JP2015524050A - ターゲット物体の表面の深さをプロファイリングするための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、レーザの２次元アレイ５と、ターゲット物体の表面の領域上に２次元の照明パターン３１を投射するための光学デバイス１５と、ターゲット物体の表面の領域上に投射された２次元のパターンの画像を取り込む画像取込デバイス１０と、画像取込デバイスによって取り込まれた画像から、ターゲット物体の表面の２次元の領域の深さプロファイルを再構成するために、取り込まれた画像を処理するプロセッサ２５と、を有する、ターゲット物体３０の表面の深さをプロファイリングするための装置１に関する。

Description

本発明は、ターゲット物体の表面の深さをプロファイリングするための装置及び方法に関する。

３Ｄデジタルデータを生成するための技術は、例えばジェスチャ制御及び３Ｄシーンの記録を可能にするための、活発な研究分野である。干渉測定、三角測量、及び飛行時間撮像の、３つの主要な測距技術がある。後者はより大きな深さ範囲に対して用いられることができる一方で、三角測量は近距離に対してよりふさわしい。高解像度を達成するためには、干渉測定に基づく方法を用いることができる。三角測量は、能動照明及び画像記録デバイスが利用される既知の技術である。能動照明技術は、ターゲット物体上に投射される特定の光のパターンを利用する。続いて、検出された光のパターンの歪みが、深さプロファイルを再構成するために用いられ得る。

例えば肌といった表面の非接触の深さプロファイリング方法は、しわや小じわのような表面の品質を検出し定量化するために必要とされ得る。近距離の測定に対する非接触方法は、深さプロファイリング装置と表面との間の接触が、スキャンされる表面の深さプロファイルを変形させ、誤測定につながる恐れがある場合に必要とされ得る。医療分野では、深さプロファイリングは、家庭環境内でほくろ（メラノサイト母斑）をスキャンし、経年的なほくろの成長を追うために用いられ得る。他の分野では、葉の表面レリーフ構造をスキャンしたい場合があり得る。深さプロファイリングは、マイクロメータ以上のオーダの特徴に関し、関心が持たれるであろう。

業界のプロセスラインにおいて３Ｄ物体をプロファイルするレーザラインスキャナが知られており、レーザラインスキャナにより、レーザラインが光回折素子によって結像され、ターゲット物体の表面全体を移動される。しかしながら、レーザラインスキャナは、調査中の物体の３Ｄデータを得るために、精密な動きを必要とし、及び／又は場合によってはレーザラインか物体かのいずれかの追跡を必要とする。レーザからのスペックルノイズも、限定要因である。

他の方法は、光プロジェクタ装置を利用することであるが、これらは比較的大きくて高価である。更に、プロジェクタ装置は、一般的に顔全体のような数ミリメートルの低い深さ解像度を有する大きな物体に対して用いられる。

特定の、多くの場合複雑な、光パターンを生成する別の態様は、複数の回折光学素子を用いることによる。しかしながら、回折素子のデザインは容易ではない。その上、より小さな構造化のニーズとともに、更なる小型化が回折光学素子のデザイン上の要求を高める。透明ガラス又はプラスチック板において、費用効率が高い手段によって作製され得る最小構造の大きさには限界がある。米国特許出願公開第２０１１／０１３００６Ａ１号、米国特許出願公開第２０１１／０４０１９２Ａ１号、及び米国特許出願公開第２００９／１１８７２０号が参照される。

本発明は、ターゲット物体の表面の深さをプロファイリングするための装置であって、前記装置は、レーザの２次元アレイを有する第１光源と、前記ターゲット物体の前記表面の領域上に２次元のマルチライン照明パターンを投射するための光学デバイスと、前記ターゲット物体の前記表面の前記領域上に投射された２次元の前記照明パターンの画像を取り込む画像取込デバイスと、前記画像取込デバイスによって取り込まれた前記画像から、前記ターゲット物体の前記表面の２次元の前記領域の深さプロファイルを再構成するために、取り込まれた前記画像を処理するプロセッサと、を有し、前記２次元アレイは複数の行を有し、少なくとも１つの行は隣接する行に対して横方向にオフセットされている、装置を提供する。

