(57)【要約】  映像検査システムを使用して既知の測定可能な対象特徴を検出するための方法およびシステム。本方法およびシステムは、観視対象の画像を表示し、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出する。次いで、本方法およびシステムは、検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する測定タイプを含む利用可能な測定タイプのセットを表示し、および／または検出された既知の測定可能な対象に関連する測定タイプに基づいて、表示された画像上に複数の測定マーカを自動的に配置する。【選択図】図１２
2018524700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像検査システム（１００）を使用して観視対象（１２５０）上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する方法であって、前記方法は、
前記観視対象（１２５０）の画像（１２０２）をディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと、
前記中央プロセッサユニットを使用して前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットを前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記測定タイプの選択を受信するステップと、
前記中央プロセッサユニットを使用して前記ディスプレイ（１２００）上で前記画像（１２０２）上の複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）を自動的に配置するステップであって、前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置が、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記選択された測定タイプに基づく、ステップと、
前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置を使用して前記中央プロセッサユニットによって計算された前記測定可能な対象特徴の寸法を前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
利用可能な測定タイプの前記セットが、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連しない測定タイプをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する前記測定タイプが、視覚インジケータ（１２３１）と共に表示される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記既知の測定可能な対象特徴は、試験対象（２）上の試験特徴（４）である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記既知の測定可能な対象特徴は、タービンブレード端部（１３５１）とシュラウド（１３６０）との間のギャップ、タービンブレード端部（１３５１）からの欠落コーナ、および曲がったタービンブレード端部（１３５１）のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記既知の測定可能な対象特徴は、前記観視対象（１２５０）上の穴、前記観視対象（１２５０）上の窪み、および前記観視対象（１２５０）上の亀裂のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記既知の測定可能な対象特徴が、２つの表面（１０）の間のギャップ、溶接高さ、および溶接角度のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出する前記ステップが、
前記観視対象（１２５０）上の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
前記３次元座標に基づいて前記観視対象（１２５０）物上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出する前記ステップが、前記観視対象のエッジを検出するステップを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
イメージャを使用して、前記観視対象（１２５０）の１つまたは複数の画像（１２０２）を取得するステップをさらに備え、前記観視対象（１２５０）の前記表示された画像（１２０２）は、前記１つまたは複数の画像（１２０２）に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
利用可能な測定タイプの前記表示されたセットの順序が、前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する前記測定タイプに基づいて変更される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
映像検査システム（１００）を使用して観視対象（１２５０）上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する方法であって、前記方法は、
前記観視対象（１２５０）の画像（１２０２）をディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと、
前記中央プロセッサユニットを使用して前記ディスプレイ（１２００）上で前記画像（１２０２）上の複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）を自動的に配置するステップであって、前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置が、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプに基づく、ステップと、
前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置を使用して前記中央プロセッサユニットによって計算された前記測定可能な対象の寸法を前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
を備える、方法。
【請求項１３】
前記中央プロセッサユニットを使用して前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連付けられた前記測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットを前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
利用可能な測定タイプの前記セットが、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連しない測定タイプをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する前記測定タイプが、視覚インジケータ（１２３１）と共に表示される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
映像検査システム（１００）を使用して観視対象（１２５０）上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出するシステム（１００）であって、前記システム（１００）が、
前記観視対象（１２５０）の画像（１２０２）を表示するディスプレイ（１２００）と、
前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出すること、
前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットを前記ディスプレイ（１２００）上に表示すること、
前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記測定タイプの選択を受信すること、
前記ディスプレイ（１２００）上の前記画像（１２０２）上の複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）を自動的に配置することであって、前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置が前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記選択された測定タイプに基づくこと、および
前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置を使用して前記測定可能な対象特徴の寸法を計算すること
のための中央プロセッサユニットと、
を備える、システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される発明の主題は、映像検査システムを使用して既知の測定可能な対象特徴を検出するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像エンドスコープまたはボアスコープなどの映像検査システムは、例えば損傷、磨耗、腐食、または不適切な取り付けの結果として生じ得る、対象上の異常または特徴（例えば、穴または窪み）を特定および分析する目的で対象の表面を検査するために使用され得る。多くの場合、対象の表面は、接近不可能であり、映像検査システムを使用しなければ観視され得ない。例えば、映像検査システムは、表面に形成され得る異常を特定して、修理またはさらなる保守が必要かどうかを判定する目的で航空機または発電ユニットのタービンエンジンのブレードの表面を検査するために使用され得る。この判断を行うために、表面および異常の高精度の寸法測定値を取得して、異常がその対象の動作限界または要求仕様を超えていないまたはこれらから外れていないことを確認する必要があることが多い。
【０００３】
映像検査システムは、異常を示す、観視対象の表面の２次元画像を取得して表示し、表面上の異常の寸法を算出するために使用され得る。表面のこの２次元画像は、異常の近傍を含む、表面上の複数の点の３次元座標（例えば、（ｘ，ｙ，ｚ））を提供する、表面の３次元データを生成するために使用され得る。一部の映像検査システムでは、ユーザは、測定モードで映像検査システムを操作して、ユーザが、異常の幾何学的寸法を算出するために２次元画像上にカーソルを配置する測定画面に入り得る。多くの場合、ユーザにとって、３次元空間で実行される測定を想像することは困難であるため、２次元画像から観視特徴の輪郭を判断することは困難であり、これにより、異常の近傍へのカーソルの高精度の配置が困難になっている。この処理は、異常の所望の幾何学的寸法または測定値が正しく算出されるという結果を必ずしももたらさず、時間のかかるものであり得る。
【０００４】
上記の解説は、一般的な背景情報のために提供されただけであり、特許請求される主題の範囲を決定する助けとして使用されることを意図しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／２２３９３７号明細書
【発明の概要】
【０００６】
映像検査システムを使用して既知の測定可能な対象特徴を検出するための方法およびシステムを開示する。本方法およびシステムは、観視対象の画像を表示し、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出する。次いで、本方法およびシステムは、検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する測定タイプを含む利用可能な測定タイプのセットを表示し、および／または検出された既知の測定可能な対象に関連する測定タイプに基づいて、表示された画像上に複数の測定マーカを自動的に配置する。
【０００７】
映像検査システムを使用して既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出するための方法およびシステムのいくつかの開示される実施形態の実施において実現され得る利点は、測定処理の効率の改善および測定を実行するのに必要な技能レベルの低減である。
【０００８】
一実施形態では、映像検査システムを使用して、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する方法が開示される。本方法は、観視対象の画像をディスプレイ上に表示するステップと、中央プロセッサユニットを使用して観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと、中央プロセッサユニットを使用して検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットをディスプレイ上に表示するステップと、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプの選択を受信するステップと、中央プロセッサユニットを使用してディスプレイ上で画像上の複数の測定マーカを自動的に配置するステップであって、複数の測定マーカの配置が、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する選択された測定タイプに基づく、ステップと、複数の測定マーカの配置を使用して中央プロセッサユニットによって計算された測定可能な対象特徴の寸法をディスプレイ上に表示するステップと、を含む。
【０００９】
別の実施形態では、本方法は、観視対象の画像をディスプレイ上に表示するステップと、中央プロセッサユニットを使用して観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと、中央プロセッサユニットを使用してディスプレイ上で画像上の複数の測定マーカを自動的に配置するステップであって、複数の測定マーカの配置が、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプに基づく、ステップと、複数の測定マーカの配置を使用して中央プロセッサユニットによって計算された測定可能な対象の寸法をディスプレイ上に表示するステップと、を含む。
【００１０】
さらに別の実施形態では、映像検査システムを使用して、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出するシステムが開示される。本システムは、観視対象の画像を表示するディスプレイと、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出し、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットをディスプレイ上に表示すること、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプの選択を受信すること、ディスプレイ上で画像上に複数の測定マーカを自動的に配置することであって、複数の測定マーカの配置が検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する選択された測定タイプに基づくこと、および複数の測定マーカの配置を使用して測定可能な対象特徴の寸法を計算することのための中央プロセッサユニットと、を含む。
【００１１】
本発明のこの簡単な説明は、１つまたは複数の例示的な実施形態に従って本明細書で開示された主題の簡単な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ための、または添付の特許請求の範囲によってのみ規定される本発明の範囲を規定もしくは限定するための手引きとしての役割を果たすものではない。この簡単な説明は、詳細な説明でさらに後述される概念の例示的な選択を簡略化した形で紹介するために提供されている。この簡単な説明は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定するためのものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する助けとして使用するためのものでもない。特許請求される主題は、背景技術で指摘された欠点のいずれかまたはすべてを解決する実施態様に限定されない。
【００１２】
本発明の特徴が理解され得るように、本発明の詳細な説明は、特定の実施形態であって、これらの一部が添付図面に示されている特定の実施形態を参照してなされ得る。しかしながら、図面は、本発明の特定の実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものと考えられるべきではなく、本発明の範囲は、他の同等に有効な実施形態を包含することに留意されたい。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、概して、本発明の特定の実施形態の特徴を例示することに重きが置かれている。図面では、様々な図を通して同じ部分を示すために同じ番号が使用されている。このようにして、本発明をさらに理解するために、図面に関連して解読される以下の詳細な説明は参照され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な遠隔視覚検査システムの概略図である。
【図２】例示的な実施形態による遠隔視覚検査システムのための取り外し可能な端部の構成要素の斜視図である。
【図３】遠隔視覚検査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。
【図４】例示的なデータ処理システムおよび関連する構成要素を示す高レベル図である。
【図５】細長いダイを使用して作られた光エミッタ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】光を強度変調素子に通す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。
【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。
【図１１】本発明の別の例示的な実施形態における試験対象の映像検査システムによって得られる例示的な画像の例示的な表示を示す図である。
【図１２】利用可能な測定タイプのセットを表示している、図１１のディスプレイの図である。
【図１３】ディスプレイ上の画像上の複数の測定マーカを示している、図１２のディスプレイの図である。
