９インチ））は、発光体８１の幅（図５）の少なくとも２倍（例えば、０．０５ｍｍ（０．００１９７インチ））であり、捕捉した画像内に妥当な数の光線および暗線を提供しながら、効果的なコントラストを提供することができる。格子周期（ｐ）の長さを短くすることにより、光線および暗線の数が多くなり、所与の発光体８１幅に対する画像のコントラストが小さくなる。一実施形態では、第１の正弦波パターンの振幅は、発光体８１の長さよりはるかに小さい（例えば、少なくとも５倍だけ小さい）可能性があり、それによって、投影したパターン内の個別の正弦曲線の振幅（０．０１５ｍｍ（０．００１１８インチ））が比較的小さく、正弦波強度プロファイルの低下を最小限に抑えるが、製造可能な特徴サイズ（例えば、０．００１ｍｍ（０．００００３９４インチ）を超える）で優れたコントラストを達成するのに十分なだけ大きい。より高いパターンコントラストは、より低いパターンコントラストより低い雑音を提供する可能性がある。一実施形態では、強度変調素子は、約１５列および約１００行の格子素子を有することができる。
【００８６】
一実施形態では、強度変調素子の基板は、耐久性のためにサファイアで作ることができる。一実施形態では、格子素子は、反射を最小限に抑えるために、発光体８１によって発せられる波長の吸収性が高いコーティングを使用して、強度変調素子上にフォトリソグラフィによって形成される。例えば、発光体８１が赤色波長を発している場合、赤色波長の吸収性が高い（例えば、７５０ｎｍで５パーセント未満の反射率）青色クロムを、格子素子に使用することができる。他のコーティングおよび色を使用して、発光体８１によって発せられる波長の高い吸収性を提供することができる（例えば、黒色陽極酸化）ことを理解されたい。一実施形態では、強度変調素子の露出した裏側に配置された場合に、格子素子のひっかき傷または損傷を避けるために、格子素子を前側（すなわち、発光体８１に面する強度変調素子の側）にのみ加えることができる。別の実施形態では、格子素子を強度変調素子の裏側のみに加えることができ、さらに別の実施形態では、格子素子を強度変調素子の前側および裏側の両方に加えることができる。一実施形態では、反射防止コーティングを、格子素子の上部に加えることができる。
【００８７】
また、正弦波パターン（例えば、三角形パターン、六角形パターン）に近い非正弦波パターンを備えた格子素子を使用して、ソフトウェアによる位相シフト解析中に補償することができる近正弦波強度プロファイルを作り出すことができることを理解されたい。
【００８８】
図８Ａは、例示的な試験特徴の斜視図であり、図８Ｂは斜視断面図である。本実施例では、試験特徴４は試験対象２内の溝である。知られている幾何学的特性は、試験特徴４の深さである距離８１０である。測定した幾何学的特性は、点１５と基準表面２０の間の距離８２０である。理想的な（完全に製造された）システムでは、距離８１０および８２０は等しい。製造公差を超える距離８１０と距離８２０の間の差は、測定システムの状態を示すことができる。点１５および基準表面２０の位置および配向は、画像データから判断された座標から測定される。本実施例では、座標は３次元である。
【００８９】
第１の表面点１１（例えば、開始表面点）、第２の表面点１２（例えば、停止表面点）、および第３の表面点８１３は、試験対象２の表面１０上で自動的に選択される。自動選択は、ステップ３５０の一部である可能性がある（図３）。自動選択は、例えば、画像データ内に３つの基準を配置し、それぞれから（図３のステップ３４０から）座標を３つの点１１、１２、８１３として選択することによって行うことができる。一実施形態では、第１の表面点１１は、測定される試験特徴４の一方側（例えば、左側）で選択することができ、第２の表面点１２は、測定される試験特徴４のもう一方側（例えば、右側）で選択することができる。
【００９０】
ステップ３５０（図３）に続いて、これらの実施形態では、基準表面２０は、第１の表面点１１および第２の表面点１２の３次元座標に基づいて判断される。本実施形態では、基準表面２０は平らであり、他の実施形態では、基準表面２０を湾曲させることができる。同様に、一実施形態では、基準表面２０は平面の形であり、他の実施形態では、基準表面２０は異なる形状（例えば、円筒形、球形など）の形であってもよい。コントローラは、以下の形を有する基準表面等式（例えば、平面用）を判断するために、第１の表面点１１、第２の表面点１２、および第３の表面点８１３の３次元座標の表面適合を行うことができる。
【００９１】
【数４】
2014222224.tif 000006
式中、（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）は、表面点の座標であり、ｋ0RS、ｋ1RSおよびｋ2RSは、３次元座標の湾曲適合によって得られる係数である。４つ以上の点を使用することもできる。例えば、基準表面２０は、表面１０上の複数の第１の点１３の３次元座標（ｘiASP，ｙiASP，ｚiASP）、および表面１０上の複数の第２の点１４の３次元座標（ｘiBSP，ｙiBSP，ｚiBSP）、および任意選択では、複数の点１３、１４から間隔を置いて配置された少なくとも１つの点に基づく、例えば、これらに表面適合することによって判断することができる。
