JP2015083959A - 光線分析による光学計測 - Google Patents

Abstract

【課題】光学計測を使用して物体の高さを測定できる測定システムを提供する。【解決手段】検出領域に第１の光線１２０を提供する第１の光源１１０及び第２の光線１５０を提供する第２の光源１４０と、第１及び第２の光線を離れて検知し、第１及び第２の光線により物体の上部に生成される１以上のパターンを示す１以上の出力信号を発生するように構成された１以上の光検出器１６２を備え、１以上のプロセッサ１６４がコンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記出力信号を受信し、１以上のパターンにおいて第２の光線に対する第１の光線の位置を分析して物体の高さを判定する少なくとも１つの画像処理システム１６０と、を含む方法及びシステム１００を提供する。第１の光線１２０は検査ベース１８０上の予め決められた距離で第２の光線１５０と交錯する。【選択図】図１Ａ

Description

物体の高さを測定する光学計測システム及び方法に関し開示する。具体的には、検出領域に複数の光線を提供し、この光線を画像処理システムにより検出して、その光線の位置及び様相（現れ方）のいずれか又は両方に基づいて検出領域内にある物体の高さを判定することに関し、開示する。

副尺視力は、例えば副尺を読むときなど、分かれた２つの線の整列又は不整列を検出する能力を必要とする視力の一面である。副尺は、均等に割り振られた直線の又は円形の測定目盛を直接読み取るよりも精密に距離又は角度を読み取れるようにする補助目盛である。副尺を用いている一例が、計測に使用されるノギスである。

人は比較的良い副尺視力をもち、したがって、副尺を読むときなどの分かれた２つの線の整列を読み取ることができる。さらに、マシンビジョンシステムやその他の計測システムが、パターンを検出して該検出パターンを予定パターンと比較する能力に加えて、分かれた線の整列又は不整列を検出する副尺視力型能力をもち得る。マシンビジョンシステムの一例がコネックスビジョンシステムやキーエンスビジョンシステムである。しかしながら、マシンビジョンシステムは、二次元的に幅及び長さを測定するが、高さを測定できない。

また、現在では物体の測定に光を利用するシステムが存在する。しかし、現存するシステムは、測定すべき距離について読むのが難しく且つ不確かである。さらに、このシステムは、小さな変位に対し感度がよくない。当該システムは、一般に、測定が一方向に限られ、測定の精度が落ちるというような、利用可能な測定の範囲に制限を有する。光学測定システムは、物体が最適な厚さ又は高さを上回るか下回るかどうかを視覚的に現すのに必要とされ、物体の精密測定を可能にする。

一つの方法とシステムが開示される。光学計測を使用して物体の高さ及び厚さのいずれか又は両方を測定するときの課題に対しては、複数の光線を検出領域に提供し、この光線を画像処理システムで検出して、検出領域内にある物体の高さ／厚さを、その光線及び光線パターンのいずれか又は両方の少なくとも位置又は様相に基づいて判定することを通して、解決が図られる。

本明細書に組み入れられて一部をなす図面は、本明細書に記載される１以上の実施形態を図示し、明細書の記載と共に実施形態を説明する。図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。明確性の観点から、例えば空気を通し投射される光線の描写など、通常は裸眼では見えない発明の側面がいくつか、図面に描かれている。
本発明に係る例示測定システムの一部の前面を示し、光線を可視化して描写してある概略図。 図１Ａの例示測定システムの側面を示す概略図。 図１Ａ及び図１Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さをもつ物体の画像を示す概略図。 図１Ａ及び図１Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さを越えている物体の画像を示す概略図。 図１Ａ及び図１Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さに達していない物体の画像を示す概略図。 図１Ａ及び図１Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さをもつ物体の別の画像を示す概略図。 図１Ａ及び図１Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さを越えている物体の別の画像を示す概略図。 図１Ａ及び図１Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さに達していない物体の別の画像を示す概略図。 扇形パターンにした第２の光線群をもつ光カーテンを使用する例示測定システムの側面を示し、光線を可視化して描写してある概略図。 図４Ａのシステムの前面を示し、光線を可視化して描写してある図。 図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さをもつ物体の画像を示す概略図。 図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さをもつ物体の別の画像を示す概略図であり、第１の光線群が部分的に物体上に投射されている。 図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さを越えている物体の画像を示す概略図。 図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システムによって取得された、予定の高さに達していない物体の画像を示す概略図。 互いに平行な第２の光線群と光カーテンを使用する例示測定システムの側面を示し、光線を可視化して描写してある概略図。 図６Ａの例示測定システムの側面を示し、光線を可視化して描写してある概略図であり、第２の光線群が図６Ａと異なるより大きな角度をもっている。 図６Ａの例示測定システムによって取得された、予定の高さをもつ物体の画像を示す概略図。 図６Ａの例示測定システムによって取得された、予定の高さを越えている物体の画像を示す概略図。 図６Ａの例示測定システムによって取得された、予定の高さに達していない物体の画像を示す概略図。 交差するように配向した光線を使用する、本発明に係る例示測定システムの斜視概略図であり、光線を可視化して描写してあり、物体は予定の高さをもっている。 図８Ａのシステムの上面を示し、光線を可視化して描写してある。 図８Ａの例示測定システムの斜視概略図であり、物体は予定の高さを超えており、光線を可視化して描写してある。 図９Ａのシステムの上面を示し、光線を可視化して描写してある。 図８Ａの例示測定システムの斜視概略図であり、物体は予定の高さに達しておらず、光線を可視化して描写してある。 図１０Ａのシステムの上面を示し、光線を可視化して描写してある。 ＜課題を解決するための手段＞

図面を参照して以下に詳述する。図中の同じ参照符号は同じか又は類似の要素を示す。

ここに提案するメカニズムは、前述の問題を回避する。光分析を通した光学計測用のシステムが記載される。一態様によれば、検出領域において個別に識別可能である複数の光線が提供される。該光線は、画像処理システムによって検出され、この画像処理システムが、光線及び光線パターンのいずれか又は両方の少なくとも位置又は様相に基づいて、検出領域内にある物体の高さ（厚さ）を判定する。自動化システムにおいては、ターゲットを正しい高さへ移動させるか、又は、ターゲットの厚さを補正するべくシステムがアジャストされる、あるいはこれら両方の、自動補正が可能になる。検査システムであれば、厚すぎる物体、薄すぎる物体、正しい物体の選別が可能になる。

一態様において、システムは、検査ベースと、検出領域へ第１の光線を提供する第１の光源と、第１の光源とは別に設けられ、検出領域へ第２の光線を提供する第２の光源とを含む。第１の光線は、検査ベース上の予め決められた距離のところで第２の光線と交錯する。第１の光線は第２の光線と区別することが可能である。本システムは、少なくとも１つの画像処理システムに加え、第１の光源及び第２の光源を制御する少なくとも１つの光源コントローラも含む。画像処理システムは、第１の光線及び第２の光線を離れて検知し、第１の光線及び第２の光線により物体の上部に生成される１以上のパターンを示す出力信号を発生するのに適した１以上の光検出器、例えば１以上のカメラ等を含む。画像処理システムは、コンピュータ実行可能な命令を実行する１以上のプロセッサも含み、この命令を実行する１以上のプロセッサは、前記出力信号を受信し、１以上のパターンにおいて第２の光線に対する第１の光線の位置を分析し、物体上部の高さを判定する。

一態様において、システムは、検出領域へ第１の光カーテンを提供する第１の光源と、第１の光源とは別に設けられ、検出領域へ第２の光カーテンを提供する第２の光源とを含む。第１の光カーテンは、間隔をあけた複数の第１の光線群からなり、第２の光カーテンは、間隔をあけた複数の第２の光線群からなる。少なくとも１つの第１の光線は、第１の光源及び第２の光源から予め決められた距離のところで少なくとも１つの第２の光線と整列する。第１の光線は第２の光線と区別することが可能である。本システムは、第１の光源及び第２の光源を制御する少なくとも１つの光源コントローラと、少なくとも１つの画像処理システムも含む。画像処理システムは、少なくとも１つの第１の光線及び少なくとも１つの第２の光線を離れて検知し、少なくとも１つの第１の光線及び少なくとも１つの第２の光線により生成される１以上のパターンを示す出力信号を発生する１以上の光検出器、例えば１以上のカメラ等を含み、少なくとも１つの光線は少なくとも部分的に物体の上部に配向されている。画像処理システムは、コンピュータ実行可能命令を実行する１以上のプロセッサも含み、この命令を実行する１以上のプロセッサは、前記出力信号を受信し、１以上のパターンにおいて少なくとも１つの第２の光線に対する少なくとも１つの第１の光線の位置を分析して、物体上部の高さを判定する。

ここに使用する表現「備える」「備えている」「含む」「含んでいる」「有する」「有している」又はこれらの言葉のその他のバリエーションは、非排他的包括を担うように意図されている。例えば、列挙した要素を備える工程（プロセス）、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれら要素だけに限定されるわけではなく、敢えて列挙はしていないか、あるいは当該工程（プロセス）、方法、物品、又は装置に本来備わっている、他の要素を含み得る。さらに、敢えて反対の意に言及しない限り、「又は」は、排他的論理和ではなくて、包括的論理和を表す。例えば、条件Ａ又はＢは、次のいずれか一つを満足する：Ａが真（存在）且つＢが偽（不在）；Ａが偽（不在）且つＢが真（存在）；ＡとＢの両方が真（存在）。

また、不定冠詞が、実施形態の要素及び部品（成分）を記述するために使用される。これは、単なる便宜上と、単に発明思想の一般的観念を提供するためである。この記述は、他の意味であることが明白でない限り、１以上及び単数を含み、複数もまた含む、と読み取られるべきである。

さらに、「複数」との表現の使用は、特に反対の意に言及しない限り、「１よりも多い」ことを伝える意味である。

最後に、「一実施形態」又は「（ある）実施形態」とした場合、当該実施形態との関連で述べられる具体的な要素、特徴、構造、又は属性は、少なくとも１つの実施形態に含まれるという意味である。本明細書の随所に出てくる「一実施形態において」は、必ずしも全てが同じ実施形態に言及しているわけではない。