【図１４】本発明の別の例示的な実施形態におけるタービンブレードおよびシュラウドの映像検査システムによって得られる例示的な画像の例示的な表示を示す図である。
【図１５】利用可能な測定タイプのセットを表示している、図１４のディスプレイの図である。
【図１６】ディスプレイ上の画像上に複数の測定マーカを示している、図１５のディスプレイの図である。
【図１７】映像検査システムを使用して、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する例示的な方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の説明では、いくつかの実施形態を、通常、ソフトウェアプログラムとして実装されるという観点から説明する。当業者であれば、そのようなソフトウェアの等価物もハードウェア（ハードワイヤードまたはプログラマブル）、ファームウェア、またはマイクロコードで構築できることを容易に認識するであろう。したがって、本発明の実施形態は、完全なハードウェアの実施形態、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、またはマイクロコードを含む）完全なソフトウェアの実施形態、またはソフトウェア態様とハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形式をとってもよい。ソフトウェア、ハードウェア、および組み合わせはすべて、本明細書では一般に、「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実施することができる。データ操作アルゴリズムおよびシステムは周知であるので、本明細書は、特に、本明細書に記載のシステムおよび方法の一部を形成するか、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に関する。そのようなアルゴリズムおよびシステムの他の態様、ならびに本明細書に具体的に図示または記載されていない信号またはそれに伴うデータを生成および処理するためのハードウェアまたはソフトウェアは、当技術分野で知られているシステム、アルゴリズム、構成要素、および素子から選択される。本明細書に記載されたシステムおよび方法の場合、任意の態様の実装態様に対して有益である、本明細書に具体的に示されていないか、提案されていないか、または説明されていないソフトウェアは、従来のものであり、そのような技術における通常の技術の範囲内である。
【００１５】
図１は、例示的な遠隔視覚検査システムの概略図である。このシステムのさらなる詳細は、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／エンドスコーププローブまたはシステム１００が示されている。挿入チューブ４０は、細長い部分４６と、取り外し可能な遠位端部４２とを備える。細長い部分４６は、主要な長い可撓性部分、湾曲ネック、およびカメラヘッドを備える。輪郭線４１は、カメラヘッドが細長い部分４６で始まるところを示す。細長い部分４６のカメラヘッドは、通常、少なくとも画像センサ１１２と、電子回路１１３と、プローブ光学系１１５とを含む。取り外し可能な遠位端部４２は、典型的には、上述の細長い部分４６のカメラヘッドに取り付けられる。取り外し可能な遠位端部４２は、表面または対象（図示せず）から受け取った光を画像センサ１１２に導き、焦点を合わせるためにプローブ光学系１１５と組み合わせて使用される観視光学系４４を含む。観視光学系４４は、遠位端部４２から遠ざかるようにカメラヘッドを遠隔させる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系を任意選択的に含むことができる。本明細書では、「イメージャ」および「画像センサ」という用語は交換可能である。
【００１６】
画像センサ１１２は、例えば、各ピクセルで感知された光レベルに応じて映像信号を出力する感光ピクセルの２次元配列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（ＣＭＯＳ）画像センサ、または同様の機能の他の素子を備えることができる。映像信号は、電子回路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ース電子装置３１に転送される。イメージャインターフェース電子装置３１は、例えば、電源と、画像センサクロック信号を生成するためのタイミングジェネレータと、画像センサ映像出力信号をデジタル化するためのアナログフロントエンドと、デジタル化された画像センサ映像データを処理して映像プロセッサ５０に対してより有用なフォーマットにするためのデジタル信号プロセッサとを含むことができる。
【００１７】
映像プロセッサ５０は、画像取り込み、画像エンハンスメント、グラフィックオーバーレイマージ、および映像フォーマット変換に限定されない様々な機能を実行し、これらの機能に関する情報を映像メモリ５２に格納する。映像プロセッサ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）、または他の処理要素を備えることができ、中央処理装置（ＣＰＵ）５６に情報を提供し、中央処理装置（ＣＰＵ）５６から情報を受信する。提供され受信される情報は、コマンド、ステータス情報、映像、静止画像、またはグラフィカルオーバーレイに関連する可能性がある。映像プロセッサ５０はまた、コンピュータモニタ１２２、映像モニタ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。映像プロセッサ５０の構成要素の例または映像プロセッサ５０に接続される構成要素の例を、図４を参照して以下で説明する。
【００１８】
接続されると、コンピュータモニタ１２２、映像モニタ１２０、または一体型ディスプレイ１２１のそれぞれは、通常、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、通常、外部コンピュータタイプのモニタである。同様に、映像モニタ１２０は、通常、外部映像モニタを含む。一体型ディスプレイ１２１は、プローブまたはシステム１００に統合され組み込まれ、典型的には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を備える。
【００１９】
ＣＰＵ５６は、リムーバブル記憶装置を含むことができる、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る。ＣＰＵ５６はまた、プログラム実行および一時記憶のために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、スライダ調整、および明瞭度制御などの機能のために、ユーザ入力をＣＰＵ５６に伝達する。コンピュータＩ／Ｏインターフェース６６は、ＵＳＢ、ＦＩＲＥＷＩＲＥ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、オーディオＩ／Ｏ、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ースを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Ｉ／Ｏデバイスは、コンピュータＩ／Ｏインターフェース６６に接続され、ユーザ制御を提供することができる。ＣＰＵ５６は、表示のためのグラフィカル・オーバレイ・データを生成し、リコール機能およびシステム制御を提供し、画像、動画、およびオーディオ記憶を提供する。ＣＰＵ５６の構成要素の例またはＣＰＵ５６に接続される構成要素の例を、図４を参照して以下で説明する。様々な実施形態において、ＣＰＵ５６は、位相シフトまたはシャドー分析および測定処理を実行するよう構成される。
【００２０】
プローブまたはシステム１００は、カメラヘッドを介して細長い部分４６を遠位端部４２に電気的に結合する接点３６をさらに備える。接点３６はバネ付勢されてもよく、駆動導体３５から複数の光エミッタを備える光エミッタモジュール３７に電力を供給してもよい。駆動導体３５は、エミッタ駆動装置３２から挿入チューブ４０の遠位端部に並列に配置された複数の光エミッタに電力を運ぶ。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）に信号線１１４を組み込むことができる。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、または電流を流すために挿入チューブ４０構造を利用することができる。エミッタ駆動装置３２は、例えば、異なる出力能力および効率を有する光エミッタを補償するための可変オン時間を有する調整可能な電流源を含む。エミッタ駆動装置３２はまた、輝度またはフリンジコントラスト判定機能３９を備える。あるいは、上述した映像プロセッサ５０は、フリンジコントラスト判定機能３９を含むことができる。
【００２１】
遠位端部４２上の少なくとも１つの光エミッタモジュール３７は、複数の光エミッタ、および任意選択で、光エミッタの制御／順序付け、温度の感知、および較正データの記憶／検索のための他の電子装置を含むことができる。少なくとも１つの光エミッタモジュール３７は、例えば、複数の光エミッタの温度上昇を低減するために、セラミックまたは金属製のヒートシンクを含むことができる。様々な実施形態では、遠位端部４２上に配置された複数の光エミッタからの光は、少なくとも１つの強度変調素子３８を通り、光の分布を変更し、位相シフト分析に適した表面上に少なくとも１つの構造化光パターンを投影する。フリンジセットは、複数の光エミッタのうちの少なくとも１つの光エミッタグループのうちの１つの光エミッタ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。複数の光エミッタからの光は、少なくとも１つの強度変調素子３８を通過して、複数のフリンジセットを表面に投影する。他の実施形態では、１つまたは複数の光エミッタからの光の一部は、既知の形状の影を投じる対象によって吸収または反射される。
【００２２】
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、測定モードで動作する。測定モードの間、光エミッタモジュール３７はイネーブルされ、表面上の構造化光パターンを備える少なくとも１つのデジタル画像が取り込まれる。位相シフト分析は、少なくとも１つの取り込まれたデジタル画像上で直接実行することができる。少なくとも１つの取り込まれたデジタル画像から得られたデータに対して実行されてもよい。例えば、ＹＣｒＣｂ、ＲＧＢ、または他の任意の取り込まれた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、本明細書で作成された画像に対して位相シフト分析を行うことについての言及は、実際に参照される画像または参照画像から導出された任意のデータに対して位相シフト分析を行うことを含む。
【００２３】
位相測定を使用する実施形態、または他の実施形態では、少なくとも１つの構造化光パターンが存在しない場合、プローブは検査モードで動作する。検査モードの間、検査光源１２３はイネーブルされ、挿入チューブ４０の遠位端部から光を出力する。検査モード中に光を生成して送出する要素は、総称して検査光送出システムと呼ぶことができる。一実施形態では、検査光送出システムは、検査光源１２３と、ソースファイババンドル２４と、シャッタ機構３４と、プローブファイババンドル１２５と、光通過素子４３とを備える。他の実施形態では、検査光送出システムは、遠位に位置する白色ＬＥＤの場合、無効にすることができるか、または調整可能な出力電流を提供するＬＥＤ駆動回路、ＬＥＤに電力を供給するワイヤ、ＬＥＤ自体、およびＬＥＤを保護するための保護素子などの様々な異なる要素を備えることができる。測定モードの間、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の低下を回避するために、検査光送出システムからの光出力の強度を自動的に減少させる。
【００２４】
検査光源１２３は、典型的には白色光源であるが、近接するか、遠位に位置することができる、水銀またはメタルハライドアークランプ、ハロゲンランプ、レーザ／蛍光体システム、またはＬＥＤベースの光源などのプローブ用の任意の適切な光源を備えることができる。ファイバベースの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の光ファイババンドルを備え、シャッタ機構３４に光を伝送する。シャッタ機構３４は、検査モードまたは定期検査中に検査光送出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送出システムから出力される光を遮断または阻止する。シャッタ機構３４は、例えば、ソレノイドまたはモータ駆動の機械的シャッタまたは電気的光源不能化器を含む。シャッタ機構３４の位置は、その実施形態に基づいて変更することができる。シャッタ機構３４が光を通過させると、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供給する。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含むことができる。光通過素子４３は、ガラスケーン、形成されたファイバ、またはレンズもしくは拡散器などの分布制御機構を含むことができる。
【００２５】
前述したイメージャインターフェース電子装置３１、エミッタ駆動装置３２、およびシャッタ機構３４は、プローブ電子装置４８に含まれる。プローブ電子装置４８は、プローブ関連動作よりもより局所的な制御を提供するために、主制御ユニットまたはＣＰＵ５６から物理的に分離することができる。プローブ電子装置４８は、較正メモリ３３をさらに備える。較正メモリ３３は、遠位端部４２または細長い部分４６の光学系に関する情報、例えば、倍率データ、光学歪みデータ、およびパターン投影幾何学データを記憶する。
【００２６】
プローブ電子装置４８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ース電子装置３１と通信して、ゲインおよび露光設定を決定および設定し、エミッタ駆動装置３２回路を制御し、較正メモリ３３から較正データを記憶し、読み出し、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の構成要素の例またはマイクロコントローラ３０に接続される構成要素の例を、図４を参照して以下で説明する。
【００２７】
遠位端部４２を参照すると、遠位端部４２に示される要素は、代わりに、細長い部分４６上に配置することができる。これらの要素は、上述した観視光学系４４と、少なくとも１つの光エミッタモジュール３７と、少なくとも１つの強度変調素子３８と、光通過素子４３とを含む。さらに、少なくとも１つの強度変調素子３８が遠位端部４２に配置されている間に、複数の光エミッタを備える少なくとも１つの光エミッタモジュール３７を挿入チューブ４０に固定して取り付けることができる。そのような実施形態では、遠位端部４２と細長い部分４６との間の正確で再現可能な整列が必要であり、細長い部分４６と遠位端部４２との間の接触の必要性を排除しながら異なる視野域を可能にする利点を実現することを可能にする。
【００２８】
上述したように、位相測定の実施形態では、光の分布を変化させる少なくとも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生成される。構造化光パターンは、正弦波強度プロファイルを備える平行光線および暗線を備えることができる。正方形、台形、三角形、または他の輪郭を有する線パターンも、パターンの位相を決定するために適切な位相シフト分析と共に使用される場合に、表面上に投影することができる。パターンはまた、直線状の平行線以外のものを備えることができる。例えば、曲線、波線、ジグザグ線、または他のそのようなパターンを適切な分析と共に使用することができる。
【００２９】
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に示す線格子９０を備える。さらに、少なくとも１つの光エミッタモジュールは、複数の光エミッタを備える。特に、少なくとも１つの光エミッタモジュールは、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイを備える。
【００３０】
様々な位相測定実施形態において、フリンジセットは、複数の光エミッタのうちの少なくとも１つの光エミッタグループのうちの１つの光エミッタ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。光エミッタモジュール３７の複数の光エミッタは、少なくとも１つの光エミッタの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つの光エミッタの他のグループが発光され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示す。言い換えれば、一方のフリンジセットの構造化光パターンは、他方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示す。
【００３１】
図２は、例示的な実施形態による遠隔視覚検査システムのための取り外し可能な端部１４２、例えば、遠位端部４２（図１）の構成要素の斜視図である。端部１４２は、向きを示されている挿入チューブ４０に取り付けることができる。図示された端部１４２の構成要素は、これらの構成要素を汚れもしくは他の汚染物質、機械的損傷、または過酷な環境から保護するハウジング内に封入することができる。端部１４２は、構造化光パターンを用いて位相測定を行うために使用することができる。端部１４２のさらなる詳細は、上述した米国特許出願公開第２０１１／０２０５５５２号に記載されている。
【００３２】
複数の光エミッタを備える２つの光エミッタモジュール１３７ａ、１３７ｂは、前方観視光学系１４４の各側に配置される。観視光学系１４４の一方の側に配置された複数の光エミッタは第１の光エミッタモジュール１３７ａを備え、観視光学系１４４の他方の側に配置された複数の光エミッタは第２の光エミッタモジュール１３７ｂを備える。さらに、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、前方観視光学系１４４の各側に配置される。第１の光エミッタモジュール１３７ａからの光は、経路１７０ａを介して第１の投影セットを形成する強度変調領域１３８ａを通過し、第２の光エミッタモジュール１３７ｂからの光は経路１７０ｂを介して第２の投影セットを形成する強度変調領域１３８ｂを通過する。強度変調素子１３８は、光の分布を変化させ、位相シフト分析に適合する表面上に構造化光パターンを生成する線格子１９０を備える。