【００９２】
複数の点（すなわち、少なくともｋ係数の数と同じ点）を使用して、適合を行うことに留意すべきである。適合は、使用される点への最良の適合を与えるｋ係数（例えば、最小二乗法）を見つける。ｋ係数はその後、使用される３次元点に近似する平面または他の基準表面２０を規定する。しかし、使用される点のｘおよびｙ座標を平面等式（１３）に挿入した場合、ｚ計算結果は普通、雑音および実際に存在する可能性がある平面からの逸脱による点のｚ座標に正確に一致しない。したがって、ｘiRSおよびｙiRSは、あらゆる任意の値であってもよく、得られるｚiRSは、ｘiRS、ｙiRSで規定された平面のｚを与える。したがって、これらの等式で示される座標は、ちょうど規定した表面上の任意の点では、必ずしも、ｋ係数を判断するために適合の際に使用される点ではない可能性がある。
【００９３】
様々な実施形態では、コントローラは、表面１０上の第１の表面点１１に対応する基準表面２０上の第１の基準表面点２１、および表面１０上の第２の基準表面点１２に対応する基準表面２０上の第２の基準表面点２２の３次元座標を判断することができる。いくつかの状況では、第１の基準表面点２１および第１の表面点１１の３次元座標は同じである可能性がある。同様に、第２の基準表面点２２および第２の表面点１２の３次元座標は同じである可能性がある。しかし、いくつかの状況では、表面１０内の雑音または小さな変化により、第１の表面点１１および第２の表面１２は、ちょうど基準表面２０上に位置せず、したがって、異なる座標を有する。
【００９４】
表面１０上の点に対応する基準表面２０上の点を判断する場合、ｘ、ｙ、およびｚ平面内の線の相対的傾斜を運び、垂直または平行線を確立するために使用することができる、線方向の概念を適用することが便利である。２つの３次元座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）および（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を通過する所与の線では、線方向（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）を以下の通りに規定することができる。
【００９５】
【数５】
2014222224.tif 000007
【００９６】
【数６】
2014222224.tif 000008
【００９７】
【数７】
2014222224.tif 000009
線（ｘ０，ｙ０，ｚ０）上の点および線の方向（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）を考えると、線は以下の通りに規定することができる。
【００９８】
【数８】
2014222224.tif 000010
したがって、ｘ、ｙ、またはｚ座標のいずれか１つを考えると、残りの２つを算出することができる。平行線は、同じまたは直線的スケールの線方向を有する。方向（ｄｘ０，ｄｙ０，ｄｚ０）および（ｄｘ１，ｄｙ１，ｄｚ１）を有する２つの線は、以下の場合に垂直である。
【００９９】
【数９】
2014222224.tif 000011
等式（１３）を使用して規定された基準平面に垂直である全ての線に対する方向は、以下の通りに与えられる。
【０１００】
【数１０】
2014222224.tif 000012
【０１０１】
【数１１】
2014222224.tif 000013
【０１０２】
【数１２】
2014222224.tif 000014
等式（１７）および（１９）から（２１）に基づいて、基準表面２０に垂直であり、表面点（ｘS，ｙS，ｚS）を通過する線は以下の通りに規定することができる。
【０１０３】
【数１３】
2014222224.tif 000015
一実施形態では、表面１０上の点（ｘiS，ｙiS，ｚiS）に対応する基準表面２０上の点（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）の座標（例えば、表面１０上の第１の表面点１１に対応する基準表面２０上の第１の基準表面点２１の３次元座標）は、（１９）〜（２１）で与えられた方向を有し、（ｘiS，ｙiS，ｚiS）を通過する基準平面に垂直な線を規定し、基準平面とのその線の交差点の座標を判断することによって判断することができる。したがって、等式（１３）および（２２）から以下の通りになる。
【０１０４】
【数１４】
2014222224.tif 000016
【０１０５】
【数１５】
2014222224.tif 000017
【０１０６】
【数１６】