ソフトウエアは、１以上のコンピュータ実行可能命令を含み、１以上のコンピュータで実行されることにより、構成要素に特定の機能を実行させる。ここに記載するアルゴリズムは１以上の非一時的メモリに記憶されると理解すべきである。非一時的メモリは、例示すると、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、フラッシュメモリ、又は同様のものを含む。このような非一時的メモリは、電気的又は光学的なものとし得る。

光の説明に関連する単語「色」の使用は、人の目に可視又は不可視の光波長のスペクトルの部分を表す。可視光の非排他的例に、赤、青、及び緑の光が含まれる。人の目に不可視の光の非排他的例には、紫外光（ＵＶ）及び赤外光（ＩＲ）が含まれる。

前述したように、物体の測定に光を使用する現存のシステムは、読み取りにくく、不確かで、精密ではなく、小さい変位に鈍感である。本発明は、これらの欠点に対し、光線及び光線パターンのいずれか又は両方の少なくとも位置又は様相を分析して物体の高さ／厚さを測定する方法論とシステムで、対応する。一実施形態において、このシステムは、二次元（ｘ軸及びｙ軸）カメラ検査光学測定システム（別名「マシンビジョン」システム）を用いて、物体の厚さ／高さ（ｚ軸）の測定を可能にする。一実施形態において、測定システムは、検出領域にある物体の高さを、少なくとも部分的に、１以上の光線の位置又は光線中の１以上の特定点に基づいて、判定することができる。

光線の角度及び姿勢は、１以上の光線が、予定の高さにある物体の表面に単線や１点などの原パターン（原型）として現れるように、決定することができる。個々に識別可能とした複数の光線が物体上及び場合によって物体近傍にも投射され、例えば、物体が予定の高さ又は予定の距離にある場合に上から見たときに、原パターンとして現れる。しかしながら、物体の高さが、当該物体の予定の高さと違っていると、このときのパターンは、変位部位やオフセット部位とも称する、異形部位をもって現れる。同様に、線形光線が、異なる高さのある１つの表面又は表面群を横切るように投射される場合、この光線は、その表面の上のビューポイントから観察すると、表面の高さが変化するところで光の線にオフセットを伴い「不連続」で現れる。

予定の高さに対する物体の高さの違いが大きくなると、光の認識部位又はオフセットも大きくなる。異形部位又はオフセット部位を伴ったパターンの認識は、予定の高さに対する物体の高さの差を判定するために使用できる。

物体の高さ／厚さの判定は、高さ／厚さに関する自動補正を可能にし、又は、予定の高さ／厚さの物体と予定の高さ／厚さを下回る／上回る物体とを選別する検査システムにおける使用を可能にし、あるいはこれらを同時に可能とする。方向を含んだ光線の位置取りの評価により、物体の高さを補正することが可能になる。例えば、本測定システムを通過する物体に関し、該物体の厚さを制御する工程は、方向を含んだ光線の位置取りに基づいて厚さを変更するように、修正することができる。物体の厚さを制御可能な工程の例として、加圧ローラ、フライス盤、平削り盤、又は押出成形機のスリットなどが含まれる。

図１Ａを参照すると、本発明に係る例示測定システム１００の一部前面の概略図が示されている。図１Ｂは、図１Ａの例示測定システム１００の側面の概略図を示す。例示測定システム１００は、検出領域１３０中に第１の光線１２０を提供する第１の光源１１０と、検出領域１３０中に第２の光線１５０を提供する第２の光源１４０と、少なくとも１つの光源コントローラ１５５と、少なくとも１つの画像処理システム１６０と、を備える。画像処理システム１６０は、測定システム１００内において、第１の光線１２０及び第２の光線１５０を検出可能である場所に配置される。画像処理システム１６０は、以下に詳述するけれども、概して言うと、画像カメラ等の１以上の光検出器１６２ａ〜１６２ｎと、１以上のプロセッサ１６４とを備える。

第１の光源１１０及び第２の光源１４０は、画像処理システム１６０により区別可能な光のビーム（光線と称する）を発生可能な適切な光源である。第２の光源１４０は、第１の光源１１０から距離をおいて配置される。光源１１０，１４０の例として、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤパターンプロジェクターが含まれる。ＬＥＤパターンプロジェクターは、明滅効果がなく、細い光線を発生することができる。レーザー、ＬＥＤ、ＬＥＤパターンプロジェクターは、異なる色の光りを発生し、又は、特有の光のパターンを構成可能であり、あるいはこれらを同時に実施することが可能である。１以上の光源を一筋の光線を発生するために使用できることも当然理解される。

第１の光線１２０は、第１の光源１１０からの光の投射によって形成される。第２の光線１５０は、第２の光源１４０からの光の投射によって形成される。第１及び第２の光線１２０，１５０は、線又は点などの断面形状を有する。これに加えて、あるいはこれに代えて、パターンメーカー又はマスク（図示せず）を、光源１１０，１４０と検出領域１３０との間に適用し、線や点などの予定の断面形状に光線１２０，１５０を形成することもできる。２個より多い光線を利用可能であることは当然理解される。

第１の光線１２０を第２の光線１５０から区別できるように、第１の光線１２０は、第２の光線１５０に対し曖昧さを残さずに識別可能である。第１の光線１２０及び第２の光線１５０は、視覚的に明らかな差異をもつ。視覚的に明らかな差異の例として、色／波長の差、光のサブパターンの差、及び光線１２０，１５０が現れる時系列の差のうちのいずれか１つ以上があげられる。第１及び第２の光線１２０，１５０は、画像処理システム１６０によって高さを判定する物体１７０上で、画像処理システム１６０により第１及び第２の光線１２０，１５０を識別可能である限り、どのような色／波長でもよい。第１及び第２の光線１２０，１５０は、１以上の識別可能な光サブパターン、例えば、連続した光のダッシュ、他の領域よりも光線１２０，１５０が明るい領域、又は光線１２０，１５０が暗いか欠落している領域、を有する。第１の光線１２０を第１の時間で提供し、第２の光線１５０を第２の時間で提供することにより、第１の光線１２０と第２の光線１５０とを識別可能な差異を生成することもできる。第１の光線１２０と第２の光線１５０とは、同じサイズであるか、又は、予め決められた距離において異なるサイズである。

検出領域１３０は、概して言うと、例えば測定のために、物体１７０が置かれるか又は通過する領域である。検出領域１３０はいかなるサイズにもでき得る。測定システム１００は、検査のために物体１７０を置くか又は通過させるブロック等の検査ベース１８０を検出領域１３０内に含む。検出領域１３０として、例えばコンベヤや製造ステーションの一部など、製造ラインの一部が含まれる。本実施形態の場合、検査ベース１８０は、コンベヤ又は製造ステーションの一部である。

第１の光源１１０及び第２の光源１４０は、第１の光線１２０と第２の光線１５０とが、検査ベース１８０より上の予め決められた距離において予め決められた量、同一線上に（共線的に）重なるか又は整列するように、第１の光線１２０及び第２の光線１５０を提供する。予め決められた距離は、検出領域１３０における物体１７０の検査ベース１８０からの予定の高さＨであり、第１及び第２の光源１１０，１４０からの予め決められた距離Ｃとして測定されるか又は表される。予定の高さＨと予め決められた距離Ｃとを合わせると、第１及び第２の光源１１０，１４０から検査ベース１８０までの距離になる。

図１Ａ及び図１Ｂにおいて、検出領域１３０にある物体１７０は、光源１１０，１４０から投射される光線１２０，１５０の範囲内にある。物体１７０は、予め決められた距離Ｃ、予め決められた距離Ｃに達しない距離Ｄ、あるいは、予め決められた距離Ｃを越える距離Ｅにおいて、第１及び第２の光源１１０，１４０が提供する光と交差する。測定システム１００は、これら物体１７０に関する高さの変動を測定可能である。

光源１１０，１４０は、物体１７０が光源１１０，１４０から予め決められた距離Ｃ、つまり予定の高さＨである場合に、その提供する第１及び第２の光線１２０，１５０が物体１７０の上部１８６と交差すると、光線１２０，１５０の交点に関して既知の位置で予め決められた光パターンが生成されるように、位置合わせされる。物体１７０が予定の高さＨにない場合は、物体１７０の上部１８６及び光線１２０，１５０の交差領域が変化し、光パターンが予め決められたパターンから変化、すなわち、物体１７０の上部１８６において光線１２０，１５０が部分的又は全体的に変位するか、あるいは異なるサイズ又は形状になり、もしくはこれら両方によって、違ったパターンを形成する。分かりやすいように、物体の１７０の上部１８６について、物体１７０の上部１８６が予定の高さＨである場合、予定の高さＨを越える場合、予定の高さに達しない場合でそれぞれ上部１８６ｄ、上部１８６ａ、上部１８６ｂとし、物体１７０の高さに応じて区別する。

第１の光線１２０と第２の光線１５０とは区別可能なので、光線１２０，１５０の変化は容易に現れる。第１及び第２の光線１２０，１５０のパターンの視覚的に識別可能な変化は、検出領域１３０にある物体１７０が予定の高さＨであるか、これを下回るか、あるいは上回るか、について視覚判定を可能にする。例えば、第１の光線１２０及び第２の光線１５０のパターンの量及び方向の変化は、物体１７０の高さが予定の高さＨを上回っている場合又は下回っている場合を判定するために使用可能である。第１及び第２の光線１２０，１５０のパターンに基づく物体１７０の高さの視覚的判定は作業者又は装置により実行され得ることが当然理解される。

一例として、図２Ａ〜図２Ｃに、検出領域１３０にある物体１７０の上部１８６における光線１２０，１５０の上からの画像３００を示す。図２Ａ〜図２Ｂにおいて、光線１２０，１５０は、物体１７０の上部１８６との交差で、画像３００中の円形点のように現れる断面形状を有する。図１Ａに示すように、光線１２０は、第１側部１８２ａと第２側部１８２ｂとを有する。第１の光線１２０は、ｘ軸に沿って、第１の光源１１０から離れるにつれて第１側部１８２ａから第２側部１８２ｂまでの距離を変化させる分岐角度１８２ｃも含む。同様に、光線１５０は、第１側部１８４ａと第２側部１８４ｂとを有する。第２の光線１５０は、ｘ軸に沿って、第２の光源１４０から離れるにつれて第１側部１８４ａから第２側部１８４ｂまでの距離を変化させる分岐角度１８４ｃも含む。