【００３３】
画像センサ（図示せず）は、第１の画像セットおよび第２の画像セットを取得する。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。
【００３４】
第１の強度変調領域１３８ａに関連する第１の光エミッタモジュール１３７ａは観視光学系１４４の一方の側に配置され、第２の強度変調領域１３８ｂに関連する第２の光エミッタモジュール１３７ｂは観視光学系１４４の他方の側に配置され、表面から反射された１つの構造化光パターンは、観視光学系１４４を通過して画像センサ（図示せず）に到達する。
【００３５】
２つの光エミッタモジュール１３７ａ、１３７ｂの各々は、少なくとも３つの光エミッタを備える細長いＬＥＤアレイ１８０を備える。あるいは、２つの光エミッタモジュール１３７ａ、１３７ｂはそれぞれ、複数の光エミッタを備えることができ、複数の光エミッタの各々は、少なくとも２つのＬＥＤの直列ストリングを備える。遠位端部１４２には、検査光源１２３（図１）から表面に光を送達する光通過要素（図示せず）も含むことができる。遠位端部１４２上に配置された任意の回路１５０は、ＬＥＤのシーケンシングを制御し、単一および複数のＬＥＤの間で選択し、温度を感知し、較正データを記憶／検索ことができる。オプションの回路１５０は、図１に示すＣＰＵ５６またはマイクロコントローラ３０によって管理することができる。
【００３６】
図１では、特定の構成要素が単一の構成要素（例えば、ＣＰＵ５６）として示されているが、複数の別個の構成要素を使用して、ＣＰＵ５６の機能を実行し得ることが理解されよう。
【００３７】
プローブまたはシステム１００において、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。複数の光エミッタは、第１の光エミッタモジュールの１つの光エミッタ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の光エミッタモジュールの他の光エミッタ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表すように配置される。同様に、第２の光エミッタモジュールの１つの光エミッタ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が、第２の光エミッタモジュールの他の光エミッタ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表す。
【００３８】
複数の光エミッタは、第１の投影セットの一方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して空間的または位相シフトを示すように配置される。同様に、第２の投影セットの一方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して空間的または位相シフトを示す。
【００３９】
一実施形態では、第１の光エミッタモジュールは３つの光エミッタグループを備え、第２の光エミッタモジュールは３つの光エミッタグループを備える。したがって、第１の投影セットを備える３つのフリンジセットは、観視光学系１４４の一方の側から生成され、第２の投影セットを備える３つのフリンジセットは、観視光学系１４４の他方の側から生成される。したがって、プローブまたはシステム１００は、合計６つのフリンジセット、すなわちＦＯＶの各側から３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、光エミッタモジュール１３７ａおよび１３７ｂは、上で詳細に説明した輝度判定機能に加えて、３つ以上のＬＥＤを含むことができる。さらに、光エミッタモジュール１３７ａおよび１３７ｂの複数の光エミッタはそれぞれ、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】
構造光投影および位相シフト分析を用いるシステムの精度は、そのベースライン間隔によって主に決定される。ＦＯＶにおけるその位置と組み合わされたフリンジセットの絶対位相が、絶対的な対象距離を決定するために使用される典型的なシステムの場合、ベースライン間隔は、投影原点とカメラ視野域原点との間の距離である。２つの別々のフリンジセットの絶対位相の差が絶対的な対象距離を決定するために使用されるこの実施形態では、ベースライン間隔は光エミッタモジュール１３７ａと１３７ｂとの間の距離である。したがって、２つの光エミッタモジュール１３７ａおよび１３７ｂの間の距離が、観視光学系１４４と単一の光エミッタモジュール１３７との間の距離よりも大きい場合、精度が向上する。小径プローブにおける機械的制約は、観視光学系１４４を挿入チューブ１４０の中心から実質的にオフセットすることを困難にするので、２つの光エミッタモジュール１３７ａおよび１３７ｂを使用する記載された実施形態は、一般に、前方観視システムにおける単一の光エミッタモジュール１３７を用いて達成できるよりも大きなベースライン間隔を達成することができる。
【００４１】
さらに、遠位端部１４２を挿入チューブに配置する際の可変性により、端部に由来する突起部がＦＯＶに対してシフトする。ＦＯＶ内の位置と組み合わせた絶対位相を使用して対象距離が計算される場合、このシフトは計算された対象距離に誤差を生じる。この実施形態では、絶対位相差が挿入チューブ上の端部の位置決めによって影響されないので、そのような誤差は排除される。別のアプローチでは、２つのＬＥＤアレイは、第１の投影セットが第２の投影セットよりわずかに多く観視光学系からオフセットされている大きな格子を有する観視光学系の一方の側に配置することもできる。
【００４２】
いくつかの用途では、側視と呼ばれる、プローブ軸に垂直な方向の視界を得ることが望ましい。そのような視界を得るために、遠位端部１４２は、表面から反射された複数のフリンジセットが観視光学系２４４を通って画像センサ（図示せず）に到達する側視プリズム２１０などの要素を備える取り外し可能側視端部２４２（図８および図９）で交換することができる。
【００４３】
図３は、遠隔視覚検査（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。簡単に説明すると、試験対象は、ＲＶＩシステムの視野域に配置される。試験対象は、既知の幾何学的特性を有する試験特徴、例えば、基準を含む。試験対象の画像が取り込まれ、試験特徴の幾何学的特性が測定される。測定された座標は、既知の幾何学的特性と比較され、ＲＶＩシステムの精度値が決定される。この方法のステップは、コントローラを使用して自動的に実行することができる。処理はステップ３１０から始まる。
【００４４】
ステップ３１０では、遠隔視覚検査システムのプローブへの取り外し可能測定光学チップの取り付けが検出される。プローブは、例えば、直視型または側視型端部とすることができる。様々な実施形態において、コントローラは、取り外し可能測定光学端部の取り付け時に割込みを受信する。コントローラはまた、取り外し可能測定光学端部の取り付けを検出するために、導体の電気的状態を定期的に測定することもできる。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を監視またはポーリングすることによって、取り付けを検出することができる。取り外し可能測定光学端部の取り付けが検出された後、ステップ３１０はステップ３２０に進む。様々な実施形態において、プローブは画像センサ（ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）を含む。他の実施形態では、取り外し可能測定光学端部は画像センサを含む。
【００４５】
様々な実施形態において、検出ステップ３１０は、取り外し可能測定光学端部が取り付けられた場合の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、検出回路に試験電圧を印加することができ、検出回路内の試験ポイントの電圧を測定することができる。検出回路は、取り外し可能測定光学端部が取り付けられている場合には、取り外し可能測定光学端部が取り付けられていない場合と比較して、試験ポイントの電圧が異なるように構成されている。一例では、光学端部が取り付けられていない場合に、抵抗を介して試験ポイントが例えば＋３．３ＶＤＣまで引き上げられるが、光学端部が取り付けられた場合、試験ポイントが地面に短絡する。
【００４６】
様々な実施形態において、検出ステップ３１０は、識別ステップ３１５を含む。ステップ３１５において、取り付けられた測定光学端部の識別が判定される。測定光学端部は、識別情報をコントローラに（ワイヤまたは無線で）送信することができ、またはコントローラは端部とプローブとの間の界面における抵抗値または他の電気的特性を分析することができる。識別情報は、取り付けられた測定光学端部に関連する測定較正データを選択するために使用することができる。
【００４７】
ステップ３２０において、ユーザは、遠隔視覚検査システムの測定精度の検査を実行するために、ユーザ・プロンプト・デバイス（例えば、図１のコンピュータモニタ１２２）を介して促される。例えば、「試験のためにＯＫを押して下さい」メッセージを画面に表示することができる。催促ステップ３２０は、ユーザ入力デバイスからの試験開始指示、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をタッチすることを待つことを含むことができる。タッチセンサとユーザ・プロンプト・デバイスは、共にタッチスクリーンを構成することができる。ユーザ入力デバイスは、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システムのシャーシもしくはハンドセット上のボタンとすることもできる
いくつかの実施形態では、ステップ３２０は、誘導ステップ３２５を含む。誘導ステップ３２５では、プローブ内の画像センサからの動画像がスクリーン上に提示される。これは、画像センサからのライブ動画フィード、または画像センサから連続的に提示される静止キャプチャ（例えば、毎秒１回）とすることができる。さらに、同時かどうかにかかわらず、試験特徴に対して所望の向きの画像センサからの画像の視覚的表現がスクリーン上に提示される。所望の向きには、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、またはその両方を含むことができる。視覚的表現は、例えば、画像センサが試験特徴に関して所望の向きになった場合に取り込まれた画像またはサムネイルとすることができる。視覚的表現は、ＲＶＩシステムの不揮発性メモリ、例えば、データ記憶システム１１４０（図４）に格納することができる。
【００４８】
ステップ３１５を使用するいくつかの実施形態では、誘導ステップ３２５は、決定された識別情報を使用して視覚的表現を選択することを含む。一例では、図１０を参照すると、試験対象は、試験特徴１０２０と２つのポート１０１１、１０７７とを有する試験ブロック１０１０であり、ポート１０１１は直視端部を搬送するプローブを挿入するためのものであり、ポート１０７７は側視端部を搬送するプローブを挿入するためのものである。向きを示す点線が示される。ライン１０１２は、試験特徴１０２０を見下ろす直視端部を搬送するプローブの方向の例を示す（「下」という用語は限定するものではない）。図示されているように、ポート１０７７の側視端部は、試験特徴１０２０の平面内の限定された範囲の向き（０°に近い回転角度θ、試験ターゲット１２０のサイズと側視端部の視野域とに基づいてどのくらい近いかを選択することができる）からしか試験特徴１０２０を見ることができない。しかしながら、任意のθから試験特徴１０２０を見るために、ポート１０１１の直視端部を自由に回転させることができる。使用される特定の端部の特性のために、直視端部の場合、角度θ≠０°で試験特徴１０２０を見ることが望ましい場合がある。さらに、いくつかの側視端部は、画像を垂直または水平に反転させる。したがって、直視端部を搬送するプローブを正しいθに回転させる際にユーザを誘導する視覚的表現は、側視端部を搬送するプローブを正しい角度φに回転させる際にユーザを誘導する視覚的表現とは異なる（θ軸に垂直な軸の周りの回転、この例では側視端部に対してθ≡０°）。
【００４９】
ユーザに催促した後（ステップ３２０）、ステップ３３０において、試験対象上の試験特徴の１つまたは複数の画像が取り込まれる。これは、取り付けられた測定光学端部に適した方法で画像データを取り込む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端部の場合、単一画像を取り込むことができる。位相測定のために、複数の画像を取り込むことができる。ステップ３３０の後にステップ３４０が続く。
【００５０】
様々な実施形態において、取り外し可能測定光学端部は、例えば、図５から図７を参照して以下に説明するように、ＬＥＤおよび回折格子を有する構造化光測定光学端部である。他の実施形態では、取り外し可能測定光学端部は、ステレオ光学端部またはシャドー光学端部である。シャドー端部は、例えば、スリット開口を含むことができ、光が開口に平行に向けられた不透明な線を通り抜ける。構造化光を使用する実施形態では、取り外し可能測定光学端部は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。端部は、コントローラがＬＥＤのいずれかをアクティブにした場合、画像センサの視野域内の対象上に構造化光パターンを投影する。ステレオ端部は、光を２つの異なる視野角からレンズを介して画像センサに向けるビームスプリッタ、例えば、プリズムを含むことができる。したがって、取り込まれた画像は、２つの別々のキャプチャを並べて含み、各視界角度から１つのキャプチャを含む。ステレオ端部のさらなる例は、Ｂｅｎｄａｌｌらの米国特許第７，１７０，６７７号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。シャドー端部のさらなる例は、Ｌｉａの米国特許第４９８０７６３号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５１】
様々な実施形態では、ステップ３３０（またはステップ３４０）は、取り込まれた画像の少なくとも１つを分析して、画像センサに対する試験特徴の向きを決定することを含む。例えば、光学的および機械的な公差、ならびにユーザが試験特徴に対して端部を位置決めする方法の変化は、試験シーケンス（ステップ３１０で開始）が実行されるたびに、試験端部を、取り込まれた画像フレーム内の異なる位置に配置することができる。取り込まれた画像自体は、画像内の既知の特徴（例えば、文字「Ｆ」などの方向マーク）を識別し、これらの特徴が画像センサに対してどのように向けられているかを判定することによって分析することができる。これにより、直視端部または側視端部が使用されているかどうかを判断することを可能にすることができる。（上記の例では、θが０から許容範囲より離れている場合は、直視端部が使用されていることを示す）。また、選択された基準角度とは異なる角度で取り込まれた画像を利用することも可能である。これは、画像が取り込まれる前にユーザが常に所望の角度に正確に端部を向けるとは限らないために有用である。取り込まれた画像が修正されるか、さもなければ処理されると、後続のステップは、取り込まれた画像として修正または処理された画像を使用する。
【００５２】
ステップ３４０において、試験特徴の座標は、取り込まれた画像の少なくともいくつかを使用して決定される。これは、閾値処理、ハイパスフィルタリングもしくは他のエッジ検出スキーム、領域抽出、画像データの膨張処理もしくは収縮処理、またはカラー抽出などの特徴抽出技術を使用して行うことができる。考慮中の取得された画像において、試験特徴の既知の色または既知の幾何学的特性を求めることができる。１以上の任意の数の座標を求めることができる。求められた座標は、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）座標とすることができる。座標は、デカルト座標系、極座標、球面座標、円筒座標系、または均質座標系で表現することができる。２Ｄ座標は、例えば、画像データを対象面に逆投影写像することによって求めることができる。３次元座標は、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、位相シフト分析、位相シフトモアレ、およびレーザドット投影などの構造化光法などの既存の技術を使用して求めることができる。これらの技術の一部は、３次元座標の誤差を低減するために使用される光学特性データを特に含む較正データ使用し、そうでなければ、光学的歪みによって、３次元座標の誤差が生じる。一部の技術では、３次元座標は、投影パターンなどを含んでもよい、近接時間（ｃｌｏｓｅ  ｔｉｍｅ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）に取り込まれた１つまたは複数の画像を使用して求められてもよい。ステップ３４０の後にステップ３５０が続く。
【００５３】
いくつかの実施形態では、ステップ３５０の前にステップ３１９が優先される。ステップ３１９では、取り付けられた測定光学端部に対応する較正データがコントローラによって自動的に検索される。較正データは、対象の画像のサイズをそれらの対象のサイズに関連付ける情報、画像座標フレームを対象座標フレームに関連付ける情報、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。較正データは、構造化光計測端部上の格子の寸法などの、端部に関する情報も含むこともできる。較正データは、倍率を距離に関連付ける情報、または光学歪み、構造化光投影ジオメトリ、もしくはステレオ視点ジオメトリに関する情報を含むことができる。
【００５４】
ステップ３５０において、試験特徴の決定された座標を使用して、試験特徴の幾何学的特性が測定される。一例では、試験特徴は２つの基準点を含み、幾何学的特性はそれらの間の距離である。この距離は、画像空間内の試験特徴の決定された座標を物理的な寸法（例えば、ｍｍ）に変換することによって測定することができる。次いで、物理座標の間のユークリッド距離を計算して距離を求めることができる。ステップ３１９を使用する実施形態では、測定ステップは、検索された較正データを使用して実行される。ステップ３５０の後に、ステップ３５９またはステップ３６０が続く。
【００５５】
測定された幾何学的特性は、試験特徴の長さ、幅、高さ、深さ、または半径とすることができる。測定された幾何学的特性は、平坦面または他の基準面からの試験特徴の偏差とすることもできる。試験特徴は、平坦面、球もしくは他の隆起した３次元（３Ｄ）表面、またはスロット、円形の窪み、もしくは他の窪んだ３Ｄ表面を含むことができる。
