(57)【要約】三角形分割に基づいてプロファイルを測定するシステム及び方法は、照明アセンブリに対する画像取込アセンブリの構成を含み、撮像平面が照明平面（照明平面が物体に作用するところで規定される測定平面）に平行になり、前記照明平面は前記画像平面における均一な画素解像度をサポートする。画像取込アセンブリは、センサ軸を有する撮像センサ及び主軸を有するレンズを含み、レンズ軸は撮像軸からオフセットしている。
2015536468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の三次元プロファイルを生成するシステムであって、
前記物体の外表面に照明平面を投影するように構成された照明アセンブリと、
撮像センサ及びレンズを含み、前記撮像センサは撮像平面を有して撮像平面にある画像を取り込むように構成され、前記撮像平面は、実質的に、前記照明平面に平行であって、前記照明平面内にあり、前記レンズは主軸を有して前記照明平面及び前記撮像センサの間に設置され、前記レンズは前記撮像センサに対して配置され、前記主軸はセンサ軸からオフセットされ、前記センサ軸が、実質的に、前記撮像センサに垂直であって、前記撮像センサの中心部を通るようにされた、画像取込アセンブリと、
前記画像を受信し、それから前記三次元プロファイルを形成するように構成されたデータユニットと、
を含むシステム。
【請求項２】
前記レンズは前記照明平面及び前記撮像センサの間に配置され、前記照明平面に投影される前記撮像平面のサイズが前記照明平面に垂直な方向に前記撮像センサ及び前記レンズと干渉することがないようにされた請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記レンズは前記撮像平面に対して配置され、前記照明平面に所定サイズの前記撮像平面を形成する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記レンズは収束レンズを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記照明アセンブリは少なくとも一つ線光源から前記照明平面を投影するようにさらに構成された請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
レーザ、構造化光源及び線状投光器を含むグループから選択された線光源を含む請求項５に記載の光源。
【請求項７】
前記照明アセンブリは、前記物体の外表面の完全な周囲に前記照明平面を投影するようにさらに構成され、前記画像取込アセンブリは第一の画像取込アセンブリであり、前記画像は第一の画像であり、前記第一の画像取込アセンブリは前記物体がそれに沿って配置された長手方向の軸から第一の所定距離だけ径方向にオフセットされ、
Ｎ番目の画像取込アセンブリであって、Ｎは２以上の整数であり、前記照明平面内にある前記Ｎ番目の撮像平面のＮ番目の画像をそれぞれ取り込むように構成され、前記Ｎ番目の画像取込アセンブリは前記長手方向の軸からＮ番目の所定距離だけ径方向にオフセットされ、前記Ｎ個の画像取込アセンブリは、前記長手方向の軸に対して周囲に配置され、前記Ｎ個の撮像平面が前記物体の周囲に集合的に完全に広がるものをさらに含む
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記Ｎ個の画像取込アセンブリは、３６０°の周囲に沿ってほぼ均等に離間して円周方向に配置された請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記データユニットは少なくとも一つの電子プロセッサを含み、前記データユニットは前記少なくとも一つの電子プロセッサによる実行のためにメモリに格納されたプロファイルジェネレータをさらに含み、前記プロファイルジェネレータは、前記画像内の各セグメントを決定し、較正から得られた所定の各モデルを用いて前記セグメントを変換し、及び前記セグメントを用いて前記プロファイルを形成するように構成された請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記Ｎ個の画像は、一つの単一の座標系に登録された請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
多角形断面プロファイルの較正物体から取られた前記Ｎ個の画像に基づいた請求項１０に記載の登録。
【請求項１２】
前記照明アセンブリは、それぞれがレーザラインを生成する複数のレーザを含み、前記複数のレーザは、リング状に配置され、前記複数のレーザラインが前記照明平面内にあるように整列された請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記撮像センサは、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）素子及び撮像管を含むグループから選択されたセンサを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記照明アセンブリは、前記物体に対し、前記照明平面が前記物体の前記外表面に実質的に垂直であるように配置された請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
物体の外表面のプロファイルを形成する方法であって、
前記物体の外表面に照明平面を投影するステップと、
撮像センサ及びレンズを含むオフセット画像取込アセンブリを用い、実質的に、前記照明平面に平行であって、前記照明平面にある撮像平面の画像を取り込み、前記レンズは主軸を有し、前記照明平面と前記撮像センサとの間に配置され、前記レンズは、前記撮像センサに対し、前記主軸が、実質的に、前記撮像センサに垂直であって、その中心部を通過するセンサ軸からオフセットするように配置されたステップと、
データユニットを用い、少なくとも前記取り込まれた画像を用いてプロファイルを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記投影するステップは、前記照明平面を前記物体の前記外表面の完全な周囲に投影することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記照明平面内にある各撮像平面の各画像をそれぞれ取り込む複数のオフセット画像取込アセンブリをさらに含み、
複数の取り込まれた画像における各セグメントを決定するステップと、較正から得られた所定の各モデルを用いて前記セグメントを変換するステップと、及び前記セグメントを用いてプロファイルを形成するステップとをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記オフセット画像取込アセンブリは、第一の画像取込アセンブリと画像であり、前記画像は第一の画像であり、