図１Ａに示す例において、第１側部１８２ａ，１８４ａは、検査ベース１８０の上面１８８と同時に物体１７０の上部１８６に対して垂直に配向される。一方、第２側部１８２ｂ，１８４ｂは、上面１８８及び物体１７０の上部１８６に対する垂直から、分岐角度１８２ｃ，１８４ｃで分岐する。

図２Ａ〜図２Ｃに示す例示システムにおいて、光線１２０，１５０は、物体１７０の上部１８６と交差したときに画像３００において２以上の点（ドット）として現れる断面形状を有する。図２Ａは、物体１７０が予定の高さＨ（すなわち、予め決められた距離Ｃ）であるときの画像３００を示す。この場合、第１及び第２の光源１１０，１４０は、物体１７０の上部１８６ｄが予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）のときに第１の光線１２０の第１側部１８２ａと第２の光線１５０の第２側部１８４ｂとが重なって光の第１の交点１９０を生じるように、且つ、物体１７０の上部１８６ｄが予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）のときに第１の光線１２０の第２側部１８２ｂと第２の光線１５０の第１側部１８４ａとが重なって光の第２の交点１９２を生じるように、位置合わせされる。第１の光線１２０が第１の色で第２の光線１５０が第２の色である場合、光線１２０，１５０が互いに重畳するパターンの部分は、その第１及び第２の色が混ざり合った第３の色になって現れる。同様に、第１の光線１２０が第１の光サブパターンをもち且つ第２の光線１５０が第２の光サブパターンをもつ場合、光線１２０，１５０が互いに重なるパターンの部分は、その第１及び第２の光サブパターンの組み合わせとなる第３の光サブパターンをもって現れる。図２Ａに示す例では、第１の光源１１０が、第１及び第２側部１８２ａ，１８２ｂに沿った交点のパターンを生成するように設計され、第２の光源１４０が、第１及び第２側部１８４ａ，１８４ｂに沿った交点のパターンを生成するように設計される。したがって、第１及び第２の光線１２０，１５０の重なりで、第１及び第２の交点１９０，１９２が生成されている。

予め決められた距離Ｃではない場合（すなわち、物体１７０が予定の高さＨではない場合）、第１及び第２の光線１２０，１５０の少なくともいずれか一方のパターンが、物体１７０が予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）であるときとは違う現れ方をする。

例えば、図２Ｂは、物体１７０が予定の高さＨを越えた高さをもっている場合、一例として、上部１８６ａが図１Ａ中に点線で示すように距離Ｄに位置する場合の画像３００を示している。この場合、第１の光線１２０及び第２の光線１５０は、重ならないか、又は部分的にしか重ならない。もっと言えば、第１の光線１２０の第１及び第２側部１８２ａ，１８２ｂが光の２つの交点の画像を生成しており、少なくともそのうちの１つが、物体１７０が予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）である場合の光の交点１９２の位置に比べて、ｘ軸に沿って左へ横方向に変位している。第２の光線１５０の第１及び第２側部１８４ａ，１８４ｂも光の２つの交点の画像を生成しており、少なくともそのうちの１つが、物体１７０が予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）である場合の光の交点１９０の位置に比べて、ｘ軸に沿って右へ変位している。図示の例において、第１及び第２の光線１２０，１５０の第２側部１８２ｂ，１８４ｂにより生成される交点は、物体１７０の上部１８６に対する垂直から分岐する第２側部１８２ｂ，１８４ｂの角度１８２ｃ，１８４ｃに従って変位する。当該光の交点の画像のサイズ及び形状の少なくとも一方も、物体１７０が予定の高さＨではない高さである場合に、異なる現れ方をしていてよい。

図２Ｃは、物体１７０が予定の高さＨに達していない高さをもつ場合、一例として、上部１８６ｂが図１Ａ中の点線で示すように距離Ｅにある場合の画像３００を示している。この場合もまた、第１の光線１２０と第２の光線１５０とは重ならない。さらに言えば、第１の光線１２０の第１及び第２側部１８２ａ，１８２ｂは、光の２つの交点の画像を生成し、そのうちの少なくとも１つが、物体１７０が予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）である場合の光の交点１９２の位置に比べて、ｘ軸に沿って右へ変位している。第２の光線１５０の第１及び第２側部１８４ａ，１８４ｂも、光の２つの交点の画像を生成し、そのうちの少なくとも１つが、物体１７０が予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）である場合の光の交点１９０の位置に比べて、ｘ軸に沿って左へ変位している。画像３００中の光の交点は、光源１１０，１４０の位置決めと光線１２０，１５０の第１及び第２側部１８２ａ，１８２ｂ，１８４ａ，１８４ｂの角度（図１Ａ参照）に基づいて別の位置及び変位となり得ることが当然理解される。

図３Ａ〜図３Ｃは、検出領域１３０にある物体１７０の上部１８６における光線１２０，１５０の別の例の上から撮った画像３００ａを示す。図３Ａ〜図３Ｃにおいて、光線１２０，１５０は、物体１７０の上部１８６と第１及び第２光線１２０，１５０が交差することよって画像３００ａ中に線状で現れる断面形状を有する。例えば、図３Ａの画像３００ａを見ると、第１の光源１１０は、物体１７０の予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）でＡ点からＢ点まで延伸する第１の光線１２０を提供する。第２の光源１４０も、予め決められた距離ＣでＡ点からＢ点まで延伸する第２の光線１５０を提供する。予め決められた距離Ｃにおいて、第１の光線１２０の中央点Ｍ１は、第２の光線１５０の中央点Ｍ２と同じ位置にある。第１の光線１２０及び第２の光線１５０は、予め決められた距離Ｃにおいて同じ長さであり、全体が重なり合う。第１及び第２の光線１２０，１５０の中央点Ｍ１，Ｍ２は、Ａ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３と一致する。

この例において、図３Ａに示す画像３００ａを見てみると、上部１８６ｄが予定の高さＨ（第１及び第２光源１１０，１４０から予め決められた距離Ｃ）である場合、第１の光線１２０と第２の光線１５０とは、同一線上に全体が重畳し且つちょうどＡ点からＢ点までに延伸して、第１及び第２の光線１２０，１５０がＡ点及びＢ点を超えて延伸することはなく、Ａ点とＢ点との間に単一線１９４のパターンの様相（現れ方）を現す。第１の光線１２０が第１の色で第２の光線１５０が第２の色であれば、光線１２０，１５０が互いに重畳するパターンの所には、その第１及び第２の色が混じり合った第３の色が現れる。同様に、第１の光線１２０が第１の光サブパターンをもち、第２の光線１５０が第２の光サブパターンをもつ場合は、光線１２０，１５０が互いに重畳するパターンの所には、その第１及び第２の光サブパターンの組み合わせとなる第３の光サブパターンが現れる。

予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）以外の距離では、第１及び第２の光線１２０，１５０は違うパターンで現れる。例えば、第１及び第２の光線１２０，１５０は、物体１７０の高さが予定の高さＨ（光源１１０，１４０から予め決められた距離Ｃ）であるときの位置に対し、ｘ軸に沿って変位して現れ、そして、ちょうどＡ点からＢ点までに延伸するのではなくて、違う長さで現れる。予定の高さＨ（予め決められた距離Ｃ）以外の距離において、第１の光線１２０の中央点Ｍ１は、第２の光線１５０の中央点Ｍ２と同じ位置にならない。さらに、この例の場合、第１の光線１２０の中央点Ｍ１及び第２の光線１５０の中央点Ｍ２は、Ａ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３と一致しない。

一例として図３Ｂに、物体１７０の上部１８６ａが距離Ｄにある場合、すなわち、物体１７０が予定の高さＨよりも高い場合の画像３００ａを概略的に示す。図３Ｂにおいて、第１及び第２の光線１２０，１５０は、図示の通りＡ点からＢ点まで延伸していない。第１及び第２の光線１２０，１５０は、一部分が同一線上に重畳して線１９４ａのパターンの様相を現す。その第１の光線１２０の中央点Ｍ１は、第２の光線１５０の中央点Ｍ２とは異なる位置にある。この例の場合、第１の光線１２０の中央点Ｍ１はＡ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３の左にあり、第２の光線１５０の中央点Ｍ２はＡ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３の右にある。第１の光源１１０及び第２の光源１４０からの距離Ｄで同一線上に重畳する第１及び第２の光線１２０，１５０の一部分は、物体１７０の上部１８６ｄが予め決められた距離Ｃにあるときに重畳する第１及び第２の光線１２０，１５０の部分に比べて短くなる。この場合も、第１の光線１２０が第１の色で第２の光線１５０が第２の色であれば、重畳部分は、その第１及び第２の色が混ざり合った第３の色で現れる。

別の例として図３Ｃに、物体の上部１８６ｂが第１の光源１１０及び第２の光源１４０から距離Ｅにある、すなわち、物体１７０が予定の高さＨよりも低い場合の画像３００ａを概略的に示す。図３Ｃの場合、第１及び第２の光線１２０，１５０は、Ａ点からＢ点までの距離を超えて延伸し、線１９４ｂのパターンの様相を現す。第１及び第２の光線１２０，１５０は、Ａ点及びＢ点の間で重畳し且つＡ点及びＢ点を超えて延伸している。第１の光線１２０の中央点Ｍ１と第２の光線１５０の中央点Ｍ２とＡ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３とは、互いに異なる位置にある。この例において、第１の光線１２０の中央点Ｍ１はＡ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３の右にあり、第２の光線１５０の中央点Ｍ２はＡ点及びＢ点の間の中央点Ｍ３の左にある。物体１７０の上部１８６ｂが距離Ｅにあるときに同一線上に重畳する第１及び第２の光線１２０，１５０の部分は、予め決められた距離Ｃで生成される重畳に似ているが、物体１７０の上部１８６ｂが距離Ｅにあるときの第１及び第２の光線１２０，１５０の組み合わせは、Ａ点及びＢ点を超えて延伸し、より長いものとして現れる。