【００５６】
様々な実施形態において、求められた座標は、３次元（３Ｄ）座標である。既知の幾何学的特性は、複数の基準点の３Ｄ座標を含み、測定された幾何学的特性は、求められた座標の少なくともいくつかと基準点との間の距離計量を含む。様々な実施形態では、ステップ３５０は、試験特徴上の複数の点の３Ｄ対象座標を測定することを含む。次いで、３Ｄ対象座標は、座標変換を介して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、およびシャドー計測光学端部を使用して、コントローラが３次元データに後処理できる画像を取り込むことができる。３次元対象座標は、プローブに対するフレーム内のこれらのデータから抽出することができる。それらは、基準点に対するフレーム、例えば、試験特徴に対するフレームに変換することができる。
【００５７】
様々な実施形態において、距離メトリックは、求められた座標の少なくともいくつかと基準点の対応するものとの間のそれぞれの距離の二乗平均（ＲＭＳ）、二乗和、平方平均、または平均である。一例では、ｉ番目に求められた座標（ｘi，ｙi，ｚi）をベクトル
【００５８】
【数１】
2018524700.tif 000003
として表し、ｉ番目の測定点も同様に
【００５９】
【数２】
2018524700.tif 000004
であり、ｉ∈［１、ｎ］とする。測定された幾何学的特性ｃmgは、二乗平均平方根（ＲＭＳ）式とすることができる。
【００６０】
【数３】
2018524700.tif 000005
これは、ステップ３７０において試験することができる単一の値を有する既知の点と測定された点との間の全体的な差異を表す。
【００６１】
別の例では、ステップ３５０において、測定された幾何学的特性を表す１つまたは複数の値が提供される。この例では、既知の幾何学的特性は、試験特徴を表す１つまたは複数の値を含む。このようにして、試験特徴自体の測定データの代わりに、試験特徴を表す値を使用することができる。一例では、試験特徴は半球であり、その２つの値は、互いに直交する２つの軸に沿った半球の最大幅である（例えば、図１０の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ければならない。したがって、値がこれらの公差を超えて異なる程度は、測定の不正確さを示すものである。２つの値を既知の幅の値と比較して、スケール測定の不正確さを判定することができ（例えば、両方の値が既知の値の約２倍であることは倍率２倍の誤差を示す）、ある方向の測定値が他の方向の測定値と比較して不正確であることを判断することができる。
【００６２】
別の例では、３Ｄにおいて、既知の幾何学的特性は試験特徴の平坦度である。試験特徴は、製造公差内で平坦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つの平行な平面の間の間隔とすることができる。測定された幾何学的特性は、測定された座標の対応する間隔であり、例えば、測定された点に平面を当てはめて、その法線の方向に平面から最も遠い２つの点の間の平面に対する法線に沿った距離を求めることによって決定することができる。当てはめることは、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。
【００６３】
様々な実施形態において、既知の幾何学的特性は、複数の領域および対応する平坦度である。例えば、既知の平らな表面の測定されたデータの平坦度に対する要求は、視野域の中心においてエッジよりも厳しくすることができる。本明細書に記載されている他の既知の幾何学的特性は、取り込まれた画像または試験対象自体の中心から端まで、または点ごとまたは領域ごとに変化する可能性がある。既知の幾何学的特性は、試験対象の製造公差に対応することができる。
【００６４】
ステップ３５９では、測定された幾何学的特性および既知の幾何学的特性を使用して、精度結果が決定される。これは、例えば、以下のステップ３６０を参照して説明するようにして行うことができる。精度結果は、遠隔視覚検査システムの測定精度と相関する。一例では、精度結果の決定ステップ３５９は、ステップ３５０からの測定された幾何学的特性と試験特徴の既知の幾何学的特性との間の差として精度結果を計算することを含む。ステップ３５９の後に、ステップ３８０またはステップ３６０を続けることができる。
【００６５】
ステップ３６０において、様々な実施形態では、測定された幾何学的特性と試験特徴の既知の幾何学的特性との間の差に基づいて、精度値が決定される。この精度値は、ステップ３５０で取得された測定値を使用して提供され、それ自体、取り込まれた画像データに基づく計算結果とすることができる。上述の基準距離の例を続けると、精度値は、基準点間の既知の距離（例えば、３ｍｍ）と基準点間の測定距離（例えば、３．１４ｍｍ）とをいずれかの次数で減算または除算した結果とすることができる。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、または他の適切な測定基準で表すことができる。ステップ３６０の後にステップ３７０が続く。
【００６６】
ステップ３７０において、決定された精度値が所定の許容可能な精度値と比較される。例えば、決定された精度値は、測定された特性と既知の特性との比とすることができ、所定の許容可能な精度値はパーセンテージ帯域、例えば、１００±２０％とすることができる。決定された精度値ａは、上述のように測定された既知の差とすることができ、所定の許容可能な精度値は、ａ≦ｋ（すなわち、計算された差異が所定の許容可能な精度値未満である）または０≦ａ≦ｋとなるような、差閾値ｋとすることができる。上記の距離メトリックの例を続けると、既知の幾何学的特性ｃmgは基準点および測定点を考慮に入れているので、ｃmg値は別個の既知の値と比較する必要はない。したがって、決定された精度値ｃmgと所定の許容可能な精度値ｋとの比較は、０≦ｃmg≦ｋであるかどうかを判定することを含むことができる。比較の結果は、（ステップ３５９を参照して上述した）精度結果として提供される。ステップ３７０の後にステップ３８０が続く。
【００６７】
幾何学的特性を表す値を使用する上記の例では、ステップ３６０は、測定された幾何学的特性を表す１つまたは複数の値と、既知の幾何学的特性の１つまたは複数の値との間の差を計算することを含む。２つ以上の値が使用される場合、その差は、複数の（測定値、既知値）対から計算された単一の差、またはそれぞれの（測定値、既知値）対の間の複数の差とすることができる。次に、ステップ３７０は、計算された差が所定の許容可能な精度値の選択されたパーセンテージまたは寸法量（例えば、０±５％、または０＋５％−０％の差）内にあるかどうかを判定することを含むことができる。
【００６８】
ステップ３８０において、決定された精度結果、例えば、上述した差異（ステップ３５９）または上述の比較結果（ステップ３７０）の指示が提供される。例えば、指示は、コントローラに動作可能に接続されたメモリ内で設定またはクリアされたフラグとすることができる。指示は、比較の結果に従って、生成された信号、生成されなかった信号、または特定の値もしくはレベルで生成された信号とすることもできる。指示は、例えば、ユーザ出力デバイス（例えば、図１のコンピュータモニタ１２２）を介して、ユーザに提示される視覚刺激、聴覚刺激、触覚刺激、触覚刺激、嗅覚刺激、または味覚刺激とすることもできる。ユーザ出力デバイスとしてユーザ・プロンプト・デバイスを使用する例は、「測定値が仕様内にある」または「測定値が仕様内にない」という画面上に表示されるメッセージである。いくつかの実施形態では、指示は成功（決定された精度は許容可能な精度限界内にある）または失敗のみ提供される。具体的には、いくつかの実施形態では、比較ステップ３７０が、測定された精度値が少なくとも所定の許容可能な精度を提供しないと判定した場合にのみ、指示が提示される。いくつかの実施形態では、ステップ３７０またはステップ３８０の後にステップ３９０が続く。
【００６９】
様々な実施形態では、ステップ３９０において、比較ステップ３７０の後、コントローラは、選択された駆動電流で測定光学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取り込む。これらの実施形態のいくつかでは、取り込みステップ３３０は、選択された試験電流を測定光学端部上のＬＥＤの少なくとも１つに通すことを含む。選択された試験電流は、選択された駆動電流よりも大きい。これは、通常の動作中にＬＥＤのバーンアウトを加速することなく、測定精度を試験するために取り込まれた画像に対する信号対雑音比を改善することができる。
【００７０】
様々な例では、例えば、ステップ３１５を参照して上述したように、取り付けられた測定光学端部の識別情報が判定される。判定された識別情報および決定された精度結果は、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格納される。検出−取り付けステップ３１０、ユーザ催促ステップ３２０、画像取り込みステップ３３０、座標決定ステップ３４０、特性決定ステップ３５０、精度結果決定ステップ３５９、識別情報判定ステップ３１５、および記憶ステップは、１回または複数回、繰り返される。これは、例えば、特定の遠隔視覚検査システムで使用された端部のデータストア内の履歴を構築する。その後、履歴をユーザに提示することができる。トレンドは決定することもでき、そのトレンドからの偏差をユーザに提示することもできる。これは、例えば、端部がメンテナンスを必要とするポイントに近づいている可能性があるという指示をユーザに提供することを可能にすることができる。データストアを使用して、１つまたは複数の端部の特性を診断目的または予測目的で追跡することができる。様々な態様において、記憶ステップ（図示せず）は、端部の決定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で）測定が行われた日付、決定された幾何学的特性のような測定値、または決定された精度結果（例えば、ステップ３５９から）もしくは精度値（例えば、ステップ３６０から）を格納することを含む。データストアは、内部フラッシュメモリなどの内部メモリ、またはＵＳＢドライブもしくはＳＤカードなどの外部メモリとすることができる。データは、例えば、ネットワークまたはＵＳＢ接続を介して、データストアにインポートすることができ、またはデータストアからエクスポートすることができる。異なるボアスコープで使用される同じ端部からのデータを組み合わせて、端部またはボアスコープが修復を必要とするかどうかを判定することができる。
【００７１】
図５は、細長いダイを使用して作られた光エミッタ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は、上述した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。各光エミッタ８１は、格子周期ｐの１／３未満の幅を有し、各光エミッタ８１は、ｐ／３の中心間間隔を有して互いに隣接して配列されている。この構成では、１つの光エミッタ８１が発光している場合に投影される線パターンは、隣接する光エミッタ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、または１２０°の空間または位相シフトを有する。８サイクル／ｍｍの格子周期ｐで使用される各光エミッタ８１の例示的な発光領域の寸法は３５μｍ×５００μｍとすることができる。
【００７２】
あるいは、光エミッタ８１の間隔が格子周期の１／３以外の構成で１２０°の有効位相シフトを達成することができる。例えば、格子周期の２／３の光エミッタ８１の間隔で、１つの光エミッタ８１が発光している場合に投影される光パターンは、隣接する光エミッタ８１が投影され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。この構成では、各光エミッタ８１は、格子周期ｐの２／３未満の幅を有し、各光エミッタ８１は、２ｐ／３の中心間間隔を有して互いに隣接して配列されている。０から３６０°の位相範囲を有する複数の線がそれぞれ投影されるので、２４０°の位相シフトは１２０°の位相シフトに相当する。一般化するために、ｐが３の倍数ではない整数である格子周期のほぼｐ／３の中心間間隔で光エミッタ８１を配置することによって、１つの光エミッタ８１が発光している場合に投影される光パターンは、隣接する光エミッタ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°の有効位相シフトを有することができる。
【００７３】
複数の光エミッタ８１は、３つの別個の光エミッタグループを生成するために１つの格子周期で離間されている。明確にするために、図２の３つの光エミッタグループのそれぞれを構成する光エミッタ８１は、異なるパターンで示されている。ＬＥＤアレイ８０は、同じ色の個々の光エミッタ８１を備える。しかしながら、１つの光エミッタグループを備える光エミッタ８１の色は、他の光エミッタグループを備える光エミッタ８１の色と異なっていてもよい。
【００７４】
各光エミッタグループを備える複数の光エミッタ８１は、光エミッタ８１に垂直な軸に沿って、および、線格子の整数周期にほぼ等しい距離だけ線格子上の線に離間している。その結果、１つの光エミッタグループを備える複数の光エミッタ８１が同時に発光している場合、複数の光エミッタ８１のそれぞれによって生成された構造化光パターンが合算される。これは、単一の光エミッタ素子によって生成されるよりも明るい線パターンを形成する。光エミッタの幅を大きくすると輝度は上がるが、線格子の周期は比例して増加し、画像ノイズに対して比例して高い感度を必要とする。このように複数の狭い光エミッタ８１を用いることにより、線格子周期を長くすることなく、パターン輝度を高めることができる。
【００７５】
図５および図１を参照すると、エミッタ駆動装置３２は、１つの光エミッタ８１または複数の光エミッタ８１を各光エミッタグループに対して使用可能にするかどうかを判定する輝度またはフリンジコントラスト判定機能３９を備える。光エミッタ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増加するにつれて拡大する。光エミッタグループの複数の光エミッタ８１が同時に発光している場合、個々のフリンジセットは一定の位相ではなく一定の距離（図５および図６の例示的な場合に示されるような１つの格子周期ｐ）だけずらされているので、それらの位相は、それらが広がるにつれてより整列する。これは、格子からの距離が増加するにつれて、徐々に高いコントラストをもたらす。したがって、画像ノイズを低くするためにより多くの強度が必要な表面を測定する場合、同じフリンジセットからの複数の光エミッタ８１を同時にオンにして、高いコントラストでより多くの輝度を提供することができる。しかし、近距離では、正弦波強度は位相整合されず、フリンジセットコントラストは減少する。また、必要とされる強度は距離が近くなれば小さくなり、より近い表面を見る場合、１つの光エミッタ８１をオンにして、適切な強度と高いコントラストを達成することができる。
【００７６】
輝度またはフリンジコントラスト判定機能３９からの評価に応じて、各光エミッタグループ内の１つの光エミッタ８１または複数の光エミッタ８１が各フリンジセットに対して使用可能にされる。一実施形態では、駆動導体３５は、ＬＥＤごとに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定機能３９は、駆動導体３５の特定の駆動ワイヤに電流を選択的に流して、フリンジセットごとに適切な数のＬＥＤを点灯させる。
【００７７】
あるいは、輝度またはフリンジコントラスト判定機能３９は、エミッタ駆動装置３２とは別個に配置することができ、例えば、アナログ検出回路または動画プロセッサを備えることができる。この組立体では、駆動導体３５の一方の駆動ワイヤがエミッタ駆動装置３２を光エミッタモジュール３７に接続し、輝度またはフリンジコントラスト判定機能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）も光エミッタモジュール３７に接続される。光エミッタモジュール３７に含まれる回路（図示せず）は、制御ワイヤ上の信号に応答して、１つまたは複数のＬＥＤを駆動ワイヤに選択的に接続することができる。
【００７８】
フリンジセットごとの複数の光エミッタ８１と輝度またはフリンジコントラスト判定機能３９とを使用することにより、ＬＥＤアレイ８０は画像取り込みおよび測定中に適切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、一貫した、均一な照明、斑点なし、およびフリンジセット間の高速スイッチングを提供する。高速スイッチングにより、フリンジセット画像を順次フレームで取り込むことができ、画像取り込み時間の間で動いてしまう可能性が低減される。少なくともこれらの理由から、この構成ではＬＥＤアレイが実用的である。しかしながら、上述の品質を提供する任意の発光源は、プローブまたはシステム１００での使用に十分である。他のそのような光源には、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含まれるが、これらに限定されない。
【００７９】
別の実施形態では、ＬＥＤアレイ８０は、光エミッタグループの１つの光エミッタ８１を備える複数の直列ＬＥＤを使用して作製される。この構成における光エミッタ８１は、ストリングとも呼ばれる。各光エミッタまたはストリング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。各光エミッタまたはストリング８３は、ｐが３の倍数ではない整数である約ｐ／３周期だけオフセットすることができる。複数の光エミッタ８１のそれぞれは、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、それぞれが４つのＬＥＤを備える３つのストリングを使用することができ、各ストリングはそれ自体の光エミッタグループを備える。しかしながら、光エミッタグループは、複数の光エミッタ８１またはストリングを備えていてもよい。
【００８０】
ＬＥＤ出力は通常、駆動電流に比例する。しかし、細いワイヤを用いて遠位に配置されたＬＥＤに高電流を供給することは非常に非効率的である。１つの光エミッタまたはストリング８３を備えるよう直列に接続された複数のＬＥＤを使用することにより、所与の結合されたＬＥＤ出力レベルを達成するのに必要な電流がより少なくなる。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を使用する単一のＬＥＤと同じ出力を達成することができる。
【００８１】