Ｎ番目のオフセット画像取込アセンブリを用いて前記照明平面にあるＮ番目の撮像平面のＮ番目の画像をそれぞれ取り込み、Ｎは２以上の整数であるステップと、
前記Ｎ個の画像におけるＮ個のセグメントをそれぞれ決定し、前記Ｎ番目のセグメントは前記物体のプロファイルのＮ番目の部分にそれぞれ対応し、前記Ｎ個のセグメントの各々は各二次元セグメントを含むステップと、
較正から得られた対応する所定のモデルを用いて前記Ｎ個のセグメントの各々を変換するステップと、
Ｎ個のセグメントを用いて前記物体のプロファイルを形成するステップと、
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記Ｎ個の画像は、一つの単一の座標系に登録された請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
多角形断面形状の較正物体から取られた前記Ｎ個の画像に基づいた請求項１９に記載の登録。
【請求項２１】
物体の平面画像を生成するためのシステムであって、
前記物体に光を投影し、前記物体の表面に照明平面を形成するように構成された照明アセンブリと、
撮像センサ及びレンズを含み、前記撮像センサは撮像平面を有し、前記撮像平面にある画像を取り込むように構成され、前記撮像平面は、実質的に、前記照明平面に平行であって、前記照明平面内にあり、前記レンズは主軸を有し、前記照明平面と前記撮像センサとの間に配置され、前記レンズは、前記撮像センサに対し、前記主軸が、実質的に、前記撮像センサに垂直であって、前記撮像センサの中心部を通るセンサ軸からオフセットするように配置された画像取込アセンブリと、
を含むシステム。
【請求項２２】
表示、格納、処理、分析の目的又は前記目的のいずれかの組み合わせで前記平面画像を受信するように構成されたデータユニットをさらに含む請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記レンズは、前記照明平面と前記撮像センサとの間に配置され、前記照明平面に投影された前記撮像平面のサイズが、前記照明平面に垂直であって、前記撮像センサの中心軸から所定距離だけオフセットした中心軸を有するようにされた請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記レンズは、前記撮像センサに対し、前記照明平面に所定サイズの撮像平面を形成するように配置された請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
軸からオフセットされた表面の画像を形成する方法であって、
物体の表面に光を投射し、照明平面を形成するステップと、
撮像センサ及びレンズを含むオフセット画像取込アセンブリを用い、実質的に、前記照明平面に平行であって、前記照明平面内にある撮像平面の画像を取り込み、前記レンズは主軸を有し、前記照明平面と前記撮像センサとの間に配置され、前記レンズは、前記撮像センサに対し、前記主軸が、実質的に、前記撮像センサに垂直であって、その中心部を通るセンサ軸からオフセットするように配置されたステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
表示、格納、処理、分析の目的又は前記目的のいずれかの組み合わせのために前記画像を受信するように構成されたデータユニットを用いる手続をさらに含む請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
［０００１］この出願は、２０１２年年１２月１日出願の米国仮出願第６１／７３２２９２号（‘２９２出願）及び２０１３年３月１５日出願の米国仮出願第６１／７９３３６６号（‘３６６出願）の利益を主張する。‘２９２出願及び‘３６６出願は、本明細書に全体が記載されているように、両方とも参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
Ｉ．技術分野
［０００２］本開示は、一般に、画像ベースのプロファイル及び／又は物体の寸法測定のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＩＩ．関連技術の説明
［０００３］この背景技術の説明は、以下に背景を提供する目的のみのために記載される。したがって、このような背景の説明のいずれの側面も、他に先行技術として該当しない場合には、明示的であれ黙示的であれ本開示に対する先行技術としては認められない。
【０００４】
［０００４］二次元（２Ｄ）及び三次元（３Ｄ）物体の画像ベースのプロファイル測定のためのシステムは、広範に使用されている。このような画像ベースのプロファイル測定システムは、測定、工程管理、モデリングから誘導に至るまで、多くの用途で見いだすことができる。
【０００５】
［０００５］多くの技術的なアプローチのうち、非常に一般的な技術は三角形分割として知られ、輝点、輝線、十字、円、又はそれらの複数、又はそれらの組み合わせのような構造化光パターンが、一つの角度から関心のある物体の表面に投影され、一つの撮像センサ、又は複数の撮像センサが異なる角度から反射光パターンを見るために使用される。角度差は、光パターンを反射する物体表面から光パターン発生源までの距離を解決するための基礎を構成することになる。撮像センサは、典型的にはカメラであるが、他の感光性センサを用いてもよい。レーザードット、レーザライン、又は他のパターンを生成するための最も一般的な光源は、レーザであろう。構造化照明として知られている、同様の照明効果を生成する他の光源を用いることもできる。撮像センサの同様の設定は、インク供給針のような他の物体への機械的な干渉を回避することが可能にされ、その間に前記物体（例えば、針）に垂直な平面上のパターンを測定するという状況にも適用される。均一な領域照明は、（所定の入射角での）指向性又は無指向性（すなわち、曇りの日の照明）のいずれであるかにかかわらず、この場合に使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
［０００６］（照明又は被照明平面に対してある角度の撮像センサを有する）アプローチは周知であり、広く実施されている。しかしながら、このアプローチは、いくつかの望ましくない特性を有している。第一に、（光源からの）光又は光パターンの投影と撮像センサによる反射光又は光パターンの観測との角度差は、測定角度と称されるが、測定分解能に重要である。９０度未満の角度を使用する公知のアプローチは、一部のサイズを拡大し、他の部分を縮小するが、その結果、全体的な画像解像度の低下をもたらす。第二に、測定角度は、三角形分割の計算における数学的モデルの複雑さも決定する。９０度より小さい測定角度について、少なくとも三角形分割の変換を含むことからモデルは複雑である。
【０００７】
［０００７］したがって、上述の問題の一つ以上を克服するような改良されたプロファイルと寸法測定システム及び方法が望まれている。