これまでの例から分かるように、画像３００／３００ａにおける第１及び第２の光線１２０，１５０の少なくとも位置又は様相により形成されるパターンは、検出領域１３０にある物体１７０の高さ／厚さに従う。検出領域１３０にあって光線１２０，１５０の範囲内にある物体１７０の高さ／厚さの変化（すなわち、第１及び第２の光源１１０，１４０からの距離の変化）は、画像３００／３００ａ中に現れる、重なった光線１２０，１５０の量（範囲）、上から見た光線１２０，１５０の長さ、光線１２０，１５０中の特定点の位置を変化させる。光線１２０，１５０の中央点Ｍ１，Ｍ２の位置は、図２Ａ〜図２Ｃ及び図３Ａ〜図３Ｃに示すように、上から見て、ｘ軸に沿って変化する。

物体１７０の上部１８６ｄが予め決められた距離Ｃにあるときの第１の光線１２０及び第２の光線１５０の同一線上重畳の量は、例えば、画像３００，３００ａの画像ラスターの内容を分析することにより検出される重畳及び整列のいずれか又は両方の量又は欠如など、予め決定されて既知の重畳又は整列の量であると、理解される。ある実施形態では、第１及び第２の光線１２０，１５０は、物体１７０の上部１８６ｄが予め決められた距離Ｃにあるときに重ならない。そして、第１の光線１２０と第２の光線１５０とは、既知の違う長さである。

図１Ａを参照すると、少なくとも１つの光源コントローラ１５５が、少なくとも第１の光源１１０又は第２の光源１４０を制御する。光源コントローラ１５５は、光源１１０，１４０の整列、距離、角度、色／波長、パターン、タイミング、及びその他の属性の１つ以上を制御する。なお、光源コントローラ１５５は、画像処理システム１６０の一部として、あるいはこれとは別にして、設けることができる。例えば、光源コントローラ１５５は、１以上のプロセッサ１６４の一部であるか、又は、画像処理システム１６０とは別にされる。

図１Ａは、本発明に係る例示画像処理システム１６０の概略も示す。上述したように、画像処理システム１６０は、１以上の光検出器１６２ａ〜１６２ｎ及び１以上のプロセッサ１６４を含む。

少なくとも第１の光線１２０及び第２の光線１５０のいずれかなどの光線を検出可能である光検出器１６２が使用される。光検出器１６２の一例が、多数の個々の検出器ユニットをマトリックス型に配列した電荷結合素子技術（ＣＣＤとして知られる）をベースとするカメラである。光検出器１６２の別の例として、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術をベースとするデジタルカメラが含まれる。撮像カメラは、物体１７０の上部１８６において第１及び第２の光線１２０，１５０のいずれか又は両方により生成される１以上のパターンの様相を示すファイルを作成する。光検出器１６２は、第１及び第２の光線１２０，１５０の少なくともいずれかにより物体１７０の上部１８６に生成される１以上のパターンの様相を含めて、第１の光線１２０及び第２の光線１５０を離れた所から検知するように構成される。例えば、第１及び第２の光線１２０，１５０の少なくともいずれかにより生成される１以上のパターンの様相は、第１の光線１２０及び第２の光線１５０の重畳パターンを含んでいる。

光検出器１６２は、人の可視範囲内、又は、紫外光（ＵＶ）や赤外光（ＩＲ）などの人の可視範囲外の光を検知するように構成される。人の目に認識されない光を検知するように構成された光検出器１６２の一適用例が、人の可視光には透明であるが紫外光又は赤外光には不透明である物体の検査に対してである。

光検出器１６２は、第１の光線１２０及び第２の光線１５０により物体１７０の上部１８６に生成される１以上のパターンを示す出力信号１６６を発生する。出力信号１６６は、光線１２０，１５０の位置、上から見た光線１２０，１５０の長さ、光線１２０，１５０の色、光線１２０，１５０の色の混合、光線１２０，１５０の光サブパターン、光線１２０，１５０の周波数、光線１２０，１５０中の特定点、光線属性及びパターンの少なくともいずれかの組み合わせなど、光線の属性に基づいた１以上のパターンを示す。出力信号１６６は、ピクセル内ロケーション、寸法測定値（例えば、ピクセルロケーション差を長さに変換することによる）、赤−緑−青（ＲＧＢ）色評価、パターン整合品質に関する値（例えば、理想直線に対する類似度のパーセンテージ）、及び装置製造者によるその他のデータオプションの少なくともいずれかと共に、画像ファイルを含む。ＲＧＢ色は、一般的に、黒（Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０）から白（Ｒ２５５，Ｇ２５５，Ｂ２５５）の間で調整される。画像処理システム１６０及び光検出器１６２の少なくもいずれかは、混合色中の個々の色など、複数の光線１２０，１５０から個々の要素を判別できる。例えば、第１の光線１２０が赤（Ｒ）で第２の光線１５０が緑（Ｇ）であり且つ第１の光線１２０と第２の光線１５０とが部分的に重なる場合、画像処理システム１６０は、当パターンの一部が赤色光だけであり（例えば、緑又は青色成分のないＲ２００）、当パターンの一部が緑色光だけであり（例えば、赤及び青色成分のないＧ２００）、当パターンの一部（重畳）が赤及び緑色の光の混合である（例えば、青色成分のないＲ２００，Ｇ２００）ことを判別することができる。

１以上のプロセッサ１６４は、コンピュータ又はコンピュータの一部である。１以上のプロセッサ１６４は、コンピュータ実行可能命令を実行し、該命令を実行するプロセッサ１６４は、１以上の光検出器１６２から出力信号を受信し、１以上のパターンにおいて第２の光線１５０に対する第１の光線１２０の位置を分析し、物体１７０の上部１８６の高さを判定する。第２の光線１５０に対する第１の光線１２０の位置の分析は、例えば第１の光線１２０の中央点Ｍ１及び第２の光線１５０の中央点Ｍ２といった、第１及び第２の光線１２０，１５０における１以上の特定点の位置など、１以上の光線の属性に基づく。なお、物体１７０の上部１８６までの高さ以外の物体１７０の高さも、第１及び第２の光線１２０，１５０を予定の高さＨにそろえることによる同様の手法によって分析可能であることが当然理解される。

画像処理システム１６０は、第１の物体１７０の上部１８６が予定の高さＨにあるときの第１及び第２の光線１２０，１５０の既知／予め決められたパターンに対する実際のパターンの関係を使用し、第２の物体１７０の実際の高さを計算する。

一実施形態において、画像処理システム１６０は、マシンビジョン光学計測システムをベースとするカメラである。「マシンビジョン」システムとも呼ぶマシンビジョン光学計測システムをベースとするカメラの例には、コネックスビジョンシステムやキーエンスビジョンシステムが含まれる。マシンビジョンシステムは、基本的には二次元で動作する。マシンビジョンシステムは、検出領域１３０にある物体１７０の特定パターン及び差を探して認識するようにプログラム可能である。例えば、マシンビジョンシステムは、予め決められた長さ、光サブパターン、及び色／波長の少なくともいずれかをもつ直線に一致するパターンを探すようにプログラムされる。概してマシンビジョンシステムは、検出された物体１７０の特徴が目的のパターンにどれだけ近いかを示す値と、検出された物体１７０の特徴の位置を示す値とを生成する。特定の長さ及び属性（色／波長又は光サブパターンなど）の少なくともいずれかをもつ直線が予定のパターンである場合、マシンビジョンシステムは、同一線上の２以上の線が単独及び組み合わせのいずれか又は両方で予定の直線パターンにどれだけ良く一致しているかを示す値を報告するように、プログラムされる。

本発明と共に適用されるマシンビジョンシステムは、検出領域１３０にある物体１７０の上部１８６の高さを、光線１２０，１５０のパターンを分析することにより（例えば、予定の直線パターンと光線１２０，１５０により形成される実際のパターンとの間の差）、又は、予定のパターンと実際の光線１２０，１５０との間の他の光線属性の差を分析することにより、あるいは、これら分析の両方により、判定する。光線１２０，１５０のパターンに基づく高さ／厚さの判定は、マシンビジョンシステムの能力を二次元測定から三次元測定へと拡張する。

一実施形態において、第１の光源１１０及び第２の光源１４０は、交互の順序で第１の光線１２０と第２の光線１５０を提供するように構成される。光源コントローラ１５５は、第１及び第２の光源１１０，１４０のいずれか又は両方を制御し、第１の光線１２０及び第２の光線１５０の交互シーケンスを生成し、そして、１以上のプロセッサ１６４に信号を出力して一連の画像の計算及び分析をその交互シーケンスに同期させる。例えば、１以上のプロセッサ１６４は、画像処理システム１６０に、第１の光線１２０が物体１７０に現れるときにカメラ等の光検出器１６２から第１の入力を受信させ且つ第２の光線１５０が物体１７０に現れるときに光検出器１６２から第２の入力を受信させる。そして画像処理システム１６０は、第１及び第２の入力を分析して検査ベース１８０に対する物体１７０の上部１８６の高さを計算する。本実施形態の場合、第１の光線１２０及び第２の光線１５０は、色及びパターンのいずれか又は両方が同じであっても、光源コントローラ１５５及び画像処理システム１６０の間の同期によって、個々に識別可能である。

一実施形態において、第１の光線１２０が第１のサブパターンをもち、第２の光線１５０が第２のサブパターンをもつ。第１のサブパターンと第２のサブパターンは異なっている。１以上のプロセッサ１６４は、コンピュータ実行可能命令を実行することにより、１以上のパターンにおいて第２の光線１５０に対する第１の光線１２０の位置を分析し、さらに光線１２０，１５０のサブパターンの少なくとも一部に基づいて、光線１２０，１５０の範囲内にある物体１７０の高さ／厚さを判定する。

