"映像検査デバイス100のプローブ102から対象物206までの距離を決定するための構造化光ベースの測定の方法であって、前記映像検査デバイス100は、発光体211、212が作動されるとき、少なくとも1つの影形成要素289、290、291をもつ開口292を通して前記対象物206上に光を放出し、前記対象物206上に複数の影を形成するための第1の発光体211および第2の発光体212を有する、方法において、前記第1の発光体211が作動され、前記第2の発光体212が非作動にされた状態で前記対象物206の少なくとも1つの第1の発光体画像400を取り込むステップであり、前記第1の発光体画像400が前記少なくとも1つの影形成要素289、290、291によって形成された第1の影を有する、ステップと、前記第2の発光体212が作動され、前記第1の発光体211が非作動にされた状態で前記対象物206の少なくとも1つの第2の発光体画像500を取り込むステップであり、前記第2の発光体画像500が前記少なくとも1つの影形成要素289、290、291によって形成された第2の影を有する、ステップと、前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の画素の第1の複数の輝度値を決定するステップと、前記少なくとも1つの第2の発光体画像500中の画素の第2の複数の輝度値を決定するステップと、前記少なくとも1つの第2の発光体画像500中の前記画素の前記第2の複数の輝度値に対する前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記画素の前記第1の複数の輝度値の明度比率を決定するステップと、前記明度比率を使用して物距離を決定するステップとを含む方法。前記明度比率を使用して前記物距離を決定するステップが、前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の少なくとも1つの明度比率極値画素を識別するステップであり、前記第1の影に対応する少なくとも1つの明度比率極値が発生する、ステップと、前記物距離を決定するために前記少なくとも1つの明度比率極値画素の座標を利用するステップとをさらに含む、請求項1記載の方法。前記少なくとも1つの明度比率極値が明度比率ピーク721、722、731、732、741、742、1021、1022、1031、1032、1041、1042であり、前記少なくとも1つの明度比率極値画素が明度比率ピーク画素802である、請求項2記載の方法。前記少なくとも1つの明度比率極値が明度比率の谷751、752、761、762であり、前記少なくとも1つの明度比率極値画素が明度比率の谷の画素である、請求項2記載の方法。前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記画素の前記第1の複数の輝度値に対する前記少なくとも1つの第2の発光体画像500中の前記画素の前記第2の複数の輝度値の明度比率を決定するステップと、前記少なくとも1つの第2の発光体画像500中の前記明度比率極値画素を識別するステップであり、前記第2の影に対応する前記明度比率極値が発生する、ステップと、前記明度比率極値画素の少なくとも1つに対して前記物距離を識別および決定するステップとをさらに含む、請求項2記載の方法。一般観察光源128、228が作動され、前記第1の発光体211および前記第2の発光体212が非作動にされた状態で前記対象物206の少なくとも1つの一般観察画像300を取り込むステップであり、前記一般観察画像300が、前記少なくとも1つの影形成要素289、290、291によって形成される前記複数の影のいずれも有しておらず、測定が前記物距離を利用して行われている間、前記一般観察画像300が表示される、ステップをさらに含む、請求項1記載の方法。前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記画素の第1の複数の輝度値を決定する前記ステップが、複数の第1の発光体画像400の平均に基づいて行われる、請求項1記載の方法。前記少なくとも1つの第2の発光体画像500中の前記画素の第2の複数の輝度値を決定する前記ステップが、複数の第2の発光体画像500の平均に基づいて行われる、請求項1記載の方法。前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記画素の前記第1の複数の輝度値が、前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の1行の画素の輝度値を含む、請求項1記載の方法。前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記少なくとも1つの明度比率ピーク画素を識別するステップであり、前記第1の影に対応する少なくとも1つの明度比率ピーク721、722、731、732、741、742、1021、1022、1031、1032、1041、1042が発生する、ステップが、閾値ピーク値を決定するステップと、前記閾値ピーク値未満の明度比率をもつ明度比率ピーク721、722、731、732、741、742、1021、1022、1031、1032、1041、1042があればそれを除去するステップとを含む、請求項3記載の方法。前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記明度比率極値画素に対応する前記少なくとも1つの一般観察画像300中の前記画素に対する前記物距離を決定するステップが、少なくとも前記第1の発光体211および前記影形成要素289、290、291の既知の幾何学的形状に基づく、請求項6記載の方法。前記第1の発光体211が非作動にされ、前記第2の発光体212が非作動にされた状態で前記対象物206の少なくとも1つの周囲画像を取り込むステップと、前記少なくとも1つの周囲画像中の前記画素の第3の複数の輝度値を決定するステップと、前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記画素の前記第1の複数の輝度値から前記少なくとも1つの周囲画像中の前記画素の前記第3の複数の輝度値を差し引くステップと、前記少なくとも1つの第2の発光体画像500中の前記画素の前記第2の複数の輝度値から前記少なくとも1つの周囲画像中の前記画素の前記第3の複数の輝度値を差し引くステップと、をさらに含む、請求項1記載の方法。前記少なくとも1つの第1の発光体画像400中の前記明度比率極値画素に対応する前記少なくとも1つの一般観察画像300中の近隣の画素の前記物距離間を補間することによって前記第1の発光体画像400の画素の物距離を決定するステップをさらに含む、請求項6記載の方法。