【０００８】
［０００８］前記議論は、本分野の説明のみを意図するものであり、請求の範囲を否定するものとして解釈されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［０００９］本開示の教示と整合する実施形態は、少なくともシフトされたレンズを有するオフセット画像取込アセンブリのおかげで、少なくとも、照明平面又は被照明平面及び（画像が取り込まれる）撮像平面を特徴付ける物体のプロファイル及び寸法測定のためのシステム及び方法を提供している。
【００１０】
［００１０］実施形態では、システムは、物体のプロファイルを決定するために提供されている。システムは、照明アセンブリ、画像取込アセンブリ及びデータユニットを含んでいる。照明アセンブリは、照明平面を物体の外表面に投影するように構成されている。画像取込アセンブリは、撮像センサ及びレンズを含んでいる。撮像センサは、撮像平面の画像を取り込み、撮像平面は、実質的に、照明平面に実質的に平行であって、その中にあるように構成されている。レンズは、主軸を有し、照明平面と撮像センサとの間に配置されている。レンズは、撮像センサに対し、主軸がセンサ軸からオフセットされ、センサ軸は、実質的に、撮像センサに垂直であって、撮像センサの中心を通るように配置されている。データユニットは、典型的にはディスプレイを備えたコンピュータ又はディスプレイ単体であり、取り込まれた画像を受信し、少なくとも取り込まれた画像を用いてプロファイルを形成するように構成されている。
【００１１】
［００１１］物体の外表面のプロファイルを形成する方法も提供されている。
【００１２】
［００１２］他の実施形態では、システムは、（物体に垂直であって、物体の中心を通る軸である）主軸が他の物体によって占められているとき、二次元投影寸法又は形状のような、物体の平面特徴を決定するために提供されている。システムは、照明アセンブリ、画像取込アセンブリ及びデータユニットを含んでいる。照明アセンブリは、物体の表面に平面光を投射し、被照明平面を形成するように構成されている。画像取込アセンブリは、撮像センサ及びレンズを含んでいる。撮像センサは、撮像平面の画像を取り込み、撮像平面は、実質的に、照明平面に平行であって、その中にあるように構成されているレンズは、主軸を有し、被照明平面と撮像センサとの間に配置されている。レンズは、撮像センサに対し、主軸がセンサ軸からオフセットされ、センサ軸は、実質的に、撮像センサに実質的に垂直であって、撮像センサの中心を通るように配置されている。データユニットは、典型的にはディスプレイを備えたコンピュータ又はディスプレイ単体であって、取り込まれた画像を受信し、少なくとも取り込まれた画像を用いて、プロファイル、輪郭又は他の平面特徴を形成するように構成されている。
【００１３】
［００１３］本開示の前述及び他の態様、特徴、詳細、効用及び利点は、以下の記載及び請求範囲を読むことから、及び添付図面を検討することから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
［００１４］
【図１Ａ】物体のプロファイルを決定するためのシステムの実施形態の概略的及び模式的な図である。
【００１５】
［００１５］
【図１Ｂ】図１Ａのシステムを使用して取り込まれた画像の概略的な図であり、物体のプロファイルの部分に対応するセグメントを示している。
【００１６】
［００１６］
【図１Ｃ】図１Ａの一部の拡大図である。
【００１７】
［００１７］
【図２】データユニットの実装の例である。
【００１８】
［００１８］
【図３】物体のプロファイルを決定するための他の構成の概略的及び模式的な図である。
【００１９】
［００１９］
【図４】従来のレーザ三角形分割プロファイル測定システムの概略的及び模式的な図である。
【００２０】
［００２０］
【図５】三次元物体の周囲のプロファイルを決定するために適する複数オフセット画像取込アセンブリを用いる物体のプロファイルを決定するためのシステムの他の実施形態の前方、後方及び側方法のいずれかの概略的な図である。
【図６】三次元物体の周囲のプロファイルを決定するために適する複数オフセット画像取込アセンブリを用いる物体のプロファイルを決定するためのシステムの他の実施形態の前方、後方及び側方のいずれかの概略的な図である。
【図７】三次元物体の周囲のプロファイルを決定するために適する複数オフセット画像取込アセンブリを用いる物体のプロファイルを決定するためのシステムの他の実施形態の前方、後方、側方のいずれかの概略的な図である。
【００２１】
［００２１］
【図８Ａ】図５〜７の実施形態を用いて取り込まれた各画像上の複数の個別のプロファイルセグメントを示す簡略化された概略的な図であり、そのプロファイルセグメントは物体のプロファイルの各部分に対応している。
【図８Ｂ】図５〜７の実施形態を用いて取り込まれた各画像上の複数の個別のプロファイルセグメントを示す簡略化された概略的な図であり、そのプロファイルセグメントは物体のプロファイルの各部分に対応している。
【図８Ｃ】図５〜７の実施形態を用いて取り込まれた各画像上の複数の個別のプロファイルセグメントを示す簡略化された概略的な図であり、そのプロファイルセグメントは物体のプロファイルの各部分に対応している。
【００２２】
［００２２］
【図８Ｄ】図８Ａ〜８Ｃの複数のセグメントの組合せを示す簡略化された模式的な図である。
【００２３】
［００２３］
【図９】物体のプロファイルを形成する方法を示すフローチャート図である。
【００２４】
［００２４］
【図１０】現在の設計のマイクロプリンタを示している。
【００２５】
［００２５］
【図１１】レンズシフトの設計を採用したマイクロプリンタを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［００２６］実施形態の詳細な説明に進む前に、プロファイル測定のためのシステム及び方法の一般的な概要を最初に説明する。背景技術で説明したように、プロファイル測定システムにおいて９０度未満の測定角度を使用することが知られている。しかしながら、本明細書で説明するように、測定分解能は、測定角度が９０度のときの最大化することができ、加えて、物体のプロファイル及び寸法を決定するために使用される数学的モデルは、測定角度が９０度であるときに場合に簡略化されるようになる。しかしながら、プロファイル測定のための既知のシステムであって、特にスキャン機能を有するものは、９０度の測定角度を使用していない。その理由は、少なくとも二つある。
【００２７】
