JP2001503506A - 映像ステーションでの物体の走査位相測定の方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 方法とシステム(10)が備える光ヘッド(12)は、映像ステーションにおいて物体(14)に対し相対的に移動して、撮像可能な電磁放射の投射パターンで、検査されるべき物体(14)の表面(18)を比較的一定の１方向速度で走査し、これにより、撮像可能な電磁放射信号を得る。光ヘッド(12)は、ライン(36)のグリッドを投射する少なくとも１個のプロジェクタ(38)と、検出器としての３重リニアアレイカメラ(24)を含む撮像サブシステムを備える。カメラ(24)と少なくとも１個のプロジェクタ(38)は、相互の固定した関係に維持される。アレイカメラ(24)の３個のリニア検出素子(25)は、ラインのグリッドに平行な方向に位置される。光ヘッド(12)の形状は、各リニア検出素子(25)がグリッドパターンにおいて異なる位相を検出するように配置される。他の実施形態では、撮像可能な電磁放射(36")は分極され、検出器(25")の応答は、分極に依存する。一般化された像は、表面(18")のための分極に基づく。

Description

【発明の詳細な説明】 映像ステーションでの物体の走査位相測定の方法と装置 技術分野 この発明は、非破壊測定の方法と装置に関し、より詳細には、映像ステーショ ンでの物体の走査位相測定の方法と装置に関する。 背景技術 光のストライプパターンを表面に投射し、表面に現れる光パターンの像を描き なおすことにより、表面の高さ分布が求められる。この情報を抽出するための最 も強力な技法は、表面に現れる多重（３以上）の光パターンの像を得て、投射さ れた光ストライプパターンの位置(位相)をシフトすることに基づくものであり、 米国特許第４,６４１,９７２号と同第４,２１２,０７３号に記載されたように位 相シフト干渉測定法と呼ばれる。 多重の像は、通常は、ＣＣＤビデオカメラを用いてとられる。像は、デジタル 化され、コンピュータに転送される。コンピュータでは、位相シフト解析が、「 バケット」として用いられる像に基づいて、情報を表面の等高線マップに変換す る。 多重の像を得るために用いられる技法は、カメラと観測される表面とを相互に 静止させ、投射されるパターンを移動する方法に基づく。 ライン走査カメラを用いてちょうど１個のバケット像をとらえる技法は、米国 特許第４,９６５,６６５号に記載されているが、多数のバケットに基づく位相計 算をするための十分な情報がない。 位相シフトを示す他の米国特許には、フィスタへの第５,２０２,７４９号、グ レイベンカンプ・ジュニアへの第４,７９４,５５０号、ベーンレーンへの第５, ０６９,５４８号およびベーンレーンらへの第５,３０７,１５２号がある。 米国特許第５,３９８,１１３号および第５,３５５,２２１号は、物体の表面の 輪郭を描く白色光干渉測定システムを記載する。 上記の出願において、光源、複数のグレーティング、複数のレンズおよびカメ ラを含む光測定システムが記載される。機械的移動装置は、基準表面に平行な面 の中で１個のグレーティングを移動して、測定されるべき等高を示す表面に、グ レーティングの投射像の位相シフトを起こさせる。第２の機械的移動装置は、１ 個のレンズを移動して、等高線の間隔を変化させる。等高を示す表面の上の複数 の点の第１位相は、第１の等高間隔で４バケットアルゴリズムを介して得られる 。上述の複数の点の第２の位相は、第２の等高間隔で得られる。コンピュータを 含む制御システムは、第１と第２の位相の差を用いる粗い測定を決定する。さら に，制御システムは、第１または第２の位相を用いる細かい測定を決定する。基 準表面に対する各点の変位すなわち距離は、この粗い測定と細かい測定を用いて ,制御システムを介して決定される。 発明の開示 本発明の目的は、光ヘッドに相対的な位置の関数として強度が変化する像を発 生することにより、観測される物体の光位相を測定するための光ヘッドを含む方 法とシステムを提供することである。ここで、このシステムにおいて、物体が撮 像システムに直交する方向に移動されるときに多重の像が異なる位相情報をもち 、この多重の像が、位相変化を生じる光現象に比例する位相像を計算するために 使用される。 