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。この素子は、位相測定を行うために使用することができる。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。さらに、少なくとも１つの光エミッタモジュールは、複数の光エミッタを備える。少なくとも１つの光エミッタモジュールは、ＬＥＤまたはＬＥＤアレイを含む。
【００８２】
フリンジセットは、複数の光エミッタのうちの少なくとも１つの光エミッタグループのうちの１つの光エミッタ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。光エミッタモジュール３７の複数の光エミッタは、少なくとも１つの光エミッタの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つの光エミッタの他のグループが発光され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示す。言い換えれば、一方のフリンジセットの構造化光パターンは、他方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示す。
【００８３】
図７は、光を強度変調素子に通す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、画像センサの視野域内の対象、例えば、試験対象の表面上に、光の分布を変化させる、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）に光を通すことによって、生成される。構造化光パターン４００は、線に垂直な方向（例えば、図７の左から右へ）の正弦波強度プロファイルを備える平行光線および暗線を備えることができる。この例では、光線の中心は高い輝度値を有し、暗線の中心は輝度が低いか、または輝度が全くない。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の格子要素の列によって形成することができる。格子周期（ｐ）は、ある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る。正弦波強度プロファイルに沿った様々な点で開始（および終了）するように、格子周期を定義することができることが理解されよう。
【００８４】
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、光エミッタ８１（図５）の幅の少なくとも２倍（例えば０．０５ｍｍ（０．００１９７インチ））であり、取り込まれた画像に妥当な数の明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、明暗線の数が増加し、所与の光エミッタ８１の幅に対して画像のコントラストが減少する。一実施形態では、第１の正弦波パターンの振幅は、光エミッタ８１の長さよりもずっと小さく（例えば、少なくとも５倍小さく）することができるので、投影パターン内の個々の正弦波（０．０１５ｍｍ（０．００１１８インチ））の振幅が比較的小さくなり、正弦波強度プロファイルの劣化を最小にするが、製造可能な特徴サイズ（例えば、０．００１ｍｍ（０．００００３９４インチ）より大きい）との良好なコントラストを達成するのに十分大きい。パターンコントラストをより高くすることで、パターンコントラストが低い場合よりもノイズを低減することができる。一実施形態では、強度変調素子は、約１５列および約１００行の格子要素を有することができる。
【００８５】
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製することができる。一実施形態では、反射を最小限に抑えるために光エミッタ８１によって放出された波長を非常に吸収するコーティングを用いて強度変調素子上のフォトリソグラフィによって格子要素が形成される。例えば、光エミッタ８１が赤色波長を放射する場合、赤色波長の吸収率が高い（例えば、７５０ｎｍで５％未満の反射率）青色クロムを格子要素に使用することができる。光エミッタ８１によって放射される波長の吸収率を高めるために、他のコーティングおよび色を用いることができることは理解されるであろう（例えば、黒色の陽極酸化）。一実施形態では、強度変調素子の露出した背面に配置されている場合には、格子要素の傷や損傷を避けるために、前面（すなわち、光エミッタ８１に面する強度変調素子の側面）にのみ格子要素を配置することができる。別の実施形態では、格子要素は、強度変調素子の後側面のみに適用することができ、さらに別の実施形態では、格子要素を強度変調素子の前側面および後側面の両方に適用することができる。一実施形態では、反射防止コーティングを格子要素の上に印加することができる。
【００８６】
正弦波パターンに近似する非正弦波パターン（例えば、三角パターン、六角形パターン）を有する格子要素を用いて、ソフトウェアによる位相シフト分析中に補償することができるほぼ正弦波の強度プロファイルを生成することもできることが理解されよう。
【００８７】
図８Ａは、例示的な試験特徴の斜視図であり、図８Ｂは、例示的な試験特徴の斜視断面を示す斜視図である。この例では、試験特徴４は、試験対象２内の溝である。既知の幾何学的特性は、試験特徴４の深さである距離８１０である。測定された幾何学的特性は、点１５と基準面２０との間の距離８２０である。理想的な（完璧に製造された）システムでは、距離８１０および８２０は等しい。製造公差を超えた距離８１０と距離８２０の差は、測定システムの状態を示すことができる。点１５および基準面２０の位置および向きは、画像データから決定された座標から測定される。この例では、座標は３次元である。
【００８８】
試験対象２の表面１０において、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が自動的に選択される。自動選択は、ステップ３５０（図３）の一部とすることができる。自動選択は、例えば、画像データ内に３つの基準点を配置し、３つの点１１、１２、８１３としてそれぞれから座標を選択することによって（ステップ３４０、図３）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の一方の側（例えば左側）で選択することができ、一方、第２の表面点１２は測定される試験特徴４の他方の側（例えば、右側）で選択することができる。
【００８９】
続くステップ３５０（図３）では、これらの実施形態では、基準面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決定される。この例では、基準面２０は平坦であり、他の実施形態では、基準面２０は湾曲していてもよい。同様に、一実施形態では、基準面２０は平面の形態であってもよく、他の実施形態では、基準面２０は異なる形状（例えば、円筒形、球形など）の形態であってもよい。コントローラは、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次元座標の表面フィッティングを実行して、以下の形式を有する基準表面方程式を（例えば、平面に対して）求めることができ、
ｋ0RS＋ｋ1RS・ｘiRS＋ｋ2RS・ｙiRS＝ｚiRS      （１３）
ここで、（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）は表面点の座標であり、ｋ0RS、ｋ1RS、ｋ2RSは３次元座標の曲線フィッティングによって得られた係数である。３点以上を使用することができる。例えば、基準面２０は、表面１０上の第１の複数の点１３の３次元座標（ｘiASP,ｙiASP，ｚiASP）、表面１０上の第２の複数の点１４の３次元座標（ｘiBSP,ｙiBSP，ｚiBSP）、および、任意選択的に、複数の点１３、１４とは離れた少なくとも１つの他の点に基づいて、例えば、表面フィッティングによって決定することができる。
【００９０】
フィッティングを実行するために、複数の点（すなわち、ｋ係数の数と少なくとも同じ数の点）が使用されることに留意されたい。フィッティング（例えば、最小二乗法）は、使用される点に最適なｋ係数を発見する。この結果、ｋ係数は、使用される３次元点に近い平面または他の基準面２０を定める。しかしながら、平面の式（１３）に使用される点のｘ座標およびｙ座標を代入したとき、ｚの結果は、一般に、実際には存在し得るノイズおよび平面からの偏差に起因して点のｚ座標と正確には一致しない。このように、ｘiRSおよびｙiRSは任意の値であってもよく、結果として得られるｚiRSは、ｘiRS，ｙiRSにおける、定められた平面のｚを示す。したがって、これらの式に示されている座標は、定められた表面上の正確な任意の点のものであってもよく、必ずしも、ｋ係数を算出するフィッティングで使用される点でなくてもよい。
【００９１】
様々な実施形態において、コントローラは、表面１０上の第１の表面点１１に対応する基準面２０上の第１の基準面点２１と、表面１０上の第２の表面点１２に対応する基準面２０上の第２の基準面点２２との３次元座標を決定することができる。場合によっては、第１の基準面点２１と第１の表面点１１との３次元座標を同じにすることができる。同様に、第２の基準面点２２と第２の表面点１２との３次元座標を同じにすることができる。しかしながら、一部の状況では、表面１０内のノイズまたは小さな変化に起因して、第１の表面点１１および第２の表面点１２は、基準面２０上に正確には位置せず、したがって、異なる座標を有する。
【００９２】
表面１０上の点に対応する基準面２０上の点を判定する場合、ｘ、ｙ、ｚ面内の線の相対的な勾配を伝える線の方向の概念を適用すると便利であり、垂直線または平行線を確立するために使用することができる。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について、線方向（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）は、以下のように定義することができる。
【００９３】
ｄｘ＝ｘ１−ｘ０      （１４）
ｄｙ＝ｙ１−ｙ０      （１５）
ｄｚ＝ｚ１−ｚ０      （１６）
線上の点（ｘ０，ｙ０，ｚ０）および線の方向（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）が与えられたと仮定すると、線は、以下によって定義することができる。
【００９４】
【数４】
2018524700.tif 000006
（１７）
したがって、ｘ、ｙ、またはｚ座標のいずれか１つが与えられれば、残りの２つが計算され得る。平行線は、同じまたは線形にスケーリングされた直線方向を有する。方向（ｄｘ０，ｄｙ０，ｄｚ０）および（ｄｘ１，ｄｙ１，ｄｚ１）を有する２つの線は、
ｄｘ０・ｄｘ１＋ｄｙ０・ｄｙ１＋ｄｚ０・ｄｚ１＝０      （１８）
である場合、互いに垂直である。
【００９５】
式（１３）を使用して定義された基準平面に垂直なすべての線の方向は、以下によって与えられる。
【００９６】
ｄｘRSN＝−ｋ1RS      （１９）
ｄｙRSN＝−ｋ2RS      （２０）
ｄｚRSN＝１      （２１）
式（１７）および式（１９）から式（２１）に基づいて、基準面２０に垂直であり、かつ表面点（ｘＳ，ｙＳ，ｚＳ）を通る線は、次のように定義され得る。
【００９７】
【数５】
2018524700.tif 000007
（２２）
一実施形態では、表面１０の点（ｘiS，ｙiS，ｚiS）に対応する基準面２０上の点の座標（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）（例えば、表面１０上の第１の表面点１１に対応する基準面２０上の第１の基準面点２１における３次元座標）は、式（１９）から式（２１）で与えられる方向を有し、および（ｘiS，ｙiS，ｚiS）を通過する、基準面に垂直な線を定義し、その線と基準面との交点の座標を判定することによって決定することができる。したがって、方程式（１３）および（２２）から、以下のようになる。
【００９８】
【数６】
2018524700.tif 000008
（２３）
ｘiRS＝ｋ1RS・（ｚiS−ｚiRS）＋ｘiS  （２４）
ｙiRS＝ｋ2RS・（ｚiS−ｚiRS）＋ｙiS  （２５）
一実施形態において、これらのステップ（式（１４）から式（２５））を使用して、表面１０上の第１の表面点１１（ｘAS，ｙAS，ｚAS）に対応する基準面２０上の第１の基準面点２１（ｘARS，ｙARS，ｚARS）と、表面１０上の第２の表面点１２（ｘBS，ｙBS，ｚBS）に対応する基準面２０上の第２の基準面点２２（ｘBRS，ｙBRS，ｚBRS）との３次元座標を決定することができる。
【００９９】
コントローラはまた、基準面２０上の基準面線２９の、第１の基準面点２１から第２の基準面点２２までの３次元座標を決定することもできる。基準面線２９の３次元座標を決定するいくつかの方法がある。基準面２０が平面である一実施形態では、基準面線２９上の基準面線点２８（ｘRSL，ｙRSL，ｚRSL）の３次元座標は、以下の関係を使用して第１の基準面点２１（ｘARS，ｙARS，ｚARS）および第２の基準面点２２（ｘBRS，ｙBRS，ｚBRS）の３次元座標に基づいて決定することができ、ここで、基準面線点２８の座標の１つ（ｘRSLまたはｙRSLまたはｚRSL）の値を使用して、他の２つを求めることができる。
【０１００】
【数７】
2018524700.tif 000009
（２６）
基準面線２９上の基準面線点２８（ｘiRSL，ｙiRSL，ｚiRSL）の３次元座標が決定されると、コントローラは、基準面線２９に対して垂直である、試験対象２の表面１０上への基準面線２９の投影である表面輪郭１９の３次元座標を求めることができる。図示のように、表面輪郭１９は必ずしも直線である必要はない。基準面線２９および表面輪郭１９は、基準面２０を求めるために使用される２つの点、またはそれらの点のうちの１つと基準面２０上の別の点、または基準面２０上の他の２つの点の間に延びることができる。
【０１０１】
コントローラは、基準面線２９から基準面２０上の複数の基準面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）までの線２６の距離を求めることができ、ここで、表面１０上の複数の表面点１５（ｘiS，ｙiS，ｚiS）から伸びる表面から基準面への線１６は、基準面２０に垂直であり、基準面２０と交差する。コントローラは、ステップ３４０で求められた３次元座標から表面点１５を自動的に選択することができる。例えば、試験特徴４は基準点によって識別することができ、コントローラは、基準点の所定の距離内の点を表面点１５として選択することができる。あるいは、決定された基準面２０を有する場合、コントローラは、基準面２０から予め選択された距離よりも大きい点を表面点１５として選択することができる。所定の距離または予め選択された距離は、既知の幾何学的特性に含めることができる。
【０１０２】
一実施形態では、複数の表面点１５（ｘiS，ｙiS，ｚiS）のそれぞれについて、式（１４）から式（２５）を使用して、表面１０上の表面点１５（ｘiS，ｙiS，ｚiS）に対応する基準面２０上の基準面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）（例えば、それぞれに対して、表面点１５から伸びる表面から基準面への線１６が基準面２０に垂直であり、基準面２０と交差する、基準面点２５）の３次元座標を求めることができる。表面から基準面への線１６の長さは、測定された幾何学的特性である距離８２０である。
【０１０３】
一実施形態では、基準面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）の３次元座標が決定されると、コントローラは、基準面線２９に垂直で、基準面線交点２７（ｘiRSLI，ｙiRSLI，ｚiRSLI）で基準面線２９と交差する、基準面点２５から基準面２０内で伸びる線２６の距離を判定することができる。基準面線交点２７の３次元座標は、以下ステップで求めることができる。
【０１０４】
ｄｘ＝ｘBRS−ｘARS  （２７）
ｄｙ＝ｙBRS−ｙARS  （２８）
ｄｚ＝ｚBRS−ｚARS  （２９）
【０１０５】
【数８】
2018524700.tif 000010
（３０）
【０１０６】
【数９】
2018524700.tif 000011
（３１）
【０１０７】
【数１０】
2018524700.tif 000012
（３２）
一実施形態では、基準面点２５（ｘiRS，ｙiRS，ｚiRS）に対応する基準面点交点２７（ｘiRSLI，ｙiRSLI，ｚiRSLI）の三次元座標が決定されると、これらの点の間の線２６の距離（ｄ26）は、以下を使用して求めることができる。
【０１０８】
【数１１】
2018524700.tif 000013
（３３）
一実施形態では、座標（ｘ，ｙ，ｚ）が既知である基準面２０上の任意の２点間の線の距離（例えば、表面点１５から基準面点２５までの表面から基準面への線１６の距離（ｄ16）、基準面点交点２７から第１の基準面点２１までの線２３の距離（ｄ23）等）を求めるために、式（３３）のこの形式を使用することができる。
【０１０９】
コントローラは、垂直の表面から基準面への線１６が基準面線２９上の、または基準面線２９から所定の距離内の、基準面２０と交差する表面点１５に基づいて第１の基準面点２１から第２の基準面点２２への表面１０上の表面輪郭１９の３次元座標を求めることができる。例えば、特定の基準面点２５に対する線２６の距離が閾値よりも大きい場合、すなわち、その基準面点２５に対応する表面点１５（ｘS，ｙS，ｚS）が、基準面線２９に垂直な試験対象２の表面１０上への基準面線２９の投影である所望の表面輪郭１９から離れている。他方で、特定の基準面点２５に対する線２６の距離がゼロであるか、閾値よりも小さい場合、すなわち、表面点１５（ｘS，ｙS，ｚS）が、基準面線２９に垂直な試験対象２の表面１０上への基準面線２９の投影である所望の表面輪郭１９上にあるか、その付近にある。
【０１１０】
一実施形態では、コントローラは、対応する基準面点２５が表面輪郭１９を形成することができる閾値よりも小さい式（３３）によって与えられる距離（ｄ26）を有する線２６を有する表面輪郭点１８（ｘiSCL，ｙiSCL，ｚiSCL）のセットを表面点１５から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の画像上にオーバーレイを表示することができる。
【０１１１】