第１の光線１２０が第１の色で第２の光線１５０が第２の色である（すなわち、第１の光線１２０が第１の波長で第２の光線１５０が第２の波長である）実施形態の場合、画像処理システム１６０は、図１Ａに示すように、複数の光検出器１６２ａ〜１６２ｎを有する。一例として、画像処理システム１６０は、例えば第１のカメラの形態で第１の光検出器１６２ａを有し、該第１の光検出器１６２ａは、第１の光線１２０を離れて検知するように構成され、第１の色フィルタを使用するなどにより、第２の光線波長を含まない第１の予め決められた光波長の範囲に対し感度をもつ。第１の色フィルタは、第１の光検出器１６２ａによる第２の光線１５０の検知を抑制する。第１の光検出器１６２ａは、第１の光線１２０により物体１７０の上部１８６に生成される１以上のパターンを示す第１の出力信号１６６ａを発生するように構成される。画像処理システム１６０は、例えば第２のカメラの形態で第２の光検出器１６２ｂを有し、該第２の光検出器１６２ｂは、第２の光線１５０を離れて検知し、例えば第２の光検出器１６２ｂによる第１の光線１２０の検知を抑制する第２の色フィルタを使用するなどにより、第１の光線波長を含まない第２の予め決められた光波長の範囲に対し感度をもつ。第２の光検出器１６２ｂは、第２の光線１５０により物体１７０の上部１８６に生成される１以上のパターンを示す第２の出力信号１６６ｂを発生するように構成される。１以上のプロセッサ１６４が第１及び第２の出力信号１６６ａ，１６６ｂを受信し、この１以上のプロセッサ１６４は、コンピュータ実行可能命令を実行することにより、１以上のパターンにおいて第２の光線１５０に対する第１の光線１２０の位置を分析して、検出ベース１８０に対し、光線１２０，１５０の範囲内にある物体１７０の上部１８６の高さ／厚さを判定する。なお、２以上の光検出器１６２ａ・・・１６２ｎを使用可能であり、また、複数のフィルタ等により感度を多くした単一の光検出器１６２を使用可能であることが当然理解される。加えて、第１及び第２の光検出器１６２ａ，１６２ｂは、フィルタを使用せずとも１以上の光信号（赤、緑、又は青など）を無視するようにプログラムされた、コンピュータ制御のデジタルカメラとしてもよいことが、当然理解される。さらには、フィルタの代わりに特定の感度をもつ光検出器１６２を使用可能であることが、当然理解される。例えば、第１の光検出器１６２ａを赤外光に感度のないカラーカメラとし、第２の光検出器１６２ｂを赤外光に感度をもつ白黒カメラとすることができる。このような例の場合、白黒カメラにフィルタを使用して、赤外光の検出を許容する一方で特定のタイプの色（例えば青）をブロックし、他方の赤外光に感度のないカラーカメラは、フィルタを適用しないで青色光を検出するように使用することができる。

一実施形態において、第１の光線１２０は第１の偏光であり、第２の光線１５０は第２の偏光である。画像処理システム１６０ａは、カメラ等の第１の光検出器１６２ａも含み、この第１の光検出器１６２ａは、第１の光線１２０を離れて検知するように構成され、そして、第１の光線１２０を第１の光検出器１６２ａへ通す一方で違う偏光の光線１５０は抑制するように構成された第１の偏光方向をもつ第１の偏光フィルタを有する。第１の光検出器１６２ａは、第１の光線１２０により物体１７０の上部１８６に生成される１以上のパターンを示す第１の出力信号１６６ａを発生するように構成される。画像処理システム１６０は、カメラ等の第２の光検出器１６２ｂを有し、この第２の光検出器１６２ｂは、第２の光線１５０を離れて検知するように構成され、第２の光線１５０を第２の光検出器１６２ｂへ通す一方で違う偏光の光線１２０は抑制するように構成された第２の偏光方向をもつ第２の偏光フィルタを有する。第２の光検出器１６２ｂは、第２の光線１５０により物体１７０の上部１８６に生成される１以上のパターンを示す第２の出力信号１６６ｂを発生するように構成される。１以上のプロセッサ１６４は、第１及び第２の出力信号１６６ａ，１６６ｂを受信し、コンピュータ実行可能命令を実行して、１以上のパターンにおいて第２の光線１５０に対し第１の光線１２０により形成されるパターンを分析し、少なくとも部分的に、検査ベース１８０に対する物体１７０の上部１８６の高さを判定する。なお、当然ながら、２以上の光検出器１６２ａ・・・１６２ｎを使用可能である。

一実施形態において、例示測定システム１００ａは、第１の光カーテン３２０を提供する第１の光源３１０と、検出領域１３０に第２の光カーテン３５０を提供する第２の光源３４０と、少なくとも１つの光源コントローラ１５５と、少なくとも１つの画像処理システム１６０とを含む。第１の光カーテン３２０は、検出領域１３０内に又は検出領域１３０に隣接して、あるいはこれら両方において、提供される。図４Ａに、第１の光カーテン３２０及び第２の光カーテン３５０を含む例示測定システム１００ａの一部側面概略を示す。図４Ｂには、図４Ａの例示測定システム１００ａの前面を示してあり、例えば煙りを通して見えるようにするというような方法で仮に光線を可視化して、光線のカーテンが描写されている。画像処理システム１６０及び光源コントローラ１５５は、図１Ａに図示したのと同様である。

第１及び第２の光カーテン３２０，３５０は、好適な光源３１０，３４０により提供される。第２の光源３４０は、第１の光源３１０とは別に配置される。上述したように、光源３１０，３４０の例として、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤパターンプロジェクターがあげられる。なお、複数の光源３１０，３４０を、１以上の光カーテン３２０，３５０及び光線１２０，１５０のどちらか又は両方を提供するために使用可能であることが当然理解される。複数の第１及び第２の光線１２０，１５０は、上述した第１及び第２の光線１２０，１５０に関する属性を有する。

図４Ｂに示すように、第１の光カーテン３２０は、間隔をあけた複数の第１の光線が物体１７０と交差しないように投射されるというように、投射される。一実施形態において、第１の光カーテン３２０は、図５Ｂを参照して後述するように、部分的又は全体的に物体１７０と交差するようにも投射され得る。

図４Ａに示すように、第１の光カーテン３２０は、ｙ軸方向に間隔をおいた複数の第１の光線１２０を有する。一例として、図４Ａには、第１の光線群１２０−Ａ，１２０−Ｂ，１２０−Ｃ，１２０−Ｄ，１２０−Ｅ，１２０−Ｆ，１２０−Ｇ，１２０−Ｈ，１２０−Ｉ，１２０−Ｊ，１２０−Ｋ，１２０−Ｌを描写してある。第２の光カーテン３５０は、ｙ軸方向に間隔をおいた複数の第２の光線１５０、例えば、１５０−Ａ，１５０−Ｂ，１５０−Ｃ，１５０−Ｄ，１５０−Ｅ，１５０−Ｆ，１５０−Ｇ，１５０−Ｈ，１５０−Ｉ，１５０−Ｊ，１５０−Ｋ，１５０−Ｌを有する。より多数又は少数の光線群でもよいことが当然理解される。

第１の光線群１２０は、第２の光線群１５０と同じ間隔又は異なる間隔をもつ。さらに、第１の光線群１２０は、互いに平行か又は扇形パターンとされる。第２の光線群１５０は、互いに平行か又は扇形パターンとされる。第１の光線群１２０は、検査ベース１８０の表面１８８に対し、第１の角度２００又は一連の角度２００で提供される。第２の光線群１５０は、検査ベース１８０の表面１８８に対し、第２の角度２０２又は一連の角度２０２Ａ〜２０２Ｌで提供される。第１及び第２の角度２００，２０２は、互いに異なっている。図４Ａに例示する一連の角度２０２Ａ〜２０２Ｌのように、一連の角度中の各角度も異なっている。第１及び第２の光線群１２０，１５０は、検査ベース１８０の表面１８８に対し垂直か、又は検査ベース１８０に対し垂直以外の角度か、あるいはこれら角度の組み合わせとされる。第１の光線群１２０は、部分的又は全体的に物体１７０と交差するように配向されるか、又は、部分的又は全体的に物体１７０と交差しないように配向される。第２の光線群１５０は、部分的又は全体的に物体１７０と交差するように配向される。

第１の光線群１２０及び第２の光線群１５０は、図４Ａに示す側方から見たときに、検査ベース１８０上の予め決められた距離において互いに交錯する配向に又は並び方に、あるいは、互いに交錯して見えるように、予め決められる。側方から見て互いに交錯するように現れる同種の第１及び第２光線群１２０，１５０は、上方から見たときに、予め決められた距離において光線が互いに整列するパターンを生成するように現れる。その予め決められた距離は、図４Ｂに示すように、検出領域１３０にある物体１７０の検査ベース１８０からの予定の高さＨであり、第１及び第２の光源３１０，３４０からの予め決められた距離Ｆとして測定され又は表される。予定の高さＨと予め決められた距離Ｆを合計すると、第１及び第２の光源３１０，３４０から検査ベース１８０までの距離Ｇとなる。第１の光線群１２０は、例えば、第１の光線群１２０が検査ベース１８０の表面１８８に投射されたときに、あるいは、第１の光線群１２０が物体１７０の上部１８６ｄに予め決められた距離Ｆで投射されたときに、上から見て、１以上の第１の光線１２０が１以上の第２の光線１５０と整列したり重なったりするように、投射される。

概説すれば、物体１７０の高さが予定の高さＨに対し変動する場合、検査ベース１８０に対して垂直ではない角度（すなわち、９０°以外の角度）にある第１及び第２の光線群１２０，１５０は、上から見て、ｙ軸方向に位置を変えて現れる。物体１７０の上部１８６が、垂直以外の角度とした第１又は第２（あるいは第１及び第２）の光線群１２０，１５０と、検査ベース１８０から異なる距離で、言い換えると、光源３１０，３４０（のいずれか又は両方）から第１又は第２（あるいは第１及び第２）の光線群１２０，１５０の方向において異なる距離で、交差するとき、当該光線群１２０，１５０のいずれか又は両方は、予定の高さＨ（すなわち、光源３１０，３４０からの予め決められた距離Ｆ）において生成されるパターンに対して、物体１７０の上部１８６において異なるパターンを生成する。