［００２７］第一に、物体表面に垂直な光投影又は撮像センサのいずれかを有することがより望ましい。このこと、スキャンの数学的処理を低減する。第二に、大きな測定角度は、視野のかなりの部分が無駄にされない限り、スキャンされていると物体との干渉をハードウェアに生じさせることがある。その結果、三角形分割に基づく典型的なプロファイル測定装置は、約３０〜６０度の測定角度を有するように設計されている。いくつかは、この範囲外の角度を有することさえある。その結果、測定平面における光学解像度（すなわち、投影された光パターンの光が進む場所）は、撮像センサによって見られるため、位置に依存するようになる。換言すると、物体平面が測定平面の異なる位置に投影された光パターンを遮る場合、画素空間における測定結果は異なるようになる。また、画像平面から測定平面が逸脱しているため、焦点深度が求められる。高い光学解像度（典型的には浅い焦点深度）は、測定範囲を制限したり、追加の測定変動をもたらしたりすることがある。安定した物体については、このことは大して重要でないこともある。しかしながら、いくつかの用途について、測定される物体は測定平面において実質的に移動することがあり、真の三次元（３Ｄ）較正が課題になることがある。
【００２８】
［００２８］本開示の教示による実施形態は、測定平面における画素解像度が実質的に均一になるように、実質的に９０度の測定角度を使用する。加えて、撮像センサ上のアクティブ撮像領域の大部分は、測定平面における撮像のために使用可能になり、それによって解像度が増加する（すなわち、物体を取り込むために使用される画素、例えば、全ての又は少なくとも大部分の画素）。本教示に従った実施形態は、三角形分割を用い、実質的に９０度の測定角度（又は実質的にそのようなもの）を使用するのみならず、撮像センサのアクティブ撮像領域を完全に利用するようなプロファイル測定のためのシステムによって特徴付けられる。
【００２９】
［００２９］（例えば、三次元物体であってもよい）物体のプロファイルを決定するためのシステムの実施形態は、多くの有用な目的のため、例えば、製造工程において、物体の製造が所定の形状及び／又は所定の寸法使用に適合することを確認又は認証するために使用されてもよい。例示のみであるが、そのようなプロファイルするシステムは、丸い物体の「丸み」を決定するため、又はＨ型梁又はレールのような非円形の物体の「形状」を決定するために使用することができる。本教示によるプロファイルのシステムの実施形態は、鋼鉄の物体の実際の形状を決定するために使用してもよい。
【００３０】
［００３０］図１Ａ及び図１Ｃは、本教示に従うプロファイルのシステム１４の実施形態の概略的及び模式的な図であり、外表面１２を有する三次元物体１０のプロファイル１６を決定するためのものである。物体１０は、“Ａ”で指定される長手方向の軸に沿って延びていてもよい。図示された実施形態において、システム１４は、照明アセンブリ１８、画像取込アセンブリ２８及びデータユニット４８を含んでいる。
【００３１】
［００３１］照明アセンブリ１８は、レーザライン又は同様の効果を有する他の光線源のような線源２０を少なくとも含み、照明平面２２を物体１０の表面１２に投影するように構成されている。線源２０は、選択された撮像センサ及びレンズに適した赤外線、可視光又は紫外線又は０．０１ミクロン〜１０００ミクロンの範囲で知られた領域において、任意の波長又は複数の波長の組み合わせにすることができる。本発明は、一般性を失うことなく、線源２０として用語「レーザ」を採用することにする。照明平面２２は、上述した測定平面としても知られている。図示の実施形態では、光源２０は、物体１０に対し、照明平面２２が、実質的に、物体１０の外表面１２に、よって長手方向の軸“Ａ”に垂直なように配置されている。この場合、照明平面及び測定平面（すなわち、照明平面が物体の表面に作用する平面）は同じになる。照明平面２２は、物体１０の表面１２と相互作用し、後述するように画像取込アセンブリ２８によって撮像することができる。物体の断面形状が物体１０のプロファイル又はプロファイルセグメントを抽出するために複数角度からの照明を必要とする場合、照明平面２２は一つより多い線源２０によって形成されてもよく、複数の線源２０によって放出された光は実質的に照明平面２２内にあることが理解されるべきである。
【００３２】
［００３２］画像取込アセンブリ２８は、レンズ３０（例えば、収束レンズ又は同様の機能を有するレンズ）及び撮像センサ４０を含み、両者は従来の構造を含んでもよい。例示のためのみであるが、撮像センサ４０は、数例を挙げると、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）素子又は撮像管を含んでもよい。画像取込アセンブリ２８は、焦点が合った撮像平面４２の画像２４（図１Ｂに最もよく示される）を取り込むように構成され、その画像２４は、画像取込アセンブリ２８によって撮像されたプロファイル１６の一部に対応するプロファイルセグメント２６を含むようになる。図示の実施形態では、画像取込アセンブリ２８、特にレンズ３０及び撮像センサ４０は、光源２０に対し、焦点が合った撮像平面４２が実質的に測定平面にあるように配置され、照明平面２２は物体１０の外表面１２と相互作用する。換言すると、焦点が合った撮像平面４２は、実質的に、照明平面２２に平行であって、照明平面２２にある（すなわち、図示された実施形態における測定平面である）。
【００３３】
［００３３］加えて、レンズ３０は、撮像センサ４０に対し、中心からオフセットされ、あたかも、撮像センサ４０が、より大きく（図１Ａに点線４１として示され、詳細は図１Ｃでより拡大されている）、レンズ３０の中心に合わせられるかのようである。レンズ３０は、関連する主軸３２を有している。また、撮像センサ４０は、実質的に、撮像センサ４０の平面に対して垂直であって、撮像センサ４０の中心を通る関連するセンサ軸３４有している。オフセットは、レンズ３０を照明平面２２と撮像センサ４０との間に配置し、主軸３２がセンサ軸３４から第１の所定距離３６だけオフセットするようにすることによって達成される。画像取込アセンブリ２８（すなわち、レンズ／センサ）は、長手方向軸“Ａ”から径方向に第二の所定距離３８だけオフセットされている。これらの関係の結果、撮像平面４２は、図１Ａで拡大された破線ラインによって囲まれた容積によって示されるように、所定のサイズ／範囲４４によって特徴付けられている。撮像平面４２のサイズは、例えば、垂直方向に第３の所定距離４６又はＹ軸の寸法、及び水平方向の寸法又はＸ軸のさらなる所定距離（図１Ａには示されていないが、紙面内に延び／紙面から外に延びるものと解釈されるであろう）として、二次元で説明してもよい。実際、意図された撮像平面４２がある広視野についてレンズ３０は（より大きな撮像センサと想定される）点線４１を中心に配置することができ、そして、実際の撮像センサ４０は点線４１内に、実際の視野が意図された撮像平面４２にマップされるような位置に配置することができる。当業者であれば、撮像平面４２のサイズ及び位置は、撮像センサ４０のサイズ及び位置、レンズ３０の光学特性、所定距離、及び視線のような公知の光学規則によって決定されるという事実を理解するであろう。