コントローラは、第１の基準面点２１（ｘARS，ｙARS，ｚARS）から第２の基準面点２２（ｘBRS，ｙBRS，ｚBRS）への、表面輪郭１９への基準面２０からの距離（例えば、垂直距離）を求め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定することができる。一実施形態では、コントローラは、基準面２０と表面輪郭１９との間の空間８４３の領域を自動的に決定して表示することができる。領域は、基準面線２９と表面輪郭１９との間の空間８４３を、矩形などの複数のポリゴンに分割し、これらのポリゴンの領域を合計することによって決定することができる。コントローラはまた、基準面２０から、基準面２０から最も遠い表面輪郭１９上の点までの距離を自動的に決定および表示して、試験特徴４の最も深い点または最も高い点を示すことができる。一実施形態では、基準面２０と表面輪郭１９との間の距離または領域は、基準面線２９と表面輪郭１９との間の距離または領域とすることができる。
【０１１２】
一実施形態では、コントローラは、第１の基準面点２１から第２の基準面点２２までの表面輪郭１９における試験対象２の断面を備える表面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。基準面線２９は、いくつかの実施形態では示されていない可能性がある。グラフィック表示は、基準面２０から表面輪郭１９までの距離を示す尺度を有することもできる。このグラフィック表示には、試験対象２の表面１０の画像のサムネイルが付随することもでき、基準面線２９も示すことができる。
【０１１３】
図６に戻って、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、基準面線２９は、それぞれがグラフィック表示のｘ値に対応する等間隔の基準面線点２８に分割することができる。各基準面線点２８について、表面輪郭１９から基準面２０までの距離は、対応する基準面点２５が基準面線点２８からある閾値距離内にある表面輪郭点１８を選択することによって、およびそれらの選択された表面輪郭点１８から基準面線点２８までの距離の加重平均を求めることによって決定することができる。選択された各表面輪郭点１８の距離に割り当てられた重みは、その表面輪郭点１８に対応する基準面点２５から基準面線点２８までの距離に反比例するであろう（すなわち、距離が小さいほど、重さが重くなる）。
【０１１４】
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、基準面２０（例えば、平面）を決定することができる。一実施形態では、精度を向上させるために、コントローラは、基準面２０を決定するために、試験対象２上のすべての表面点の３次元座標を使用することができる。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の基準面（例えば、平面）を決定することができる。所与の試験特徴４または試験対象２上の複数の試験特徴について、任意の数の平面または基準面を決定することができる。既知の幾何学的特性は、フィッティングする基準面の数、試験対象の基準点または他の特徴に対するそれらの面の配置場所、および幾何学的特性を測定する計算での使用を示すデータを含むことができる。
【０１１５】
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つの基準点９２１、９２２がマーキングされているか、さもなければ搬送されている試験対象９００の実質的に平坦な表面である。基準点９２１、９２２は、プローブ内の画像センサによって検出可能であるよう構成されている。例えば、画像センサが可視光を検出するよう適合されている場合、基準点９２１、９２２は、周囲部分９１５とは異なる可視光を反射または吸収するよう形成される。コントローラは、上述したように、基準点９２１、９２２、９２３（例えば、黒インク）を周囲部分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点を検出することができる。試験特徴は、マットもしくは光沢のあるサーフェス、またはその組み合わせを有することができる。一例では、基準点９２１、９２２、９２３および周囲部分９１５は、マット仕上げを有する。
【０１１６】
様々な実施形態において、試験特徴９１０は、プローブ内の画像センサによっても検出可能に形成された第３の基準点９２３をさらに含む。基準点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つは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。基準点は、それらが配置される方法によって互いに区別することができる。この例では、それらの間の３つのペアの距離が異なるように配置されている。基準点はまた、画像センサによって検出可能であるか、画像センサからのデータを処理することによって決定することができるそれらの形状、色、または他の特性によって、互いに区別することができる。この例では、基準点９２１は、形状によって基準点９２２および９２３と区別され、基準点９２２および９２３は、基準点９２１からのそれぞれの距離間隔によって互いから区別可能である。基準点が区別可能であるか否かにかかわらず、測定ステップ３５０（図３）は、第１の基準点９２１と第２の基準点９２２との間の第１の距離９３１と、第２の基準点９２２と第３の基準点９２３との間の第２の距離９３２とを決定することを含むことができる。基準点が区別できない（例えば、正三角形の角にあり、同一である）場合、どの基準点が第１、第２、および第３であるかの選択は、任意にまたはランダムに、すなわち、擬似乱数発生器を使用して行うことができる。
【０１１７】
この例では、試験特徴９１０は、基準点９２１と９２２との間の第１の距離と基準点９２２と９２３の間の第２の距離とをそれぞれ人間（または光学文字認識技術を有するコンピュータ）に示すラベル９４１、９４２も含む。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（図３のステップ３２５）、縮尺感を提供する。様々な実施形態では、ラベル９４１、９４２は、機械可読情報、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、または他の情報を表すバーコードを含むことができる。
【０１１８】
図３の例示的な実施形態に関して上述したように、ユーザは、試験特徴を有する試験対象が検査の対象であることを映像検査システム１００に知らせるために試験処理を促し、呼び出す。あるいは、図１７は、映像検査システム１００を使用して、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する例示的な方法１４００のフロー図である。以下に説明され、図１１から図１７を参照して説明されるこの実施形態では、観視対象の既知の測定可能な対象特徴の検出は、既知の測定可能な対象特徴が画像内に存在するという映像検査システム１００による事前情報（例えば、ユーザが、特定の特徴を選択しなかった、またはその特徴に基づく特定の処理を選択しなかった）なく実行される。図１７のフロー図に記載されているステップは、フロー図に示されている順序とは異なる順序で実行され得るものであり、特定の実施形態では、ステップのすべてが必要なわけではないことが理解されよう。以下に説明するように、映像検査システム１００は、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出することができる。
【０１１９】
ステップ１４１０（図１７）および図１１に示すように、ユーザは、映像検査システム１００（例えば、イメージャ１１２）を使用して、観視対象（例えば、表面１２６０上にある試験対象１２５０）の１つまたは複数の画像１２０２を取得または取り込むことができる。例えば、ステレオの場合、単一画像を取り込むことができる。位相測定のために、複数の画像を取り込むことができる。図１１に示すように、ソフトキー１２１２をディスプレイ１２００に設けて、画像を取得する際にユーザに、画像１２０２を得るためのステレオまたは位相測定の選択を含む様々な機能を提供することができる。これらのソフトキー１２１２は、映像検査システム１００の特定のモードに応じて変更することができる。ディスプレイ１２００上のテキストバー１２１０は、プロンプトまたは処理の状態をユーザに提供することができる（例えば、「画像を取得中」）。
【０１２０】
ステップ１４２０（図１７）および図１１に示すように、映像検査システム１００は、観視対象１２５０の画像１２０２をディスプレイ１２００上に表示することができる。観視対象１２５０の表示画像１２０２は、ステップ１４１０（図１７）で取り込まれた１つまたは複数の画像に基づく。
【０１２１】
図１１から図１３に示すように、例示的な試験対象１２５０は、いくつかの試験特徴（例えば、基準点１２５１、１２５２、および１２５３）を有する。図９に示す試験対象９００と同様に、基準点１２５１および１２５２は、画像センサによって検出可能に構成される。例えば、画像センサが可視光を検出するよう適合されている場合、基準点１２５１、１２５２、１２５３は、周囲部分１２５６とは異なる可視光を反射または吸収するよう形成される。コントローラは、上述したように、基準点１２５１、１２５２、１２５３（例えば、黒インク）を周囲部分１２５６（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点を検出することができる。基準点１２５１、１２５２、１２５３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つは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。基準点１２５１、１２５２、１２５３は、それらが配置される方法によって互いに区別することができる。この例では、それらの間の３つのペアの距離が異なるように配置されている。基準点１２５１、１２５２、１２５３はまた、画像センサによって検出可能であるか、画像センサからのデータを処理することによって判定することができるそれらの形状、色、または他の特性によって、互いに区別することができる。この例では、基準点１２５１は、形状によって基準点１２５２および１２５３と区別され、基準点１２５２および１２５３は、基準点１２５１からのそれぞれの距離間隔によって互いから区別可能である。この例では、試験対象１２５０は、基準点１２５１と１２５２との間の第１の距離と基準点１２５２と１２５３の間の第２の距離とをそれぞれ人間（または光学文字認識技術を有するコンピュータ）に示すラベル１２５４、１２５５も含む。ラベル１２５４、１２５５は、計算された距離と比較するための基準点間の実際の距離を提供し、保存された測定画像のみを使用してシステムの精度を容易に評価することを可能にする。
【０１２２】
ステップ１４３０（図１７）ならびに図１１および図１２に示すように、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））を検出することができる。このステップ１４３０は、映像検査システム１００を測定モードに設定するためのソフトキー１２１２をユーザが選択することを含むことができる。一実施形態では、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、試験対象１２５０上の複数の表面点の３次元座標（例えば、（ｘ，ｙ，ｚ））を決定することができる。一実施形態では、映像検査システム１００は、３次元座標を算出するために、画像１２０２から３次元データを生成し得る。いくつかの異なる既存の技術（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、構造化光法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｍｅｔｈｏｄ）（位相シフト分析、位相シフトモアレ、レーザドット投影など）など）が、３次元座標を提供するために使用され得る。
【０１２３】
このような技術の大部分は、３次元座標の誤差を低減するために使用される光学特性データを特に含む較正データの使用を含み、そうでなければ、光学的歪みによって、３次元座標の誤差が生じる。一部の技術では、３次元座標は、投影パターンなどを含んでもよい、近接時間（ｃｌｏｓｅ  ｔｉｍｅ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）に取り込まれた１つまたは複数の画像を使用して求められてもよい。画像１２０２を使用して算出された３次元座標への言及はまた、近接時間に取り込まれた１つまたは複数の画像を使用して算出された３次元座標を含んでもよく、記載した動作中にユーザに表示される画像は、実際には３次元座標の算出に使用されても使用されなくてもよいことを理解されたい。
【０１２４】
観視対象の複雑さに応じて、ステップ１４３０（図１７）でパターンマッチングおよび／または３次元データの使用などの技術を使用して、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））を検出することができる。図１１に示す実施形態では、映像検査システム１００が、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））を検出した場合、テキストバー１２１０内の既知の測定可能な対象特徴を識別するテキスト（例えば、「検査ブロックが検出された」）を表示することができる。
【０１２５】
ステップ１４４０（図１７）および図１２に示すように、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、ディスプレイ１２００上に、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））と関連した測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセット（例えば、線１２２０、点から線１２２１）を表示することができる。一実施形態では、利用可能な測定タイプのセットは、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））と関連しない測定タイプ（例えば、マルチセグメント１２２２、深さ１２２３、領域１２２４、深さプロファイル１２２５）をさらに備える。一実施形態では、測定タイプは、測定タイプのグラフィックシンボル１２３０および／または測定タイプのテキスト記述とともに表示される。図１２に見られるように、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））と関連した測定タイプ（例えば、線１２２０、点から線１２２１）が、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連しない測定タイプ（例えば、マルチセグメント１２２２、深さ１２２３、領域１２２４、深さプロファイル１２２５）に存在しない、視覚インジケータ１２３１と共に表示される。図１２に示すように、一実施形態では、利用可能な測定タイプの表示されたセットの順序は、（例えば、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連した測定タイプ（例えば、線１２２０、点から線１２２１）をまずリスト表示することによって）検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する測定タイプに基づいて変更することができる。
【０１２６】
ステップ１４５０（図１７）および図１２に示すように、映像検査システム１００は、ユーザによる検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、対象１２５０上の検査特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））に関連する測定タイプの選択を受信することができる。例えば、ユーザは、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３））に関連した点から線測定１２２１を選択することができる。一実施形態では、ユーザは、複数の測定タイプを選択することができる。
【０１２７】
ステップ１４６０（図１７）および図１３に示すように、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、ディスプレイ１２００上の画像１２０２上に複数の測定マーカ１２４１、１２４２、１２４３（例えば、カーソル）を自動的に配置することができ、ここで、複数の測定マーカ１２４１、１２４２、１２４３の一は、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連した、選択された測定タイプ（点から線測定１２２１）（図１２）に基づく。例えば、図１３に示すように、測定マーカ１２４１、１２４２、１２４３は、点から線測定１２２１（図１２）を行うために、試験対象１２５０上の基準点１２５１、１２５２、１２５３上に自動的に配置される。一実施形態では、ユーザは、必要に応じて、測定マーカ１２４１、１２４２、１２４３を手動で再配置することができる。さらに別の実施形態では、ユーザは、自動的に配置された測定マーカ１２４１、１２４２、１２４３が表示されている間に、さらなる測定値を追加することができる。一実施形態では、ステップ１４４０および１４５０を飛ばすことができ、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）がステップ１４３０で観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出した場合に映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、複数の測定マーカを自動的に配置することができる。
【０１２８】
ステップ１４７０（図１７）および図１３に示すように、映像検査システム１００は、複数の測定マーカ１２４１、１２４２、１２４３の位置を使用してＣＰＵ５６によって計算された測定可能な対象特徴の寸法をディスプレイ１２００に表示することができる。例えば、第２の基準点１２５２と第３の基準点１２５３との間の計算された寸法１２４４（０．０３９インチ（１．０ｍｍ））および第１の基準点１２５１と第２の基準点との間の計算された寸法（ｚ）１２４５、１２４６（０．１インチ（２．５４ｍｍ））を表示することができる。
【０１２９】
図１１から図１３に示されている観視対象上の例示的な既知の測定可能な対象特徴が試験対象１２５０上の試験特徴（基準点１２５１、１２５２、１２５３）であった間、映像検査システムを使用して観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する方法を使用して、限定するものではないが、タービンブレード端とシュラウドとの間のギャップ、タービンブレード端からの欠落コーナ、曲がったタービンブレード端、観視対象上のピット、観視対象上の穴、観視対象上の亀裂、２つの表面の間のギャップ、溶接高さ、溶接角度などを含む、いくつかの異なる特徴を自動的に検出することができることが理解されよう。
