(57)【要約】【課題】物体の地形上の特徴の仮想的に再構築するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】物体の地形上の特徴の撮像及び仮想的に再構築するためのシステム及び方法が提供される。照射システムは物体を照らす。そして、画像は画像取得システムによって得られうる。そして、物体、照射システム及び画像取得システムを具備している少なくとも２つの部材は取付けられる。又は、さもないと、運動誘導機構にそれぞれ制御可能に連係される。特にロボットアームにおいて、少なくとも２つの部材がそれぞれ移動可能であり、画像データを得るために最適な照明及び視野状態を提供されるようにする。画像データは、物体の地形上の特徴が再構築されるように構成される。【選択図】図１
2008116919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の地形上の特徴の仮想的に再構築するためのシステムであって、
前記地形上の特徴を備える物体の少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像データを得るための画像取得システム、を備え、前記データは、前記物体の前記地形上の特徴の仮想的な再構築を可能にするように構成され、
少なくとも前記ＲＯＩを照らすための照射システム、を備え、
前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体、の少なくとも２つは、
前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、従って、照らされるＲＯＩを所望の方法で撮像可能とするような態様で、それぞれに制御可能に移動可能であり、
そして、
前記画像データに基づいて実質的に前記地形上の特徴を再構築するためのデータ処理装置、を備える、システム。
【請求項２】
少なくとも２つの適切な運動誘導機構を備え、
各前記運動誘導機構は、
前記画像取得システム、前記照射システム、及び前記物体、のうちの前記少なくとも２つとは異なる１つに対して少なくとも１つの変位運動及び回転運動を提供するように、それぞれ制御可能に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
少なくとも２つの適切なロボットアームを備え、
各前記ロボットアームは、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの前記少なくとも２つとは異なる１つに対して少なくとも１つの変位運動及び回転運動をそれぞれに制御可能に提供するように構成され、
各前記ロボットアームは、これに搭載される前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体に、対応するものを有し、各前記ロボットアームの位置及び方向付けを制御するための適切なコントローラを更に備える、請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、画像捕捉デバイスの少なくとも１つ又は各々の、そして、画像照明装置の少なくとも１つ又は各々の、作業を制御するように、更に構成されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
各前記ロボットアームは、少なくとも２つの並進自由度の運動を提供して、及び／又は、少なくとも２つの回転自由度の運動を提供する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
各前記ロボットアームは、前記システムにおける他の部材との衝突を回避するために、任意適当な態様で予め定められた幾何学的なエンベロープの範囲内でスペースの任意の位置に移動するように構成されてその作動端を備える、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記撮像システムは、エピ極線、三角形分割又は他の任意の適切な画像再生テクニックが、前記物体の対応する少なくとも１つの面微細形状及び寸法データを決定するために適用されうる適切な画像データを提供する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記照射システムは、背景媒体を備え、ここで、前記媒体は、前記画像取得システムの少なくとも光軸に沿って視られるときに、少なくとも前記ＲＯＩに含む端付近の前記物体の前記ＲＯＩの反射率よりも実質的に大きい反射率を含み、
前記画像取得システムは、前記端を含む前記ＲＯＩが前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスと前記媒体との間の中間に配置されるように、前記媒体に対して配置される少なくとも１つの画像捕捉デバイスを備え、
前記端を含む前記ＲＯＩの少なくとも一部と、前記端に近接する前記媒体の少なくとも一部とを前面照射するための、少なくとも１つの照明光源、を備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記媒体は、逆反射層を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記背景媒体は、
それに対して所望の自由度の運動を提供するように構成される制御可能な適切な運動誘導機構に搭載され、
前記少なくとも１つの照明光源は、それに対して所望の自由度の運動を提供するように構成される異なる制御可能な適切な運動誘導機構に搭載される、請求項８又は請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記背景媒体及び前記少なくとも１つの照明光源は、それに対して所望の自由度の運動を提供するように構成される共通の制御可能な適切な運動誘導機構に搭載される、請求項８又は請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記背景媒体は、それに対して所望の自由度の運動を提供するように構成される制御可能な適切な運動誘導機構に搭載され、
前記少なくとも１つの照明光源は、前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスに搭載される、請求項８又は請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記背景媒体は、静的に搭載され、
前記物体は、それに対して所望の自由度の運動を提供するように構成される第１の制御可能な適切な運動誘導機構に搭載され、
前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスは、それに対して所望の自由度の運動を提供するように構成される第２の制御可能な適切な運動誘導機構に搭載され、
前記少なくとも１つの照明光源は、前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスに搭載される、請求項８又は請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記背景媒体及び前記少なくとも１つの照明光源は、前記デバイス及び前記画像取得システムに対して、静的に搭載される、請求項８又は請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記背景媒体は、作動可能な要素上に構成される視覚的に露出された表面及び複数の代換媒体を備え、
前記要素は、前記表面上の前記代換媒体の１つ又はもう１つを選択的に提供するように、同期して作動されうる、請求項８から請求項１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
物体を撮像するためのシステムであって、
物体の少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像を得るための画像取得システム、
少なくとも前記ＲＯＩを照らすための照射システム、を備え、
前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体、の少なくとも２つは、
前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、従って、照らされるＲＯＩを所望の方法で撮像可能にするような態様で、それぞれに制御可能に移動可能である、システム。
【請求項１７】
前記撮像システムは、前記物体の地形上の特徴の仮想的な再構築を可能にするために構成される画像データを提供するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
少なくとも端を含む物体の関心領域（ＲＯＩ）を撮像するシステムであって、
視覚的に露出された表面を有する背景システム、
前記端を含む前記ＲＯＩが、前記少なくとも１つの画像捕捉デバイス及び前記表面の間の中間で配置されるように、前記表面に対して配置される、少なくとも１つの画像捕捉デバイスを備える画像取得システム、
前記端を含む前記ＲＯＩの少なくとも一部及び前記端に近接する前記視覚的に露出された表面の少なくとも一部を前面照射するための少なくとも１つの照明光源を備える照射システム、を備え、
ここで、前記背景システムは、複数の交換可能な背景面のうちの１つを選択的に構成している視覚的に露出された表面を含み、ここで、
各前記背景面は、各々の表面要素が前記視覚的に露出された表面で構成されていない第１位置、及び、表面要素が前記視覚的に露出された表面で構成される第２位置との間に可逆的に移動しうる複数の表面要素を備える、システム。
【請求項１９】
撮像される照明された物体に対する背景システムであって、
複数の交換可能な背景面の１つを選択的に構成する、視覚的に露出された表面を備え、
ここで、各前記背景面は、複数の表面要素を備え、
各前記背景面は、前記表面要素が前記視覚的に露出された表面上に構成されていない第１位置と、前記表面要素が前記視覚的に露出された表面に構成されている第２位置との間に可逆的に移動しうる、システム。
【請求項２０】
物体を撮像する方法であって
（ａ）前記物体における少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像を得るために構成される画像獲得を提供すること、
（ｂ）少なくとも前記ＲＯＩを照らすように構成される照射システムを提供すること、
（ｃ）前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、従って、照射されるＲＯＩを所望の方向から撮像可能にするような態様で、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの少なくとも２つを制御可能に移動すること、
（ｄ）前記所望の照明を提供すること、及び、画像データを提供するために従って照射される前記ＲＯＩを撮像すること、を含む、方法。