本発明の他の目的は、多重ラインリニア検出器アレイに戻される撮像可能な電 磁放射の位相測定をするための光ヘッドを含む方法とシステムを提供することで ある。ここで、撮像される物体の同じ点について検出器アレイの各ラインが異な った光位相値の像を作るように、異なった位相値が検出器アレイの各ラインに撮 像されるように、光ヘッドにおける光学系が組み立てられる。 本発明のさらに他の目的は、表面の高さを走査するための光ヘッドを含む方法 とシステムを提供することである。ここで、光ヘッドは、光ストライププロジェ クタと撮像システムを含み、投射パターンは撮像システムに相対的に移動せず、 光ヘッドは、表面が撮像システムに関して移動されるときに多重の像が異なる位 相の情報を持てるように構成され、得られた多重の像が、走査された表面の高さ に比例する位相像を計算するために用いられる。 本発明の上述の目的と他の目的を達成するため、物体に関連する物理情報を展 開する映像ステーションでの物体の高速走査測定の方法が提供される。この方法 は、少なくとも１個のプロジェクタを用いて撮像可能な電磁放射のパターンを投 影するステップと、映像ステーションにおいて上記の少なくとも１個のプロジェ クタに相対的に物体を移動して物体の表面を電磁放射の投射パターンで走査し、 撮像可能な電磁放射の信号を発生するステップとからなる。この方法は、また、 複数の別々の検出素子をもつ検出器を用いて物体の表面からの撮像可能な電磁放 射信号を受け取るステップと、上記の少なくとも１個のプロジェクタと上記の検 出器とを相互に固定した関係に維持するステップとからなる。最後に、この方法 は、受け取った電磁放射信号の中の放射エネルギー量を測定するステップ（ここ に、検出素子は、測定に基づき同じ走査された表面について異なった位相の像を つくる）と、この像からの異なった値のための位相値と振幅値を計算するステッ プとからなる。 １実施形態において、好ましくは、物理情報は寸法情報であり、撮像可能な電 磁放射は光である。 他の実施形態において、好ましくは、物理情報は分極情報であり、撮像可能な 電磁放射は分極され、検出器の応答は分極に依存し、上記の像は表面からの分極 に基づいている。 さらに、本発明の上述の目的と他の目的を達成するために、上述のステップを 実行するシステムが提供される。 本発明の上述の目的と他の目的、特徴および効果は、本発明を実行するための ベストモードの、添付の図面を用いた以下の詳細な説明からただちに明らかであ る。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の方法とシステムを実行するための光ヘッドを含む機械映像シ ステムの図式的な図である。 図２は、図１の光ヘッドの第１実施形態の詳細を説明する図式的な図である。 図３は、図１の光ヘッドの第２実施形態の詳細を説明する図式的な図であり、 ここで、グレーティングが、光モアレパターンを作るために撮像側に導入される 。 図４は、分極された電磁放射が投射される発明の他の実施形態の詳細を説明す る図式的な図である。 本発明を実行するための最善の方法 図１を参照して説明すると、本発明の方法を実行するための、一般的に数字１ ２で示される光学ヘッドを含む一般的に数字１０で示されている機械映像システ ムが、図式的に示されている。本発明の方法およびシステム１０は、物体１４の 表面の高さの情報のような寸法情報を明らかにするために映像ステーション１６ において物体１４の位相測定を高速で走査するために提供される。物体１４は矢 印２０で示されているように光学ヘッド１２に対して相対的に動く。 一般に、本発明は、表面を連続的に走査できる新規なアプローチで、モアレ技 術のような技術を用いる表面の輪郭の非破壊３次元測定に関するものである。こ の方法のより一般的な適用によって、異なる光学的構成を用いずに、同じ走査ア プローチにより他の光学パラメーターが測定できる。 機械映像システム１２は、典型的には、光学ヘッド１２と電気的に結合された イメージデジタイザ／フレームグラバー２２を含む。イメージデジタイザ／フレ ームグラバー２２は、以下でもっと詳細に説明されるように、光学ヘッド１２内 に含まれているカメラのような画像源から入力画像のサンプルをとり、デジタル 化する。