【００３４】
［００３４］データユニット４８は、画像取込アセンブリ２８及び形状プロファイル１６から画像２４を受信して処理するように構成されている。実施形態では、データユニット４８は、ビデオマルチプレクサなどのビデオ信号編成デバイスであり、画像取込アセンブリ２８からの画像をプロファイルのユーザの観察に適した対応するディスプレイ（図１に示されていない）に配信することができる。プロファイルセグメント２６は、プロファイル１６の一部に対応し、照明平面が物体１０の外表面のどこに作用するかを示している。したがって、複数のプロファイルセグメント２６を生成する複数の画像取込アセンブリ２８は、複数のディスプレイ（図１には示されていない）上に配置し、プロファイルセグメント２６がディスプレイ上の物体１０の完全なプロファイル１６を形成するようにしてもよい。
【００３５】
［００３５］しかしながら、当業者は、電子処理分野での進歩を評価し、図２に示すような他の実施形態がデータユニット４８に適用され、従来の構成であってもよい一つ以上の電子プロセッサ、及び同じく従来の構成であってもよい付随するメモリ５２を含むようにすることを理解するであろう。データユニット４８は、プロファイルジェネレータ５４をさらに含んでもよく、それは実施形態ではメモリ５２に格納されたソフトウェアを含んでもよく、プロセッサ５０によって実行されるとき、所定の手順及び変換モデルに従い画像２４を処理し、画像２４に含まれるプロファイルセグメント２６を決定する（図１Ｂに最もよく示されている）ように構成されている。このような実施形態では、複数のプロファイルセグメント２６を生成する複数の画像取込アセンブリ２８は、プロファイルセグメント２６がディスプレイの前のデータユニット４８に物体１０の完全なプロファイル１６を形成するようにしてもよい。さらに他の実施形態では、プロファイルジェネレータ５４は、全体で又は一部で、本明細書に記載する機能を実行するため、ソフトウェアに代わる、又はサポートする計算ハードウェアを含んでもよい。
【００３６】
［００３６］図１Ａ〜１Ｃを参照すると、撮像平面４２は照明平面２２に平行であるため、本教示と整合する実施形態は有利である。この関係によって、線形測定モデルと測定平面における均一画素解像度がもたらされる。測定平面が撮像平面４２から逸脱しないので、最良の測定結果のための測定平面上の最適化された焦点があり得る。換言すると、本教示の焦点の必要な深さは、実質的に０に近い。これは、高い光学解像度を伴う用途に特に適している。この構成はまた、以下に詳細に説明するように、複数のプロファイルセグメントが結合されて完全なプロファイルを形成するとき、三次元（３Ｄ）の較正を簡略化する。撮像センサ４０（及び物体１０）に対するオフセットレンズ３０は、撮像センサ４０について撮像平面４２を適切に配置し、完全な範囲４４（すなわち、撮像平面４２のサイズ）が物体１０上のプロファイル測定について完全に使用可能である一方、画像取込アセンブリ２８のような他の物体と他に干渉することなく軸“Ａ”に沿った物体１０についての障害物のない移動経路を提供するようにする。
【００３７】
［００３７］図３は、図１Ａの実施形態の利点を完全に達成しない代替の構成を示している。レンズ３０は、図３に示すように、典型的な中心位置に配置され（すなわち、主レンズ軸がセンサ軸に一致し）、撮像平面４２はより大きな範囲を有するようになり、図１Ａの実施形態と比較してより大きな垂直方向の範囲を有することが示されている。しかし、この代替構成はより望ましくない光学解像度を達成するが、これは、図３に示されたＹ軸にのみ沿った撮像平面４２の約５０％以上は撮像センサ４０（及び同様にレンズ３０）に対する水平干渉のために使用できないからである。
【００３８】
［００３８］図４は、当該技術分野で知られているプロファイル測定設定の従来の構成を示している。図４の撮像平面４２は、測定平面に平行ではない。この構成では撮像平面４２の画素解像度は均一であるが、測定平面上に投影され、撮像センサ４０が見る画素解像度は、均一ではない。
【００３９】
［００３９］さらなる実施形態では、プロファイリングシステム（以下、システム１４ａ）は、物体の周囲に照明平面を投影するように構成された変形照明アセンブリ１８と、同様に物体の周囲に照明平面を撮像するように構成された複数の画像取込アセンブリ２８とを組み込んでいる。システム１４ａは、このように構成され、物体の全周囲を完全にプロファイルすることができる。
【００４０】
［００４０］図５〜７は、三次元物体１０の全周囲のプロファイルを決定するためのシステム１４ａの等角図である。システム１４ａは、図１ａの光線源２０と同様の光面源２０ａを含むが、具体的には、物体１０の全周囲にわたって照明平面２２を投影するように構成されている。実施形態では、光面源２０ａは、その周りにレーザ５８が複数配置された環状（すなわち、リング状）体５６を含んでいる。各レーザ５８は、各レーザラインを生成している。レーザ５８は、リング状体上に配置され、各一つが他のものに対して整列され、レーザ５８によって生成された複数のレーザラインの全ては実質的に証明平面２２に位置している。
【００４１】
［００４１］システム１４ａは、図１Ａに示すような複数の画像取込アセンブリ２８をさらに含んでいる。一例として、一般性を失うことなく、システム１４ａの図示された実施形態は、長手方向の軸“Ａ”に対して円周方向に配置された三つの画像取込アセンブリ２８１、２８２及び２８３を含んでいる。各画像取込アセンブリ２８１、２８２及び２８３は、軸“Ａ”から半径方向に第２の所定の距離３８だけずれている（図１Ａのアセンブリ２８と同様である）。図示の実施形態では、三つの画像取込アセンブリ２８１、２８２及び２８３は、約１２０度の間隔で（均一に軸“Ａ”の周りに）配置されている。
【００４２】
［００４２］しかしながら、円形の物体の完全なプロファイルのために三つの画像取込アセンブリ２８１、２８２及び２８３が実施形態で使用される一方、少なくとも（ｉ）物体の形状、及び（ｉｉ）所望の出力プロファイルに依存し、より多く又はより少ない画像取込アセンブリが使用されることがある。例えば、いくつかの実施形態において、六つ、七つ、八つ又はそれ以上の画像取込アセンブリが、例えば、“Ｈ”形状の梁又はレールなどの特定の複雑な形状のために使用されることがある。複数の画像取込アセンブリの採用は、物体１０の断面形状に基づいて最適化されることになる。アセンブリ２８の位置は、物体１０の周囲に均一に間隔をおいて配置されてもそうでなくてもよい。アセンブリ２８についての第二の所定距離３８は、個々のアセンブリ２８のそれぞれについて選択されてもよく、同じである必要はない。
【００４３】