【請求項２１】
前記ステップ（ｃ）は、少なくとも２つの並進自由度における運動を提供することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｃ）は、少なくとも２つの回転自由度における運動を提供することを含む、請求項２０又は請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記画像データに基づいて前記ＲＯＩの地形上の特徴を実質的に再構築するステップをさらに含んでいる請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
物体の地形上の特徴の仮想的な再構築のための方法であって、
請求項２０から請求項２３のいずれか１項に記載の方法に従って物体を撮像することを含み、そして、更に前記画像データに基づいて実質的に前記ＲＯＩの地形上の特徴を再構築するステップを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を撮像するための、そして特に、物体の地形上／寸法測定値のための光学ベースの方法及び装置に関する。本発明は、照明及び撮像システムにも関し、特に、これらに関連する背景媒体を含むような特定のアクセサリに関し、そして、より具体的には、物体の地形上の／寸法測定値のための光学ベースの方法及び装置で使用するこの種のシステム及び媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
完全な製造された物体（例えば自動車金属部品、プラスチック部品等）又は実際の自然物と同様に、外観の光学測定物は、産業上多大な価値を有しうる。
興味を有しうる製造された物体における寸法データを含む地理的なものとしては、例えば、孔、端などのサイズ、位置及び形状を含みうる。
【０００３】
いくつかの機械視覚システムは、物体全体を照らすために定置型全体照射システムを利用する。そして、これは、いくつかの用途に対して不経済かつ非効率的でありうる。
【０００４】
他の機械視覚システムは、カメラによって撮像される物体の特定領域を照らすためのカメラヘッドによって固定されて担持される照明を利用する。
【０００５】
多くの産業的に製造された物体、例えば、自動車金属部品、プラスチック部品等は、概してそれらの光学反射特性において変化する。そして、これらのいくつかが所与の入射ビーム強度に対して他にものよりも反射する。
【０００６】
機械視覚システムは、この種の光学測定の間、物体を照らすために、しばしば異なる照明を利用する。特に物体の端測定に興味があるときに、前部照明（すなわち実質的に撮像されるカメラと同じ物体側における照明）からなるこの種のシステムにおいて、特定の背景媒体が物体に関して時として用いられうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第２４３２９２８号明細書
【特許文献２】米国特許第２４４０５８４号明細書
【特許文献３】米国特許第２５４３８００号明細書
【特許文献４】米国特許第２３９７７０２号明細書
【特許文献５】米国特許第４１０４１０２号明細書  いくつかの標準照射システムを使用する端含有部分の画像生成を試みるときに、例えば鏡面反射、表面組織、及び光学干渉の他の形態を含む、この部分の端反射特性は、この画像中に現れるべきこの部分の真の機械的端に対してこの画像中の端又は部分がシフトするように現れるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願明細書において「ゲイン（増加）」という用語には、同一の照射状態において標準白色拡散（散乱）面から得られる反射率に対する物体の表面の反射率の比率が含まれ、この比率は、ログ（対数）スケールでしばしば表される。
【０００９】
「反射率」という用語は、表面に向かう放射束に対して表面によって反射される放射束（電磁放射の形で放射され、受信され、又は通過する全出力）の比率を意味する。しかしながら、反射率は、パーセンテージ（すなわち表面に向かう放射束のパーセンテージとして表面によって反射される放射束）で、しばしば表される。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、システムは、物体の地形上の特徴の仮想的な（バーチャルな）再構築のために、特に撮像のために提供される。そして、
前記地形上の特徴からなる、物体の少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像データを得るための画像取得システム、を備え、前記データは、前記物体の前記地形上の特徴の仮想的な再構築を可能にするために構成され、
少なくとも前記ＲＯＩを照らすための照射システム、を備え、
ここで、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの少なくとも２つは、前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、このように、照らされるＲＯＩを所望の方法で撮像可能にするような態様で、それぞれに制御可能に移動可能であり、
前記画像データに基づいて実質的に前記地形上の特徴を再構築するためのデータ処理装置、を備える。
【００１１】
いくつかの実施の形態では、画像取得システム及び照射システムは、最高６つの自由度で、それぞれに制御可能なロボットアームに対して、又は、上述の画像取得システム及び前記照射システムのそれぞれにおいて、対応する画像デバイス又は照明光源に運動を提供可能な他の運動を誘導する機構に対して、運動のために各々取り付けられる。
【００１２】
他の実施の形態において、画像取得システム及び物体は、最高６つの自由度で、それぞれに制御可能なロボットアームに対して、又は、上述の画像取得システム及び物体の対応する画像デバイスに運動を各々提供可能な、それぞれ、又は他の運動を誘導する機構に対して、運動のために各々取り付けられる。
【００１３】
更に他の実施の形態において、照射システム及び物体は、最高６つの自由度で、それぞれに制御可能なロボットアームに対して、又は、各々上述の照射システム及び物体の対応する照明光源に運動を提供可能な他の運動を誘導する機構に対して、運動のために各々取り付けられる。
【００１４】
更に他の実施の形態において、物体、画像取得システム及び照射システムは、最高６つの自由度で、それぞれに制御可能なロボットアームに対して、又は、各々対応する物体に対する運動又は前記照射システムの上述の画像取得システム又は照明光源の画像デバイスを提供可能な他の運動誘導機構に対して、運動のために各々取り付けられる。
【００１５】
本発明の第１の態様によるシステムは、下記の特徴Ａ−Ｑにおける任意の１つ又は組合せを含みうる。
Ａ．このシステムは、少なくとも２つの適切な運動誘導機構を備え、各前記運動誘導機構は、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの少なくとも２つにおけるものとは異なる、置換運動及び回転運動の少なくとも１つをそれぞれ制御可能に提供されるように構成される。
Ｂ．各前記運動誘導機構は、前記画像取得システム、前記照射システム及びこれらに搭載される前記物体に対向するものを備えるロボットアームを備え、各前記ロボットアームにおける位置及び向きを制御するための適切なコントローラを更に備える。
Ｃ．このシステムは、少なくとも２つの適切なロボットアームを備えてもよく、各ロボットアームは、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの少なくとも２つにおけるものとは異なる、置換運動及び回転運動の少なくとも１つをそれぞれ制御可能に提供されるように構成される。
Ｄ．コントローラは、少なくとも１つ又は各々の画像捕捉デバイス、及び、少なくとも１つ又は各々の画像照明装置の、操作を制御するように更に構成されうる。
Ｅ．各前記ロボットアームは、少なくとも１つの並進自由度の及び／又は少なくとも１つの回転自由度の運動を提供しうる。
Ｆ．各前記ロボットアームは、少なくとも２つの並進自由度の及び／又は少なくとも２つの回転自由度の運動を提供しうる。
Ｇ．各前記ロボットアームは、システムの他の部材との衝突を回避するために、任意適当な方法の予め定められた幾何学的なエンベロープの範囲内の空間中で任意の位置へ移動するように構成される、操作端を備えうる。
Ｈ．各前記ロボットアームは、３つの並進自由度の及び／又は３つの回転自由度の運動を提供しうる。
Ｉ．撮像システムは、適切な画像データを任意的に提供する。このデータには、エピ極線、三角形分割又は他の任意の適切な画像再生テクニックが、物体の対応する少なくとも１つの面微細形状及び寸法データを決定するために適用されうる。
Ｊ．いくつかの実施の形態において、照明システムは、以下のａ−ｃを備える。
ａ．背景媒体であって、前記媒体は、前記画像取得システムの少なくとも光軸に沿って視られるときに、前記ＲＯＩに含まれる少なくとも端付近の物体の前記ＲＯＩの反射率よりも実質的に大きい反射率を含み、
ｂ．前記画像取得システムは、前記端を含む前記ＲＯＩが前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスと前記媒体との間の中間に配置されるように、前記媒体に対して配置される少なくとも１つの画像捕捉デバイスを備え、
ｃ．前記端を含む前記ＲＯＩの少なくとも一部と、前記端に近接する前記媒体の少なくとも一部とを前面照射するための、少なくとも１つの照明光源。
Ｋ．任意的には、前記媒体は、逆反射層を備え、更に任意的に、前記媒体は、１を超えるゲインを含み、更に任意的に、前記媒体は、約２又は２を超えるゲインを含む。
Ｌ．いくつかの実施の形態において、前記背景媒体は、所望の自由度の運動を提供するように構成される、例えば任意的に特徴ＢからＨの任意の一つ又は組合せを適宜変更して有するロボットアーム等の、制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうる。そして、前記少なくとも１つの照明光源は、所望の自由度の運動を提供するように構成される例えばロボットアーム等の、異なる制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうる。
Ｍ．いくつかの実施の形態において、背景媒体及び前記少なくとも１つの照明光源は、所望の自由度の運動を提供するように構成される、例えば任意的に特徴ＢからＨの任意の一つ又は組合せを適宜変更して有するロボットアーム等の、共通して制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうる。