前記物距離を決定するステップが、前記明度比率極値画素を使用して多数の物距離を決定するステップと、明度比率極値画素以外の場所の物距離を推定するために前記多数の物距離を利用するステップとをさらに含む、請求項2記載の方法。前記利用するステップが前記多数の物距離を使用して曲線当てはめを行うステップを含む、請求項14記載の方法。上述のシステムの欠点なしに検査の間に対象物の表面までの距離を決定することは有利であろう。上述のシステムの欠点を回避する、対象物の表面までの距離を決定する方法が提供される。一実施形態では、映像検査デバイスのプローブから対象物までの距離を決定するための構造化光ベースの測定の方法が開示される。映像検査デバイスは、発光体が作動されるとき、少なくとも1つの影形成要素をもつ開口を通して対象物上に光を放出し、対象物上に複数の影を形成するための第1の発光体および第2の発光体を含むことができる。この方法は、第1の発光体が作動され、第2の発光体が非作動にされた状態で対象物の少なくとも1つの第1の発光体画像を取り込むステップと、第2の発光体が作動され、第1の発光体が非作動にされた状態で対象物の少なくとも1つの第2の発光体画像を取り込むステップと、少なくとも1つの第1の発光体画像中の画素の第1の複数の輝度値を決定するステップと、少なくとも1つの第2の発光体画像中の画素の第2の複数の輝度値を決定するステップと、少なくとも1つの第2の発光体画像中の画素の第2の複数の輝度値に対する少なくとも1つの第1の発光体画像中の画素の第1の複数の輝度値の明度比率を決定するステップと、明度比率を使用して物距離を決定するステップとを含むことができる。一実施形態では、映像検査デバイスのプローブから対象物までの距離を決定するための構造化光ベースの測定の方法が開示される。映像検査デバイスは第1の発光体と第2の発光体とを含むことができ、第1の発光体が作動されるとき、第1の発光体は、少なくとも1つの影形成要素をもつ開口を通して対象物上に光を放出し、対象物上に少なくとも1つの影を形成することができる。この方法は、第1の発光体が作動され、第2の発光体が非作動にされた状態で対象物の少なくとも1つの第1の発光体画像を取り込むステップと、第2の発光体が作動され、第1の発光体が非作動にされた状態で対象物の少なくとも1つの第2の発光体画像を取り込むステップと、少なくとも1つの第1の発光体画像中の画素の第1の複数の輝度値を決定するステップと、少なくとも1つの第2の発光体画像中の画素の第2の複数の輝度値を決定するステップと、少なくとも1つの第1の発光体画像中の画素の第1の複数の輝度値に対する少なくとも1つの第2の発光体画像中の画素の第2の複数の輝度値の明度比率を決定するステップと、明度比率を使用して物距離を決定するステップとを含むことができる。本発明の特徴を理解することができるように、本発明の詳細な説明がいくつかの実施形態を参照して行われ、そのうちのいくつかは添付図面に示される。しかし、図面は本発明のいくつかの実施形態だけを示しており、したがって、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではなく、それは、本発明の範囲は他の同様に効果的な実施形態を包含するからであることが留意されるべきである。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、本発明のいくつかの実施形態のフィーチャを示す際に、一般に、強調されている。したがって、本発明のさらなる理解のために、図面と併せて読まれる以下の詳細な説明を参照することができる。図面は必ずしも原寸に比例しておらず、むしろ、本発明の原理を示す際に、一般に、強調されている。図面において、同様の数字は様々な図の全体を通して同様の部分を示すのに使用される。図1は、本発明の例示的実施形態の映像検査デバイス100のブロック図である。図1に示した映像検査デバイス100は例示であり、本発明の範囲は、いかなる特定の映像検査デバイス100にも、または映像検査デバイス100内の構成要素のいかなる特定の構成にも限定されないことが理解されよう。映像検査デバイス100は、挿入管110と、挿入管110の遠位端に配置されたヘッドアセンブリ120とを含む細長いプローブ102を含むことができる。挿入管110は、ヘッドアセンブリ120とプローブエレクトロニクス140と間のすべての相互接続が通り抜ける可撓性で管状の区間とすることができる。ヘッドアセンブリ120は、撮像装置124上に物体からの光を誘導し合焦するためのプローブ光学系122を含むことができる。プローブ光学系122は、例えば、単一レンズまたは多数の構成要素を有するレンズを含むことができる。撮像装置124は、目標対象物の画像を得るための固体CCDまたはCMOS画像センサとすることができる。ヘッドアセンブリ120は、さらに、目標対象物を照明するために一般観察光源128を含むことができる。一般観察光源128は、いくつかの異なる方法例えば、近位に配置されたランプ、LED、またはレーザ、あるいは遠位に配置されたランプまたはLEDからの光を送出する光ファイババンドルで設けることができる。着脱可能なチップまたはアダプタ130はヘッドアセンブリ120の遠位端に配置することができる。着脱可能なチップ130は、撮像装置124上に目標対象物からの光を誘導し合焦するためのプローブ光学系122とともに働くチップ観察光学系132例えば、レンズ、窓、または開口を含むことができる。着脱可能なチップ130は、映像検査デバイス100用の光源がチップ130または光通過要素138から放射して、光をプローブ102から目標対象物に通過させる場合、照明LED図示せずを含むこともできる。チップ130は、側方にカメラの視界および光出力を曲げるための導波路例えば、プリズムを含むことによって側方観察の能力を備えることもできる。チップ130に含むことができる要素はプローブ102自体に含むこともできる。撮像装置124は、複数の行および列に形成された複数の画素を含むことができ、撮像装置124の各画素に入射した光を表すアナログ電圧の形態で画像信号を生成することができる。画像信号は、信号バッファリングおよび調整のためのエレクトロニクスを備える撮像装置ハイブリッド126を通って、撮像装置ハイブリッド126と撮像装置インタフェースエレクトロニクス142との間の制御および映像信号のための電線を備える撮像装置ハーネス112まで伝搬することができる。撮像装置インタフェースエレクトロニクス142は、電源、撮像装置クロック信号を生成するためのタイミング発生器、撮像装置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、およびデジタル化された撮像装置映像データをより有用な映像フォーマットに処理するためのデジタル信号プロセッサを含むことができる。撮像装置インタフェースエレクトロニクス142は、映像検査デバイス100を動作させるための機能の集合を備えるプローブエレクトロニクス140の一部である。