［００４３］それぞれの画像取込アセンブリ２８１、２８２及び２８３は、各画像平面４２１、４２２及び４２３の各画像２４１、２４２及び２４３を取り込む（図８Ａ〜図８Ｃに最も良く示されている）。図５〜７には示されていないが、システム１４ａは、システム１４（図１Ａ）にデータユニット４８等を含み、画像２４１、２４２及び２４３を処理するとともに、プロファイル１６を形成する。物体１０は、静止しているのではなく、軸“Ａ”に沿って移動していてもよい。
【００４４】
［００４４］オフセット画像取込アセンブリの一つの利点は、データ複数の断片（画像２４１、２４２及び２４３）が処理され、統合されて複合プロファイル１６を形成することを容易にすることに関する。従来の構成では、各画像取込アセンブリは、独自の三次元三角形分割の較正機能を有するようになる。このような構成では、三つ、四つ又は八つの画像を有する撮像装置は、非常に迅速にシステム全体の較正処理を複雑にするようになる。
【００４５】
［００４５］本開示の教示に整合する実施形態では、各画像２４１、２４２及び２４３から得られたプロファイルデータ−プロファイルセグメントは、均一な二次元（２Ｄ）マッピングのため、より容易に一緒に接続され、複合プロファイルを形成するようにマッピングすることができる。実施形態では、画像取込アセンブリからの複数のデータセットの複数（例えば、三つ）の統合はレーザ平面の二次元平面較正のみを必要とし、従来技術のように三次元非線形較正を必要としない。焦点が結ばれた撮像平面の少なくとも特定の部分の重複は、４２１、４２２及び４２３で示されるが、データユニット４８に、画像取込アセンブリからプロファイルセグメントの少なくとも重複部分に基づいて、二次元で較正を実行することを可能にする。
【００４６】
［００４６］図８Ａ〜８Ｃは、各画像取込アセンブリ２８１、２８２及び２８３から得られた画像２４１、２４２及び２４３の簡略化した表現であり、各画像２４１、２４２及び２４３は各プロファイルセグメント２６１、２６２及び２６３を含むか、そうでなければ示している。システム１４ａに関して、（データユニット４８で実行される）プロファイジェネレータ５４は、第一、第二及び第三の画像２４１、２４２及び２４３において第一、第二及び第三のプロファイルセグメント２６１、２６２及び２６３をそれぞれ決定するように構成されている。プロファイルセグメント２６１、２６２及び２６３は、物体１０の複合プロファイル１６の第一、第二及び第三の部分にそれぞれ対応している。第一、第二及び第三のプロファイルセグメント２６１、２６２及び２６３のそれぞれは、図示するように、各二次元プロファイルセグメントを含んでもよい。
【００４７】
［００４７］図８Ｄは、複合プロファイル１６の概略図である。プロファイル１６は、（データユニット４８で実行される）プロファイルジェネレータ５４によって形成されることがある。複合プロファイルを決定するため、プロファイルジェネレータ５４は、隣接する２つのプロファイルセグメント間の共通点や幾何学的特徴を特定する較正処理をさらに有するように較正されてもよい。図８Ｄに示す例として、一般性を失うことなく、プロファイルジェネレータ５４は、（ｉ）第一のプロファイルセグメント２６１及び第二の特性セグメント２６２との間の第一の共通点６０１、（ｉｉ）第二の特性セグメント２６２及び第三プロファイルセグメント２６３との間の第二の共通点６０２、及び（ｉｉｉ）第一のプロファイルセグメント２６１及び第三プロファイルセグメント２６３との間の第三の共通点６０３を特定してもよい。プロファイルジェネレータ５４は、物体１０の（直径などの）他の寸法や幾何学的な特徴に加え、少なくとも特定された第一、第二及び第三の共通点６０１、６０２及び６０３に従い、少なくとも第一、第二及び第三のプロファイルセグメント２６１、２６２及び２６３を使用することによって、物体１０のプロファイル１６を形成するように、さらに構成されている。実施の形態では、第一、第二及び第三の画像２４１、２４２及び２４３は、第一の共通座標系に登録してもよいことが理解されるべきである。物体１０の断面が多角形である場合、プロファイルセグメント２６は、（角度と辺の長さのような）共通点及びその他の寸法と幾何学的特徴が較正処理中に容易に識別されるように、四角形又は六角形のような多角形の一部であってもよいことが理解されるべきである。既知の寸法と幾何学的な特徴を有する物体１０が提供されている場合、較正処理は、画像取込アセンブリ２８から得られた画像から生成されたプロファイルセグメント２６を複合プロファイル１６が構築される座標系でのプロファイルセグメント２６’に変換する変換モデルをもたらす。各画像取込アセンブリ２８は、異なる画像取込アセンブリ２８からのプロファイルセグメント２６が複合プロファイル１６にマージされるように同じ座標系に変換されるように、固有の変換モデルを持することになる。前記較正処理は、Ｎ個の画像取込アセンブリ２８を有するシステムのために作業し、Ｎは２以上の整数である。
【００４８】
［００４８］図９は、三次元物体の形状を決定するためにシステム１４（又は１４Ａ）によって実行される処理を示すフローチャート図である。処理は、ステップ６２で開始される。
【００４９】
［００４９］ステップ６２は、物体１０の外表面１２上に照明平面を投影することを含んでいる。ステップ６２は、実質的に、前記実施形態で説明したように、例えば、（例えば、システム１４におけるように）照明平面２２を生成するために少なくとも光線光源を操作することによって、（例えばシステム１４Ａのように）物体の全周にわたる物体に作用する照明平面２２を生成するようにアプローチを拡張することによって実行されてもよい。処理は、ステップ６４に進む。
【００５０】
［００５０］ステップ６４は、オフセット画像取込アセンブリを用いて撮像平面の画像を取り込むことを含んでいる。ステップ６４は、実質的に、前記実施形態で説明したように実行されてもよい。撮像平面４２は照明平面／測定平面に実質的に平行になり、レンズの主軸はセンサ軸からオフセットされるようになり、全ては前記の有益な効果を達成する。いくつかの実施形態では、単一の画像取込アセンブリが画像を取り込むために使用されてもよく、他の実施形態では、複数の画像取込アセンブリが複数の画像を取り込むために使用されてもよい。次に、処理は、ステップ６６に進む。
【００５１】
［００５１］ステップ６６は、物体のプロファイルを取り込んだ画像又はステップ６４からの画像を使用して形成し、物体は三次元であってもよい。ステップ６６は、実質的に、前記実施形態で説明したように実行されてもよい。例えば、システム１４ａの実施形態において、ステップ６６は、プロファイルジェネレータ５４によって、（ｉ）取り込まれた画像のプロファイルセグメントを決定し、（ｉｉ）較正処理から得られた変換モデルをプロファイルセグメントに適用し、及び（ｉｉｉ）プロファイルセグメントを組み合わせることによって実行されてもよい。
【００５２】