Ｎ．いくつかの実施の形態において、背景媒体は、所望の自由度の運動を提供するように構成される、例えば任意的に特徴ＢからＨの任意の一つ又は組合せを適宜変更して有するロボットアーム等の、制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうるし、そして、前記少なくとも１つの照明光源は、前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスに搭載され、任意的に、物体は、所望の自由度の運動を提供するように構成される、例えば任意的に特徴ＢからＨの任意の一つ又は組合せを適宜変更して有するロボットアーム等の、他の制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうる。
Ｏ．いくつかの実施の形態において、
ａ．前記背景媒体は、静的に搭載されうるし、
ｂ．前記物体は、所望の自由度の運動を提供するように構成される、例えば任意的に特徴ＢからＨの任意の一つ又は組合せを適宜変更して有するロボットアーム等の、第１の制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうるし、
ｃ．前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスは、所望の自由度の運動を提供するように構成される、例えば任意的に特徴ＢからＨの任意の一つ又は組合せを適宜変更して有するロボットアーム等の、第２の制御可能で適切な運動誘導機構に搭載されうるし、
ｄ．前記少なくとも１つの照明光源は、前記少なくとも１つの画像捕捉デバイスに搭載されうる。
Ｐ．いくつかの実施の形態において、前記背景媒体及び前記少なくとも１つの照明光源は、前記デバイスに、そして、前記画像取得システムに対して、静的に搭載されうる。
Ｑ．いくつかの実施の形態では、背景媒体は、作動可能要素上に構成される視覚的に露出された表面及び複数の代換媒体を含む。そこにおいて、前記要素は、前記表面上の前記代換媒体の１つ又はもう１つを選択的に提供するように、同期して作動される。任意的には、前記背景媒体は、本発明の第２態様に従う特徴の任意の１つ又は組合せを含みうる。
【００１６】
本発明の第１の態様の変形例によれば、撮像システムは物体を撮像するために提供され、そして、
物体の少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像を得るための画像取得システム、
少なくとも前記ＲＯＩを照らすための照射システム、を備え、
ここで、
前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体の少なくとも２つは、前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、このように、ＲＯＩを所望の方法で照明そして撮像可能にするような態様で、それぞれに制御可能に移動可能である。
【００１７】
いくつかの実施の形態では、撮像システムは、
前記物体の少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像を得るための前記画像取得システム、
少なくとも前記ＲＯＩを照らすための前記照射システム、を備え、
ここで、
前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体の少なくとも２つは、前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、このように、ＲＯＩを所望の方法で照明そして撮像可能にするような態様で、少なくとも２つの対応するロボットアームによって、それぞれに制御可能に移動可能であり、
ここで、
各ロボットアームは、所望の運動を前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体の対応する１つに提供する。
【００１８】
特有の実施の形態において、画像取得システム及び照射システムは、別々でそれぞれに制御可能なロボットアームに、各々搭載され、他の実施の形態において、画像取得システム及び前記物体は、別々でそれぞれに制御可能なロボットアームに、各々搭載され、他の実施の形態において、前記照射システム及び前記物体は、別々でそれぞれに制御可能なロボットアームに、各々搭載され、他の実施の形態において、前記照射システム、前記画像取得システム及び前記物体は、別々でそれぞれに制御可能なロボットアームに、各々搭載される。
【００１９】
任意的には、本発明の第１の態様のこの変形例によるシステムは、本発明の第１の態様に対して上述した特徴ＡからＱの任意の１つ又は組合せを適宜変更して含みうる。
【００２０】
任意的には、撮像システムは、前記物体の地形上の特徴を仮想的に再構築可能にするために構成される画像データを提供するように調整されうる。
【００２１】
本発明の第１の態様の前記変形例によれば、撮像方法は物体を撮像するために提供される。そして、以下のものを含む。
（ａ）物体における少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像を得るために構成される画像獲得を提供すること、
（ｂ）少なくとも前記ＲＯＩを照らすように構成される照射システムを提供すること、
（ｃ）前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、従って、照射されるＲＯＩを所望の方向から撮像可能にするような態様で、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの少なくとも２つを制御可能に移動すること、
（ｄ）前記所望の照明を提供すること、及び、画像データを提供するために従って照射される前記ＲＯＩを撮像すること。
【００２２】
任意的には、ステップ（ｃ）は、少なくとも１つの、又は、少なくとも２つの、又は、３つの並進自由度の運動を提供すること、及び／又は、少なくとも１つの、又は、少なくとも２つの、又は、３つの回転自由度の運動を提供することを含みうる。
【００２３】
任意的には、この方法は、前記画像データに基づいて実質的に前記ＲＯＩの地形上の特徴を再構築するステップをさらに含む。
【００２４】
類似した方法は、本発明の第１の態様に対しても提供される。ここで、再構築方法は、物体の地形上の特徴の仮想的な再構築のために提供される。そして、以下のことを含む。
（ａ）前記地形上の特徴からなる物体の少なくとも１つの関心領域（ＲＯＩ）の画像を得るために構成される画像獲得を提供すること、であり、前記データは、前記物体の前記地形上の特徴の仮想的な再構築を可能にするように構成される、
（ｂ）少なくとも前記ＲＯＩを照らすように構成される照射システムを提供すること、
（ｃ）前記ＲＯＩに所望の照明を提供して、従って、照射されるＲＯＩに所望の方向から撮像可能な態様で、前記画像取得システム、前記照射システム及び前記物体のうちの少なくとも２つを制御可能に移動すること、
（ｄ）このように、前記所望の照明を提供すること、及び、従って撮像データを提供するために照らされる前記ＲＯＩを撮像すること、
（ｅ）前記画像データに基づいて前記地形上の特徴を実質的に再構築すること。
【００２５】
さらにまた、本発明の第１の態様に従う撮像システム又は撮像方法、本発明の第１の態様に従う再構築方法は、本発明の第１の態様に従うシステムに対して上述した特徴ＡからＱの任意の１つ又は組合せを適宜変更して備えうる。
【００２６】
本発明の第１の態様又はその変形による少なくともいくつかの実施の形態の特徴は、光軸又は画像取得システムの単数又は複数のデバイスの軸と異なる１つ以上の方向又は軸において照明されている間、さもなければ画像の飽和を生じうる画像取得システムへの照明放射線の鏡面反射を除去するか又は最小化する間、物体の関心領域（ＲＯＩ）が任意的に動的な方法で撮像されうるということである。この種の飽和によって、いくつかの場合に、画像中に現れるべき部分の真の機械的端に対して画像中の端又は部分がシフトされうる。
【００２７】
本発明の第１の態様又はその変形による少なくともいくつかの実施の形態の特徴は、照射システムから部分的に、又は、完全に機械的に切り離される画像取得システムを提供することによって、このことが、照射システムに独立して画像取得システムの比較的大きい移動自由度を可能にし、その一方で、画像取得システム及び照射システムが機械的に一組になっており従って比較的大きな撮像ヘッドで存在しうるところでの、物体との衝突を回避するということである。
【００２８】
本発明の少なくともいくつかの実施の形態によれば、システム及び方法は、物体の地形上の特徴を撮像して再構築するために提供され、そして、照射システムは、物体を照らし、そして、画像は、画像取得システムによって得られうる。そして、物体、照射システム及び画像取得システムを含む少なくとも２つの部材は、画像データを得るための最適な照明及び視界状態を提供するため、部材のうちの少なくとも２つがそれぞれに移動することを可能にするために、特定のロボットアームにおいて、それぞれに制御可能な運動誘導機構に取付けられ、又は、さもなければ連係している。画像データは、物体の地形上の特徴が再構築されることを可能にするように構成される。
【００２９】
本発明の第２態様によれば、システムは、端を具備する物体の少なくとも関心領域（ＲＯＩ）を撮像するために提供され、視覚的に露出された表面を有する背景システム、前記端を具備する前記ＲＯＩが前記少なくとも１つの画像捕捉デバイス及び前記表面との間に中間で配置されるような、前記表面に配置されている少なくとも１つの画像捕捉デバイスを備える画像取得システム、前記端を具備している前記ＲＯＩの少なくとも一部及び前記端に近接する前記視覚的に露出された表面の少なくとも一部を前面照射するための少なくとも一つの照明光源を備える照射システム、を備え、前記背景システムは、複数の交換可能な背景面のうちの１つを選択的に構成している視覚的に露出された表面を含む。各前記背景面は、各々の表面要素が前記視覚的に露出された表面で構成されていない第１位置、及び、表面要素が前記視覚的に露出された表面で構成される第２位置との間に可逆的に移動しうる複数の表面要素を備える。
【００３０】
任意的には、撮像システムは、前記物体の地形上の特徴の仮想的な再構築を可能にするために構成される画像データを提供するように調整されうる。このように、本発明の第２態様の変形例において、本発明は、適宜変更された仮想的な再構築システムを対象とする。このように、本発明の第２態様のこの変形例は、特に物体が高い反射性を有して及び／又は組織化されるような、物体の表面及び／又は自由端に関する測定値を対象とする。更に、本発明の第２態様のこの変形例によれば、物体の表面及び／又は端に関する光学データが提供され、そして、物体の３Ｄ表面構造を再構築するために使用されうる。
【００３１】
本発明の第２の態様によれば、背景システムも、撮像される照明された物体に対して提供され、この背景システムは、複数の交換可能な背景面のうちの１つを選択的に構成している視覚的に露出された表面を含み、各前記背景面は、表面要素が前記視覚的に露出された表面上に構成されていない第１位置と表面要素が前記視覚的に露出された表面に構成されている第２位置との間に可逆的に移動しうる複数の表面要素を備える。