プローブエレクトロニクス140は、さらに、プローブ102および/またはチップ130用の較正データを記憶する較正メモリ144を含むことができる。マイクロコントローラ146は、利得および露光の設定を決定および設定するために撮像装置インタフェースエレクトロニクス142と通信し、較正メモリ144からの較正データの記憶および読出しを行い、目標対象物に供給する光を制御し、映像検査デバイス100のCPU150と通信するためにプローブエレクトロニクス140にさらに含まれ得る。マイクロコントローラ146との通信に加えて、撮像装置インタフェースエレクトロニクス142は、さらに、1つまたは複数の映像プロセッサ160と通信することができる。映像プロセッサ160は撮像装置インタフェースエレクトロニクス142からの映像信号を受け取り、一体化表示器170または外部モニタ172を含む様々なモニタに信号を出力することができる。一体化表示器170は、様々な画像またはデータ例えば、目標対象物、メニュー、カーソル、測定結果の画像を検査官に表示するための映像検査デバイス100に組み込まれたLCD画面とすることができる。外部モニタ172は、様々な画像またはデータを表示するために映像検査デバイス100に接続されたビデオモニタまたはコンピュータタイプモニタとすることができる。映像プロセッサ160は、命令、状況情報、ストリーミングビデオ、スチルビデオ画像、およびグラフィカルオーバーレイをCPU150に供給する/CPU150から受け取ることができ、画像キャプチャ、画像強調、グラフィカルオーバレイマージング、歪み補正、フレームアベレージング、スケーリング、デジタルズーミング、オーバレイイング、マージング、フリッピング、動き検出、ならびに映像フォーマット変換および圧縮などの機能を備えるFPGA、DSP、または他の処理要素で構成することができる。CPU150は、画像、映像、ならびに音声記憶および再生機能を含む多数の他の機能と、システム制御と、測定処理とを備えることに加えて、ジョイスティック180、ボタン182、キーパッド184、および/またはマイクロホン186を介して入力を受け取ることによってユーザインタフェースを管理するのに使用することができる。ジョイスティック180は、メニュー選択、カーソル移動、スライダ調整、およびプローブ102の明瞭度制御のような操作を行うためにユーザが操作することができ、かつプッシュボタン機能を含むことができる。ボタン182および/またはキーパッド184は、さらに、メニュー選択と、ユーザ命令をCPU150に供給する例えば、静止画像を凍結または保存することとのために使用することができる。マイクロホン186は、静止画像を凍結または保存するために音声命令を与えるのに検査官が使用することができる。映像プロセッサ160は、さらに、処理の間のフレームバッファリングおよびデータの一時的保持のために、映像プロセッサ160によって使用される映像メモリ162と通信することができる。CPU150は、さらに、CPU150によって実行されるプログラムを記憶するためにCPUプログラムメモリ152と通信することができる。さらに、CPUは、揮発性メモリ154例えば、RAMおよび不揮発性メモリ156例えば、フラッシュメモリデバイス、ハードドライブ、DVD、またはEPROMメモリデバイスと通信することができる。不揮発性メモリ156はストリーミングビデオおよび静止画像のための主記憶装置である。CPU150は、さらに、USB、ファイアワイア、イーサネット商標、オーディオI/O、および無線トランシーバなどの周辺機器およびネットワークに様々なインタフェースを与えるコンピュータI/Oインタフェース158と通信することができる。このコンピュータI/Oインタフェース158は、静止画像、ストリーミングビデオ、または音声を保存、再生、送信、および/または受信するのに使用することができる。例えば、USB親指ドライブまたはコンパクトフラッシュ商標メモリカードはコンピュータI/Oインタフェース158に差し込むことができる。さらに、映像検査デバイス100は外部コンピュータまたはサーバに画像データまたはストリーミングビデオデータのフレームを送るように構成することができる。映像検査デバイス100はTCP/IP通信プロトコル群を組み込むことができ、それぞれがTCP/IP通信プロトコル群を同様に組み込む複数のローカルおよびリモートコンピュータを含む広域ネットワークに組み込むことができる。TCP/IPプロトコル群を組み込むことにより、映像検査デバイス100は、TCPおよびUDPを含むいくつかのトランスポート層プロトコルと、HTTPおよびFTPを含むいくつかの異なる層プロトコルを組み込む。図2は、2つの発光体211、212および3つの影形成要素289、290、291を使用する本発明の一実施形態における影パターンを投影するプローブヘッドアセンブリ220および着脱可能なチップ230の機械的構成の概略平面図である。図2を参照すると、着脱可能なチップ230はプローブヘッドアセンブリ220の遠位端に取り付けることができる。構造化光投影光学系および受光光学系からさらに構成することができる1組のチップ観察光学系は着脱可能なチップ230の内部に収容することができる。一実施形態では、着脱可能なチップ230は、プローブヘッドアセンブリ220に取付け可能および取外し可能な、プローブヘッドアセンブリ220からは別個の構成要素とすることができる。別の実施形態では、以前に述べたように、着脱可能なチップ230の要素はプローブヘッドアセンブリ220の内部に収容するか、他の形でプローブヘッドアセンブリ220と一体化することができる。さらに、プローブヘッドアセンブリ220に収容されると説明した要素は着脱可能なチップ230に収容することができる。説明を容易にするために、本明細書で説明する実施形態は着脱可能なチップ230を着脱可能であるとして参照するが、着脱可能なチップ230の要素がプローブヘッドアセンブリ220と一体化される実施形態が同様に想像される。さらに、説明を容易にするために、チップ観察光学系および構造化光投影光学系、またはそれらの一部は、着脱可能なチップ230に完全に収容されているとして説明する。しかし、これらの要素は、着脱可能なチップ230とプローブヘッドアセンブリ220との間で分割されることを含めて、上述の様々な実施形態に従って収容することができる。さらに、説明は映像検査デバイス100のプローブヘッドアセンブリ230を参照するが、別の同様のデバイスを使用することもできる。構造化光投影光学系は2つ以上の発光体211、212と、1つまたは複数の影形成要素289、290、291とを含むことができる。