本発明では、前記レーザの２次元アレイは、異なる形状を持つ少なくとも２つのレーザを有する。

本発明では、前記２次元アレイは、均一照明モードと構造化照明モードとの間で切り換えられる。

本発明は、前記２次元アレイとターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するための手段を提供する。

本発明では、前記２次元アレイとターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するための前記手段は、前記第１光源に対して所定の角度で傾斜される第２光源を有し、前記第２光源は、前記ターゲット物体の前記表面上に第２照明パターンを投射し、前記画像取込デバイスは、前記第２照明パターンの画像を取り込み、前記プロセッサは、更に、取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像を処理し、前記所定の角度及び取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像に基づき、能動的な第１光源と前記ターゲット物体の前記表面との間の距離を決定する。

本発明では、前記レーザの２次元アレイは、垂直共振器型面発光レーザを有する。

本発明は、ターゲット物体の表面の深さをプロファイリングする方法であって、前記方法は、レーザの２次元アレイを有する第１光源から、前記ターゲット物体の前記表面の領域上に、２次元のマルチライン照明パターンを投射するステップと、前記照明パターンの画像を取り込むステップと、前記画像取込デバイスによって取り込まれた前記画像から、前記ターゲット物体の前記表面の前記領域の深さプロファイルを再構成するために、取り込まれた前記画像を処理するステップと、を有し、前記２次元アレイは複数の行を有し、少なくとも１つの行は隣接する行に対して横方向にオフセットされている、方法を提供する。

本発明は、前記２次元アレイを、均一照明モードと構造化照明モードとの間で切り換えるステップを提供する。

本発明は、前記２次元アレイと前記ターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するステップを提供する。

本発明では、前記２次元アレイとターゲット物体の前記表面との間の距離を決定する前記ステップは、前記第１光源に対して所定の角度に向けられた第２光源を前記ターゲット物体へ向けるステップと、前記第２光源から、前記ターゲット物体の前記表面上に、第２照明パターンを投射するステップと、前記第２照明パターンの画像を取り込むステップと、取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像を処理するステップと、前記所定の角度及び取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像に基づき、能動的な第１光源と前記ターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するステップと、を有する。

本発明は、プロセッサによって実行されたときに、本発明により提供される方法を実行するコンピュータプログラムの命令を記憶する、コンピュータ可読記憶媒体を提供する。

本発明が完全に理解されるように、本発明の実施形態が、添付の図を参照して単に例示的に説明されるであろう。

本発明の実施形態による深さプロファイリング装置の概略図である。 レーザアレイの平面図である。 本発明のそれぞれの実施形態の一つによるレーザアレイの平面図である。 本発明の実施形態を示す側面図である。 照明パターンの平面図である。 本発明のそれぞれの実施形態の一つによる照明パターンの平面図である。 本発明の実施形態の略図である。 本発明の実施形態の略図である。 本発明の実施形態によるレーザアレイを支持するチップの平面図である。

図１は、２次元レーザアレイ５と、ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラ等の画像取込デバイス１０と、レーザアレイ５に結合された第１レンズ１５とを有する、深さプロファイリング装置１を示す。画像取込デバイス１０は、画像取込アレイと、画像取込デバイス１０によって取り込まれる画像を合焦させるための第２レンズ２０とを有する。深さプロファイリング装置１は、プロセッサ２５を更に有し、プロセッサ２５は、深さプロファイリング装置１を制御し、画像取込デバイス１０によって取り込まれた画像を処理する。深さプロファイリング装置１は、深さプロファイリング装置１を制御し、取り込まれた画像を処理するために、プロセッサによって用いられるソフトウェアを記憶するためのメモリ２６を更に有する。深さプロファイリング装置１は、バッテリ又はメイン接続等の電源２７を更に有し、ディスプレイスクリーン等の出力ユニット及び／又はキーボード等の入力ユニットを持つユーザインターフェース２８を有する。