【００３２】
本発明の第２態様による背景システムは、それ自体で、又は、前記撮像システム中又は前記再構築システム中に含まれる、以下の特徴の任意の１つ又は適切な組合せを含みうる。
・いくつかの実施の形態において、背景システムは、複数の回転可能な要素（各々が前記複数の背景面に対応する複数の小面（ファセット）を含む）を含みうる。ここで、各前記回転可能な要素の各前記小面は、前記背景面の１つ又はもう１つに対応する該表面要素を含む。ここで、前記回転可能な要素は、前記視覚的に露出された表面を構成している全体的に連続な表面を形成するために、前記背景面の１つ又はもう１つの前記表面要素を含む前記小面を交替で位置合わせするように、選択的に回転しうる。
・任意的に、回転可能な要素は、位置合わせされるときに前記視覚的に露出された表面を交互に形成しうる、２つ又は３つの表面を有するプリズム要素であってもよい。
・任意的に、各々の前記背景面は、互いに関して異なる反射率からなりうる。
さらに必要に応じて、この背景面は、適切な反射性、半反射性、又は、マットな（半光沢の）背景面を含みうる。
・任意的に、回転可能な要素は、共通の平面において、又は、共通の曲面に沿って位置合わせされる対応する回転軸を含む。
・任意的に、上述の小面は、実質的に平らでもよいか、曲がっていてもよい。
【００３３】
このように、本発明の第２態様によれば、背景システムは、ユーザが背景面を元の位置で（インサイチュで）選択的に変えられるように提供される。いくつかの実施の形態によれば、背景システムは、光学背景として物体の後ろに配置されうる。適切な正面の照射システムは、単数又は複数のカメラ又は他の撮像システムに隣接して物体及び背景面を照らすために概して用いられうる。背景デバイスによって、照射システム、撮像システム又は物体を分離させる必要無しに、物体に関してユーザが複数の異なる背景のどちらかを選択しうる。
【００３４】
このように、少なくとも２つの異なる光学背景は、物体を撮像するために提供されうる。任意的には、２又はこれより多くのこの種の背景デバイスが提供されうる。ここで、物体がそのようなデバイス及び少なくとも１つの画像捕捉デバイスとの間に位置合わせされるように、各前記デバイスは配置される。
【００３５】
本発明の第２態様の特徴は、回転可能な要素を共同回転させることによって、この種の表面の少なくとも３つの変形例のそれぞれが、物理的に背景を取り除いて、それをもう一方に置き換える必要無しに、物体Ｏのための背景面として選択的に示されるということである。したがって、これにより、必要に応じて単純で迅速な方法で、その物体又は部品にこれらの表面で最も適当なものに最適にマッチングすることが可能になる。例えば、物体が高い反射性表面及び非反射性表面を有する場合、高い反射性表面を撮像するときには光沢の無い又はマットな背景面が好ましく、一方で非反射性表面を撮像するときには、異なる背景が好ましい。
【００３６】
本発明を理解して、それが実際にはどのように実施されうるかを理解するために、添付図面を参照して、非限定的な実施例のみとして、実施の形態がここで記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明において、「物体」の用語は、背景（シーン）を含む任意の二次元の物体又は任意の三次元の物体であるか、二次元又は三次元の物体の集合体をも含む。
【００３８】
寸法データは、物体に関する任意の地形上のデータにも関連するものとして本願明細書に記述される。そして、特に、表面又は端に対する位置、サイズ及び形状に関する任意の幾何学的なデータを含むものとして本願明細書において理解される。そして、内外の表面及び端、表面幾何学又は撮像されうる物体の他の特徴を含む。
【００３９】
このように、本発明に従う、図面を参照してＯとして本願明細書において示されて、撮像される物体は、例えばその表面データ又は端データのような、寸法データを決定することを要求される背景を含む、任意の機械的又は他の物理的物体を備えうる。物体Ｏは、例えば製作された自動車部品（例えばダイプレスされたドア又はボディパネル）といった実質的に三次元でありうる表面、端及び／又は他の特徴を備えうる。あるいは、物体Ｏは、例えば、ダイス等で押圧される前にブランク形状の品質管理に有用でありうる特定の平面形態を有する薄い金属シートを備える、「二次元である」とみなされうる表面及び端からなりうる。特に対象となるのは、自由端、内部又は外部のボア、ホール、ボス、ジャーナル等の、位置及び／又はサイズ及び／又は形状でありうる。
【００４０】
本発明の第１の態様によれば、そして、図１を参照すると、物体Ｏを撮像するための、そして、本発明の第１実施の形態による寸法データを提供するためのシステムは、全体的で１００で指定され、照射される物体Ｏを撮像するための、画像取得システム１５０と照射システム１２０とを具備している。
【００４１】
画像取得システム１５０に、ロボットアーム１７０に搭載する少なくとも１つの画像捕捉デバイス１６０が設けられている。各画像捕捉デバイス１６０（図１においては、１つだけの装置を例示する）は、１つ以上の適切な撮像デバイス又はシステムを含む。そして、それは、画像をコントローラ１９０に電子的に発信でき、そして、適切なマイクロプロセッサ手段等を備える。例えば、捕捉デバイス１６０は、例えばビデオカメラ又は任意のＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラ等を含む、１つ以上の適切なカメラを具備しうる。そして、マイクロプロセッサ手段は、例えば、画像グラバーを介して電子画像を得る、適切なコンピュータ等を具備しうる。特に、各画像捕捉デバイス１６０は、コントローラ１９０又は他の任意の適切なマイクロプロセッサも介して、例えば凹部（例えば孔など）又は凸部の場所、サイズ及びの形状等の、面の微細形状又は他の寸法データを撮像データから決定できるように、撮像されている物体Ｏからの画像データを提供するように構成されうる。したがって、そして、非限定的な実施の形態として、画像捕捉デバイス１６０は、エピポーラベースの再構築技術、三角形分割ベースの再構築技術又は他の任意の周知の画像ベースの再構築技術が物体の対応する面微細形状又は他の寸法データを決定するために適用されうるような、この種の画像データを提供しうる。この種の画像再生技術は、公知技術で、更に本願明細書において記載されていない。
【００４２】
ロボットアーム１７０は、最高５つ又は６つの自由度で、部材の並進及び回転を提供する、制御可能な機構を備える。この部材は、所望の部材が、一時的又は永久的に、固定され又はさもなければ搭載され、最大５つ又は６つの自由度の構成材の移動を可能にする、アームの一部である。本実施の形態において、ロボットアーム１７０は、床、壁、天井、固定支柱及びその他のような静的構造に、又は、任意的に移動可能な構造体（例えばトロリー又は構台）に、固定的に取り付けられる、固定されたベース１７２を備える。ロボットアーム１７０には、マウンティングブラケット１７４又はグリッパー（すなわち、クランプ、又は、把持し、クランプする等のための他の任意の機構）が更に設けられて、これに対して対応する捕捉デバイス１６０が任意的に可逆的に搭載され又はさもなければ固定される。複数の多関節リンク１７６は、ブラケット１７４及びこれに対応する画像捕捉デバイス１６０が制御される態様で５つ又は６つの自由度で並進又は回転可能な態様で、マウンティングブラケット１７４及びベース１７２の間に提供される。
【００４３】
あるいは、むしろ複数の多関節リンクよりも、ロボットアームは、ステアリングドライブに連結され、そして、（マウンティングブラケット又はグリッパーを備える）フレキシブルシャフトの自由作動端を、例えばエンドスコープ等を適宜変更して使用するような、任意の所望の方法で移動可能とするように、最適にフレキシブルシャフトに接続される、複数のステアリングワイヤを具備しているフレキシブルシャフトを備えうる。
【００４４】
多関節リンク又はエンドスコープ型のステアリング機構を有するこの種のロボットアームは、公知技術で、本願明細書において任意の更なる詳細にも記載されない。
【００４５】
このように、この種の運動を提供するための技術では周知のように、アーム１７０は、複数のサーボモータ、コントローラ等を備えうる。ロボットアーム１７０は、適切な電源（図示せず）に、有効に接続していて、及び／又はこれを備える。
【００４６】
更に、アーム１７０は、位置データを提供するために、又は、ブラケット１７４に対して、そして、従って対応する画像捕捉デバイス１６０に対して、このようなデータを決定できるように、ポジションセンサ等を備えうる。このように、画像捕捉デバイス１６０の特定の軌跡及び特定の位置及び方位は、システム１００が作動される最初の時間を手動でセットされる場合であっても、コントローラによって保存されうるし、そして、これにより、画像捕捉デバイス１６０の同じ軌跡及び特定の位置及び方位が、必要とされるだけ繰り返すことが可能になる。
【００４７】
図２を参照すると、上述した自由度は、対応する画像捕捉デバイス１６０に対する、特に光軸ＯＡ（この図においては、ｘ軸と実質的に平行にセットされる）３つの直交軸、ｘ、ｙ、ｚの、１つ、２つ又は３つに沿った並進、及び／又は、例えばｘ、ｙ、ｚ軸の、１つ、２つ又は３つに対する回転、を含み、これにより、最高で６つの自由度の運動を効果的に提供することが可能になる。ロボットアームは、画像捕捉デバイス１６０における任意の所望な位置及び方向を得るような柔軟性を提供し、空間における任意の地点でこのデバイスの位置及び方向に到達することを可能にする。自由度、特に運動の軸の数、配置及び動作のシーケンスは、ロボットアームの自由端でのこのデバイス、すなわち、ロボットアームの作動端を、システムの他の部材が例えば物体及び／又は照明システム１２０に搭載されている特に他のロボットアームを含むシステムの他の構成要素との衝突を避けるために、任意の好適な態様で、予め定められた幾何学的エンベロープ内の任意の地点に移動可能にする。
【００４８】
本発明の他の実施の形態において、システム１００の特定の用途に従って、ロボットアームは、５つ未満の自由度の並進及び／又は回転を提供するように構成されうる。例えば、システム１００のいくつかの用途で、このアームは、画像捕捉デバイス１６０を一方向に沿って平行移動して、及び／又は、物体の全てのＲＯＩをカバーするために１本の軸に沿って回転させることのみを必要としうる。
【００４９】
ロボットアーム１７０は、ライン１７９を介してコントローラ１９０に有効に接続している。コントローラ１９０は、後述されるように、予め設定された状況に従って、最高６つの自由度でのアーム１７０の動きを、そして、対応する画像捕捉デバイス１６０を制御するように構成される。ライン１７９は、光ファイバ線、電気又は電子ケーブル等のような物理ラインであってもよくて、及び／又は、適切なデータ送信機及びレシーバを含む、ロボットアーム１７０及びコントローラ１９０の間の適切なワイヤレス接続等の、他の任意のデータ又は信号通信リンクを具備しうる。
【００５０】