例示の図４Ａ及び図４Ｂにおいて、第１の光カーテン３２０は、予め決められた距離Ｇで投射され且つ物体１７０と交差しないように配向された間隔をおいて互いに平行の第１の光線群１２０を生成する。この例の予め決められた距離Ｇは、予め決められた距離Ｆの先にある検出領域１３０の検査ベース１８０の表面１８８までである。本例において、第２の光カーテン３５０は、予め決められた距離Ｆ（物体１７０の予定の高さＨ）で投射され且つ物体１７０と交差するように配向された扇形パターンの第２の光線群１５０を生成する。扇形パターンの第２の光線群１５０は、検査ベース１８０の表面１８８に対し垂直である１つの光線、例えば１５０−Ａを有し、その他の光線、例えば１５０−Ｂ〜１５０−Ｌは、検査ベース１８０の表面１８８及び第１の光線群１２０に対し、垂直以外の１つ以上の角度２０２−Ａ〜２０２−Ｌである。したがって、物体１７０の上部１８６の高さが変わると、傾斜した第２の光線群１５０の軸方向に沿った異なる所で上部１８６と第２の光線群１５０とが交差するので、第２の光線群１５０は、上から見て、ｙ軸方向において位置が変化して現れる。これに対し、本例における第１の光線群１２０と検査ベース１８０との間の角度２００は９０°であるから、物体１７０の上部１８６の高さが変わっても、第１の光線群１２０は、上から見て、位置を変化させずに現れる。位置を変えない様相の第１の光線群１２０は、位置を変える第２の光線群１５０に対する基準として使用できる。上述したように、第１の光線群１２０も、１つ以上の垂直以外の角度２０２又は扇形パターン、あるいは１つ以上の垂直以外の角度２０２及び扇形パターンである場合は、第１及び第２の光線群１２０，１５０により形成されるパターンの全変化を使用できることが当然理解される。

光源コントローラ１５５及び画像処理システム１６０は上述したとおりである。画像処理システム１６０は、マシンビジョンシステムとし得る。例えば１以上のカメラである１以上の光検出器１６２ａ〜１６２ｎは、第１及び第２の光線群１２０，１５０を離れて検知し、第１及び第２の光線群１２０，１５０により生成される１以上のパターンを示す１以上の出力信号１６６を発生する。第１及び第２の光線群１２０，１５０の少なくとも一方は、物体１７０の上部１８６に少なくとも部分的に１以上のパターンを生成するように配向される。

１以上のプロセッサ１６４は、コンピュータ実行可能命令を実行して、１以上の光検出器１６２ａ〜１６２ｎからの１以上の出力信号１６６を受信し、１以上のパターンにおいて第２の光線１５０に対する第１の光線１２０の位置を分析することによって、物体１７０の高さ／厚さを判定する。

パターンは、上から見た１以上の第１及び第２の光線１２０，１５０の整列又は不整列による、直線の連続線と不連続線の様相を含んでいる。なお、他の予め決められたパターンでもよいことは当然理解される。例えば、図４Ｂには、物体１７０と交差しないように投射される光線群１２０を示しているが、第１及び第２の光線群１２０，１５０は、両方が、物体１７０の上部１８６と部分的又は全体的に交差するように投射してもよい。この場合、パターンは、図５Ｂを参照して後述するように、上から見て重なっている光線１２０，１５０を含む。

画像処理システム１６０は、第１及び第２の光線１２０，１５０の同一線上整列（又は不整列）の量（程度）、すなわち、第１の光線群１２０の１つと第２の光線群１５０の１つとが上から見た様相における連続直線の形成にどのくらい迫っているか、を計算する。その量は数値化される。当該量は、マシンビジョンシステムなどの画像処理システム１６０により検出される。正確な同一線上整列がない場合には、画像処理システム１６０は、最も良く整列している同一線上整列を選択するように使用される。同等の不正確さをもった光線の同一線上整列が２つある場合、画像処理システムは、そのペアの両者が単独で最高の同一線性を達成したと判定した結果の単純平均など、最良の妥協策を選択する。

図５Ａは、物体１７０の上部１８６ｄが予定の高さＨ（すなわち、第１及び第２の光源３１０，３４０からの予め決められた距離Ｆ）にあるときに、図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システム１００ａによりキャプチャされた、物体１７０の上部１８６における第２の光線群１５０と検査ベース１８０の表面１８８における第１の光線群１２０との例示画像３００ｂを概略的に示す。第１の光線群１２０の少なくとも１つは、第１及び第２の光源３１０，３４０からの予め決められた距離Ｆにおいて、第２の光線群１５０の少なくとも１つと同一線上に整列するように提供される。第１の光線群１２０は、予め決められた距離で、第２の光線群１５０と同じ長さでもよいし、第２の光線群１５０とは違う長さでもよい。一実施形態において、第１の光線群１２０は、例えば図５Ａ〜図５Ｄに示すように、定規目盛状の様相を形成するために複数の長さを呈する。この形態は、第２の光線群１５０に対する第１の光線群１２０の関係を副尺目盛型測定ツールとして利用することを可能にする。

本例において、第１及び第２の光カーテン３２０，３５０の第１及び第２の光線群１２０，１５０は、第１及び第２の光源３１０，３４０から次のように投射される。第１の光線群１２０−Ａ〜１２０−Ｌが予め決められた距離Ｇ（検出領域１３０の検査ベース１８０の表面１８８）で投射され且つ第２の光線群１５０−Ａ〜１５０−Ｌが予め決められた距離Ｆで投射されるときに、図５Ａに示すとおり、（１）第１の光線１２０−Ａと第２の光線１５０−Ａが上から見て同一線上に整列して連続直線の様相をもつパターンを形成し、（２）第１の光線１２０−Ｇと第２の光線１５０−Ｈが上から見て同一線上に整列して連続直線の様相をもつパターンを形成し、（３）その他の第１の光線（１２０−Ｂ，１２０−Ｃ，１２０−Ｄ，１２０−Ｅ，１２０−Ｆ，１２０−Ｈ，１２０−Ｉ，１２０−Ｊ，１２０−Ｋ，１２０−Ｌ）と第２の光線（１５０−Ｂ，１５０−Ｃ，１５０−Ｄ，１５０−Ｅ，１５０−Ｆ，１５０−Ｇ，１５０−Ｉ，１５０−Ｊ，１５０−Ｋ，１５０−Ｌ）は同一線上に整列せず、不連続線の様相をもつパターンを形成する。予め決められた距離Ｆで同一線上に整列するように予め決められた第１の光線１２０及び第２の光線１５０の数は適宜であることが当然理解される。

図５Ｂは、図５Ａの画像と類似した例示画像３００ｂを概略で示すが、第１の光カーテン３２０の第１の光線群１２０及び第２の光カーテン３５０の第２の光線群１５０の両方が、物体１７０と交差するように延びて投射されている。図５Ｂから分かるように、物体１７０と第１の光線群１２０との交差は、上から見たときに、物体１７０の表面１８６ｄにおいて光線群１２０，１５０が重なるパターンを生成し、例えば（１）第１の光線１２０−Ａと第２の光線１５０−Ａが上から見て同一線上に整列して重なり、連続直線の様相をもつパターンを形成し、（２）第１の光線１２０−Ｇと第２の光線１５０−Ｈが上から見て同一線上に整列して重なり、連続直線の様相をもつパターンを形成する。明確となるように、図５Ｂにおいて第１の光線群１２０は点線で示してある。

上述したように、概して、第２の光源３４０から物体１７０の上部１８６までの距離が変われば（すなわち、物体１７０の高さが変われば）、図５Ｃ〜図５Ｄに示すとおり、第２の光線１５０の位置がｙ軸方向において変化する。したがって、予め決められた距離Ｆにおいて連続直線として現れていた第１及び第２の光線１２０，１５０によって、画像３００ｂ中に、不連続線の様相をもつパターンが生成される。

図５Ｃは、物体１７０の上部１８６ａが距離Ｊにあるときに、図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システム１００ａによりキャプチャされた画像３００ｂの概略を示す。物体１７０の上部１８６が予定の高さＨより高い場合など、第２の光源３４０までの距離Ｊが予め決められた距離Ｆよりも短い場合、図５Ｃに示すように、第２の光線群１５０はｙ軸において負の方向に変位して現れる。この例において、物体１７０が予定の高さＨよりも高く、第１の光線１２０−Ｇはもはや第２の光線１５０−Ｈと整列しておらず、異なるパターンが形成されている。例えば、図５Ｃにおいて、第１の光線１２０−Ｉが第２の光線１５０−Ｋと整列して、上から見て直線の様相をもつパターンを形成している。

図５Ｄは、物体１７０の上部１８６ｂが距離Ｉにあるときに、図４Ａ及び図４Ｂの例示測定システム１００ａによりキャプチャされた画像３００ｂの概略を示す。物体１７０の上部１８６ｂが予定の高さＨよりも低い場合など、第２の光源３４０までの距離Ｉが予め決められた距離Ｆよりも長い場合、図５Ｄに示すように、第２の光線群１５０はｙ軸において正の方向に変位して現れる。この例の場合も、第１の光線１２０−Ｇはもはや第２の光線１５０−Ｈと整列せず、異なるパターンが生成されている。例えば、図５Ｄにおいて、第１の光線１２０−Ｋが第２の光線１５０−Ｌと整列して、上から見て直線のパターンを形成している。物体１７０が予定の高さＨよりも低い場合の光線群１２０，１５０の整列の変位は、物体１７０が予定の高さＨよりも高い場合の光線群１２０，１５０の整列の変位に対して反対の方向に生じる。

予め決められた角度、線間隔、それに第１及び第２の光源３１０，３４０からの距離の少なくともいずれかが既知であることにより、第２の光線群１５０について第１の光線群１２０との関係において分析し、検出領域１３０にある物体１７０の高さ／厚さを判定することができる。当該分析は、第１の光線１２０−Ｊと第２の光線１５０−Ｋとが、例えば単一直線の様相を形成するなどの予め決められたパターンへの整合に、量的又は質的に、あるいは量的及び質的に、どの程度近いかを分析することを含む。予め決められた距離において第１及び第２の光線群１２０，１５０の配列が決まっていれば、１以上のプロセッサ１６４が実際のパターン（光線群１２０，１５０の整列のずれや不連続線パターンなど）をその予期パターン（例えば、１以上の第１の光線１２０と第２の光線１５０とが整列して１以上の単一連続線の様相を生成する）と比較して、第２の光カーテン３５０の範囲内にある物体１７０の高さを判定することができる。