［００５２］システム１４ａは、他の実施形態において、各画像取込アセンブリ２８が一つの照明アセンブリ１８に個別に結合され、プロファイルスキャナを形成するように構成することができる。プロファイルスキャナ内において、照明アセンブリ１８と画像取込アセンブリ２８との間の関係は固定されている。複数のプロファイルスキャナは、システム１４ａの同様の機能を有するシステムを形成することができる。照明平面の干渉を回避するため、当業者は、各プロファイルのスキャナが固有の波長の照明平面を備えてもよく、対応する光学フィルタが特定のプロファイルスキャナに興味のある照明平面を選択するために使用されてもよいことを知るであろう。他のアプローチは、軸“Ａ”に沿って異なるプロファイルスキャナをオフセットすることである。
【００５３】
［００５３］本教示のプロファイルの機能は、それ自体によって、及び／又は、例えば、米国特許第６９５０５４６号となった２００２年１２月２７日出願の米国特許出願第１０／３３１０５０号（‘０５０出願）、及び米国特許第７６２７１６３号となった２００８年９月２４日出願の米国出願第１２／２３６８８６号（‘８８６出願）に記載された検査装置のように、表面検査装置によって実行されるような、追加のさらなる光学撮像機能と組み合わせて使用してもよい。‘０５０出願及び‘８８６出願は、両方とも参照により完全に本明細書に組み込まれる。
【００５４】
［００５４］本明細書に記載のように、システム１４（及びシステム１４ａ）、特に主電子制御ユニット（データユニット４８）は、全てが本明細書に記載された機能に従い実行する、関連するメモリに格納された事前にプログラムされた命令を実行可能な、当技術分野で公知の従来の処理装置を含んでもよいことが理解されるべきである。このような電子制御ユニットは、さらに、任意のソフトウェアが格納され、動的に生成されたデータ及び／又は信号の記憶及び処理が可能になるように、ＲＯＭ、ＲＡＭの両方、不揮発性及び揮発性（変更可能）メモリの組み合わせの両方を有するタイプのものであってもよい。さらに、用語「最上部（トップ）」、「底」、「上」、「下」等は説明の便宜のためのみであり、性質を限定することを意図していないことが理解されるべきである。
【００５５】
［００５５］一つ以上の特定の実施形態を示し、説明してきたが、種々の変更及び改変が、本教示の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができ、当業者によって理解されるであろう。
【００５６】
［００５６］本発明の教示は、マイクロプリント又は三次元印刷のためのインライン計測及びモニタなどの他の用途の観点からも有利である。一般性を失うことなく、エアロゾル針を用いた基板上へのマイクロアンテナの印刷が例として使用される。図１０は、マイクロアンテナプリンタの既存の設計を示している。基板３１２は、典型的には、ＸＹテーブル３１４に搭載され、コマンドにより基板３１２を搬送し、プリンタ内の他の固定装置に対して所望の位置に移動するようにしてもよい。典型的には、圧縮空気を供給し、純度、内容、圧力、容量及び流率を制御する機能を有するポンプ３５１が含まれている。圧縮空気は、デバイス３５３においてベンチュリ効果を介して容器３５２からのインクを混合してもよく、インクは堆積物質と溶媒の混合物である。デバイス３５３は、空気／インク混合物３５４の比率を制御することができる弁を含んでもよい。空気／インクの混合物の流れは、典型的には、プリンタに固定された針３５５に入り、エアロゾルスプレー３５６として針の端部から脱出する。空気はインクの担体として作用し、インクは基板の表面上で指定された場所に留まり、アンテナ材料３１０の所望の層を形成する。空気／インク流れ及びＸＹテーブル運動の制御は、基板３１２上にアンテナパターンを形成する。
【００５７】
［００５７］アンテナパターンが設計仕様に適合しているかどうかという点に関して印刷品質を検証するため、典型的には、画像取込アセンブリ３２８が使用される。照明は基板３１２上の関心のある領域に均一な照明を投影するための用途に十分なように設計することができるが、指向性（例えば、暗視野又は同軸照明）又は無指向性（例えば、曇りの日照明）のアプローチのいずれかを使用し、アセンブリ３２８は、機械的な干渉を回避するため、その主軸がエアロゾル針の主軸に対して角度をなすように配置されている。この角度によって、画像取込アセンブリ３２８に対する基板３１２の距離は、位置に依存し、大きく変化することがある。図１０に示すように、視点距離３４１の左側野は、視点距離３４３の右側野よりも実質的に小さい。この結果、画像の品質は、多くの場合、プリンタに不適合である。様々な距離（３４１／３４３）は、画像内の異なる画像解像度を引き起こす。また、印刷のスケールは、しばしばサブミクロンから数ミクロンの範囲であり、焦点深度は大変浅く、この光学的分解能より低い。浅い焦点深度は、アセンブリ３２８から取り込んだ画像の使用を制限する。従来の方法では、第二の画像取込アセンブリ３８８は、その主軸がエアロゾル針からオフセットし、基板３１２に垂直であり、正確な寸法計測と印刷されたアンテナパターンの検査のために必要とされる。しかしながら、第二のアセンブリ３８８は、印刷中に任意の情報を提供することはできない。
【００５８】
［００５８］本発明は、この問題を解決するために使用されてもよい。図１１は、実施形態として、主軸、すなわち印刷物３１０の中心を通り垂直軸である軸がエアゾール針３５５のような他の物体によって占められたとき、二次元投影寸法や形状などの印刷物３１０の平面的な特徴を決定するために使用されるシステムを示している。システムは、画像取込アセンブリ３２８を含んでいる。システムは、物体３１２の表面に平面光を投射し、照明された面を形成するように構成された照明アセンブリ（図１１には示されていない）をさらに含んでもよい。光は、選択された撮像センサ及びレンズに適した赤外線、可視光又は紫外線又は０．０１ミクロン〜１０００ミクロンの範囲で知られた領域において、任意の波長又は複数の波長の組み合わせとすることができる。画像取込アセンブリ３２８は、撮像センサ３４０及びレンズ３３０を含んでいる。撮像センサ３４０は、撮像平面の画像を取り込み、撮像平面は、実質的に、照明平面に平行であって、その中にあるように構成されている。レンズ３３０は、主軸を有し、被照明平面と撮像センサ３４０との間に配置されている。レンズ３３０は、撮像センサ３４０に対し、主軸がセンサ軸からオフセットされ、センサ軸は、実質的に、撮像センサ３４０に垂直であって、撮像センサ３４０の中心を通るように配置されている。（図１１には示されていない）データユニットが含まれ、取り込んだ画像を受信し、少なくとも監視、測定及び／又は欠陥検出のために少なくとも取込画像の観察又は処理を提供するように構成されていてもよい。
【００５９】
［００５９］当業者は、外部の照明が必要でないかもしれないことを理解するべきである。自発光放射は、赤外線、可視光又は紫外線であれ、撮像される物体の材料や温度に応じて、そのような放射を受信するように適切に選択された画像取込アセンブリによって取り込まれてもよい。たとえば、ＣＣＤセンサは、短波長赤外線及び可視光のために使用することができ、マイクロボロメータセンサは、長波長赤外線のために使用することができる。