フレームグラバー２２は、それぞれの入力画像を、画素を有するフレー ムバッファに配置する。各画素は、たとえば、画像におけるその点の輝度を表す ８−ビットの数からなる。 システム１０は、また、画像デジタイザ／フレームグラバー２２からの情報を 受け取り、その情報をペンティアムＰＣ２８のようなＩＢＭコンパチブルホスト コンピューターに送るシステムバス２６を含む。 システム１０は、１個または複数個のステージを有する駆動装置３１、ロボッ ト、プログラム可能なコントローラ等のような１個または複数個の外部周辺装置 とシステム１０が通信できる入力／出力回路３０を含む。駆動装置３１は、物体 １４とヘッド１２との間の比較的一定で連続的な移動を提供する。Ｉ／Ｏ回路３ ０は３軸のステッパーボードを助け（つまり、多数の軸の制御を助ける）、また は、他の移動ボードを助ける。 図２に示されているように、光学ヘッド１２のカメラは、３重リニアレイカメ ラ２４のような固体画像センサーを含むことが望ましい。たとえば、カメラ２４ は、３列の検出器すなわち複数の読取素子２５(それぞれ１列あたり２０９８個 のＣＣＤ読取素子を有する)を含むコダックＣＣＤチップモデルＫＬＩ−２１０ ３である。各列は、８画素に等しい距離だけ物理的に離れている。カメラ２４は 本来はそれぞれの要素の上に赤、緑および青のカラーマスクを設けてカラー走査 するために設計された。本発明では、マスクは使用されず、むしろ取り除かれる 。 システムバス２６は、ＰＣＩ，ＥＩＳＡ，ＩＳＡまたはＶＬシステムバスまた はその他の標準バスのいずれかである。 イメージデジタイザ／フレームグラバー２２は、イメージングテクノロジーズ (Imaging Technologies)社または他のフレームグラバー製造メーカーによって製 造されたような通常の３チャンネルカラーフレームグラバーボードである。また 、イメージデジタイザ／フレームグラバー２２は、コグネックス(Cognex)社によ って製造されたような視覚プロセッサーボードからなっていてもよい。 機械映像システム１０は、以下でもっと詳細に記載されるように、画像処理お よび／または画像解析のプログラムを含むように大容量記憶ユニット３２にプロ グラムされている。 モニター３４も画像を表示するために提供されている。 ふたたび図２について説明すると、一般に、光学ヘッド１２内の互いに対し固 定されているライトストリッププロジェクタ３８とカメラ２４によってパターン ３６を投影させつつ、物体１４の表面を移動することによって、異なる位相を有 する多重の画像が得られる。光学ヘッド１２は、（すなわち、システム１０が走 査モアレシステムであるとき）投影されたパターン３６の位置を変える機械的ま たは光学的機構を持たない。多重の位相画像を得るために、光学ヘッド１２と被 測定表面１８の間での相対的な移動が行われる。 任意方向における移動に伴う撮像により位相シフトを得る可能性が生ことにな るが、ここでは２つの特別な場合のみ議論される。第１の場合では、カメラ２４ のレンズの光軸に垂直な方向２０へ物体１４が動いて、これによりカメラ画像が 作られる。第２の場合では、レンズ４０の光軸に平行な方向へ物体１４が動き、 これにより第２のカメラ画像が作られる。 ＣＣＤリニアアレイで走査するとき、物体１４は、リニアアレイカメラレンズ ４０の光軸およびリニアアレイカメラ２４における複数画素の線の両方に垂直な 方向２０へ動かされる。従って、リニアアレイカメラ２４が、１線１線で読み出 すとき、その前を通る物体１４の画像が１列１列で作られる。３重リニアレイカ メラ２４を走査のために使用すると、被走査表面１８の３つの画像が得られ、こ こに、各画像は、ある数の列だけずれている。このずれは、アレイ間の距離およ び表面１８の画像が読取素子２５を通過する速度の関数である。 本発明の走査位相測定の概念は、上に示されたカラー３重リニアレイカラー検 出と類似であるが、ただし、カラーフィルターが存在せず、また、３本の走査線 のそれぞれは、色の代わりに、投影された光のパターンの異なる位相を測定する 。 位相シフト技術の用語において、それぞれの走査線は、異なる“バケット”を 測定する。