2014222224.tif 000018
一実施形態では、これらのステップ（等式（１４）から（２５））を使用して、表面１０上の第１の表面点１１（ｘAS，ｙAS，ｚAS）に対応する基準表面２０上の第１の基準表面点２１（ｘARS，ｙARS，ｚARS）、および表面１０上の第２の基準表面点１２（ｘBS，ｙBS，ｚBS）に対応する基準表面２０上の第２の基準表面点２２（ｘBRS，ｙBRS，ｚBRS）の３次元座標を判断することができる。
【０１０７】
コントローラはまた、第１の基準表面点２１から第２の基準表面点２２までの基準表面２０上の基準表面線２９の３次元座標を判断することができる。基準表面線２９の３次元座標を判断するいくつかの方法がある。基準表面２０が平面である一実施形態では、基準表面線２９上の基準表面線点２８（ｘRSL，ｙRSL，ｚRSL）の３次元座標は、基準表面線点２８の座標の１つ（ｘRSLまたはｙRSLまたはｚRSL）の知識を、他の２つを判断するために使用することができる以下の関係を使用して、第１の基準表面点２１（ｘARS，ｙARS，ｚARS）および第２の基準表面点２２（ｘBRS，ｙBRS，ｚBRS）の３次元座標に基づいて判断することができる。
【０１０８】
【数１７】
2014222224.tif 000019
基準表面線２９上の基準表面線点２８（ｘiRSL，ｙiRSL，ｚiRSL）の３次元座標が判断されると、コントローラは、基準表面２９に垂直な、試験対象２の表面１０上の基準表面線２９の投影である表面輪郭１９の３次元座標を判断することができる。図示するように、表面輪郭１９は必ずしも直線ではない。基準表面線２９および表面輪郭１９は、基準表面２０を判断するために使用される点のうちの２つ、またはこれらの点の１つと基準表面２０上の別の点、または基準表面２０上の２つの他の点の間に延びることができる。
【０１０９】
コントローラは、表面１０上の複数の表面点１５（ｘiS，ｙiS，ｚiS）から延びる表面から基準表面までの線１６が基準表面２０に垂直であり、基準表面２０を横断する基準表面２０上の基準表面線２９から複数の基準表面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）までの距離を判断することができる。コントローラは、ステップ３４０で判断された３Ｄ座標から表面点１５を自動的に選択することができる。例えば、試験特徴４を基準によって識別することができ、コントローラは、表面点１５として基準の所定の距離内の点を選択することができる。別の方法では、判断された基準表面２０を有し、コントローラは、表面点１５として、基準表面２０からの予め選択した距離より大きい点を選択することができる。所定の距離、または予め選択した距離は、知られている幾何学的特性に含めることができる。
【０１１０】
一実施形態では、複数の表面点１５（ｘiS，ｙiS，ｚiS）それぞれでは、等式（１４）から（２５）を使用して、表面１０上の表面点１５（ｘiS，ｙiS，ｚiS）に対応する基準表面２０上の基準表面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）（例えば、それぞれでは、表面点１５から延びる表面から基準表面までの線１６が基準表面２０と垂直であり、基準表面２０を横断する基準表面点２５）の３次元座標を判断することができる。表面から基準表面までの線１６の長さは、測定した幾何学的特性である距離８２０である。
【０１１１】
一実施形態では、基準表面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）の３次元座標が判断されると、コントローラは、基準表面線２９に垂直であり、基準表面線横断点２７（ｘiRSLI，ｙiRSLI，ｚiRSLI）で基準表面線２９を横断する基準表面点２５から基準表面２０において延びる線２６の距離を判断することができる。基準表面線横断点２７の３次元座標は、以下のステップで判断することができる。
【０１１２】
【数１８】
2014222224.tif 000020
【０１１３】
【数１９】
2014222224.tif 000021
【０１１４】
【数２０】
2014222224.tif 000022
【０１１５】
【数２１】
2014222224.tif 000023
【０１１６】
【数２２】
2014222224.tif 000024
【０１１７】
【数２３】
2014222224.tif 000025
一実施形態では、基準表面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）に対応する基準表面点横断点２７（ｘiRSLI，ｙiRSLI，ｚiRSLI）の３次元座標が判断されると、これらの点の間の線２６の距離（ｄ26）は、以下の式を使用して判断することができる。
【０１１８】
【数２４】
2014222224.tif 000026