【０１３０】
図１４から図１６に示すように、例示的な既知の測定可能な対象特徴は、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップである。ステップ１４１０（図１７）および図１４に示すように、ユーザは、映像検査システム１００（例えば、イメージャ１１２）を使用して、観視対象（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１およびシュラウド１３６０の表面１３６１）の１つまたは複数の画像１３０２を取得または取り込むことができる。図１４に示すように、ソフトキー１３１２をディスプレイ１３００に設けて、画像を取得する際にユーザに、画像１３０２を得るためのステレオまたは位相測定の選択を含む様々な機能を提供することができる。これらのソフトキー１３１２は、映像検査システム１００の特定のモードに応じて変更することができる。ディスプレイ１３００上のテキストバー１３１０は、プロンプトまたは処理の状態をユーザに提供することができる（例えば、「画像を取得中」）。
【０１３１】
ステップ１４２０（図１７）および図１４に示すように、映像検査システム１００は、タービンブレード１３５０の端部１３５１およびシュラウド１３６０の表面１３６１の画像１３０２をディスプレイ１３００上に表示することができる。観視対象の表示画像１３０２は、ステップ１４１０（図１７）で取り込まれた１つまたは複数の画像に基づく。
【０１３２】
ステップ１４３０（図１７）ならびに図１４および図１５に示すように、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１の間のギャップ）を検出することができる。このステップ１４３０は、映像検査システム１００を測定モードに設定するためのソフトキー１３１２をユーザが選択することを含むことができる。上記のように、一実施形態では、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、試験対象上の複数の表面点の３次元座標（例えば、（ｘ，ｙ，ｚ））を決定することができる。一実施形態では、映像検査システム１００は、３次元座標を算出するために、画像１３０２から３次元データを生成し得る。いくつかの異なる既存の技術（例えば、ステレオ、走査システム、ステレオ三角測量、構造化光法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｍｅｔｈｏｄ）（位相シフト分析、位相シフトモアレ、レーザドット投影など）など）が、３次元座標を提供するために使用され得る。
【０１３３】
観視対象の複雑さに応じて、ステップ１４３０（図１７）でパターンマッチングおよび／または３次元データの使用などの技術を使用して、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１の間のギャップ）を検出することができる。一実施形態では、中央プロセッサユニットを使用して観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出するステップ１４３０は、観視対象のエッジ（例えば、タービンブレード１３５０のエッジ）を検出するステップを備える。さらに、ＣＰＵ５６は、２つの垂直面（タービンブレード１３５０の端部およびシュラウド１３６０の表面１３６１）の存在を特定することができ、一方の面が他方を通過して延び、特定の観視対象（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップ）を識別する。
【０１３４】
図１４に示す実施形態では、映像検査システム１００が、観視対象上の既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップ）を検出した場合、テキストバー１３１０内の既知の測定可能な対象特徴を識別するテキスト（例えば、「タービンブレード端部からシュラウドへ」）を表示することができる。一実施形態では、既知の測定可能な対象特徴が検出された場合、測定タイプの特定のアイコンを表示することができる（例えば、タービンブレード端部からシュラウドへの測定のアイコン）。
【０１３５】
ステップ１４４０（図１７）および図１５に示すように、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、ディスプレイ１３００上に、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップ）と関連した測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセット（例えば、点から線１３２１）を表示することができる。一実施形態では、利用可能な測定タイプのセットは、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップ）と関連しない測定タイプ（例えば、線１３２０）をさらに備える。一実施形態では、測定タイプは、測定タイプのグラフィックシンボル１３３０および／または測定タイプのテキスト記述とともに表示される。図１５に見られるように、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連した測定タイプ（例えば、点から線１３２１）が、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連しない測定タイプ（例えば、線１３２０）に存在しない、視覚インジケータ１３３１と共に表示される。図１５に示すように、一実施形態では、利用可能な測定タイプの表示されたセットの順序は、（例えば、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連した測定タイプ（例えば、点から線１３２１）をまずリスト表示することによって）検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する測定タイプに基づいて変更することができる。
【０１３６】
ステップ１４５０（図１７）および図１５に示すように、映像検査システム１００は、ユーザによる検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップ）に関連する測定タイプの選択を受信することができる。例えば、ユーザは、検出された既知の測定可能な対象特徴（例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップ）に関連した点から線測定１３２１を選択することができる。一実施形態では、ユーザは、複数の測定タイプを選択することができる。
【０１３７】
ステップ１４６０（図１７）および図１６に示すように、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、ディスプレイ１３００上の画像１３０２上に複数の測定マーカ１３４１、１３４２、１３４３（例えば、カーソル）を自動的に配置することができ、ここで、複数の測定マーカ１３４１、１３４２、１３４３の一は、検出された既知の測定可能な対象特徴と関連した、選択された測定タイプ（点から線測定１３２１）（図１５）に基づく。例えば、図１６に示すように、測定マーカ１３４１、１３４２、１３４３は、点から線測定１３２１（図１５）を行うために、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１上に自動的に配置される。一実施形態では、ユーザは、必要に応じて、測定マーカ１３４１、１３４２、１３４３を手動で再配置することができる。さらに別の実施形態では、ユーザは、自動的に配置された測定マーカ１３４１、１３４２、１３４３が表示されている間に、さらなる測定値を追加することができる。一実施形態では、ステップ１４４０および１４５０を飛ばすことができ、映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）がステップ１４３０で観視対象上の既知の測定可能な対象特徴を検出した場合に映像検査システム１００（例えば、ＣＰＵ５６）は、複数の測定マーカを自動的に配置することができる。
【０１３８】
ステップ１４７０（図１７）および図１６に示すように、映像検査システム１００は、複数の測定マーカ１３４１、１３４２、１３４３の位置を使用してＣＰＵ５６によって計算された測定可能な対象特徴の寸法をディスプレイ１３００に表示することができる。例えば、タービンブレード１３５０の端部１３５１とシュラウド１３６０の表面１３６１との間のギャップの計算された寸法１３４４（０．３２インチ（８．１３ｍｍ））を表示することができる。
【０１３９】
映像検査システムを使用して既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出するための方法およびシステムのいくつかの開示される実施形態の実施において実現され得る利点は、測定処理の効率の改善および測定を実行するのに必要な技能レベルの低減である。
【０１４０】
図４は、データを分析し、本明細書に記載の他の分析を実行する例示的なデータ処理システムの構成要素を示す高レベル図である。本システムは、データ処理システム１１１０、周辺システム１１２０、ユーザ・インターフェース・システム１１３０、およびデータ記憶システム１１４０を含む。周辺システム１１２０、ユーザ・インターフェース・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る。データ処理システム１１１０は、以下で説明するように、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することができる。上記した（例えば、図３の）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のうちの１つまたは複数を含み、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、または映像プロセッサ５０（いずれも図１）は、それぞれ、システム１１１０ならびにシステム１１２０、１１３０、もしくは１１４０の１つまたは複数を含むことができる。
【０１４１】
データ処理システム１１１０は、本明細書に記載の様々な実施形態の処理を実施する１つまたは複数のデータプロセッサを含む。「データプロセッサ」は、データを自動的に操作する装置であり、中央処理装置（ＣＰＵ）、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、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、または電気、磁気、光学、生物学的構成要素を用いて実施されるかどうかにかかわらず、データ処理、データ管理、またはデータ取り扱いのための任意の他の装置などを含むことができる。
【０１４２】
「通信可能に接続された」という語句は、データを通信することができる装置、データプロセッサ、またはプログラムの間の任意のタイプの接続（有線または無線）を含む。周辺システム１１２０、ユーザ・インターフェース・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格納することができる。
【０１４３】
データ記憶システム１１４０は、様々な実施形態による処理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構成された１つまたは複数の有形の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含むか、またはそれらと通信可能に接続される。本明細書で使用される「有形の非一時的コンピュータ可読記憶媒体」は、実行のためにデータ処理システム１１１０に提供され得る命令を格納することに関与する任意の非一時的な装置または製品を指す。そのような非一時的媒体は、不揮発性または揮発性とすることができる。不揮発性媒体の例は、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、または他のポータブル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み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＤＶＤ、ＢＬＵ−ＲＡＹディスク、ＨＤ−ＤＶＤディスク、他の光記憶媒体、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、および消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ）を含む。揮発性媒体の例には、レジスタおよびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの動的メモリが含まれる。記憶媒体は、電子的、磁気的、光学的、化学的、機械的またはその他の方法でデータを格納することができ、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、または半導体構成要素を含むことができる。
【０１４４】
本発明の実施形態は、コンピュータ稼働プログラムコードを実施することができる１つまたは複数の有形の非一時的コンピュータ可読媒体で実施されるコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。そのような媒体は、そのような製品にとって従来と同様に、例えば、ＣＤ−ＲＯＭをプレスすることで、製造することができる。媒体に実装されたプログラムは、ロードされた場合に特定の一連の動作ステップを実行するようデータ処理システム１１１０に指示することができるコンピュータプログラム命令を含み、それによって、本明細書で記載した機能または動作を実施する。
【０１４５】
一例では、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、ならびにディスク１１４２、例えば、ハードドライブもしくはソリッドステートフラッシュドライブなどの有形のコンピュータ可読記憶デバイスを含む。コンピュータプログラム命令は、ディスク１１４２、または無線、有線、光ファイバ、もしくは他の接続からコードメモリ１１４１に読み込まれる。次に、データ処理システム１１１０は、コードメモリ１１４１にロードされたコンピュータプログラム命令の１つまたは複数のシーケンスを実行し、その結果、本明細書に記載の処理ステップを実行する。このようにして、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、遠隔視覚検査システムの物理的状態を判定する技術的効果を提供するコンピュータ実装処理を実行する。その場合、この状態（正確か否か）は、ユーザに報告することができる。様々な実施形態において、本明細書のフローチャート図またはブロック図のブロック、およびそれらの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施することができる。
【０１４６】
コンピュータプログラムコードは、例えば、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋、Ｃ、または適切なアセンブリ言語などの１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。本明細書で説明される方法を実行するプログラムコードは、単一のデータ処理システム１１１０または複数の通信可能に接続されたデータ処理システム１１１０上で完全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上で全部もしくは部分的に実行することができ、ならびに、遠隔コンピュータ、例えば、サーバ上で全部もしく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を介してユーザのコンピュータに接続することができる。  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ーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの非携帯用コンピュータとすることができ、またはタブレット、携帯電話、スマートフォン、もしくはラップトップなどの携帯型コンピュータとすることができる。
【０１４７】
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に提供するよう構成された１つまたは複数のデバイスを含むことができる。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含むことができる。データ処理システム１１１０は、周辺システム１１２０内のデバイスからデータを受信すると、そのようなデータをデータ記憶システム１１４０に格納することができる。
【０１４８】
ユーザ・インターフェース・システム１１３０は、マウス、キーボード、（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）別のコンピュータ、音声コマンドを受信するためのマイクロフォンおよび音声プロセッサまたは他のデバイス、音声コマンド、例えば、ジェスチャ、もしくはデータをデータ処理システム１１１０に入力する任意のデバイスもしくは組み合わせを受信するためのカメラおよび画像プロセッサまたは他のデバイスを含むことができる。これに関して、周辺システム１１２０は、ユーザ・インターフェース・システム１１３０とは別個に示されているが、周辺システム１１２０は、ユーザ・インターフェース・システム１１３０の一部として含めることができる。
【０１４９】
ユーザ・インターフェース・システム１１３０はまた、データがデータ処理システム１１１０によって出力されるディスプレイデバイス、プロセッサアクセス可能メモリ、または任意のデバイスもしくはデバイスの組み合わせを含むことができる。これに関して、ユーザ・インターフェース・システム１１３０がプロセッサアクセス可能メモリを含む場合、ユーザ・インターフェース・システム１１３０およびデータ記憶システム１１４０は図４に別個に示されているが、そのようなメモリはデータ記憶システム１１４０の一部とすることができる。
【０１５０】