図２Ａ及び図２Ｂは、２つの例示的な実施形態によるレーザアレイ５の平面図を示す。

図２Ａは、Ｘ軸が図２Ｂの下にある矢印によって示されるように行方向である場合、レーザアレイ５の特定の行上の各レーザ（１番目、２番目、３番目等）が、前及び次の行上のそれぞれのレーザ（１番目、２番目、３番目等）と同じＸ軸座標値を有する、長方形レーザアレイ５を示す。

図２Ｂは、一連の行が前の行に比べてＸ軸に沿って一定の距離だけずらされる、レーザアレイ５を示す。

レーザアレイ５は、垂直共振器型面発光レーザ（以下、ＶＣＳＥＬ）のアレイであってよい。レーザアレイ５内でのＶＣＳＥＬの利用は、ＶＣＳＥＬの高い効率、低電流のしきい値電流、及び高い変調帯域幅のため有利である。更に、ＶＣＳＥＬのアレイの利用は、容易な加工及びウェハスケールテストやウェハスケール光学系の集積を可能とする、レーザの垂直発光のため、コスト面で利点がある。レーザアレイ５等のアレイ内の複数のＶＣＳＥＬの配置は、製造中の一つのリソグラフィ工程により制御されることができ、これは、形状、大きさ、及びアレイ表面積に対する密度に関し、高い選択の自由度を許容する。

好ましい実施形態では、レーザアレイ５は、約１平方ミリメートル（以下、ｓｑ ｍｍ）以下の面積を有する。レーザのアレイを有することは、小さな寸法が達成でき、これは製造コストを低減させるので有利である。更に、アレイを１次元で（すなわち直線状に）結像させるためにシリンドリカルレンズを用いることは、より複雑な光学デバイスを用いるよりも簡単なアレンジメントである。

レーザアレイ５は、５行から５０行までの間の行を有し、各行は１０個から５０個までの間のレーザを有する。図２Ｂに示されるように、一連の行は、前の行に対してＸ軸方向に実質的にシフトされている。

レーザアレイ５中のレーザの各々は、約１マイクロメートルから約２５マイクロメートル（以下、ミクロン）までの間の直径を有し、約２５ミクロンで隔てられている。例えば、１８行を有し、各行は２５個のレーザを有し、各レーザは直径約５ミクロンであり、各レーザ間は約２５ミクロンで隔てられるアレイが使用される。図２Ｂに示されるように、各一連の行は、Ｘ方向に各レーザの間隔の半分だけシフトされている。上記の実施例では、シフトは約１２．５ミクロンである。したがって、一連のレーザ（１番目、２番目、３番目．．．）のＸ方向の位置は、１つ置きの行における一連のレーザのＸ方向の位置に一致する。

図１に示される第１レンズ１５は、アレイ５の前に配置されるシリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズは、当該レンズを通過する光を直線上に集束させるために用いられることができる。第１レンズ１５は、平凸レンズ又は両凸レンズであってもよいが、代わりにフレネルレンズ又は単一の回折光学素子を用いてもよい。レーザアレイ５及び第１レンズ１５は、レーザ投光器１６を共に形成する。

図３は、ある実施形態によるレーザアレイ５、第１レンズ１５、及びターゲット物体３０上に投射される２次元の照明パターン３１を有するターゲット物体３０を示す。この実施形態では、第１レンズ１５はシリンドリカルレンズであり、２次元照明パターン３１はマルチラインパターンである。投射されるラインの数は、レーザアレイ５のアレンジメントに依存する。

例えば、図２Ａに示されるアレイのような長方形アレイは、各行内のレーザの数と等しい８本のラインを投射するであろう。図２Ｂに示されるようなアレイは、１５本のライン３１を生成するであろう。１行内に２５個のレーザがあり、各一連の行は、Ｘ方向にレーザ相互の間隔の半分と等しい距離だけシフトされている（図２Ｂに示されるアレンジメントと同様）上記の実施例では、５０本のラインがターゲット物体３０の表面上に投射されるであろう。