一実施形態では、この形の等式（３３）を使用して、その座標（ｘ，ｙ，ｚ）が知られている基準表面２０上の任意の２つの点の間の線の距離（例えば、表面点１５から基準表面点２５までの表面から基準表面までの線１６の距離（ｄ16）、基準表面点横断点２７から第１の基準表面点２１までの線２３の距離（ｄ23）など）を判断することができる。
【０１１９】
コントローラは、その垂直な表面から基準表面までの線１６が、基準表面線２９上、またはそこからの所定の距離内で基準表面２０を横断する表面点１５に基づいて、第１の基準表面点２１から第２の基準表面点２２までの表面１０上の表面輪郭１９の３次元座標を判断することができる。例えば、特定の基準表面点２５に対する線２６の距離が、閾値より大きい場合、それは、その基準表面点２５に対応する表面点１５（ｘS，ｙS，ｚS）が、基準表面２９に垂直である試験対象２の表面１０の上の基準表面線２９の投影である所望の表面輪郭１９から離れているという表示である。一方、特定の基準表面点２５に対する線２６の距離がゼロまたは閾値より小さい場合、それは、表面点１５（ｘS，ｙS，ｚS）が、基準表面２９に垂直である試験対象２の表面１０の上の基準表面線２９の投影である所望の表面輪郭１９上である、またはこれに近いという表示である。
【０１２０】
一実施形態では、コントローラは、表面点１５から、その対応する基準表面点２５が、表面輪郭１９を形成することができる閾値より小さい距離（等式（３３）によって与えられる（ｄ26））を備えた線２６を有する表面輪郭点１８（ｘiSCL，ｙiSCL，ｚiSCL）のセットを選択することができる。コントローラは、表面上の表面輪郭１９の位置を示す表面１０の画像に重ねて表示することができる。
【０１２１】
コントローラは、第１の基準表面点２１（ｘARS，ｙARS，ｚARS）から第２の基準表面点２２（ｘBRS，ｙBRS，ｚBRS）までの表面輪郭１９までの基準表面２０からの距離（例えば、垂直距離）を判断することによって、試験対象２の表面１０のプロファイルを判断することができる。一実施形態では、コントローラは、基準表面２０と表面輪郭１９の間の空間８４３の面積を自動的に判断および表示することができる。面積は、基準表面線２９と表面輪郭１９の間の空間８４３を矩形などの複数の多角形に分割し、これらの多角形の面積を合わせることによって判断することができる。コントローラはまた、試験特徴４内の最も深いまたは最も高い点を示すように、基準表面２０から最も離れている表面輪郭１９上の点までの基準表面２０からの距離を自動的に判断および表示することができる。一実施形態では、基準表面２０と表面輪郭１９の間の距離または面積は、基準表面線２９と表面輪郭１９の間の距離または面積である可能性がある。
【０１２２】
一実施形態では、コントローラは、第１の基準表面点２１から第２の基準表面点２２までの表面輪郭１９で試験対象２の断面を備えた表面１０のプロファイルのグラフィック表示（図示せず）を表示することができる。基準表面線２９は、いくつかの実施形態では図示されていないこともある。グラフィック表示はまた、基準表面２０から表示面輪郭１９までの距離を示す尺度を有することができる。このグラフィック表示はまた、試験対象２の表面１０の画像のサムネイルによって達成することができ、また基準表面線２９を示すことができる。
【０１２３】
図６を再び参照すると、一実施形態では、表面１０のプロファイルのグラフィック表示は、表面輪郭１９上の表面輪郭点１８から基準表面２０までの距離のプロットを含むことができる。一実施形態では、基準表面線２９は、等しく間隔を置いて配置された基準表面線点２８に分割することができ、それぞれグラフィック表示のｘ値に対応する。各基準表面線点２８では、表面輪郭１９から基準表面２０までの距離は、その対応する基準表面点２５が基準表面線点２８からの特定の閾値距離内にある表面輪郭点１８を選択し、これらの選択した表面輪郭点１８から基準表面線点２８までの距離の加重平均を判断することによって判断することができる。各選択した表面輪郭点１８の距離に割り当てられた加重は、その表面輪郭点１８に対応する基準表面点２５から基準表面線点２８までの距離に反比例する可能性がある（すなわち、距離が小さければ小さいほど、加重が大きくなる）。
【０１２４】
様々な実施形態では、少なくとも３つの表面点１１、１２、８１３の３次元座標を使用して、基準表面２０（例えば、平面）を判断することができる。一実施形態では、改善した精度のために、コントローラは、試験対象２上の表面点の全ての３次元座標を使用して、基準表面２０を判断することができる。さらに、少なくとも３つの他の表面点の３次元座標を使用して、試験対象２の第２の部分に対する第２の基準表面（例えば、平面）を判断することができる。あらゆる数の平面または基準表面を、所与の試験特徴４に対して、または試験対象２上の多数の試験特徴に対して判断することができる。知られている幾何学的特性は、どれだけ多くの基準表面を適合させるか、試験対象の基準または他の特徴に対するこれらの表面をどこに位置決めするかを示す、およびどの測定した幾何学的特性かを算出する際に使用するためのデータを含むことができる。