照射システム１２０に、第２のロボットアーム１４０に搭載する少なくとも１つの画像照明装置１３０が設けられている。
【００５１】
照明装置１３０は、コントローラ１９０に、又は、ライン１８８を介して異なるコントローラ（図示せず）に、有効に接続している。そして、このラインは、適切な照明装置１３０の特定の照明要素の作業と同様に、オン／オフを切り換えること、任意的に照明の強度を制御すること、を含む、照明装置１３０の作業を可能にする、任意適当な通信リンクを具備しうる。コントローラ１９０は、例えば現在の譲受人に譲受される国際特許公開第２００６／０８００２３号パンフレットにて開示したように、画像取得システム１５０によって、物体の照明を画像撮像処理と同期させるように、照明光源を制御するために任意的に構成されることもできる。国際特許公開第２００６／０８００２３号パンフレットの内容は、それらの全部を本願明細書において組み込まれる。
【００５２】
各照明装置１３０（図１においては、このような装置を１つだけ例示する）は、少なくとも１つの照明要素を備える。そして、この照明要素は、例えば１つ以上の光源を具備し、そして、各々は、任意適当な照射手段、概して適切なプロジェクタ又は光放射器を備えうる。そして、更に、典型的に白色光で照射されるが、任意的に可視スペクトルの他の波長で、又は、赤外線及び紫外線波長を含む可視スペクトルの実際外側の波長で、なくとも１つの照明方向ＩＤに沿って、物体を照らすことができる。この照明装置１３０は、直接、又は、間接的に物体Ｏを照らすように構成されうる。照明装置１３０は、例えば、任意的にコントローラ１９０を構成しうる、適切な放電ランプ、ＬＥＤ、レーザー等、又は、有効にコントロールモジュールに接続した任意適当な光空間変調器（ＳＬＭ）、を含みうる。
【００５３】
その全ての変形例及びその特徴を含む本願明細書において記載されているように、ロボットアーム１４０は、第１のロボットアーム１７０と実質的に類似していてもよい。このように、ロボットアーム１４０は、定置型又は可動構造に固着される固定ベース１４２、搭載される対応する照明装置１３０に対するマウンティングブラケット１４４又はグリッパー、任意的に可逆的に、５つ又は６つの又は５つ未満の運動の自由度を提供するために、マウンティングブラケット１４４及びベース１４２との間に、制御ライン１４９を経たコントローラ１９０によって、又は、異なるコントローラによって制御される、複数の制御可能な多関節リンク１４６を備える。ロボットアーム１４０は、適切な電源（図示せず）に有効に接続され及び／又はこれを備える。
【００５４】
任意的に、そして、本発明の他の実施の形態の適宜変更するケースでもありうるように、照明装置１３０は、図３にて図示したように、例えば光反射媒体１３１及び、照明光源１３２からなりうる。物体Ｏは、媒体１３１及び照明光源１３２の間に、更に、媒体１３１及び画像捕捉デバイス１６０の間に位置するように、媒体１３１の前に配置されうる。特に、照明光源１３２は、少なくともシステム１００の作業中に、物体Ｏ、又は、少なくとも内端及び／又は外端を有するその一部の表面を含む関心領域（ＲＯＩ）、物体の端を囲んでいる媒体１３１の１部が光源１３２によって照らされるように、物体Ｏ及び媒体１３１に関して空間的に配置される。光反射媒体１３１は、特に上述した端を含む表面の部分において、特に物体Ｏに対する反射率又はゲインに対して、高い反射率又はゲインを有することで、特徴づけられる。いくつかの実施の形態において、媒体１３１は、適切な逆反射表面を含みうる。
【００５５】
あるいは、光反射媒体は、一度に多くの代わりの光学式媒体のうちの１つを物体Ｏ、照射システム１２０及び光学的画像取得システム１５０の表面１つ以上に選択的に提示するように構成される背景デバイスを含みうる。各々の代換媒体は、異なる光反射特性を含みうる。本発明の第２態様に従って本願明細書において開示されて、図９〜図１１において例示されるように、この種の適宜変更される背景デバイスは、例えば、動的な背景デバイスを備えうる。
【００５６】
本願明細書において「逆反射表面」は、光源に対して後ろに入射光を跳ね返す表面を呼ぶ。言い換えれば、層に対して特定の入射角を有する光ビームは、照明光源へ略同一角度で層を出る。この種の逆反射表面は、周知で、例えば、球面反射するビード、等を使用して形成されうる。そして、例えば、逆反射層の組成物及びそれらの製造のための方法は、特許文献１〜特許文献５において開示される。そして、その全体の内容は参照として本願明細書において組み込まれる。逆反射表面は、概して２以上のゲインを提供する。
【００５７】
図３において例示される実施の形態において、本発明の第２態様に従って任意的に動的な背景デバイスを備えうる光反射媒体１３１、及び、照明光源１３２は、適切なロボットアーム１３５、１３６に各々搭載される。そして、例えば、本願明細書において記載されているように、ロボットアーム１３５、１３６は、適宜変更された各々ロボットアーム１７０と類似していてもよい。あるいは、光反射媒体１３１及び照明光源１３２は、同じロボットアーム上に特定の空間関係で搭載されうる。ここで、少なくとも１つの自由度に関して、この空間関係は固定されてもよく、又は変化してもよい。例えば、光反射媒体１３１及び照明光源１３２間の相対距離は、選択的に変化しうる。あるいは、光反射媒体１３１はロボットアームに搭載され、そして、照明光源１３２は静的に搭載されうる。あるいは、光反射媒体１３１は静的に搭載され、そして、照明光源１３２はロボットアームに搭載されうる。
【００５８】
図１を参照すると、システム１００の作動において、画像取得システム１５０及び照射システム１２０は、物体Ｏの少なくとも一部又は関心領域（ＲＯＩ）の撮像部を照射するように構成される。物体Ｏは、特に照射システム１２０及び撮像システム１５０の位置及び方位に対して、好ましくは空間位置及び物体Ｏの方向が固定されて認識されるように、そして、好ましくは空間位置及び方位が再現可能であるように、利便性のためにスタンド１１２上に搭載されてもよく、又は、マウンティングブロック、クランプ、テーブル又は他の任意の適切なデバイス又は構造に搭載されうる。各ＲＯＩに対して、画像取得システム１５０の、そして、照射システム１２０の、単数又は複数の最適位置及び方位は、例えばＲＯＩの表面データを提供するための次の分析の対象でありうる、ＲＯＩで最も鮮明な画像データが得られることを可能にするために決定されうる。画像取得システム１５０及び照射システム１２０に対するこの種の単数又は複数の最適位置及び方位は、撮像されている特定のＲＯＩに従って変化しうるし、そして、いくつかに対して、ＲＯＩは、１又は多数の位置から画像データを得るために画像取得システム１５０を必要としうる。その一方で、照射システム１２０は、物体Ｏに関して静的に配置されるままであってもよく、又はあるいは、特定の方法で移動することもできる。
【００５９】
この種の単数又は複数の最適位置及び方向の、画像取得システム１５０は、ＲＯＩ自体の性質に一般に依存しうるか、又は、例えば、基準に従って、例えばプレセットされていてもよい。
【００６０】
照射システム１２０を最適に配置して及び／又は方向付けするための基準は、画像取得システム１５０に対するものと類似していてもよいか、異なってもよい。特に、ＲＯＩへの照射システム１２０によって提供される照明は、物体ＯのＲＯＩに関する画像取得システム１５０の各画像獲得位置／方位に対して、照射システム１２０が、ＲＯＩの異なる部分の間の陰影及び／又はハイコントラストを最小化して、撮像されるＲＯＩの各部分に対して光の最大の均一性及び強さを提供するように、最適化されうる。また、一般に、照射システム１２０の位置及び方向付けは、任意の特定のＲＯＩでの画像取得システム１５０の位置及び／又は方向付けに連結されていてもよく、そして、ＲＯＩ自体の性質に、一般に依存しうるし、又は、例えば基準によるプレセットされていてもよい。しかし、この連結は、非機械的であり、そして、ロボットアーム１４０及び１７０は一方から他方にそれぞれを移動しうる。むしろ、この連結は、システム１００の特定の用途に従って、それらが特定の空間関係を維持するか又は空間関係における特定の変化に続くように、いくつかの実施の形態において、ロボットアーム１４０及び１７０の移動を制御することに関連する。
【００６１】
例えば、平面壁、整えられた板金、端、などのような実質的に平面特徴に関するＲＯＩのものに対して、通常、視野がＲＯＩを含むように間隔を置いて、ＲＯＩに対して垂直な画像取得システム１５０の光軸を有することが、満たされうる。ＲＯＩが比較的大きい場合、より良好な解像度は、ＲＯＩの隣接部分（各々はＲＯＩとして考慮されうる）から連続して撮られる画像データの複数のセットを提供することによって得られうる。そして、データはその後縫合される。照射システム１２０によって提供される照明は、例えば照明を最適化して、例えば鏡面反射を最小化するために、ＲＯＩを照らす照明指示を提供するものであってもよい。一方では、ＲＯＩが非常に複雑な三次元形状である領域で、画像取得システム１５０は、充分なカバーを得るためにＲＯＩに対して様々な位置において配置され、及び／又は従って、方向付けられうる。そして、照射システム１２０は、画像取得システムに照明の鏡面反射を回避するか又は最小化して、画像の飽和を回避するか又は最小化するために、適切な方法の照明を提供する。任意的には、これは、各ＲＯＩに対して理論的な方法で決定されうる。例えば、標準形状（例えば立方体、シリンダ、球体、など）撮像及び照明するための最適方法は、例えば光反射に関する物理学の基礎概念から導出可能である。あるいは、例えば試行錯誤によって、画像取得システム１５０及び照射システム１２０の最適相対的位置は、経験的方法で決定されうる。あるいは、理論的で経験的方法の任意適当な組合せが、使用されうる。
【００６２】
あるいは、任意の極座標であるか他の座標系に従って、画像取得システム１５０は、物体Ｏ周囲の方位角及び仰角における間隔を置かれた角間隔で画像データを得るプレセットであってもよく、そして、照射システム１２０は、ロボットアーム１４０をそれぞれに操作して動かすことによって、画像取得システム１５０及び物体Ｏに対して適当な空間構成（すなわち位置及びオリエンテーション）を仮定する、適切な方法で照明を提供する。あるいは、画像取得システム１５０は、予め定められた基準に従って画像データを得るプレセットであってもよい。
【００６３】
画像取得システム１５０の及び／又は照射システム１２０の位置及び／又は方向付けの制御は、オートメーション化した方法の実施の形態のために、ライン１７９及び１４９を介して、それぞれ、コントローラ１９０によって提供されうる。この実施の形態の変形例において、１つ以上の画像取得システム１５０、照射システム１２０、ロボットアーム１７０、ロボットアーム１４０は、別々のコントローラによって制御されうること、この種のコントローラは、その作業を調整するために、任意的に有効に接続されうる。
【００６４】