３“バケット”アルゴリズムは、投影された光のパターンの位相を測 定するためにコンピュータ２８で使用され、この位相は、走査される物体の表面 の高さに比例する。 各走査線での読み取り値から位相が演算される前に、３つの走査された画像は 、３つのバケットのそれぞれからの情報が被走査面上の同じ点からのものになる ように記録される。もし、電子技術がこの操作モードに適用できるならば、記録 の補正および位相の演算は連続的におこなえる。 上に記載したように、３本の走査線が利用される。しかし、もっと多くの走査 線が、位相演算において使用されるバケットの数を増加させるために、または、 １つのバケットあたり複数の走査線を平均するために使用できないという理由は ない。たとえば、１６本の走査線があれば、線１から４までの和は、バケット１ のために使用でき、線５から８までの和は、バケット２のために使用でき、線９ から１２までの和は、バケット３のために使用でき、線１３から１６までの和は 、バケット４のために使用できる。 上述の第２の場合は、おそらく光学ヘッド１２においてＣＣＤエリアアレイを 使用するであろうが、リニアアレイまたは一点検出器を使用することもできる。 この場合、表面１８が光学ヘッド１２の方向へ、または、光学ヘッド１２から離 れる方向へ動くにつれ、投射の位相が変化するときに複数の画像が得られる。解 析は、画像間の記憶の補正と、位相の演算のために必要とされるバケットをつく るための画像の使用からなるであろう。もしカメラの画像がテレセントリック的 であるまたはほとんどテレセントリック的なら、記憶は要求されないであろう。 第２の場合の構成を使用するシステムは、米国特許第５,３９８,１１３号およ び第５,３５５,２２１号に記載されているように白色光の干渉測定システムにお いて使用するために記載されているが、モアレ（光ストライプ）の応用のために は記載されていない。 モアレ（光ストライプ）システムに基づく位相演算を行うために、１つの方法 が上に記載されているが、この記載された技術は、物体が光ヘッド12に相対的に 移動するときに作られる像の間で位相が変化する任意の光学に基づく現象にも応 用できるであろう。この位相変化を生じることが可能な技術は、モアレ干渉測定 、白色光干渉測定、標準単色光の光学的干渉測定、偏光解析法、複屈折および熱 波イメージングを含む。 偏光解析装置を作るために偏光(分極)の使用は、対象としている物体１４が光 学ヘッド１２に対して相対的に動くときに生じる複数画像の間で位相が変えられ るもう１つの光学に基づく現象を説明している。この走査位相測定技術の偏光解 析法および複屈折測定への適用は、（アッザム(Azzam)とバシャラ(Bashara)著「 偏光解析法と偏光」という題の本の４１０〜４１３ページに記載されているよう な）回転検光子偏光解析装置の適用として理解できる。回転検光子偏光解析装置 は、偏光を表面に投射する。反射ビーム（または幾何学的寸法に依存する送信ビ ーム）の偏光は受信検出器の前の検光子（直線偏光器）の回転によって定められ る。検出器で受け取られた放射は、それが回転する検光子の周波数の２倍である 正弦関数として変化する。信号の振幅は、検光子で受け取られた光の直線偏光の 程度に比例する。位相は偏光角を定義する。 この出願の走査位相測定技術を使用すると、回転する検光子は３個以上の検光 子によって置き換えられる。ここで、それぞれの検光子は、その後ろに、異なる 偏光位相値で受け取られた放射を撮像するために１列の検出素子（走査線）を持 つ。測定される物体は、図４に示されているように、光学ヘッド１２上の固定プ ロジェクタおよび検出器システムの前を通過させる。ここで、（高さ測定システ ムで記載されるような光のストライプパターンのかわりに）偏光が投射される。 各走査線は、正弦偏光信号の異なる位相を測定する。 図４において、先の図におけるものと同じまたは類似の構造および／または機 能を有するものは２重プライム記号で表される。たとえば、 ・ 参照番号１２"は、走査位相測定偏光解析装置の光学ヘッドを表している。 ・ 参照番号１４"は、偏光応答が測定される物体を表す。 ・ 参照番号１８"は、物体１４"の表面を表し、プロジェクタ３８を使用すると きその物体の偏光応答が測定される。 ・ 参照番号２０"は、被測定物体１４"の相対的な運動を表わす。 ・ 参照番号２４"は、検光子２５"を有する３重リニアレイカメラを表している 。 ・ 参照番号３６"は、投射された偏光を表わす。 ・ 参照番号３８"は、標準偏光解析装置のための偏光プロジェクタを表わす。 ・ 参照番号４０"は、撮像レンズを表す。 ・ 参照番号４２"は、透過モードにおける偏光解析装置（複屈折測定システム ）のための偏光プロジェクタを表わす。 参照番号６０、６１および６２は検出器の線の前にある検光子システムを表す 。ここにおいて６０は、リニアアレイ２４"に平行な直線偏光器を表し、６１は 、リニアアレイ２４"と４５度の角度を成す直線偏光器を表し、６２は、リニア アレイ２４"に垂直な直線偏光器を表す。 図４に示されている例は、０°、４５°、および９０°に配置された検光子（ 直線偏光器）２５"を有する３重リニアレイカメラ２４"を使用する。位相シフト 技術において、それぞれの走査線は異なる「バケット」を測定し、また３「バケ ット」アルゴリズムはこの走査検光子システムによって受け取られた信号の位相 および振幅の測定のためにコンピュータで使用されている。 ふたたび本発明の第１の実施の形態について説明すると、光学ヘッド１２は、 ライトストリッププロジェクタ２８と、３重リニアレイ２４に被測定表面の焦点 を合わせる撮像レンズ４０を含むカメラとを含む。被走査表面は、矢印２０の方 向へ光学ヘッド４２の前を通るように移動させる。投射および撮像の両方におけ る斜視(perspective)効果を無視するために、投影および撮像システムが、テレ セントリックまたはほとんどテレセントリックのいずれかであるべきである。ほ とんどテレセントリックなシステムは、測定深度範囲より十分に大きい光学部品 から離されることによって作られる。 この議論において、検出器における第１リニアアレイからのデータは（バケッ ト１に対して）ｂ１と呼ばれる。同様に第２、第３のリニアアレイからのデータ は、それぞれｂ２、ｂ３と呼ばれる。投射された光パターンのピッチは、ｂ１と ｂ３の間で１／２周期の位相差を生じる。それぞれのリニアアレイについて、ｂ １(ｉ，ｊ)，ｂ２(ｉ，ｊ)およびｂ３(ｉ，ｊ)は、それぞれのリニアアレイにつ いての光強度の大きさを表し、ここに、ｉが画素番号を示し、ｊが走査番号を示 す。たとえば、ｂ２(２５，３３)は、３３番目の走査から得られた第２リニアア レイの２５番目の画素の強度の読み値である。 深さに比例する位相値は、光学ヘッド１２の前を一定に物体１４が動くときに 、３重リニアレイからの光強度の読み取り値を用いて、コンピューター２８内で 演算される。好ましい方程式は、 位相値(ｉ，ｊ)＝arctan[{ｂ１(ｉ，ｊ)−ｂ２(ｉ，ｊ＋ｍ)}／ {ｂ２(ｉ，ｊ＋ｍ)−ｂ３(ｉ，ｊ＋２ｍ)}] ここでｍはｂ１，ｂ２およびｂ３の間の記憶が一致するために必要とされる画像 シフトを与える整数である。 同様に、振幅値に対する好ましい方程式は、 振幅値(ｉ，ｊ)＝(((ｂ１(ｉ，ｊ)−ｂ２(ｉ，ｊ＋ｍ))²＋(ｂ２(ｉ，ｊ)− ｂ３(ｉ，ｊ＋２ｍ))²)^1/2 いくつかの例において、一つの角度でなく多くの角度から投射することが望ま しい。例えばカメラのそれぞれの側面からの投射は、遮断問題を減らすことがで きる。異なる等高線間隔（１位相サイクルあたりの深さの変化）を有するパター ンで投射すると、測定範囲が１つの等高線間隔より大きければ、あいまいさを減 らすために使用できる。 第２プロジェクタ４２を含むことによる複数のプロジェクタを用いた測定は、 光学ヘッドの前を通る部分を循環して、各サイクルでどのプロジェクタ３８また は４２を用いるかを変えることによって達成できる。または、照射しているプロ ジェクタ３８または４２の１つが、アレイのそれぞれの走査に対して切り換えら れる。たとえば２つのプロジェクタを用いるとスると、ｊが偶数のとき、第１プ ロジェクタ３８が働き、またｊが奇数のとき第２プロジェクタ４２が働く。この 交互のシステムを適切に処理するための演算について、整数のシフト値であるｍ は偶数でなければならない。