【０１２５】
図９は、例示的な試験特徴の平面図である。試験特徴９１０は、少なくとも２つの基準９２１、９２２でマーキングされた、あるいはこれらを担持する試験対象９００の実質的に平面的な表面である。基準９２１、９２２は、プローブ内に画像センサによって検出可能なように配置される。例えば、画像センサが可視光を検出するようになっている場合、基準９２１、９２２は、周辺９１５とは異なるように可視光を反射または吸収するように形成される。コントローラは、上に論じたように、基準９２１、９２２、９２３（例えば、黒色インク）を周辺９１５（例えば、白色表面）と区別する画像処理技術によって、画像内の基準を検出することができる。試験特徴は、マットなもしくは光沢のある表面、または組合せを有することができる。一実施例では、基準９２１、９２２、９２３および周辺９１５はマット仕上げである。
【０１２６】
様々な実施形態では、試験特徴９１０はさらに、プローブ内で画像センサによって検出可能なように形成された、第３の基準９２３を備える。基準９２１、９２２、９２３は、同じ形状、または異なる形状を有することができ、または２つが同じ形状を有することができ、１つは異なる形状を有することができる。基準は、配置される方法によって、互いに区別可能である。本実施例では、これらは、間の３つの対距離が異なるように配置されている。基準はまた、その形状、色、もしくは画像センサによって検出可能である、または画像センサからのデータを処理することによって判断することができるその他の性状によって、互いに区別可能である。本実施例では、基準９２１は、形状によって基準９２２および９２３と区別可能であり、基準９２２および９２３は、基準９２１からのそれぞれの距離間隔によって互いに区別可能である。基準が区別可能であるかどうかにかかわらず、測定ステップ３５０（図３）は、第１の基準９２１と第２の基準９２２の間の第１の距離９３１、および第２の基準９２２と第３の基準９２３の間の第２の距離９３２を判断するステップを含むことができる。基準が区別可能でない（例えば、正三角形の角にあり、同一である）場合、どの基準が第１、第２および第３であるかの選択は任意で、または乱数または疑似乱数発生器を使用して行うことができる。
【０１２７】
本実施例では、試験特徴９１０はまた、人間（または、光学文字認識技術を備えたコンピュータ）に、基準９２１と９２２の間の第１の距離および基準９２２と９２３の間の第２の距離をそれぞれ表示するラベル９４１、９４２を含む。これらのラベルは、例えば、ユーザがガイド画像を見ている場合に（ステップ３２５、図３）、尺度感を与える。様々な実施形態では、ラベル９４１、９４２は、機械読取り可能な情報、例えば、試験対象９００のシリアル番号、第１および第２の距離、または他の情報を示すバーコードを含むことができる。
【０１２８】
図４は、データを解析し、本明細書に記載した他の解析を行うための例示的なデータ処理システムの構成部品を示す高レベル図である。システムは、データ処理システム１１１０、周辺システム１１２０、ユーザインターフェイスシステム１１３０、およびデータ記憶システム１１４０を備える。周辺システム１１２０、ユーザインターフェイスシステム１１３０、およびデータ記憶システム１１４０は、データ処理システム１１１０に通信可能に接続されている。データ処理システム１１１０は、以下に論じるように、ネットワーク１１５０、例えば、インターネットまたはＸ．２５ネットワークに通信可能に接続させることができる。上に記載した（例えば、図３において）動作を実行するコントローラは、システム１１１０、１１２０、１１３０、または１１４０の１つまたは複数を備えることができ、１つまたは複数のネットワーク１１５０に接続することができる。例えば、マイクロコントローラ３０、ＣＰＵ５６、または（１つまたは複数の）ビデオプロセッサ５０（全て図１）はそれぞれ、システム１１１０、およびシステム１１２０、１１３０、または１１４０のうちの１つまたは複数を備えることができる。
【０１２９】
データ処理システム１１１０は、本明細書に記載した様々な実施形態のプロセスを実施する１つまたは複数のデータプロセッサを備える。「データプロセッサ」は、自動的にデータに影響を与えるデバイスであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デスクトップコンピュータ、ノートパソコン、メインフレームコンピュータ、携帯情報端末、デジタルカメラ、携帯電話、スマートフォン、もしくはデータを処理する、データを管理する、または電気、磁気、光学、生体構成部品、もしくはその他で実施されるかどうかにかかわらず、データを取り扱うためのあらゆる他のデバイスを挙げることができる。
【０１３０】