画像取得システム１５０によって得られた画像データは、必要に応じて、例えばライン１８９又は実際他の任意の適切なデータ解析及び操作システムを介して、分析及び操作のためのコントローラ１９０に発信されうる。そして、例えば表面又は端データを含む、所望の寸法データ又は物体Ｏに関する他の幾何学的なデータを提供する。
【００６５】
本発明の他の実施の形態において、撮像システム用の及び／又は照明システム用のロボットアームは、所望の自由度の運動を提供するように調整される、そして、任意的に並進及び／又は回転システム（例えば適切な構台システム）を具備する、他の制御可能な適切な運動誘導機構と交換されうる。しかしながら、構台システムなどが最高６つの自由度を有する運動を提供しうると共に、ロボットアームも、（さもないと時として物体、画像獲得デバイス又は照明光源と衝突しうる）相対的な大きなフレーム及びレールを、又は、これらが構台でもあるときに、第２（及び／又は第３）運動誘導機構に実際類似する部材を、必要としないという特徴を有する。ロボットアームは、画像取得システム、照射システム又は物体といった、搭載されるか又はさもないとともに連係する特定の部材を、ロボットアームの移動のシーケンスが適切に調整されるときに、システム１００の他の構成要素又はロボットアームとの衝突を一般に防止しうる態様で、三次元スペースにおいて移動可能にするように構成されうる。
【００６６】
システム１００は、多数の異なる方法で操作可能であり、そして、そのいくつかの非限定的な実施の形態について説明する。
【００６７】
［実施の形態１−一連の名目上同一である物体の検査］
この種の実施の形態において、例えば物体のＣＡＤモデルから、名目の物体における一般の微細構成は、公知でありうる。
【００６８】
コントローラ１９０又は他の適切なコンピュータは、撮像を必要としうる画像の数を最小化すること、そして、画像取得システム及び／又は照射システムに対して必要な異なる運動の数を最小化することを、仮想感覚において、ＣＡＤモデル又はデータに、すなわち、コンピュータ環境の範囲内で、データを複数のＲＯＩに、最初に分割されうる。そして、スタンド１１２に対して既知の位置及び物体の方位に関して画像取得システム１５０及び照射システム１２０を移動するための一連の調整指示を提供する。
【００６９】
それから、一連の物体の各物体は、既知のデータ位置及び方位のスタンド１１２に次々に配置され、そして、画像取得システム１５０及び照射システム１２０は、一連の調整指示に従って作動される。得られた画像データは、それから、撮像される公認基準の所望の表面データを提供するために、コントローラ１９０によって処理されうる。任意的には、各ＲＯＩの表面データは、例えば、現在の譲受人に譲受されており及びその全体を本願明細書において組み込まれる国際特許公開第２００５／０１０６２７号パンフレットにて開示されているように、名目データと比較されてもよく、そして、そこから適切な方法で偏差を決定されて、提供されうる。更に任意的に、コントローラ１９０は、特定のＲＯＩに対する表面データが予め設定された閾値を越えて対応する名目データと異なるときはいつでも、自動的にユーザに警告するために構成されうる。例えば、物体が、複数の孔を有する自動車ドアのような製造品目である場合、半径及び／又は撮像されている特定の項目の各孔の位置がＣＡＤモデル又はデータ・モデルで名目半径及び／又は中心に関してそれぞれオフである場合、警報はシステム１００によって発生しうる。
【００７０】
あるいは、ＣＡＤモデルを参照することなく、一連の物体の各々に対して、ＲＯＩにおける名目の相対位置及び／又はサイズ及び／又は形状に対して、各々に関して様々なＲＯＩの関連物を点検することを要求される、ケースがありうる。この実施例において上述したものを適宜変更した類似のものでありうる。
【００７１】
［実施例２−識別可能な特徴を有する新規な物体の検査］
コントローラ１９０は、特定の標準の局所的特徴（例えば孔、平面及びその他）に関して、画像取得システム１５０及び照射システム１２０の予め設定された相対的な位置及び方位設定によって、任意的にプログラムされうる。新たな物体が初めてシステム１００によって検査されるときに、物体はスタンド１１２に取り付けられうるし、そして、撮像システム１５０がコントローラメモリ中に含まれるような地理的に対応しうるその特徴部付近に手動で持ちこまれうる。そして、ユーザは、キーボード及びスクリーン、そして、例えば撮像される特徴の種類といったソフトウェア作動ドロップダウンメニュー、のような適切なインタフェースを介して、指示しうる。そして、コントローラは、その特徴のための撮像システム１５０に関して適当な位置に照射システム１２０を持ってくる。
【００７２】
図４を参照すると、本発明（数字２００によって示される）によって寸法データを提供して物体Ｏを撮像するためのシステムの第２実施の形態は、下記の差異を有するように適宜変更されて、本願明細書において開示される、第１実施の形態におけるその全ての要素及び特徴及び変形例を備える。本実施の形態において、このシステム２００は、画像取得システム２５０、照射システム２２０及び画像取得システム２５０、及び、物体Ｏを置換及び／又は回転させるための機構２１０を備える。
【００７３】
画像取得システム２５０は、適宜変更される第１実施の形態の画像取得システムに対して本願明細書において記載される全ての特徴を含み、従って、適宜変更される第１の実施の形態に対して記載される対応する要素と類似の、ロボットアーム２７０に搭載される少なくとも１つの画像捕捉デバイス２６０を含む。システム２００は、適宜変更される第１の実施の形態に対して記述されるコントローラ１９０に例えば類似する、コントローラ２９０を更に備える。そして、このコントローラ２９０は、ロボットアーム２７０の、そして、ライン２７１、２６１を経た画像捕捉デバイス２６０の作業をそれぞれ制御する。
【００７４】
照射システム２２０は、第１実施の形態の画像照明装置１３０に対して記載されているもののような適宜変更された少なくとも１つの画像照明装置２３０を備えている。しかし、第１実施の形態とは対照的に、画像照明装置２３０は、それぞれに可動ロボットアームに取り付けられるというよりもむしろ、静的に取り付けられ、又は画像取得システムを有する運動のために取り付けられる。例えば、照明装置２３０は、スタンド２１２上に、又は、好ましくは照明装置２３０の位置及び方向付けが固定されそして既知であるように、マウンティングブロック、クランプ、テーブル又は他の任意の適切なデバイスも又は構造物に搭載されうる。
【００７５】
あるいは、そして、例えば、照射システム２２０が、第１実施の形態に対して図３を参照して例示されそして記述される部材に類似する、光反射媒体及び照明光源を備えるような、第２実施の形態において、光反射媒体及び照明光源はいずれも、同じスタンドに、又は、異なるスタンドに、又は、単数又は複数のブロック、単数又は複数のクランプ、単数又は複数のテーブル、単数又は複数の他の任意の適切なデバイス、又は単数又は複数の構造物に、搭載されうる。
【００７６】
照明装置２３０は、ライン２１９を介してコントローラ２９０（又は任意的に異なる適切なコントローラ）に有効に接続して、そして、コントローラ２９０は、適宜変更される第１実施の形態に対して記載される類似物の照明装置２３０の作業を制御する。
【００７７】
物体Ｏは、第１実施の形態に対して本願明細書において記載されているようなその全ての変形例及び特徴を含むロボットアーム１７０と実質的に類似の適宜変更されたロボットアームを備える、前記機構２１０に、搭載される。このように、機構２１０は、静的構造に固定的に搭載される固定ベース２４２、可逆的に物体Ｏを取り付けるためのマウンティングブラケット２４４又はグリッパー、５又は６つの運動自由度を、又は５未満の運動自由度を提供するために、制御ライン２４９を介してコントローラ２９０（又は任意的に異なる、適切なコントローラ）によって制御される、マウンティングブラケット２４４及びベース２４２の間の、複数の制御可能な多関節リンク２４６、を備える。
【００７８】
代換的に、そして、図５を参照して、１又は２以上の光反射媒体２３１は、所望の場所に搭載されうる。そして、照明光源２３２は、ともに移動できるように画像捕捉デバイス２６０に搭載されうる。この場合、照明光源からの照明方向ＩＤが画像捕捉デバイス２６０の単数又は複数の光軸ＯＡに平行であるか又は密接に位置合わせされていたとしても、照明光源及びデバイス２６０の空間関係は、物体Ｏと同様に、反射媒体に対して、撮像捕捉デバイス２６０に対する鏡面射を防止するとともに、特に端における、撮像されるＲＯＩの最適照明を提供するように、制御されうる。
【００７９】
システム２００の作業は、適宜変更されるシステム１００のものと類似している。そして、主な違いは、第１実施の形態において、物体が静止しているままのときに照射システム及び画像取得システムが移動して、第２実施の形態において、照射システムが静止したまま又はその部分が画像取得システムに連結されているときに、画像取得システム及び物体がそれぞれ移動する、ということである。
【００８０】
図６を参照すると、物体Ｏを撮像して、本発明による寸法データを提供するシステムの第３実施の形態は、数字３００によって示され、下記の違いについて適宜変更される、本願において開示されている第１及び第２の実施の形態の全ての要素及び特徴とその変形例を備える。本実施の形態における、システム３００は、画像取得システム３５０、照射システム３２０、及び、物体Ｏを置換及び／又は回転するための機構３１０を備える。
【００８１】
画像取得システム３５０は、適宜変更される第１又は第２の実施の形態の画像取得システム１５０又は２５０のために本願明細書において記載される全ての特徴を備える。しかし、第１又は第２実施の形態とは対照的に、可動ロボットアームに取り付けられるよりはむしろ、画像取得システム３５０は、スタンド３１２上に、又は、好ましくは画像取得システム３５０の位置及び方向付けが固定されて既知であるように、マウンティングブロック、クランプ、テーブル又は他の任意の適切なデバイス又は構造物に搭載される。画像取得システム３５０は、ライン３１９を介してコントローラ３９０（又は任意的に異なる、適切なコントローラ）に有効に接続され、そして、コントローラ３９０は、適宜変更される第１及び第２の実施の形態に対して記載される類似の画像取得システム３５０の作業を制御する。
【００８２】
照射システム３２０は、適宜変更される第１実施の形態に対して記述される対応する要素に類似する、ロボットアーム３７０上に搭載される、適宜変更される第１実施の形態の画像照明装置１３０のために記載されているように、少なくとも１つの画像照明装置３３０を備える。コントローラ３９０は、適宜変更される第１及び第２の実施の形態のために記載されている、コントローラ１９０又は２９０と類似しうる。そして、コントローラ３９０は、それぞれ、ロボットアーム３７０の、そして、ライン３７１、３６１を経た照明装置３３０の作業を制御する。
【００８３】