影形成要素289、290、291および発光体211、212はプローブヘッドアセンブリ220と一体化するか、または一般観察の間着脱可能なチップ230の一部として取り付けることができ、その結果、影形成要素289、290、291および発光体211、212は、観察チップを交換することなしに、測定するために、または観察対象物206の空間的関係を決定するために使用することができる。発光体211、212は、単一の発光ダイオードLED、光ファイバ、レーザ、または別の発光源とすることができる。発光体211、212は、必要に応じて、単一または多数に、細く、長く、または様々な形状にすることができる。十分に一様な出力を生成する任意の小さく高強度の発光体を使用することができる。当業者は適切な代替物を認識するであろう。小さい発光体211、212およびより少ない発光体211、212を使用すると、物理的空間を節約することができ、それにより、着脱可能なチップ230のサイズを小さくすることができ、または着脱可能なチップ230をさらに複雑にする余地を大きくすることができる。発光体211、212は、互いに対しておよび/または着脱可能なチップ230に対してしっかりと所定位置に配置することができる。単一のダイ286が発光体211、212を含み、それにより、発光体211、212の相対位置を本質的に制御することができる。発光体211、212は、着脱可能なチップ230の遠位端の開口292を通して光を放出することができる。開口292は、開放窓、またはガラス、プラスチック、もしくは別の光透過材料によって部分的にまたは完全に閉じられた窓とすることができる。発光体211、212は、一般観察の間光源として働くことができ、または代替の一般観察光源228が、多分、光通過要素238とともに、一般観察の間完全な光出力を供給することができる。発光体211、212によって放出され、開口292を通る光の中に、1つまたは複数の影形成要素289、290、291を配置することができる。これらの影形成要素289、290、291は開口292の中またはその近くに配置することができる。光透過材料を使用して開口292を密閉する場合、影形成要素289、290、291は、光透過材料の上に配置する、それに取り付ける、またはそれと一体化することができる。影形成要素289、290、291は固体物体とすることができ、または影形成要素は透明な窓の上に描くことができる。影形成要素289、290、291を生成するために液晶表示装置LCDを使用することもできる。LCDにより、オペレータは影形成要素を操作するのにより優れた制御を行い、サイズ、形状、暗さ、位置、および存在を変更することができる。図2で示した例示的実施形態において、3つの影形成要素289、290、291は、長い縁部から中心の方に暗さが増大する線、棒、または長方形のように整形された影を投影するように構成することができる。しかし、1つ以上の任意の数の影形成要素289、290、291を使用することができる。図2は2次元の平面図であるので、影形成要素289、290、291の深さすなわち、細長い寸法は見られない。一実施形態では、影形成要素289、290、291は、発光体211、212の幅よりも細くすることができる。発光体211、212の幅の2倍までの幅をもつ影形成要素289、290、291を使用して、投影される影の必要な形状を保持するのを可能とすることができる。図示の例示的実施形態では、影形成要素289、290、291は発光体211、212の幅とほぼ等しい幅を有する。影形成要素289、290、291は、代替として、所望の幅、長さ、または形状の影を生成するために様々に整形またはサイズ変更することができる。影形成要素289、290、291は、発光体211、212から放出された光の一部を遮ることができ、その結果、光と影とのパターンである投影された影パターン201、202は、プローブヘッドアセンブリ220および/または着脱可能なチップ230から前方に投影することができる。発光体211、212は1つずつ作動することができる。影パターン201は第1の発光体211の作動中に投影することができ、影パターン202は第2の発光体212の作動中に投影することができる。発光体211、212が作動されるとき、一般観察光源228は非作動にすることができる。発光体211、212および影形成要素289、290、291は、発光体211、212が同時に光を放出する場合、投影された影パターン201、202は光と影との交互の区域を有するように配置および構成することができる。言い換えれば、影パターン201、202が重畳される場合、重畳された影パターン201、202中の影が重ならなくすることができる。投影された影は急峻な縁部を有することができ、または投影された影は光に滑らかに移行することができる。しかし、急峻な縁部または滑らかな移行からX方向に影の中心に近づくと、影の明度値は減少する。細いビームの発光体211、212を使用すると、比較的狭い影が推進される。発光体211、212の幅の範囲とほぼ同じ幅、またはその範囲内の幅の狭い影形成要素289、290、291を使用すると、さらに、重なりのない比較的狭い影を推進するのに役立つ。影形成要素289、290、291が広すぎると、投影された影は同様に大きくなることがあり、1つの発光体211、212から投影された影が別の発光体211、212から投影された影と重なることがある。影形成要素289、290、291が発光体211、212と比較して細すぎる場合、光は、影形成要素289、290、291を通り過ぎて、投影された影の中心に、または中心の方に曲げられることがあり、その結果、投影された影は弱いか、または明確に輪郭が示されない。発光体211、212の幅と同じくらいの幅まで影形成要素289、290、291を最大化すると、重なりのない比較的明瞭で狭い影が推進される。発光体は従来の方法で電力を供給することができる。例えば、図2示されるように、発光体211、212は、発光体211、212に接続される第1の組の電線240を通して電力を含む電気信号を受け取ることができる。第1の組の電線240は第1の組の電気接触部250で終端することができ、それは、プローブヘッドアセンブリ220に収容される第2の組の電気接触部図示せずにさらに接続する、またはそれから切り離すことができる。この構成により、着脱可能なチップ230はプローブヘッドアセンブリ220に取付け可能および取外し可能になる。第2の組の電気接触部図示せずは、プローブヘッドアセンブリ220のヘッドを通って延びる第2の組の電線図示せずに接続することができる。電線は、駆動回路図示せずおよび/または電源図示せず、図1を参照まで上流に通じる。他の配線配置は当業者なら認識されよう。例えば、代替の一実施形態では、双方向駆動回路図示せずを、非平行な発光体211、212、単一の電線240、および必要ならば発光体211、212を駆動するための単一の接触部250とともに使用することができる。この実施形態では、プローブヘッドアセンブリ220は電気的な接地に使用することができる。