「通信可能に接続」という表現は、データを通信することができる、デバイス、データプロセッサ、またはプログラム間のあらゆるタイプの有線または無線接続を含む。周辺システム１１２０、ユーザインターフェイスシステム１１３０、およびデータ記憶システム１１４０などのサブシステムは、データ処理システム１１１０とは別に示されているが、データ処理システム１１１０内に完全にまたは部分的に記憶させることができる。
【０１３１】
データ記憶システム１１４０は、様々な実施形態によりプロセスを実行するために必要な情報を含む、情報を記憶するように構成された１つまたは複数のタンジブル持続性コンピュータ読取り可能記憶媒体を含む、またはこれと通信可能に接続される。本明細書で使用するような「タンジブル持続性コンピュータ読取り可能記憶媒体」は、実行のためにデータ処理システム１１１０に提供することができる指示を記憶するのに関与する製造のあらゆる持続性デバイスまたは物品のことを言う。このような持続性媒体は、不揮発性であってもまたは揮発性であってもよい。不揮発性媒体の例としては、フロッピー(登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、または他の携帯用コンピュータディスケット、ハードディスク、磁気テープもしくは他の磁気媒体、コンパクトディスクおよびコンパクトディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＨＤ−ＤＶＤディスク、他の光学記憶媒体、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ）が挙げられる。揮発性媒体の例としては、レジスタおよびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのダイナミックメモリが挙げられる。記憶媒体は、データを電子的、磁気的、光学的、化学的、機械的、または他の方法で記憶することができ、電子、磁気、光学、電磁、赤外、または半導体構成部品を含むことができる。
【０１３２】
本発明の実施形態は、その上で具体化されたコンピュータ読取り可能プログラムコードを有する１つまたは複数のタンジブル持続性コンピュータ読取り可能媒体内で具体化される、コンピュータプログラム製品の形をとることができる。（１つまたは複数の）このような媒体は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭをプレス加工することによって、このような物品に対して従来のように製造することができる。（１つまたは複数の）媒体内で具体化されるプログラムは、ロードされるときに特定の一連の動作ステップを行うようにデータ処理システム１１１０に指示し、それによって本明細書で特定した機能または動作を実施するコンピュータプログラム命令を含む。
【０１３３】
一実施例では、データ記憶システム１１４０は、コードメモリ１１４１、例えば、ランダムアクセスメモリ、およびディスク１１４２、例えば、ハードドライブまたはソリッドステートフラッシュドライブなどのタンジブルコンピュータ読取り可能記憶デバイスを備える。コンピュータプログラム指示は、ディスク１１４２からコードメモリ１１４１内に読み込まれる、または無線、有線、光ファイバ、または他の接続である。データ処理システム１１１０はその後、コードメモリ１１４１内にロードされるコンピュータプログラム指示の１つまたは複数のシーケンスを実行し、その結果、本明細書に記載のプロセスステップを行う。このように、データ処理システム１１１０は、試験特徴の幾何学的特性を測定し、遠隔目視検査システムの物理的状態を判断する技術的効果を提供するコンピュータ実施プロセスを実行する。この状態（正確であってもなくても）はその後、ユーザに報告することができる。様々な実施形態では、本明細書のフローチャート図のブロックまたはブロック図、およびその組合せは、コンピュータプログラム指示によって実施することができる。
【０１３４】
コンピュータプログラムコードは、１つまたは複数のプログラミング言語、例えば、Ｊａｖａ(登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋、Ｃ、または適当なアセンブリ言語のあらゆる組合せで書くことができる。本明細書に記載された方法を行うためのプログラムコードは、単一のデータ処理システム１１１０で、または多数の通信可能に接続されたデータ処理システム１１１０で全体的に実行することができる。例えば、コードは、ユーザのコンピュータで全体的にまたは部分的に、および遠隔コンピュータ、例えばサーバで全体的にまたは部分的に実行することができる。遠隔コンピュータは、ネットワーク１１５０を通してユーザのコンピュータに接続させることができる。ユーザのコンピュータ、または遠隔コンピュータは、従来のデスクトップパソコン（ＰＣ）などの非携帯用コンピュータであってもよく、またはタブレット、携帯電話、スマートフォン、またはノートパソコンなどの携帯用コンピュータであってもよい。