【図１Ａ】
2015536468.tif 000003
【図１Ｂ】
2015536468.tif 000004
【図１Ｃ】
2015536468.tif 000005
【図２】
2015536468.tif 000006
【図３】
2015536468.tif 000007
【図４】
2015536468.tif 000008
【図５】
2015536468.tif 000009
【図６】
2015536468.tif 000010
【図７】
2015536468.tif 000011
【図８Ａ】
2015536468.tif 000012
【図８Ｂ】
2015536468.tif 000013
【図８Ｃ】
2015536468.tif 000014
【図８Ｄ】
2015536468.tif 000015
【図９】
2015536468.tif 000016
【図１０】
2015536468.tif 000017
【図１１】
2015536468.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月30日(2015.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の三次元プロファイルを生成するシステムであって、
前記物体の外表面に照明平面を投影するように構成された照明アセンブリと、
撮像センサ及びレンズを含み、前記撮像センサは撮像平面を有して撮像平面にある画像を取り込むように構成され、前記撮像平面は、実質的に、前記照明平面に平行であって、前記照明平面内にあり、前記レンズは主軸を有して前記照明平面及び前記撮像センサの間に設置され、前記レンズは前記撮像センサに対して配置され、前記主軸はセンサ軸からオフセットされ、前記センサ軸が、実質的に、前記撮像センサに垂直であって、前記撮像センサの中心部を通るようにされた、画像取込アセンブリと、
前記画像を受信し、それから前記三次元プロファイルを形成するように構成されたデータユニットと、
を含むシステム。
【請求項２】
前記レンズは前記照明平面及び前記撮像センサの間に配置され、前記照明平面に投影される前記撮像平面のサイズが前記照明平面に垂直な方向に前記撮像センサ及び前記レンズと干渉することがないようにされた請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記レンズは前記撮像平面に対して配置され、前記照明平面に所定サイズの前記撮像平面を形成する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記レンズは収束レンズを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記照明アセンブリは少なくとも一つ線光源から前記照明平面を投影するようにさらに構成された請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
レーザ、構造化光源及び線状投光器を含むグループから選択された線光源を含む請求項５に記載の光源。
【請求項７】
前記照明アセンブリは、前記物体の外表面の完全な周囲に前記照明平面を投影するようにさらに構成され、前記画像取込アセンブリは第一の画像取込アセンブリであり、前記画像は第一の画像であり、前記第一の画像取込アセンブリは前記物体がそれに沿って配置された長手方向の軸から第一の所定距離だけ径方向にオフセットされ、
Ｎ番目の画像取込アセンブリであって、Ｎは２以上の整数であり、前記照明平面内にある前記Ｎ番目の撮像平面のＮ番目の画像をそれぞれ取り込むように構成され、前記Ｎ番目の画像取込アセンブリは前記長手方向の軸からＮ番目の所定距離だけ径方向にオフセットされ、前記Ｎ個の画像取込アセンブリは、前記長手方向の軸に対して周囲に配置され、前記Ｎ個の撮像平面が前記物体の周囲に集合的に完全に広がるものをさらに含む
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記Ｎ個の画像取込アセンブリは、３６０°の周囲に沿ってほぼ均等に離間して円周方向に配置された請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記データユニットは少なくとも一つの電子プロセッサを含み、前記データユニットは前記少なくとも一つの電子プロセッサによる実行のためにメモリに格納されたプロファイルジェネレータをさらに含み、前記プロファイルジェネレータは、前記画像内の各セグメントを決定し、較正から得られた所定の各モデルを用いて前記セグメントを変換し、及び前記セグメントを用いて前記プロファイルを形成するように構成された請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記Ｎ個の画像は、一つの単一の座標系に登録された請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
多角形断面プロファイルの較正物体から取られた前記Ｎ個の画像に基づいた請求項１０に記載の登録。
【請求項１２】
前記照明アセンブリは、それぞれがレーザラインを生成する複数のレーザを含み、前記複数のレーザは、リング状に配置され、前記複数のレーザラインが前記照明平面内にあるように整列された請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記撮像センサは、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）素子及び撮像管を含むグループから選択されたセンサを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記照明アセンブリは、前記物体に対し、前記照明平面が前記物体の前記外表面に実質的に垂直であるように配置された請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
物体の外表面のプロファイルを形成する方法であって、
前記物体の外表面に照明平面を投影するステップと、
撮像センサ及びレンズを含むオフセット画像取込アセンブリを用い、実質的に、前記照明平面に平行であって、前記照明平面にある撮像平面の画像を取り込み、前記レンズは主軸を有し、前記照明平面と前記撮像センサとの間に配置され、前記レンズは、前記撮像センサに対し、前記主軸が、実質的に、前記撮像センサに垂直であって、その中心部を通過するセンサ軸からオフセットするように配置されたステップと、
データユニットを用い、少なくとも前記取り込まれた画像を用いてプロファイルを形成するステップと、
を含む方法。
【国際調査報告】
2015536468.tif 000019