受光光学系は、構造化光投影光学系から投影され、視野内の対象物206から反射された光を受け取る。対象物206がプローブヘッドアセンブリ220の前にある場合、投影された影パターン201、202は対象物206上に投影される。光は対象物206で反射し、プローブヘッドアセンブリ220に戻り、受光光学系は光をプローブ光学系122および撮像装置124に渡す。図2で示した例示的実施形態では、受光光学系はレンズ234およびプリズム236を含む。レンズ234は、発光体211、212および影形成要素289、290、291の上に、それらの下に、またはそれらの側方に配置することができる。レンズ234は、画像をプリズム236を通してプローブ光学系122および撮像装置124に合焦することができる。例示的実施形態では、レンズ234が発光体211、212および/または影形成要素289、290、291の側方にオフセットされる距離はベースライン間隔を決定することができる。限られた数の発光体211、212および影形成要素289、290、291を使用すると、および/または小さい発光体211、212および小さい影形成要素289、290、291を使用すると、レンズ234をさらにオフセットするために追加の空間を開けることでき、それにより、ベースライン間隔が増加し、したがって、映像検査デバイス100の精度および/または解像度が向上する。プリズム236は、適切な方向に光を誘導するために適切に整形することができる。図2では、プリズム236は台形である。さらに、当業者なら分かるはずであるように、着脱可能なチップ230を取り付けるおよび取り外すように設計することができる、または着脱可能なチップ230の要素を一体化することができる特定の映像検査デバイス100に部分的に応じて、デバイスのチップ観察光学系の構成は変更することができる。例えば、代替の一実施形態では、発光体211、212および/または影形成要素289、290、291は受光光学系の両側に存在することができ、それにより、可能性として、さらに多くの発光体211、212および/またはさらに多くの影形成要素289、290、291を使用できるようになり、および/または可能性として、より良好なデータ密度が提供される。別の実施形態では、レンズ234およびプリズム236が存在せず、既存の映像検査デバイス100に前から存在するプローブ光学系122だけを利用する。投影された影パターン201、202は、Z軸に沿って、着脱可能なチップ230から50ミリメートル≒1.9685インチの物距離まで外側に示された影投射軌跡を有し、影は平坦で無光沢で白色の表面上に投影される。図の2次元の間隔は、上から見下ろして見えるような視野を示す。影軌跡は、線221、222、231、232、241、および242によって示される。線313、314は視野の端を示す。線221、231、および241は、第1の発光体211が作動している間に3つの影形成要素289、290、および291によって投影された影を示す。線222、232、および242は、発光体212が作動している間に同じ3つの影形成要素289、290、および291によって視野に投影された影の中心を示す。中心の影形成要素290はほぼ原点0,0に配置される。発光体211、212は、Z軸に沿って原点からの負の距離の方向に配置される。原点は、代替として、発光体211もしくは212の一方の位置、または発光体211と212との間の中央点などの別の場所を考慮に入れることができる。図2で分かるように、影の位置は着脱可能なチップ230からの距離に応じて変化し、その変化は予測可能にすることができる。したがって、影が視野内で対象物206に当たる場所を決定することにより、測定した場所での対象物206の距離および倍率を決定することができるようになる。着脱可能なチップ230のチップ観察光学系などの要素の幾何学的形状が分かると、対象物206の距離は、人間の主観なしに、映像検査デバイス100によって三角測量により迅速に自動的に決定することができる。この方法では、映像検査デバイス100は自動的物距離値および他の空間特性を提供することができる。しかし、発光体211、212のうちの一方による照明の間に取り込まれた画像では、影は必ずまたはいつでも明瞭に画定されるまたは識別可能であるとは限らない。例えば、反射光を引き起こす、または追加の影を生成する表面の不規則のために、高精度で影の端または中心を定めるのは困難なことがある。しかし、視野内の対象物206上の影の位置または影のポイントはより正確に定めることができる。物距離を含む観察対象物206の空間特性の決定を可能にする画像取り込みシーケンスを発生させるために、一般観察画像300は、一般観察光源228が作動され、発光体211、212が非作動にされた状態で取り込むことができる。図3は、図2の着脱可能なチップから50mmに配置された平坦で白色の対象物206の画素化一般観察画像300の1行を示し、一般観察画像300は、本発明の一実施形態における図2の着脱可能なチップおよび図1の映像検査デバイス100により一般観察の間に取り込まれる。説明の目的だけのために、画素化一般観察画像300は48個の行および64個の列の画素を含む。行および列は、限定はしないが、640×480、または1280×1024のように非常に大きくすることができる。一般観察画像300は、影が投影されていない状態で一般観察光源228を使用して取り込むことができる。しかし、発光体211、212のうちの1つまたは複数は、一般観察の間代替として使用することができる。1つを超える一般観察画像300を取り込むことができ、得られた値は平均化することができる。各画素は関連する輝度luminanceまたは明度brightness値例えば、0から255の間のグレースケール値を有することができる。第1の発光体画像400は、一般観察光源228が非作動にされ、第2の発光体212が非作動にされ、第1の発光体211が作動された状態で取り込むことができる。図4は、図2の着脱可能なチップ230から50mmに配置された平坦で白色の対象物206の画素化された第1の発光体画像400の1行を示し、第1の発光体画像400は、図2の着脱可能なチップ230を使用して、第1の発光体211が作動し、一般観察光源228および第2の発光体212が非作動である間に取り込まれる。多数の第1の発光体画像400をさらに取り込むことができ、それぞれの第1の発光体画像400から得られた値は平均化することができる。各画素は関連する輝度値例えば0から255の間のグレースケール値を有することができる。投影された影パターン201中の各影の中心は、行R1の画像画素C17、C37、およびC57に取り込まれる。各影は各影の中心から外に移ると次第に弱まり、そのため、各画素中の明度値は、各影の中心から左または右に移ると増大する。