したがって、この交換方法を使用するとき、第１プ ロジェクタ３８についての画像の位相値は、位相値(ｉ，２ｊ)であり(ここでｊ ＝０，１，２，…である)、また、第２プロジェクタ４２についての画像の位相 値は、位相値(ｉ，２ｊ＋１)である(ここでｊ＝０，１，２,…である)。 撮像されたグレーティングパターンのピッチを増やすことが望ましいならば、 第２グレーティング４４が、図３において図示されているように、撮像側に追加 できる。いくつかの例において、グレーティング４４とアレイ２４の間に撮像レ ンズを含むことが望ましい。図２の部品と同一または類似の機能を有する図３に 示されている部品には、プライム記号以外は同じ参照番号が付けられている。 ２つのグレーティングパターンの間のビート効果は、光学モアレ効果であり、 検出器で撮像されるピッチを増やす。これは、検出器で解像されるものより細か いピッチを使用したいときに望ましくなる。すなわち、基本的なピッチは、画素 の幅より小さい。 本発明を実行するための最善の方法について詳細に記載されているが、当業者 は、本発明を実施するためのさまざまな代わりの設計および実施の形態が次の請 求項によって限定されていることが分かるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １. 物体に関連した物理情報を展開するための映像ステーションで物体の高速 走査位相測定法は、 少なくとも１個のプロジェクタで撮像可能な電磁放射のパターンを投射するス テップ、 物体の表面を電磁放射の投射パターンで走査するため、映像ステーションにお いて上記の少なくとも１個のプロジェクタに相対的に物体を移動するステップで あり、これにより撮像可能な電磁放射信号を発生するステップ、 複数の分離された検出素子を有する検出器を用いて、物体の表面から上記の撮 像可能な電磁放射信号を受け取るステップ、 上記の少なくとも１個のプロジェクタと上記の検出器とを相互に固定した関係 に維持するステップと、 検出器で受け取った上記の電磁放射信号における放射エネルギー量を測定し、 ここに上記の複数の検出素子がこの測定に基づいて同じ走査された表面の異なる 位相を有する多重の像をつくるステップ、および 上記の多重の像から上記の異なる位相について位相値と振幅値とを計算するス テップ からなる方法。 ２. 請求項１に記載された方法において、物理情報が寸法情報であり、撮像可 能な電磁放射が光である方法。 ３. 請求項１に記載された方法において、物理情報が分極情報であり、撮像可 能な電磁放射は分極され、検出器の応答は分極に依存し、上記の像は表面からの 分極に基づいている方法。 ４. 請求項１に記載された方法において、複数の検出素子は一様な間隔で配置 され、上記の物体を移動するステップは一様にかつ連続的に実行される方法。 ５. 請求項１に記載された方法において、上記の計算するステップは、上記の 像を登録するステップを含む方法。 ６. 請求項１に記載された方法において、上記の複数の検出素子は、検出器の 軸に平行な方向に配置され、また、上記の検出器は光軸を有し、上記の物体を移 動するするステップは、検出器と光軸に実質的に直交する方向に行なわれる方法 。 ７. 請求項６に記載された方法において、上記の検出器はマルチリニアアレイ カメラである方法。 ８. 請求項６に記載された方法において、各検出素子は、検出器の軸に実質的 に並列に配置される１列のＣＣＤセンサ素子であり、上記の物体を移動するステ ップはＣＣＤセンサ素子の列に実質的に直交する方向に行われる方法。 ９. 請求項２に記載された方法において、上記の検出器は光軸を有し、上記の 物体を移動するステップは、光軸に実質的に平行な方向に行われ、上記の光の投 射パターンは複数ラインのストライプである方法。 １０. 請求項１に記載された方法において、上記の投射するステップは、２個 のプロジェクタを用いて行われる方法。 １１. 請求項１０に記載された方法において、上記の電磁放射信号を発生する ステップは、２個のプロジェクタに相対的に物体を循環するステップを含み、こ こに、２個のプロジェクタは、撮像可能電磁放射のパターンを交互に投射する方 法。 １２. 請求項１０に記載された方法において、上記の２個のプロジェクタは、 撮像可能電磁放射の投射パターンの連続する走査の間に撮像可能電磁放射のパタ ーンを交互に投射する方法。 １３. 請求項２に記載された方法において、さらに、上記の位相値と振幅値に 基づいて物体の表面の高さを決定するステップを備える方法。 １４. 物体に関連した物理情報を展開するため映像ステーションで物体の高速 走査位相測定システムは、 撮像可能な電磁放射のパターンを投射する少なくとも１個のプロジェクタ、 物体の表面を電磁放射の投射パターンで走査するため映像ステーションにおい て上記の少なくとも１個のプロジェクタに相対的に物体を移動して、撮像可能な 電磁放射信号を発生する物体移動手段、 物体の表面から撮像可能な電磁放射信号を受け取り、撮像可能な電磁放射信号 における放射エネルギー量を測定するための複数の分離された検出素子を有する 検出器であって、複数の検出素子が測定に基づいて同じ走査された表面の異なる 位相を有する多重の像をつくる検出器、 上記の少なくとも１個のプロジェクタと上記の検出器とを相互に固定した関係 に維持する維持手段、および 上記の多重の像から上記の異なる位相について位相値と振幅値とを計算する計 算手段 からなるシステム。 １５. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、物理情報が寸法情報であり 、撮像可能な電磁放射が光であるシステム。 １６. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、物理情報が分極情報であり 、撮像可能な電磁放射は分極され、検出器の応答は分極に依存し、上記の像は表 面からの分極に基づいているシステム。 １７. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、複数の検出素子は一様な間 隔で配置され、上記の物体移動手段は、上記の少なくとも１個のプロジェクタに 相対的に一様にかつ連続的に物体を移動するシステム。 １８. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、上記の計算手段は、上記の 像を登録する手段を含むシステム。 １９. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、上記の複数の検出素子は、 検出器の軸に平行な方向に配置され、また、上記の検出器は、光軸を有する光学 的部品を備え、上記の物体移動手段は、検出器と光軸に実質的に直交する方向に 上記の少なくとも１個のプロジェクタに相対的に物体を移動するシステム。 ２０. 請求項１９に記載されたシステムにおいて、上記の検出器はマルチリニ アアレイカメラであるシステム。 ２１. 請求項１９に記載された方法において、各検出素子は、検出器の軸に実 質的に並列に配置される１列のＣＣＤセンサ素子であり、上記の物体移動手段は 、このＣＣＤセンサ素子の列に実質的に直交する方向に検出器に相対的に物体を 移動する方法。 ２２. 請求項１５に記載されたシステムにおいて、上記の検出器は、反射され た光の信号を受け取る光学的部品を備え、この光学的部品は光軸を有し、上記の 物体移動手段は、光軸に実質的に平行な方向に物体を移動し、上記の光の投射パ ターンは複数ラインのストライプであるシステム。 ２３. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、さらに、撮像可能な電磁放 射のパターンを投影する２個のプロジェクタを備えるシステム。 ２４. 請求項２３に記載されたシステムにおいて、上記の物体移動手段は、２ 個のプロジェクタに相対的に物体を循環し、ここに、２個のプロジェクタは、連 続するサイクルにおいて撮像可能電磁放射のパターンを交互に投射する方法。 ２５. 請求項２３に記載されたシステムにおいて、上記の２個のプロジェクタ は、撮像可能な電磁放射の投射パターンの連続する走査の間に撮像可能電磁放射 のパターンを交互に投射するシステム。 ２６. 請求項１５に記載されたシステムにおいて、さらに、上記の位相値と振 幅値に基づいて物体の表面の高さを決定する手段を備えるシステム。 ２７. 請求項１４に記載されたシステムにおいて、上記の少なくとも１個のプ ロジェクタと上記の検出器が光ヘッドを少なくとも部分的に区画するシステム。