図７を参照すると、この実施の形態におけるいくつかの変形例に対して、照射システム３２０は、第１及び第２の実施の形態に対して例示され及び開示される部材と同様に、光反射媒体３３１及び照明光源３３２を備える。第３実施の形態において、光反射媒体３３１は、ロボットアーム３７０上に搭載しうる、そして、照明光源３３２は、それ自体静的に搭載される画像捕捉デバイス３６０上に搭載されうる。この場合、照明光源からの照明方向が、画像捕捉デバイス３６０の単数又は複数の光軸に平行であるか又は光軸又密接に位置合わせした場合であっても、照明光源３３２及び画像捕捉デバイス３６０に対して反射媒体及び物体Ｏの空間関係は、画像捕捉デバイス３６０に対する鏡面反射を防止する一方で、特に端を含む、撮像されるＲＯＩの最適照明を提供するように、それぞれに制御されうる。
【００８４】
物体Ｏは、適宜変更される第２実施の形態に対して記載されている機構２１０と類似されうる前記機構３１０に搭載され、従って、その全ての変形例及び特徴を含む第１実施の形態に対して、本願明細書において記載されているように、ロボットアーム１７０と実質的に類似のロボットアームを備える。このように、機構３１０は、可逆的に物体Ｏを取り付けるための、静的構造物、マウンティングブラケット３４４又はグリッパーに固定的に取り付けられる、固定ベース３４２、そして、５又は６つの運動自由度を提供するために、又は、５つ未満の運動自由度を提供するために、制御ライン３４９を介してコントローラ３９０によって制御される、マウンティングブラケット３４４及びベース３４２との間の、複数の制御可能な多関節リンク３４６、を備える。
【００８５】
システム３００の作業は、適宜変更されるシステム１００又はシステム２００のものと類似している。そして、主な違いは、適宜変更される画像取得システムが静止したままである一方で、第３実施の形態における照射システム及び物体の一部又は全体がそれぞれに移動しうるということである。
【００８６】
図８を参照すると、物体Ｏを撮像するためのそして本発明による寸法データを提供するためのシステムの第４実施の形態は、数字４００で示され、下記の違いを有するような適宜変更される第１、第２及び第３実施の形態の全ての要素及び特徴を有する。本実施の形態において、システム４００は、画像取得システム４５０、照射システム４２０及び、物体Ｏを置換及び／又は回転するための機構４１０を備える。
【００８７】
画像取得システム４５０は、例えば適宜変更される第１及び第２の実施の形態の画像取得システム１５０又は２５０に対して本願明細書において記載される全ての特徴を含み、従って、適宜変更される第１又は第２実施の形態に対して記述される対応要素に類似して、ロボットアーム４７０上に搭載される少なくとも１つの画像捕捉デバイス４６０を備える。このシステム４００は、適宜変更される第１、第２又は第３実施の形態に対して記述されるコントローラ１９０、２９０、３９０に類似する、コントローラ４９０を更に備える。このコントローラ４９０は、ライン４７１、４６１をそれぞれ介してロボットアーム４７０及び画像捕捉デバイス４６０を制御する。
【００８８】
適宜変更される第１及び第３の画像照明装置１３０又は３３０のために記載されているように、照射システム４２０は、適宜変更される第１及び第３の実施の形態で記述される対応する要素に類似する、例えばロボットアーム４８０上に搭載される、少なくとも１つの画像照明装置４３０からなる。コントローラ４９０は、ライン４８１、４３１をそれぞれ介して、ロボットアーム４８０の、そして、照明装置４３０の作業を制御することもでき、又は代換的に、異なるコントローラは、各部材に対して提供されうる。
【００８９】
物体Ｏは、適宜変更される第２及び第３実施の形態に対して記載されている機構２１０又は３１０に類似しうる、前記機構４１０上に搭載され、そして従って、適宜変更される第１実施の形態に対して記述される、全ての変形例及び特徴を含む、ロボットアーム１７０に実質的に類似するロボットアームを備えうる。このように、機構４１０は、
静的構造に固定的に搭載される固定ベース４４２、可逆的に物体Ｏを取り付けるためのマウンティングブラケット４４４又はグリッパー、５又は６つの運動自由度を、又は５未満の運動自由度を提供するために、制御ライン４４９を介してコントローラ４９０（又は任意的に異なる、適切なコントローラ）によって制御される、マウンティングブラケット４４４及びベース４４２の間の、複数の制御可能な多関節リンク４４６、を備える。
【００９０】
システム４００の作業は、システム１００、又はシステム２００又はシステム３００と類似している。そして、主な違いは以下の通りである。第１、第２及び第３実施の形態において、対応するシステムの作業の間、システムの３つの主要要素（主要要素は、照射システム、画像取得システム及び物体（又は物体が取り付けられうるスタンド））のうちの２つは、移動可能であり、第３の主要要素が静止している。そして、照射システム及び画像取得システムは移動され、物体は静止したままである。第４実施の形態において、照射システム、画像取得システム及び物体は、作動中により大きい柔軟性を得るように、互いにそれぞれ移動可能である。
【００９１】
本発明の第２態様によれば、そして、図９を参照すると、本発明の一実施の形態による動的な背景デバイス１５は、本明細書において、例示される。動的な背景デバイス１５は、適切な照射システム及び任意適当な画像取得システムを使用して任意適当な物体Ｏを撮像するために用いられうる。例えば、動的な背景デバイス１５は、適宜変更される本発明の第１の態様に対して上述される、物体Ｏを撮像して、本発明の第１から第４実施の形態による寸法データを提供するためのシステムで使用されうるし、そして、図３、図５、及び図７のそれぞれに例示されるように、第１、第２、又は第３実施の形態における光反射媒体１３１、２３１、又は３３１に置換されうる。
【００９２】
あるいは、この種の背景デバイス１５が、任意適当な光学システムによって用いられうる。この種の光学システムは、数字１０によって全体的に示され、図１０において例示され、そして、少なくとも１つの照明光源１１、少なくとも１つの前記動的な背景デバイス１５の形態での、適切な照射システム、及び、少なくとも１つの光学像捕捉デバイス１２の形態での、適切な画像取得システム、を備える。下記の説明がこの種の一般化されたシステム１０をベースにする一方で、適宜変更される本発明の第１の態様に対して上述される、適宜変更される本発明の第１から４の実施の形態のいずれか１つに従って表面データを提供するシステムに適用される。
【００９３】
背景デバイス１５は、物体Ｏ、照射システム１１、及び光学画像捕捉デバイス１２の１又は２以上に同時に面する、多数の代換的な光学媒体の１つを備える視覚的に露出された表面に選択的に提示するように構成される。例えば、各々の代換媒体は、異なる光反射特性を任意的に含みうる。少なくともそのような媒体は、実質的にモノクロの着色した背景を示すことができ、任意的に、撮像されている物体Ｏとの所望のコントラストを提供する。少なくとも、そのような媒体は、二次元の画像又はパターンを（例えば企業ロゴ）含みうる。少なくとも、そのような媒体は、特に物体Ｏの反射率又はゲインに対して、高い反射率又はゲインを有しうる。
【００９４】
図９及び図１０において示した実施の形態において、背景デバイス１５は、複数の直線のプリズム要素９０を備え、各要素は実質的に同一の横断面を含み、これは長手側で正三角形の形状であり、そして、長軸７０が横断面図の幾何学的な中心を通過する。このように、各要素９０は、実質的に等しいサイズ及び形状において、３つの外側の対向する小面９１、９２、９３を含む。要素９０は、フレーム部材８０の２つの長手方向に対向するフレーム要素８２（図２には１つの要素８２のみを示す）に対して枢動可能に搭載され、この要素９０は、これらの軸に対して実質的に平行に配置され、共通面上に横たわる。適切な作動機構（図示せず）は、回転の１２０°毎に、小面９１、９２、又は９３の１つ又は他の一組は、共に配置されて、そして、実質的に共平面にあり、そして、物体Ｏ、照明光源１１、及び光学撮像捕捉デバイス１２に対向するように、１つの動作モードで、それぞれの軸７０周りに同期された態様で要素９０を回転する。要素９０間における横方向のスペーシングは、互いに干渉又は衝突しないように、それと同時に、これらの小面が共平面的に配置されるときの隣接要素における隣接小面間におけるギャップ７２を最小化するように、要素９０をそれぞれの軸７０周りに回転するようにする。作動機構は、例えば動力回転ドライブ、例えばモータ又はソレノイドのようなリニアモータ、又は、ギア、プーリ、チェーン、レバー等を介して、全ての要素９０の長手方向端に例えば機械的に連結されたジャーナル等、を備える。あるいは、作動機構は、例えば、空気であるか、油圧であるか、磁気であるか、他の電気作動に基づいてもよい。あるいは、要素９０は、個々に作動可能でもよく、しかし同期された態様で、そして、各要素９０は専用のアクチュエータを含む。
【００９５】
一組の小面（小面９１と呼ぶ）は、共平面的に配列され、これらは、物体Ｏに対して背景表面として事実上認められる、表面９９と集合的に呼ばれる、全体的に連続した平面の背景表面を形成する。
【００９６】
これらの要素９０は、互いと実質的に同一でもよく、又はサイズにおいて異なっていてもよく、任意の特定の前記デバイス１５において互いから形成される。
【００９７】
図９ａは、図９の背景デバイスの変形例を例示する。ここで、複数の軸７０が単一の平面（又はあるいは、例えば曲面）に沿って配列されているよりも、要素９０は、２つのセット９０Ａ、９０Ｂに区分されて、各セットは、平面Ａ又はＢのそれぞれに沿って共平面的に配列される軸７０を有し、（又はあるいは適宜変更された平行した曲面に沿って）互いに対して間隔Ｄで平行して変位される。これらの要素は、デバイス１５の各横方向の端の要素を除いて、各要素９０Ａが２つの要素９０Ｂの間に介在され、そしてその逆になるように、配置される。このように、はめ込まれた要素９０Ｂは、物体の方向から見て、あるいは要素９０Ａに対して配置される。これと同時に、隣接する要素９０Ａ、９０Ｂ間における横方向のスペーシングＴＡ、９０Ｂは、はめ込まれた要素９０Ｂの外側に対向する小面の端９６Ｂが、隣接する要素９０Ａの外側に対向する小面の端９６によって重なられるように、小面の幅Ｗより少ないものに縮小している。隣接する要素９０Ａ間におけるスペーシングｔは、スペーシングＴよりも大きくない。この配置は、物体Ｏの方向から光学的に可視である隣接する要素間のギャップを避ける。要素９０Ａ、９０Ｂ間の横方向のスペーシングＴＡ、及びスペーシングＤは、この図の点線で示すように、要素９０がそれぞれの軸７０周りに回転でき、互いに干渉又は衝突しないように、されている。
【００９８】
光学システム１０の作業において、撮像される物体Ｏは、背景デバイス１５の前に配置され、それが背景デバイス１５及び照明光源１１の間に、更に、背景デバイス１５及び画像捕捉デバイス１２の間に位置するように、配置される。特に、照明光源１１は、少なくともシステム１０の作業の間、物体Ｏ（例えば端（内部端又は外部端）を含むその一部の表面）及び物体の端を囲んでいる背景デバイス１５の部分が光源１１によって照らされるように、物体Ｏ及び背景デバイス１５に関して空間的に配置されうる。