画像取り込みシーケンスをさらに継続するために、第2の発光体画像500は、一般観察光源228が非作動にされ、第1の発光体211が非作動にされ、第2の発光体212が作動された状態で取り込むことができる。図5は、図2の着脱可能なチップ230から50mmに配置された平坦で白色の対象物206の画素化された第2の発光体画像500の1行を示し、第2の発光体画像500は、図2の着脱可能なチップ230を使用して、第2の発光体212が作動し、一般観察光源228および第1の発光体211が非作動である間に取り込まれる。多数の第2の発光体画像500をさらに取り込むことができ、それぞれの第2の発光体画像500から得られた値は平均化することができる。各画素は関連する輝度値例えば0から255の間のグレースケール値を有することができる。投影された影パターン202中の各影の中心は、行R1の画像画素C7、C27、およびC47に取り込まれる。各影は各影の中心から外に移ると次第に弱まり、そのため、各画素中の明度値は、各影の中心から左または右に移ると増大する。画像取り込みの間の着脱可能なチップ230の移動を低減し、かつ同一の視野の画像を取り込む能力を向上させるために、画像取り込みシーケンスを発生させた後、一般観察光源228および/または発光体211、212はたて続けにおよび/または自動的に作動および/または非作動にすることができる。さらに、追加の発光体が使用される場合、各追加の発光体を単独で作動させて追加の画像を取り込むことができる。一実施形態では、第1の発光体211は別個の発光体画像400、500を取り込むようにある位置から第2の位置に移動することができるので、第1の発光体211は、着脱可能なチップ230および映像検査デバイス100が第1の発光体画像400および第2の発光体画像500を取り込むように作動することができる。別の実施形態では、第2の発光体212は、影を投影する影形成要素289、290、291なしで光を投影することができる。この場合、発光体212は、影形成要素289、290、291が発光体212から投影された光の経路中にないように配置することができる。代替として、影形成要素289、290、291は移動可能とすることができ、その結果、それらは、投影された影パターン201、202なしで画像が発光体211、212の一方から取り込まれることが望ましい場合、発光体211、212の経路から外に移動することができる。別の実施形態では、着脱可能なチップ230および映像検査デバイス100が画像を取り込むために、第1の発光体211および一般観察光源228だけが作動される。図6は、図4の第1の発光体画像400の明度プロファイル611および図5の第2の発光体画像500の明度プロファイル612を示し、両方は、視野内でX次元距離を示す画素の1行にわたる。明度は0から1の目盛で図化され、ここで、1は最も明るい。明度プロファイル611は、第1の発光体211の作動の間に取り込まれた第1の発光体画像400の行R1の輝度値を示す。明度プロファイル612は、第2の発光体212の作動の間に取り込まれた第2の発光体画像500の行R1の輝度値を示す。したがって、明度プロファイルの谷621、631、および641は、第1の発光体211の作動の間に取り込まれた第1の発光体画像400の影になった区域を示し、明度プロファイルの谷622、632、および642は、第2の発光体212の作動の間に取り込まれた第2の発光体画像500の影になった区域を示す。それぞれの明度プロファイルの谷621、631、および641の底部は、第1の発光体211が作動されている間の最も暗いポイントを示す。それぞれの明度プロファイルの谷622、632、および642の底部は、第2の発光体212が作動されている間の最も暗いポイントを示す。着脱可能なチップ230から50mmの物距離で、視野は、約-40mmから約40mmまでの約80mm幅である。明度プロファイルの谷622、632、および642の底部はそれぞれ約-38mm、-8mm、および21mmである。明度プロファイルの谷621、631、および641の底部はそれぞれ約-21mm、8mm、および38mmである。各投影された影パターン201、202の明度は周辺光に対して較正することができる。周辺光の影響を低減または抑制するために、周辺光画像は、発光体211、212を作動させず、および一般観察光源228を作動させずに取り込むことができ、そのため、周辺光明度を決定し差し引くことができる。図7は、図2に示した本発明の一実施形態において、観察対象物206が着脱可能なチップ230から50mmにあるときの画素の1行での2つの投影された影パターン201、202の明度比率曲線711、712を示す。明度比率曲線711は、図5の第2の発光体画像500の明度値に対する図4の第1の発光体画像400の明度値の比率を示し、明度比率曲線712は、図4の第1の発光体画像400の明度値に対する図5の第2の発光体画像500の明度値の比率を示し、それぞれは画素の1行にわたる。明度比率曲線711、712は、影の中のよりよく画定されたポイントを得るために決定することができる。明度比率は、視野内の投影された影パターン201、202の全幅にわたる明度プロファイル611、612のそれぞれを、明度プロファイル611、612の他方で除算することによって決定することができる。各明度比率ピーク721、731、および741で局所最大明度比率極値を有する明度比率曲線711は、第2の発光体212が作動されるとき取り込まれた第2の発光体画像500の行R1の各画素に対して得られた輝度値を、第1の発光体211が作動されるとき取り込まれた第1の発光体画像400の行R1の各画素に対して得られた輝度値で除算することによって得ることができる。各明度比率ピーク722、732、および742で局所最大明度比率極値を有する第2の明度比率曲線712は、逆の除算によって得ることができる。各曲線711、712は、各影が最も暗い各影の中心で鋭い明度比率ピークを示す。例えば、明度比率ピーク742は、50mmでの図6の明度プロファイルの谷642および図2の線232に対応する。明度比率曲線711、712の明度比率ピーク721、731、741、722、732、742は、一般に、放物線となることがあり、一方、明度プロファイル611、612の明度プロファイルの谷621、631、641、622、632、642は、一般に、直線になることがある。第1の発光体画像400だけが影パターン201により取り込まれる場合、画像400の明度値と、影パターン201、202が投影されない場合の一般観察画像300または第2の発光体画像500のいずれかの明度値とを使用して、同じ除算を計算して明度比率値を得ることができる。影パターン201、202がない画像の明度値は高くなることができ、明度プロファイルの谷621、631、641の底部の低い値で除算された高い値は高い結果をもたらすことができるので、鋭いピーク721、731、741が依然として生じることができる。