【０１３５】
周辺システム１１２０は、デジタルコンテンツ記録または他のデータをデータ処理システム１１１０に提供するように構成された、１つまたは複数のデバイスを備えることができる。例えば、周辺システム１１２０は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、または他のデータプロセッサを備えることができる。データ処理システム１１１０は、周辺システム１１２０内でデバイスからのデータの受信の際に、このようなデータをデータ記憶システム１１４０内に記憶することができる。
【０１３６】
ユーザインターフェイスシステム１１３０は、マウス、キーボード、別のコンピュータ（例えば、ネットワークまたはヌルモデムケーブルを介して接続された）、マイクおよびスピーチプロセッサまたは音声コマンドを受信するための（１つまたは複数の）他のデバイス、カメラおよび画像プロセッサまたは視覚コマンド、例えば、ジェスチャを受信するための（１つまたは複数の）他のデバイス、またはデータがそこからデータ処理システム１１１０に入力されるあらゆるデバイスまたはデバイスの組合せを備えることができる。これに関して、周辺システム１１２０はユーザインターフェイスシステム１１３０とは別に示されているが、周辺システム１１２０は、ユーザインターフェイスシステム１１３０の一部として含めることができる。
【０１３７】
ユーザインターフェイスシステム１１３０はまた、ディスプレイデバイス、プロセッサアクセス可能メモリ、データ処理システム１１１０によってデータがそこに出力されるあらゆるデバイスまたはデバイスの組合せを備えることができる。これに関して、ユーザインターフェイスシステム１１３０がプロセッサアクセス可能メモリを備えている場合、ユーザインターフェイスシステム１１３０およびデータ記憶システム１１４０が図４で別に示されているが、このようなメモリはデータ記憶システム１１４０の一部であってもよい。
【０１３８】
様々な実施形態では、データ処理システム１１１０は、ネットワークリンク１１１６を介してネットワーク１１５０に結合された通信インターフェイス１１１５を備える。例えば、通信インターフェイス１１１５は、対応するタイプの電話回線へのデータ通信接続を提供するために、総合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）カードまたはモデムであってもよい。別の実施例として、通信インターフェイス１１１５は、互換性ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、例えば、イーサネット（登録商標）ＬＡＮ、またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）へのデータ通信接続を提供するためのネットワークカードであってもよい。無線リンク、例えば、ＷｉＦｉまたはＧＳＭ（登録商標）を使用することもできる。通信インターフェイス１１１５は、ネットワーク１１５０へ、ネットワークリンク１１１６にわたる様々なタイプの情報を提示するデジタルデータストリームを担持する電気、電磁または光学信号を送受信する。ネットワークリンク１１１６は、スイッチ、ゲートウェイ、ハブ、ルータ、または他のネットワークデバイスを介してネットワーク１１５０に接続させることができる。
【０１３９】
ネットワークリンク１１１６は、１つまたは複数のネットワークを通して他のデータデバイスにデータ通信を提供することができる。例えば、ネットワークリンク１１１６は、ローカルネットワークを通して、ホストコンピュータに、またはインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）によって操作されるデータ機器に接続を提供することができる。
【０１４０】
データ処理システム１１１０は、ネットワーク１１５０、ネットワークリンク１１１６、および通信インターフェイス１１１５を通して、メッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。例えば、サーバは、接続されたタンジブル不揮発性コンピュータ読取り可能記憶媒体上にアプリケーションプログラム（例えば、ＪＡＶＡ（登録商標）アプレット）用の要求コードを記憶することができる。サーバは、媒体からコードを検索し、これをインターネット、そこからローカルＩＳＰ、そこからローカルネットワーク、そこから通信インターフェイス１１１５を通して伝達することができる。受信したコードは、受信したときに、データ処理システム１１１０によって実行させる、または後の実行のためにデータ記憶システム１１４０内に記憶させることができる。
【０１４１】
前述のことを鑑みて、本発明の様々な実施形態は、試験特徴を撮像し、遠隔目視検査システムが許容精度限度内で動作しているかどうかを判断するように画像を処理する。技術的効果は、遠隔目視システムを使用すべきであること、または使用すべきでないこと、または修理または再キャリブレーションの必要があることを判断することが可能であることである。