本発明の実施形態は、前の行に対してＸ方向に可変量だけシフトされるレーザの一連の行を有してもよい。したがって、レーザアレイ５内の各レーザは、Ｘ方向に固有の位置を有し、これによりターゲット物体３０の表面上に投射されるレーザラインの数を、レーザアレイ５内のレーザの数と等しい数まで増加させる。

図４Ａは、シリンドリカルレンズの第１レンズ１５を用いたときの、図２Ａに示されるレーザアレイ５から取得される照明パターン３１の平面図を示し、図４Ｂは、シリンドリカルレンズの第１レンズ１５を用いたときの、図２Ｂに示されるレーザアレイ５から取得される照明パターン３１の平面図を示す。

図５は、レーザ投光器１６及びターゲット物体３０をプロファイルする画像取込デバイス１０を示す略図である。画像取込デバイス１０は、レーザ投光器１６に対してθｄの角度に向けられる。レーザ投光器１６はθｐの開き角度を有し、画像取込デバイス１０はθｓの視野を有する。

第１レンズ１５は、数ミリメートルのオーダの焦点距離を有し、レーザ投光器１６は、約５度から約４５度までの間の開き角度θｐを有する。

レーザアレイ５は、第１レンズ１５に対して、焦点内又は焦点外となるように配置されてよい。レーザアレイ５が、焦点距離と等しい第１レンズ１５からの距離に配置される場合、レーザアレイ５は無限遠で結像され、最大の焦点深度を有する。

本発明の実施形態では、第１レンズ１５は３ｍｍの焦点距離を有し、レーザアレイ５は第１レンズ１５から３．５ｍｍ離れた距離に配置される。これにより、レーザアレイ５の像は、レーザアレイ５から２１ｍｍの距離で生成され、像は６倍に拡大される。これは、６×６ｍｍのオーダの照明領域につながる。本発明のこの実施形態では、レーザ投光器１６は、約１７度の開き角度θｐを有する。開き角度θｐは、より短い焦点距離を有する第１レンズ１５を用いることによって増加させることができる。

使用の際、上記のとおり、複数のラインを有する２次元照明パターンが、レーザ投光器１６によって、ターゲット物体３０の表面上に投射される。照明パターンの拡散散乱又は反射が生じ、ターゲット物体３０の表面上の照明パターンは、画像取込デバイス１０によって取り込まれる。

画像取込デバイス１０は、図５に示されるように、約５ｍｍから約５０ｍｍまでの間の基準距離ｂを有するように配置される。本発明のいくつかの実施形態では、角度θｄは約２５度から約４５度までの間である。しかしながら、角度θｄは、ターゲット物体３０の表面の深さ範囲及び領域に依存する。

画像取込デバイス１０は、ターゲット物体３０の表面と、レーザ投光器１６によってターゲット物体３０の表面上に投射された２次元照明パターンとの画像を取り込み、記録する。照明パターンは、ターゲット物体３０の表面の深さプロファイルによって歪められる。プロセッサ２５は、メモリ２６に記憶されたソフトウェアを用いて、照明パターンが投射されたターゲット物体３０の表面の深さプロファイルを再構成する。深さプロファイル再構成の適切なソフトウェアは、当業者に明らかであろう。深さプロファイル情報は、ユーザインターフェース２８を通じて出力される。

有利には、表面の２次元の領域の深さは、ターゲット物体３０の全域で照明パターンをかき集めることなく、プロファイルされることができる。ソフトウェアは、取り込まれたいくつかの画像に共通する表面の特徴を認識するよう構成されているので、画像取込デバイス１０によって取り込まれたターゲット物体３０の表面の画像のいくつかは、表面の広い領域の深さプロファイルを取得するために組み合わされる。したがって、いくつかの画像を組み合わせるときは、装置１の動きを追跡する必要はない。

前述の本発明の実施形態では、ターゲット物体３０の表面上に投射される照明パターンは、複数のラインを有する。しかしながら、本発明の別の実施形態では、照明パターンは異なる構造を有してよい。例えば、ターゲット物体３０の表面上に、異なる形状が投射されてよい。