予め決められた距離Ｇが予め決められた距離Ｆと同じであってもよいことが当然理解される。すなわち、第１の光線群１２０は、第２の光線群１５０と同じ距離に投射することも可能である。別の言い方をすれば、第１の光線群１２０は、予め決められた距離Ｇに投射される場合に比べて、予め決められた距離Ｆに投射される場合の方が、上から見て第２の光線群１５０と整合する。しかしながら、予め決められた距離Ｇ及び予め決められた距離Ｆ（すなわち、第１の光線群１２０の投射距離及び第２の光線群１５０の投射距離）の間の差が大きいほど、物体１７０の上部１８６が予め決められた距離Ｆ（すなわち、予定の高さＨ）にないときに、第１の光線群１２０及び第２の光線群１５０の間の（上から見た）整列の変位がより多く生成される。

図６Ａに、図４の測定システム１００ａと同様の例示測定システム１００ｂの側面を概略的に示すが、ただし、この例示測定システム１００ｂは、第１の光線群１２０とは異なる間隔をもち且つ互いに平行な第２の光線群１５０を有する。この例において、所定間隔の第２の光線群１５０は、（扇形パターンのものとは違って）互いに平行であり、第１のの光線群１２０に対し角度２１０をもつ。第２の光線群１５０の間の間隔は、第１の光線群１２０の間の間隔と異なる。

第１の光線群１２０と第２の光線群１５０との間の角度２１０は、図６Ａにおいて１０度程度に示されている。第１の光線群１２０と第２の光線群１５０との間の角度２１０を大きくすると、光線群１２０，１５０の交点間のより小さな分離で第２の光カーテン３５０内にある物体１７０の高さのより詳細な識別が可能になる。第１の光線群１２０と第２の光線群１５０との間を識別する能力を失わない限りにおいて、角度２１０の選択は自由である。一例として、図６Ｂに、図６Ａ同様の例示測定システム１００ｂの概略を示すが、その第１の光線群１２０と第２の光線群１５０との間の角度２１０は２０度ほどある。本例において、第１の光線群１２０の角度２００は、検査ベース上面１８８に対し垂直である。

図６Ａに示した例において、第１の光線群１２０と第２の光線群１５０とは、第１及び第２の光源３１０，３４０から次のように投射される。第１の光線群１２０−Ａ〜１２０−Ｌが予め決められた距離Ｇ（検査ベース１８０の表面１８８）へ投射され、第２の光線群１５０−Ａ〜１５０−Ｌが物体の予定高さＨ（すなわち、予め決められた距離Ｆ）へ投射されるときに、図７Ａに示すように、（１）第１の光線１２０−Ａと第２の光線１５０−Ａとが上から見て同一線上に整列し、（２）第１の光線１２０−Ｊと第２の光線１５０−Ｋとが上から見て同一線上に整列し、（３）その他の第１の光線１２０及び第２の光線１５０は、上から見て同一線上に整列しない。

図７Ａは、予定の高さＨ（予め決められた距離Ｆ）にある物体１７０の上部１８６ｄにおける第２の光線群１５０と検査ベース１８０の表面１８８における第１の光線群１２０とを示す、図６Ａの例示測定システム１００ｂによりキャプチャした画像３００ｃの概略である。この例の場合、第１及び第２の光線群１２０，１５０は、物体１７０の上部１８６ｄが予定の高さＨ（予め決められた距離Ｆ）にあるときに、第１の光線１２０−Ａと第２の光線１５０−Ａとが整列して連続直線の様相をもつパターンを形成し、さらに第１の光線１２０−Ｊと第２の光線１５０−Ｋとが同一線上に整列して連続直線の様相をもつパターンを形成するように、配向されている。このときの他の第１の光線１２０−Ｂ，１２０−Ｃ，１２０−Ｄ，１２０−Ｅ，１２０−Ｆ，１２０−Ｇ，１２０−Ｈ，１２０−Ｉ，１２０−Ｋ，１２０−Ｌは、予め決められた距離Ｆにおいて、他の第２の光線１５０−Ｂ，１５０−Ｃ，１５０−Ｄ，１５０−Ｅ，１５０−Ｆ，１５０−Ｇ，１５０−Ｈ，１５０−Ｉ，１５０−Ｊ，１５０−Ｌと整列しないように意図して投射される。予め決められた距離Ｆで同一線上に整列するように予め決められる第１の光線１２０及び第２の光線１５０の数は適宜であることが当然理解される。

図７Ｂは、物体１７０の上部１８６ａが距離Ｊにある場合の画像３００ｃの概略である。第２の光源３４０までの距離Ｊは、物体１７０の上部１８６ａが予定の高さＨよりも高いときなど、予め決められた距離Ｆよりも短い。したがって、第２の光線群１５０は、図７Ｂに示すとおり、ｙ軸において正の方向へ変位して現れる。図７Ｂの例において、第１の光線１２０−Ｊは、もはや画像３００ｃ中の第２の光線１５０−Ｋとは整列しておらず、違ったパターンが形成されている。例えば、図７Ｂにおいて第１の光線１２０−Ｃが、第２の光線１５０−Ｃと整列し、単一直線の様相をもつパターンを形成している。

図７Ｃは、物体１７０の上部１８６ｂが距離Ｉにあるときの画像３００ｃの概略である。物体１７０の上部１８６ｂが予定の高さＨより低い高さ／厚さであるときなど、第２の光源３４０までの距離Ｉが予め決められた距離Ｆよりも長い場合、第２の光線群１５０は、図７Ｃに示すとおり、ｙ軸において負の方向へ変位して現れる。この例においても、第１の光線１２０−Ｊはもはや第２の光線１５０−Ｋとは整列しておらず、異なるパターンが形成されている。例えば、図７Ｃにおいて第１の光線１２０−Ｈが、第２の光線１５０−Ｉと整列して直線の様相をもつパターンを形成している。

物体１７０が予定の高さ／厚さよりも低い高さ／厚さである場合の光線群１２０，１５０の整列のずれは、物体１７０が予定の高さ／厚さよりも高い高さ／厚さである場合の光線群１２０，１５０のずれとは反対の方向である。

予め決められた角度、線間隔、第１及び第２の光源３１０，３４０からの距離の少なくともいずれかが既知であることにより、第１の光線群１２０に対する第２の光線群１５０の関係が分析され、検出領域１３０において第１又は第２、あるいは第１及び第２の光線群１２０，１５０の範囲内にある物体１７０の高さ／厚さを判定することができる。一実施形態において、画像処理システム１６０は、光線群１２０，１５０により形成される実際のパターンを光線群１２０，１５０の予期パターンと比較し、物体１７０の高さ／厚さを判定する。

一実施形態において、複数の予め決められた距離が設定され、その追加された予め決められた距離において、第１の光源３２０からの別の第１の光線１２０が、第２の光源３５０からの別の第２の光線１５０と整列するように追加してもよい。

一実施形態において、第１及び第２の光源１１０，１４０は、第１及び第２の光線１２０，１５０が交差して物体１７０の上部１８６に交差点の画像を形成するように、配向される。一例として、図８Ａに、第１及び第２の光線１２０，１５０が互いに交差するように配向された例示測定システム１００ｃの一部を斜視図で（光線１２０，１５０を可視化して）概略的に示す。図８Ａにおいて、物体上部１８６ｄは予定の高さにある。図８Ｂは、図８Ａのシステム１００ｃの上面を示す。この例において、物体上部１８６ｄが予定の高さ／厚さであるとき、光線１２０，１５０の交差点は予め決められた位置にある。

物体上部１８６の高さ／厚さが変わると、交差点の位置も変化する。例えば、図８Ａの例示測定システム１００ｃの斜視図概略を示す図９Ａを参照すると、物体上部１８６ａが予定の高さよりも高く、光線１２０，１５０の交差点が、物体上部１８６ｄが予定の高さである場合とは異なる位置にある。図９Ｂは、図９Ａのシステム１００ｃの上面である。別の例では、図８Ａの例示測定システム１００ｃの斜視図概略を示す図１０Ａを参照すると、物体上部１８６ｂが予定の高さよりも低く、光線１２０，１５０の交差点が、物体上部１８６ｄが予定の高さである場合とは異なる位置にある。図１０Ｂは、図１０Ａのシステム１００ｃの上面である。このような交差点の位置を判定することにより、交差点の位置と物体上部１８６の厚さ／高さとの間の既知の関係に基づいて、物体上部１８６の厚さを判定することができる。

上述したように、画像処理システム１００ｃは、少なくとも１つの第１の光線１２０及び少なくとも１つの第２の光線１５０を離れたところで検知し、少なくとも１つの第１の光線１２０及び少なくとも１つの第２の光線１５０により生成される１以上のパターンを表す出力信号１６６を発生する、１以上カメラ等の１以上の光検出器１６２を含み、少なくとも１つの光線が物体１７０の上部１８６へ少なくとも部分的に配向されている。画像処理システム１００ｃは、また、コンピュータ実行可能命令を実行することで、出力信号１６６を受信し、１以上のパターンにおいて少なくとも１つの第２の光線１５０に対する少なくとも１つの第１の光線１２０の位置を分析して物体１７０の上部１８６の高さを判定する、１以上のプロセッサ１６４を含む。例えば、前記位置は交差点の位置である。より多数の光線を使用することも、又は１以上の光カーテンを使用することも可能であるし、あるいはこれらの併用も可能であることが当然理解される。可視又は不可視、あるいは可視及び不可視の波長の光を使用できることも当然理解される。

検出領域１３０にある物体１７０の高さ／厚さの判定は、物体１７０を予定通りの高さ／厚さにする自動化補正を可能にし、そして、予定の高さ／厚さの物体１７０と予定の高さ／厚さを上回る／下回る物体１７０とを選別する検査システムにおける使用も可能にする。方向も含んだ位置取りの識別によって、物体１７０の高さの補正が可能になる。例えば、検出領域１３０を通過する物体１７０の厚さを制御する工程について、方向も含んだ光線１２０，１５０の位置取りに基づいて厚さを変更するように修正することができる。このような物体１７０の厚さを制御する工程の例として、加圧ロール、フライス盤、平削り盤、又は押出成形機のスリット、その他がある。