【０１４２】
本発明は、本明細書に記載された態様または実施形態の組合せを含む。「特定の態様」または「実施形態」などへの言及は、本発明の少なくとも一態様に存在する特徴のことを言う。「一態様」または「特定の態様」または「実施形態」などへの別の言及は、必ずしも、同じ１つまたは複数の態様に言及するものではないが、そのように示されている、または当業者に容易に自明でない限り、このような態様は相互に排他的なものではない。「方法」または「複数の方法」などに言及する際の単数または複数の使用は、限定的なものではない。「または」という語は、明示的にそうでないと記されていない限り、非排他的な意味で本開示において使用される。
【０１４３】
本発明は、その特定の好ましい態様を特に参照して詳細に記載したが、変更形態、組合せ、および変形形態は、本発明の精神および範囲内で当業者によって行うことができることが理解されるだろう。特許請求の範囲に含まれることを意図した変更形態、組合せ、および変形形態の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有するもの、および特許請求の範囲の文言との実質的でない差を有する均等な構造的要素を含むものである。
【符号の説明】
【０１４４】
２  試験対象
４  試験特徴
１０  表面
１１  表面点
１２  表面点
１３、１４  複数の点
１５  表面点
１６  表面から基準表面までの線
１８  表面輪郭点
１９  表面輪郭
２０  基準表面
２１  基準表面点
２２  基準表面点
２３  線
２４  ソースファイババンドル
２５  基準表面点
２６  線
２７  基準表面点横断点
２８  基準表面線点
２９  基準表面線
３０  マイクロコントローラ
３１  イメージャインターフェイス電子機器
３２  発光体ドライブ
３３  キャリブレーションメモリ
３４  シャッタ機構
３５  駆動導体
３６  接触子
３７  発光モジュール
３８  強度変調素子
３９  フリンジコントラスト判断機能
４０  挿入管
４１  描写線
４２  遠位先端部
４３  光通過素子
４４  検査光学機器
４６  細長い部分
４８  プローブ電子機器
５０  ビデオプロセッサ
５２  ビデオメモリ
５６  ＣＰＵ
５８  プログラムメモリ
６０  不揮発性メモリ
６２  ジョイスティック
６４  キーパッド
６６  入出力インターフェイス
８０  ＬＥＤアレイ
８１  発光体
８３  ストリング
９０  線格子
１００  システム
１１２  画像センサ
１１３  電子機器
１１４  信号線
１１５  プローブ光学機器
１２０  ビデオモニタ
１２１  一体型ディスプレイ
１２２  コンピュータモニタ
１２３  検査光源
１２５  プローブファイババンドル
１３７  単一の発光モジュール
１３７ａ、１３７ｂ  発光モジュール
１３８  強度変調素子
１３８ａ、１３８ｂ  強度変調領域
１４２  遠位先端部
１４４  検査光学機器
１５０  光学電気回路
１７０ａ、１７０ｂ  経路
１８０  細長いＬＥＤアレイ
１９０  線格子
２１０  側面視プリズム
２４２  着脱可能な側面検査先端部
２４４  検査光学機器
３１０、３１５、３１９、３２０、３２５  ステップ
３３０、３４０、３５０、３５９、３６０  ステップ
３７０、３８０、３９０  ステップ
４００  構造化光パターン
８１０  距離
８１３  表面点
８２０  距離
８４３  空間
９００  試験対象
９１０  試験特徴
９１５  周辺
９２１、９２２、９２３  基準
９３１、９３２  距離
９４１、９４２  ラベル
１０１０  試験ブロック
１０１１  ポート
１０１２  線
１０２０  試験特徴
１０７７  ポート
１１１０  データ処理システム
１１１５  通信インターフェイス
１１１６  ネットワークリンク
１１２０  周辺システム
１１３０  ユーザインターフェイスシステム
１１４０  データ記憶システム
１１４１  コードメモリ
１１４２  ディスク
１１５０  ネットワーク
【図１】
2014222224.tif 000027
【図２】
2014222224.tif 000028
【図３】
2014222224.tif 000029
【図４】
2014222224.tif 000030
【図５】
2014222224.tif 000031
【図６】
2014222224.tif 000032
【図７】
2014222224.tif 000033
【図８Ａ】
2014222224.tif 000034
【図８Ｂ】
2014222224.tif 000035
【図９】
2014222224.tif 000036
【図１０】
2014222224.tif 000037
【外国語明細書】
2014222224000001.pdf