【００９９】
同様に、画像捕捉デバイス１２は、少なくともシステム１０の作業の間、物体Ｏの、又は、少なくとも一部の表面及び背景デバイス１５の部分の画像が画像捕捉デバイス１２で得られうるように、物体Ｏ及び背景デバイス１５に関して空間的に配置されうる。
【０１００】
作業において、照明光源１１は、物体Ｏ及び背景デバイス１５、又は、例えば対象の端を含む、物体Ｏの表面の少なくとも一部、及び、画像捕捉デバイス１２によって見られるように、この端を囲む背景デバイス１５の一部、を照らし、そして、画像捕捉デバイス１２は、おそらく背景デバイス１５の部分を含む、物体の１つ以上の画像を捕える。
【０１０１】
例えば、本発明の第１の態様に関して開示されるように、適宜変更される上述の画像捕捉デバイス１２及び照明光源１１は、画像捕捉デバイス１６０及び照明装置１３０と類似しうる。
【０１０２】
画像捕捉デバイス１２によって得られた適切な画像データは、適切なマイクロプロセッサに提供されることができ、表面に関する二次元であるか三次元データ及び／又は物体の端を再構築するように、任意適当な方法で処理されうる。
【０１０３】
任意的には、背景デバイス１５は、物体Ｏ、照明光源１１及び光学像捕捉デバイス１２の１つ以上に関して、静的に搭載されうる。あるいは、背景デバイス１５は、物体Ｏ、照明光源１１、及び光学画像捕捉デバイス１２の任意の１つ以上に関して制御可能な方法で移動可能でありうる。例えば、背景デバイス１５は、ロボットアームに搭載されうる。
【０１０４】
長軸７０が垂直に又は水平に方向付けされるように、又は任意の所望の方向にも沿って実際に方向付けられるように、要素９０は、フレーム部材８０に関して配置されうる。
【０１０５】
任意的に、背景デバイス１５は、必要に応じてサイズを変化させる背景を提供するための他のこの種のモジュールに対してアセンブルされるように構成されるモジュラユニットとして提供されうる。
【０１０６】
任意的には、背景デバイス１５は、平面９９よりもむしろ、非平面背景面（例えば凹形又は凸面に曲がった背景面）を提供するために構成されうる。そのような場合、軸７０は、平行した形態に配列されるが、弧状に配列される。任意的には、要素９０の三角形横断面の側面は内側又は外側に曲がっていてもよく、そして、要素９０の対応する小面は、柱面の一部を形成するように凹状に、又は、凸状に輪郭に合致していてもよい。
【０１０７】
任意的には、少なくとも１つの前記背景面９９は、逆反射表面を任意的に備えうる。ここで、要素９０の対応する側面は、逆反射層を各々備えうる。その一方で、背景デバイス１５０によって形成される他の背景面は、反射面（半反射面、例えば白質又は黒質の艶消し面）又は実際他の任意の表面も備えうる。
【０１０８】
任意的には、背景デバイス１５の少なくとも１つの背景面９９によって提供される最小のゲイン又は反射率は、物体Ｏ自体のゲイン又は反射特性に関連がありうる。この種の場合、物体Ｏ自体がより反射するほど、より高い背景面９９の反射率又はゲインが、画像捕捉デバイス１２によって見られるときに、十分なコントラストを提供するために、必要とされる。このように、特に物体Ｏの端又はゾーン又は自由端の領域において、物体Ｏのゲイン又は反射率は、背景面９９のゲイン又は反射率よりも実質的に低い。例えば、背景デバイス１５が、２、３、４等を含む１以上のゲイン、及び／又は、５％より大きい反射率（例えば１０％、１５％、２０％、３０％、４０％等）を有しうる一方で、物体Ｏは、１未満のゲイン及び／又は約５％未満の反射率を有しうる。あるいは、物体は、１以上（例えば１．３）のゲイン及び／又は５％より大きい反射率（例えば１０％）を有し、ここで、背景デバイス１５は、実質的に１．３以上（例えば２以上）のゲインを有し、及び／又は実質的に１０％より多くの反射率（例えば２０％以上）を有するように選択される。換言すれば、物体ゲインＧＯに対する背景ゲインＧＭの比率は、１より大きくてもよく、すなわち物体反射率ＲＯに背景反射率ＲＭの比率は１より大きくてもよい。異なる言い方をすれば、この背景面９９及び物体Ｏ上にかかる所与の放射束に対して、物体Ｏ（特に物体Ｏの露出される端近くの表面）によって発される放射束にこの背景面９９によって放射される放射束の比率（本願明細書において「放射束比率」と呼ばれる）は、１より大きい。
【０１０９】
任意的には、照明光源１１は、１つ以上の画像捕捉デバイス１２の近くに相対的に位置しうる。そして、このように、照明光源１１の照明光は、特定の背景面９９によって反射された後に画像捕捉デバイス１２によって比較的高い輝度で捕えられうる。
【０１１０】
あるいは、逆反射面がこれに入射した光の大部分を単数又は複数の画像捕捉デバイスに反射しないように、単数又は複数の照明光源１１及び画像捕捉デバイスが著しく間隔を置いた空間位置で配置される場合、背景面９９は、単数又は複数の画像捕捉デバイスの方へその上にある入射光の有意部分を反射するように構成される反射面を各々備える、異なる一組の小面を位置合わせするために、適切に要素９０を回転させることによって変化しうる。
【０１１１】
任意的に、そして、その全てが光源１１に対して著しく異なる位置にある、複数の画像捕捉デバイス１２がある場合で、背景面９９は、各々対応する画像捕捉デバイス１２の視軸によって規定される、全ての必要な視方向の入射光を反射するように構成されうる。その結果、背景面９９は各デバイス１２によって高反射するものとして知覚される。
【０１１２】
更なる実施の形態を経て、背景デバイス１５は、好適な反射性、半反射性又は半光沢の表面の、１つ又はもう１つを選択的に提供する３セットの小面９１、９２、９３を備えうる。実際の背景面は、物体Ｏ自体又は部分ｔの反射性に任意的に依存する。背景デバイス１５に対する好適な材料の非限定的な例は、Da-Lite (USA)によって製造される、Matte White, High Contrast Matte White, Video Spectra, Glass Beaded, Silver Matte, High Power, そして、Silver Visionの画面繊維、Mocomtechによって提供される、Mocom 20X等が含まれる。
【０１１３】
プリズム部材９０の小面は、例えばガラス又はプラスチックといった好適な基材上における、好適な逆反射性、反射性、半反射性、又は半光沢表面、又は他の好適な背景表面を有する剛性平面又は非平面スクリーンを各々備えうる。
【０１１４】
これらの小面は、適切な反射特性を有する材料で作製され、及び／又は、適切な反射特性を有するコーティングを備え、及び／又は、適切な反射特性を示すように構成される（及び／又はこのような特性を有する材料で作製される）外層を備えうる。
【０１１５】
任意的には、例えば、他の要素が小面９２外端を有し、そして他の要素が小面９３外端を有する一方で、いくつかの要素９０が小面９１外端に向けられて物体／照射システム／画像獲得装置に対向するように、小面９１、９２、９３の複合体である背景面９９を提供するように、背景デバイスを作動することが可能である。背景デバイス１５によって示される背景面９９は、このようにプリズム要素の小面の任意の所望の組合せ又は置換を備える。
【０１１６】
図１１を参照すると、他の実施の形態による背景デバイスは、本願明細書において２５で示され、適宜変更される第１実施の形態における背景デバイスの全ての要素及び特徴を含み、適宜変更される図９、図９ａ及び図１０の実施の形態に対して記述される物体、照射システム、及び画像獲得装置と連動して用いられうる。第２実施の形態におけるものとの主な違いは、三角形のプリズム要素９０が、実質的に平ら又は曲がった板状の要素に置き換えられうることである。この実施の形態の変形例において、板状要素は、円筒状要素に置換されてもよく、ここで、この円筒状要素において、例えば、半分の柱面が１つの光媒体を備え、そして、他の半分が異なる光媒体を備える。
【０１１７】
板状要素１９０は、全体的に反対方向に対向して、そして、軸１７０に沿ってフレームメンバー（図示せず）に枢動可能に搭載される、基本的に２つの小面１９１及び１９２を備え、要素１９０が現在のもの又は他の小面１９１、１９２に、そして、撮像される物体とともに使用されるようにいくつかの可能な背景面のうちの１つの要素１９０とともに、１８０度で選択的に回転することを可能にする。
【０１１８】
本願明細書において使用される「備える（具備する）」という用語は、「含んでいるが限定しない」ということを意味するものとして解釈される点に留意する必要がある。
【０１１９】
請求項において、方法のステップを示すために用いる英数字及び／又はローマ数字は便宜的に提供され、ステップを実行する任意の特定の命令を暗示するものではない点に留意する必要がある。
【０１２０】
本発明に従って例示の実施の形態を示しそして開示されているが、多くの変化が本発明の趣旨から逸脱することなく、その中でなされうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】図１は、本発明の第１実施の形態に従ってシステムの主要要素を具備している概略図である。
【図２】図２は、図１の実施の形態のシステムの画像取得システムの概略図である。
【図３】図３は、他の照射システムを備える、図１の実施の形態の変形例である。
【図４】図４は、本発明の第２実施の形態に従ってシステムの主要要素を具備している概略図である。
【図５】図５は、他の照射システムを備える、図４の実施の形態の変形例である。
【図６】図６は、本発明の第３実施の形態に従ってシステムの主要要素を具備している概略図である。
【図７】図７は、他の照射システムを備える、図６の実施の形態の変形例である。
【図８】図８は、本発明の第４実施の形態に従ってシステムの主要要素を具備している概略図である。
【図９】図９は、本発明の一実施の形態によれば背景デバイスの断片的な等角図である。
【図９ａ】図９ａは、図９の実施の形態の変形例を例示する。
【図１０】図１０は、図９の背景デバイスを備える本発明の一実施の形態による汎用光学システムの主要要素の概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施の形態による背景デバイスの断片的な等角図である。
【符号の説明】
【０１２２】
Ｏ  物体
１００  寸法データ提供システム
１２０  照射システム
１３０  照明装置
１４０  ロボットアーム
１５０  画像取得システム
１６０  画像捕捉デバイス
１７０  ロボットアーム
１９０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年1月23日(2008.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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