例示的な例では、図6のv形状の明度プロファイルの谷621、631、641、622、632、642は、容易に識別できる。しかし、非平坦、非平滑、および/または不規則な表面では、光は、一般に、表面の輪郭と光吸収の変化とに起因して不均一に反射され、画像明度の大きい変化がもたらされる。画像に暗い線を生成する線または亀裂などの表面フィーチャは、影と区別することが困難であることがあり、影の谷の見掛けの位置を変えることがある。影は、さらに、表面の輪郭によって変形されることがある。これらの場合には、図6のv形状の明度プロファイルの谷621、631、641、622、632、642は直接識別することが困難であることがある。明度比率を決定することによって得られる図7の各放物線曲線は、より容易にかつ詳細に識別可能になり得るより十分に画定されたポイントを提供する。より鋭い明度比率ピーク721、731、741、722、732、および742は、それらの尖鋭度のために一層容易に認識可能となり得る。物距離は、局所最小明度比率極値を使用して決定することもできる。例えば、明度比率ピーク721、731、741間の局所最小明度比率極値である明度比率の谷751、761を認識および使用して、物距離を決定することができる。明度比率の谷751、761は、明度比率ピーク732、742のそれぞれのものと相互に関連することができる。例えば、明度比率の谷751、761は、明度比率ピーク732、742を決定するのに使用される除算の逆によって得ることができる。同様に、明度比率ピーク721、731のそれぞれのものと相互に関連することができる各明度比率の谷752、762例えば、各明度比率ピーク722、732、742間の局所最小比極値を認識および使用して、物距離を決定することもできる。これらの明度比率の谷751、761、752、762は、明度比率の谷751、761、752、762および/または明度比率ピーク721、731、741、722、732、742がより高密度にグループ化され、それにより、谷751、761、752、762によって鋭くより狭い曲線が生成されたとき、より容易に識別可能なものとなり得る。明度比率を決定する際に、観察表面の反射率の変化は、上述のように、影パターン201、202が等しく影響を受けるので、得られる明度比率711、712への影響は少ない。例えば、観察表面上の1つのポイントが入射光の20を反射する場合、入射強度I201を有する影パターン201中の光の20が反射され、0.2×I201の反射強度がもたらされる。入射強度I202を有する影パターン202中の光の20が同様に反射され、0.2×I202の反射強度がもたらされる。これらの反射強度の比率は、0.2×I201/0.2×I202、すなわちI201/I202である。したがって、表面の反射率は明度比率に実質的に影響を与えない。映像検査デバイス100を使用して検査される大部分の区域に周辺光はほとんどないが、用途によっては若干の周辺光がある場合がある。周辺光の強度が影区域の投影パターンと比べてかなり大きい場合、周辺光は投影された影の暗さを低減することがある。そのような状況では、明度比率ピーク721、731、741、722、732、および742の値が低減され、それにより、低減のレベルに応じて、明度比率ピークの場所を検出する信頼性および/または精度が低下することがある。この影響を打ち消すために、一実施形態では、発光体211、212および一般観察光源228が無効にされた、または非作動にされた状態で、1つまたは複数の周囲画像が取り込まれる。次に、周囲画像の画素明度値が発光体画像400、500の画素明度値から差し引かれて、明度比率が決定される。周辺照明が、画像400、500を取り込む時間の間に大きく変化しない限り、周辺光の影響は大幅に低減され、より大きい明度比率ピークがもたらされる。一実施形態では、一定の閾ピーク値例えば、5未満の明度比率ピークはすべてフィルタ除去して、入射光および/または暗さによってもたらされることがあるあらゆるピークを取り除くことができる。各局所明度比率極値画素例えば、明度比率ピークまたは明度比率の谷を含む各画素は識別することができる。図8は、本発明の一実施形態による、画素の単一の行R1の明度比率ピーク721、731、741、722、732、742に対応する明度比率ピーク画素802の識別を示す概略図である。各画素を解析することができる。行R1は、明度比率ピーク721、731、741、722、732、742が図7に例示したように生じる明度比率ピーク画素802を示す。明度比率ピーク721、731、741、722、732、742を含む明度比率ピーク画素802は、行R1および列C7、C17、C27、C37、C47、およびC57の塗り潰しボックスによって識別される。例示的実施形態では、表面が平滑で平坦であるので、影形成要素289、290、291が、図示の視野全体にわたってY次元に影を投影するように十分に長いと仮定すると、図示の塗り潰しボックスは、残りの行を通って真っ直ぐな列を延び続けることになる。これらの列はX-Y平面における投影された影パターン201、202を示す。非平坦および/または非平滑な表面では追加のZ次元が加えられ、そのZ次元は、X-Y表示では曲線、破線、または他の形で非直線に見える線で表すことができる。X-Y平面は、観察対象物206によって占められる3次元空間から潰された2次元平面と見なすことができる。3次元空間は、レンズ234の観察方向に画素のX-Y平面へと潰すことができる。この場合、対象物206は平坦であるので、X-Y平面は忠実に2次元平面だけとなる。対象物206のいかなるZ次元の変化も投影された影の経路に沿って影のX次元の変化として取り込むことができるように、着脱可能なチップ230から影を投影することができる。影のX次元の変化は、図8に示した塗り潰しの明度比率ピーク画素802から左または右に明度比率ピークをシフトすることによって示すことができる。したがって、X-Y平面における影位置を使用して、影位置でのZ次元の物距離を決定することができる。着脱可能なチップ230から各影のZ次元の物距離は、画素のX-Y平面における明度比率ピーク値の位置に基づき、発光体211、212、影形成要素289、290、291、および/またはレンズ234などの他のチップ観察光学系の既知の幾何学的形状に基づいて例えば、要素の既知の位置および角度からの三角測量を使用して予測することができる。例えば、チップ観察光学系の既知の幾何学的形状を使用して、画素の行R1、列C7によって示された実際の場所での観察対象物206が着脱可能なチップ230からの50mmにあるとき、行R1、列C7の明度比率ピーク画素802が、影軌跡222に関連する明度比率ピーク値を含むことになることが分かっている場合、その上、投影された影パターン201、202が、行R1、列C7に配置された画素で明度比率ピークを有する明度比率で画像を生成し、かつそのピークが影軌跡222に関連すると決定される場合、行R1、列C7によって示される対象物206上の場所が着脱可能なチップ230から50mmの物距離にあることを決定することができる。