物体の測定に光を利用する従来のシステムは、読み取りが難しく、あいまい、不確かで、そして小さな変位に対し感度がよくない。本発明は、光分析を通した光学的計測の方法論とシステムを用いて、これらの欠点に対応する。例示した実施形態では、検出領域に、個別に識別可能な複数の光線を提供する。光線は画像処理システムにより検出され、この画像処理システムが、光線の位置と様相のいずれか又は両方に基づいて、検出領域にある物体の高さ（厚さ）を判定する。これにより、自動化システムにおいて、ターゲットを正規の高さに保つ自動化補正が可能になり、さらに、システムがターゲットの厚さを補正するべくアジャストされ、そして、検査システムにおいて、厚すぎ、薄すぎ、正確な物体の選別が可能になる。

以上の記載は、例示とその説明を提供するが、余すところのない開示を目的としてはおらず、また、発明の思想を、開示した通りの態様に限定することを目的としたものでもない。上記教示を参考にした修正及び派生があり得るし、ここに説明した方法論の実践を通じた修正及び派生の取得もあり得る。

具体的な特徴の組み合わせが、特許請求の範囲に記載され、明細書に開示されているが、これら組み合わせは発明を限定することを意図したものではない。実際には、当該特徴の多くが、特許請求の範囲に具体的に記載されておらず、明細書に具体的に開示されていない方法で組み合わせ可能である。特許請求の範囲の各従属請求項は、他の１つの請求項に従属するが、発明は、特許請求の範囲における各従属請求項と他のあらゆる請求項との組み合わせも含んでいる。

本願において使用されていない要素、作用、命令であっても、実施形態の外側にあると明確に指摘していない限りは、発明に欠かせないと解釈されるべきである。さらに、「基づいて」なる言い回しは、違う意味に言及していない限り、「少なくとも部分的に基づいて」の意味を意図している。

１００ 測定システム
１１０，１４０，３１０，３４０ 光源
１２０，１５０ 光線（光線群）
１３０ 検出領域
１５５ 光源コントローラ
１６０ 画像処理システム
１６２ 光検出器
１６４ プロセッサ
１６６ 出力信号
１７０ 物体（ターゲット）
１８０ 検査ベース
１８６ 上部（物体の）
１８８ 表面（検査ベースの）
３００ 画像
３２０，３５０ 光カーテン

Claims (21)

1. 検査ベースと、
   検出領域へ第１の光線を提供する第１の光源と、
   前記第１の光源から離して設けられ、前記検出領域へ第２の光線を提供する第２の光源と、
   前記第１の光源及び前記第２の光源を制御する少なくとも１つの光源コントローラと、
   少なくとも１つの画像処理システムと、
   を備え、
   前記第１の光線が前記検査ベース上の予め決められた距離において前記第２の光線と交錯し、前記第１の光線は前記第２の光線から区別可能であり、
   前記少なくとも１つの画像処理システムは、
   前記第１の光線及び前記第２の光線を離れて検知し、前記第１の光線及び前記第２の光線によって物体の上部に生成される１以上のパターンを示す出力信号を発生するように構成された１以上の光検出器と、
   コンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記出力信号を受信し、前記１以上のパターンにおいて前記第２の光線に対する前記第１の光線の位置を分析して、前記物体の前記上部の高さを判定する１以上のプロセッサと、を含む、システム。
2. 前記光検出器がカメラである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記画像処理システムがカメラベースのマシンビジョン光学計測システムの一部である請求項１に記載のシステム。
4. 前記第１の光線が、前記予め決められた距離で前記第２の光線と同一線上に重なり、該第１の光線の中央点が前記第２の光線の中央点と同じ位置にある、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第２の光線に対する前記第１の光線の位置が、前記第２の光線の前記中央点に対する前記第１の光線の前記中央点の位置に基づく、請求項４に記載のシステム。
6. １以上の前記光線が人の可視領域外の波長である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記第１の光線が第１のパターンであり、前記第２の光線が第２のパターンである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第１の光線が第１の時間で提供され且つ前記第２の光線が第２の時間で提供され、これら第１の時間及び第２の時間は異なる時点である、請求項１に記載のシステム。
9. 前記１以上のプロセッサは、コンピュータ実行可能命令にアクセスし、該コンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記第２の光線における少なくとも２点に対する前記第１の光線における少なくとも２点の位置にさらに基づいて、前記１以上のパターン範囲内の前記物体の高さを判定する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記第１の光線が第１の色で、前記第２の光線が第２の色である、請求項１に記載のシステム。
11. 前記１以上のプロセッサは、コンピュータ実行可能命令にアクセスし、該コンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記第１及び第２の光線の色のパターンに基づいて、前記１以上のパターン範囲内の前記物体の高さを判定する、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記プロセッサがコンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記画像処理システムが、少なくとも１つの前記光線の色及び長さにさらに基づいて、前記１以上のパターン範囲内の前記物体の高さを判定する、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記第１の光源及び前記第２の光源は、交互シーケンスで前記第１の光線と前記第２の光線を提供するように構成され、
    前記プロセッサがコンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記画像処理システムがさらに、前記第１の光線を前記第２の光線から区別できるように、前記第１の光線及び前記第２の光線の前記交互シーケンスに同期して前記光検出器からの入力を受信する、請求項１に記載のシステム。
14. 前記第１の光線が第１のサブパターンを有し且つ前記第２の光線が第２のサブパターンを有し、前記第１のサブパターンと前記第２のサブパターンとは異なるものであり、
    前記プロセッサがコンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記画像処理システムが、さらに前記光線の前記サブパターンに少なくとも部分的に基づいて、前記光線範囲内の前記物体の高さを判定する、請求項１に記載のシステム。
15. 検出領域内に第１の波長の第１の光線を提供する第１の光源と、
    前記検出領域内に第２の波長の第２の光線を提供する第２の光源と、
    前記第１及び第２の光源を制御する少なくとも１つの光源コントローラと、
    少なくとも１つの画像処理システムと、
    を備え、
    前記第１の光線が前記第１の光源及び前記第２の光源から予め決められた距離で前記第２の光線と交錯し、
    前記少なくとも１つの画像処理システムは、
    前記第１の光線を離れて検知し、前記第１の光線により物体の上部に生成される１以上のパターンを示す第１の出力信号を発生するように構成され、前記第２の光線の波長を含まない第１の予め決められた光波長の範囲に対し感度を有する第１のカメラと、
    前記第２の光線を離れて検知し、前記第２の光線により前記物体の前記上部に生成される１以上のパターンを示す第２の出力信号を発生するように構成され、前記第１の光線の波長を含まない第２の予め決められた光波長の範囲に対し感度を有する第２のカメラと、
    コンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記第１及び第２の出力信号を受信し、前記第２の光線に対する前記第１の光線の位置により形成されるパターンを分析して、前記物体の前記上部の高さを判定する１以上のプロセッサと、を含む、システム。
16. 検出領域内に第１の偏光の第１の光線を提供する第１の光源と、
    前記検出領域内に第２の偏光の第２の光線を提供する第２の光源と、
    前記第１及び第２の光源を制御する少なくとも１つの光源コントローラと、
    少なくとも１つの画像処理システムと、
    を備え、
    前記第１の光線が前記第１の光源及び前記第２の光源から予め決められた距離で前記第２の光線と交錯し、
    前記少なくとも１つの画像処理システムは、
    前記第１の光線を離れて検知し、前記第１の光線により物体の上部に生成される１以上のパターンを示す第１の出力信号を発生するように構成され、前記第１の光線をカメラへ通すように構成された前記第１の偏光方向をもつ第１の偏光フィルタを有する第１のカメラと、
    前記第２の光線を離れて検知し、前記第２の光線により前記物体の前記上部に生成される１以上のパターンを示す第２の出力信号を発生するように構成され、前記第２の光線をカメラへ通すように構成された前記第２の偏光方向をもつ第２の偏光フィルタを有する第２のカメラと、
    コンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記第１及び第２の出力信号を受信し、前記１以上のパターンにおいて前記第２の光線に対する前記第１の光線の位置を分析して、前記物体の前記上部の高さを判定する１以上のプロセッサと、を含む、システム。
17. 間隔をあけた第１の光線群からなる第１の光カーテンを検出領域内へ提供する第１の光源と、
    間隔をあけた第２の光線群からなる第２の光カーテンを前記検出領域内へ提供する、前記第１の光源とは別に設けられた第２の光源と、
    前記第１の光源及び前記第２の光源を制御する少なくとも１つの光源コントローラと、
    少なくとも１つの画像処理システムと、
    を備え、
    前記第１の光源及び前記第２の光源から予め決められた距離で少なくとも１つの前記第１の光線が少なくとも１つの前記第２の光線と整列し、前記第１の光線群は前記第２の光線群から区別可能であり、
    前記少なくとも１つの画像処理システムは、
    物体の上部に少なくとも部分的に配向された前記少なくとも１つの第１の光線及び前記少なくとも１つの第２の光線を離れて検知し、前記少なくとも１つの第１の光線及び前記少なくとも１つの第２の光線により生成される１以上のパターンを示す出力信号を発生するように構成された１以上の光検出器と、
    コンピュータ実行可能命令を実行することにより、前記出力信号を受信し、前記１以上のパターンにおいて前記少なくとも１つの第２の光線に対する前記少なくとも１つの第１の光線の位置を分析して、前記物体の前記上部の高さを判定する１以上のプロセッサと、を含む、システム。
18. 前記光検出器がカメラベースのマシンビジョン光学計測システムの一部である、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記予め決められた距離が第１の予め決められた距離であり、前記第１の光カーテンのうちの別の前記第１の光線が、第２の予め決められた距離で前記第２の光カーテンのうちの別の前記第２の光線と整列する、請求項１７に記載のシステム。
20. 前記間隔をあけた第１の光線群の少なくとも１つの第１の光線が第１の角度で提供され、前記間隔をあけた第２の光線群の少なくとも１つの第２の光線が第２の角度で提供される、請求項１７に記載のシステム。
21. １以上の前記光線が人の可視領域外の波長である、請求項１７に記載のシステム。