様々な実施形態において、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ース１１１５を含む。例えば、通信インターフェース１１１５は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供するための統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とすることができる。別の例として、通信インターフェース１１１５は、互換性のあるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、例えば、イーサネットＬＡＮまたはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）にデータ通信接続を提供するためのネットワークカードとすることができる。無線リンク、例えば、ＷｉＦｉまたはＧＳＭも使用することができる。通信インターフェース１１１５は、ネットワークリンク１１１６を介してネットワーク１１５０に様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、または光信号を送受信する。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キングデバイスを介してネットワーク１１５０に接続することができる。
【０１５１】
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介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介してホストコンピュータへの、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への接続を提供することができる。
【０１５２】
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ース１１１５を介して、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、接続された有形の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体にアプリケーションプログラム（例えば、ＪＡＶＡアプレット）の要求されたコードを格納することができる。サーバは、媒体からコードを検索し、それをインターネット、それからローカルＩＳＰ、それからローカルネットワーク、それから通信インターフェース１１１５を介して送信することができる。受信されたコードは、受信されるとデータ処理システム１１１０が実行することができ、または後の実行のためにデータ記憶システム１１４０に記憶することができる。
【０１５３】
上記から、本発明の様々な実施形態は、試験特徴を画像化し、画像を処理して遠隔視覚検査システムが許容可能な精度限界内で動作しているかどうかを決定する。技術的効果は、遠隔視覚システムが使用されるべきか、または使用すべきでないか、または修理もしくは再較正が必要であるかを決定することを可能にすることである。
【０１５４】
本発明は、本明細書に記載の態様または実施形態の組み合わせを含む。「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１つの態様に存在する特徴を指す。「１つの態様」または「特定の態様」または「実施形態」などへの別個の言及は、必ずしも同じ態様または複数の態様を指すとは限らないが、そのような態様は、そのように示されていない限り、または当業者には容易に明らかであるように、相互排他的ではない。「１つの方法」または「複数の方法」などを参照する際の単数または複数の使用は限定的ではない。特に明記しない限り、「または」という単語は、本開示において非限定的な意味で使用される。
【０１５５】
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されているが、本発明の精神および範囲内で当業者が変更、組み合わせ、および改変を行うことができることは理解されるであろう。特許請求の範囲内に含まれることが意図されている変形、組み合わせ、および修正の例は、特許請求の範囲の文字通りの言葉と差異の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字通りの言葉と実質的に異なる同等の構造的要素を含むものである。
［実施態様１］
映像検査システム（１００）を使用して観視対象（１２５０）上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する方法であって、前記方法は、
前記観視対象（１２５０）の画像（１２０２）をディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと、
前記中央プロセッサユニットを使用して前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットを前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記測定タイプの選択を受信するステップと、
前記中央プロセッサユニットを使用して前記ディスプレイ（１２００）上で前記画像（１２０２）上の複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）を自動的に配置するステップであって、前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置が、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記選択された測定タイプに基づく、ステップと、
前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置を使用して前記中央プロセッサユニットによって計算された前記測定可能な対象特徴の寸法を前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
を備える、方法。
［実施態様２］
利用可能な測定タイプの前記セットが、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連しない測定タイプをさらに備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する前記測定タイプが、視覚インジケータ（１２３１）と共に表示される、実施態様１に記載の方法。
［実施態様４］
前記既知の測定可能な対象特徴は、試験対象（２）上の試験特徴（４）である、実施態様１に記載の方法。
［実施態様５］
前記既知の測定可能な対象特徴は、タービンブレード端部（１３５１）とシュラウド（１３６０）との間のギャップ、タービンブレード端部（１３５１）からの欠落コーナ、および曲がったタービンブレード端部（１３５１）のうちの１つである、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
前記既知の測定可能な対象特徴は、前記観視対象（１２５０）上の穴、前記観視対象（１２５０）上の窪み、および前記観視対象（１２５０）上の亀裂のうちの１つである、実施態様１に記載の方法。
［実施態様７］
前記既知の測定可能な対象特徴が、２つの表面（１０）の間のギャップ、溶接高さ、および溶接角度のうちの１つである、実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出する前記ステップが、
前記観視対象（１２５０）上の複数の点の３次元座標を決定するステップと、
前記３次元座標に基づいて前記観視対象（１２５０）物上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと
を備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様９］
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出する前記ステップが、前記観視対象のエッジを検出するステップを備える、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１０］
イメージャを使用して、前記観視対象（１２５０）の１つまたは複数の画像（１２０２）を取得するステップをさらに備え、前記観視対象（１２５０）の前記表示された画像（１２０２）は、前記１つまたは複数の画像（１２０２）に基づく、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１１］
利用可能な測定タイプの前記表示されたセットの順序が、前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する前記測定タイプに基づいて変更される、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１２］
映像検査システム（１００）を使用して観視対象（１２５０）上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出する方法であって、前記方法は、
前記観視対象（１２５０）の画像（１２０２）をディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
中央プロセッサユニットを使用して前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出するステップと、
前記中央プロセッサユニットを使用して前記ディスプレイ（１２００）上で前記画像（１２０２）上の複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）を自動的に配置するステップであって、前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置が、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプに基づく、ステップと、
前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置を使用して前記中央プロセッサユニットによって計算された前記測定可能な対象の寸法を前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップと、
を備える、方法。
［実施態様１３］
前記中央プロセッサユニットを使用して前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連付けられた前記測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットを前記ディスプレイ（１２００）上に表示するステップをさらに備える、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１４］
利用可能な測定タイプの前記セットが、前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連しない測定タイプをさらに備える、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１５］
前記検出された既知の測定可能な対象特徴に関連する前記測定タイプが、視覚インジケータ（１２３１）と共に表示される、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１６］
映像検査システム（１００）を使用して観視対象（１２５０）上の既知の測定可能な対象特徴を自動的に検出するシステム（１００）であって、前記システム（１００）が、
前記観視対象（１２５０）の画像（１２０２）を表示するディスプレイ（１２００）と、
前記観視対象（１２５０）上の前記既知の測定可能な対象特徴を検出すること、
前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する測定タイプを備える利用可能な測定タイプのセットを前記ディスプレイ（１２００）上に表示すること、
前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記測定タイプの選択を受信すること、
前記ディスプレイ（１２００）上の前記画像（１２０２）上の複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）を自動的に配置することであって、前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置が前記検出された既知の測定可能な対象特徴と関連する前記選択された測定タイプに基づくこと、および
前記複数の測定マーカ（１２４１、１２４２、１２４３）の前記配置を使用して前記測定可能な対象特徴の寸法を計算すること
のための中央プロセッサユニットと、
を備える、システム（１００）。
【符号の説明】
【０１５６】
２  試験対象
４  試験特徴
１０  表面
１１  第１の表面点
１２  第２の表面点
１３  第１の複数の点
１４  第２の複数の点
１５  表面点
１６  表面から基準面への線
１８  表面輪郭点
１９  表面輪郭
２０  基準面
２１  第１の基準面点
２２  第２の基準面点
２３  線
２４  ソースファイババンドル
２５  基準面点
２６  線
２７  基準面線交点、基準面点交点
２８  基準面線点
２９  基準面線
３０  マイクロコントローラ
３１  イメージャインターフェース電子装置
３２  エミッタ駆動装置
３３  較正メモリ
３４  シャッタ機構
３５  駆動導体
３６  接点
３７  光エミッタモジュール
３８  強度変調素子
３９  フリンジコントラスト判定機能
４０  挿入チューブ
４１  輪郭線
４２  遠位端部
４３  光通過素子
４４  観視光学系
４６  細長い部分
４８  プローブ電子装置
５０  映像プロセッサ
５２  映像メモリ
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  コンピュータＩ／Ｏインターフェース
８０  ＬＥＤアレイ
８１  光エミッタ
８３  ストリング
９０  線格子
１００  映像検査システム
１１２  画像センサ、イメージャ
１１３  電子回路
１１４  信号線
１１５  プローブ光学系
１２０  映像モニタ、試験ターゲット
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  単一の光エミッタモジュール
１３７ａ  第１の光エミッタモジュール
１３７ｂ  第２の光エミッタモジュール
１３８  強度変調素子
１３８ａ  第１の強度変調領域
１３８ｂ  第２の強度変調領域
１４０  挿入チューブ
１４２  遠位端部
１４４  観視光学系
１５０  オプションの回路
１７０ａ  経路
１７０ｂ  経路
１８０  ＬＥＤアレイ
１９０  線格子
２１０  側視プリズム
２４２  取り外し可能側視端部
２４４  観視光学系
３１０  検出ステップ
３１５  識別情報判定ステップ
３１９  較正データを検索するステップ
３２０  ユーザ催促ステップ
３２５  誘導ステップ
３３０  画像取り込みステップ
３４０  座標決定ステップ
３５０  特性決定ステップ、測定ステップ
３５９  精度結果決定ステップ
３６０  精度値を決定するステップ
３７０  比較ステップ
３８０  指示を提供ステップ
３９０  ＬＥＤを作動して画像を取り込むステップ
４００  構造化光パターン
８１０  距離
８１３  第３の表面点
８２０  距離
８４３  空間
９００  試験対象
９１０  試験特徴
９１５  周囲部分
９２１  第１の基準点
９２２  第２の基準点
９２３  第３の基準点
９３１  第１の距離
９３２  第２の距離
９４１  ラベル
９４２  ラベル
１０１０  試験ブロック
１０１１  ポート
１０１２  ライン
１０２０  試験特徴
１０７７  ポート
１１１０  データ処理システム
１１１５  通信インターフェース
１１１６  ネットワークリンク
１１２０  周辺システム
１１３０  ユーザ・インターフェース・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
１２００  ディスプレイ
１２０２  表示画像
１２１０  テキストバー
１２１２  ソフトキー
１２２０  線
１２２１  線測定
１２２２  マルチセグメント
１２２３  深さ
１２２４  領域
１２２５  深さプロファイル
１２３０  グラフィックシンボル
１２３１  視覚インジケータ
１２４１  測定マーカ
１２４２  測定マーカ
１２４３  測定マーカ
１２４４  寸法
１２５０  観視対象、試験対象
１２５１  第１の基準点
１２５２  第２の基準点
１２５３  第３の基準点
１２５４  ラベル
１２５５  ラベル
１２５６  周囲部分
１２６０  表面
１３００  ディスプレイ
１３０２  表示画像
１３１０  テキストバー
１３１２  ソフトキー
１３２１  線測定
１３３０  グラフィックシンボル
１３３１  視覚インジケータ
１３４１  測定マーカ
１３４２  測定マーカ
１３４３  測定マーカ
１３４４  寸法
１３５０  タービンブレード
１３５１  タービンブレード端部
１３６０  シュラウド
１３６１  表面
１４１０  画像を取り込むステップ
１４２０  画像を表示するステップ
１４３０  対象特徴を検出するステップ
１４４０  測定タイプを表示するステップ
１４５０  測定タイプの選択ステップ
１４６０  測定マーカを自動的に配置するステップ
１４７０  計算された寸法を表示するステップ
【図１】
2018524700.tif 000014
【図２】
2018524700.tif 000015
【図３】
2018524700.tif 000016
【図４】
2018524700.tif 000017
【図５】
2018524700.tif 000018
【図６】
2018524700.tif 000019
【図７】
2018524700.tif 000020
【図８Ａ】
2018524700.tif 000021
【図８Ｂ】
2018524700.tif 000022
【図９】
2018524700.tif 000023
【図１０】
2018524700.tif 000024
【図１１】
2018524700.tif 000025
【図１２】
2018524700.tif 000026
【図１３】
2018524700.tif 000027
【図１４】
2018524700.tif 000028
【図１５】
2018524700.tif 000029
【図１６】
2018524700.tif 000030
【図１７】
2018524700.tif 000031
【国際調査報告】
2018524700.tif 000032
2018524700.tif 000033