各発光体211、212により取り込まれた発光体画像400、500は、一般観察光源228を使用して取り込まれた一般観察画像300と関連づけることができる。したがって、発光体211、212を使用して取り込まれた発光体画像400、500中の特定の画素に対して決定されたZ次元物距離は、さらに、一般観察光源228の作動中に取り込まれた一般観察画像300中の対応する画素と関連づけることができる。図8の例を継続すると、行R1、列C7での明度比率ピーク画素802および影軌跡222によって示された対象物206の場所の物距離は50mmであると分かっているので、一般観察画像300の行R1、列C7の同じ画素は50mmの物距離を有することになる。オペレータは、対象物206の一般観察画像300を使用して、着脱可能なチップ230から観察対象物206までの物距離、または対象物206上の特定の場所の観察対象物206の空間特性を決定することができる。構造化光投影光学系は高密度にグループ化される明度比率ピークを生成するように構成することができる。この高密度なグループ化は、対象物206のより良好な表示を達成するためにより多くのデータポイントを得るのに役立つ。明度比率ピーク間に間隙がある対象物の場所での物距離は、明度比率ピークをもつ画素に隣接する画素の画素データに基づいて推定することができ、および/またはデータがほとんどないかまたは全くない区域の空間特性は、得られたデータに基づき、または得られたデータから補間して推定することができる。例えば、各明度比率ピークの場所または各明度比率ピーク画素802に対してX、Y、およびZ座標、または行、列、Z座標が分かった後、曲線当てはめを使用して、関数Z=fX,Y、またはZ=f行,列を決定することができる。列C7、C17、C27、C37、C47、およびC57の影ピーク線の直線性は、列C7、C17、C27、C37、C47、およびC57の線間の規則的な間隔と組み合わせて、列C7、C17、C27、C37、C47、およびC57の明度比率ピーク画素802と関連づけられた場所のそれぞれで一様な物距離を示す。これらの場所のこの均一性は平坦で平滑な表面を示す。一様な隆起が、例えば列C17によって示された空間の全長に沿って示された場合、隆起は列C7およびC27で得られた物距離まで一様に軽減されたと想定することができる。Z次元における対象物206の距離が変化するとき、異なる影が特定の画素に現れることがある。影区域の間を見分けるのは、物距離を決定するときにどの影区域を使用するかを識別するのに重要となることがある。一実施形態では、影区域を識別するのは、他のものと異なるある影区域を投影することによって達成することができる。例えば、図2に示したように影形成要素289、290、291をすべて同じ幅とするのではなく、1つの影形成要素289、290、291を他のものよりも広くまたは狭くし、それによって、他のものと異なる1つの影を投影することができる。図9では、例えば、中央の影形成要素290は2つの周辺の影形成要素289、291よりも狭い。影形成要素289、290、291はすべて開口292に配置される。図10は、2つの発光体211、212と、中央の影形成要素290が周辺の影形成要素289、291よりも狭い3つの影形成要素289、290、291とを使用する本発明の一実施形態における着脱可能なチップ230から50mmにある平坦で白色の対象物206の取り込まれた画像の画素の1行の明度プロファイル911、912を示し、1つの画像は第1の発光体211の作動中に取り込まれ、1つの画像は第2の発光体212の作動中に取り込まれる。図10は、図10に示されたより狭い中央の影形成要素290の効果を除いて50mmでの図6と同様である。2つの得られた中央の影、すなわち第1の発光体211の作動中に生成され画像化された一方と、第2の発光体212の作動中に生成され画像化された他方とは、より狭くなり、他の影ほど中央で暗くならないことがある。明度プロファイルの谷931および932はこの特有の特質を示す。明度プロファイルの谷931および932は明度プロファイルの谷921、922、941、および942ほど深くなく、または広くなく、それは、明度プロファイルの谷931および932に関連した影はそれほど暗くなく例えば、より多くの輝度を有し、より狭いことを示している。この特有の影の特質は、図11に示した対応する明度比率で一層強調することができる。図11は、図10に示した明度プロファイル911、912の比である明度比率曲線1011、1012を示す。それぞれ明度プロファイルの谷931、932での明度プロファイル911、912の明度値に対応する2つの明度比率ピーク1031、1032は、他の明度比率ピーク1021、1022、1041、1042よりも著しく短く、したがって、どの影軌跡が各明度比率ピークに関連するかを決めるのに使用することができる。識別可能な明度比率ピークを使用して、着脱可能なチップ230から観察対象物206までの物距離を決定することができる。影区域の間を区別する他の方法を同様に利用することができる。例えば、一実施形態では、画像明度、カメラ利得、カメラ露光、および発光体駆動パラメータを使用して、想定される表面反射率に基づいて物距離を推定することができる。次に、この推定した物距離を既知の投射幾何学的形状とともにさらに使用して、着脱可能なチップ230から観察対象物206の表面位置までの正確な距離を決定するために、幾何学的形状の中でどの影区域を使用するかを決定することができる。別の実施形態では、着脱可能なチップ230の異なる位置から別の投影される影パターンを投影することができる。投影された影パターン201、202の相対位置を使用して、図8に示したものなどの明度比率ピーク線を区別することができる。本明細書は例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、かつ任意のデバイスまたはシステムを製作し使用すること、ならびに任意の組み込んだ方法を実行することを含めて本発明を当業者が実施できるようにしている。本発明の特許の範囲は特許請求の範囲によって規定され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。他のそのような例は、特許請求の範囲の文字どおりの意味と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字どおりの意味と実質的に差のない均等構造要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあるものである。"