本発明の好ましい実施形態では、レーザアレイ５とターゲット物体３０の表面との間の距離が決定される。レーザアレイ５とターゲット物体３０の表面との間の距離の決定は、照明パターンの倍率が計算されることを可能とし、装置１が非静止モード又は手持ちモードで動作されることを可能にする。

レーザアレイ５とターゲット物体３０の表面との間の距離は、ターゲット物体３０の表面上に投射された照明パターンの三角測量を用いて計算される。投射されたパターンを用いた三角測量は、当業者に知られている従来の方法である。あるいは、飛行時間方法が使用されてもよく、この方法においては、レーザパルスがターゲット物体３０の表面上に投射され、散乱又は反射されたレーザが検出されるまでにかかった時間が測定される。次いで、当業者に知られているやり方で距離を計算することができる。また、レーザアレイ５とターゲット物体３０の表面との間の距離は、当業者に明らかである干渉測定に基づく既知の方法を用いて計算されてもよい。

更に別の実施形態では、深さプロファイリング装置は、第２光源５０を有する。レーザアレイ５とターゲット物体３０の表面との間の距離は、図６に示されるように、第２光源５０を用いて決定される。第２レーザ光源５０は、レーザの第２アレイでもよいし、又は代わりに単一のレーザであってもよい。第２光源５０内で用いられるレーザは、ＶＣＳＥＬである。

第２レーザ光源５０はコリメートされ、レーザ投光器１６に対してθ_１の角度で配置され、レーザアレイ５から取得される照明パターンとは無関係に、ターゲット物体３０の表面上に第２照明パターンが投射される。第２照明パターンは、次いで画像取込デバイス１０を用いて取り込まれる。ターゲット物体３０の表面上の第２照明パターンの位置は、装置１とターゲット物体３０との間の距離によって変化する。メモリ２６内に記憶された適切なソフトウェアを用いて距離を決定するために、プロセッサ２５によって、第２照明パターンの位置及び角度θ_１が用いられる。

図６に示されるように、画像取込デバイス１０は、ある一定の深さ範囲△ｈしか検出することができない。装置１は、プロセッサ２５によって制御される可聴アラーム（図示されていない。）を具備する。プロセッサ２５は、装置１がターゲット物体３０から離れたときに可聴アラームを作動させ、これによりターゲット物体３０の表面がプロファイルされることが可能となる。

ある実施形態では、時間変化する照明パターンが取得され得るように、レーザアレイ５の別個の領域は個別にアドレス指定され、これにより前記の三角測量に基づく距離決定の精度を高めることができる。レーザアレイ５の動作をパルス化することにより、レーザアレイ５のデューティサイクルが減少される。消費電力を低減させるために、レーザアレイ５の動作は画像取込デバイス１０の動作と同期される。

ある実施形態では、リソグラフィ・マスクを用いた、例えば丸、正方形、又は不等辺四角形といった任意の２次元形状を生成するために、個々のレーザの形状は多様である。したがって、ターゲット物体３０の表面上に投射される様々な形状を組み合わせて、照明パターンが生成される。かかる実施形態の利点は、個々のレーザが、投射される照明パターンに基づいて特定されるので、プロセッサ２５によって用いられる画像処理アルゴリズムが簡素化されることである。

ある実施形態では、レーザアレイ５は、前述の照明パターンと異なる照明パターンを生成するために、異なる形状を有する個々のＶＣＳＥＬを含む。かかる照明パターンは、アレイ５中の個々のＶＣＳＥＬが、観察される照明パターンに基づいて特定されるという利点を有する。異なる形状のレーザは並列に動作され得るので、個々のレーザのアクティブ領域におけるばらつきは、＋／−１０％の範囲に限定される。

レーザアレイ５は、チップによって支持される。図７は、ある実施形態によるチップ６０を示す。チップ６０は、第１及び第２チップ領域６１、６２を有し、これらは均一照明と構造化照明との間の電子切換えを可能とするために、別々に電源にコンタクトされる。全てのレーザが動作される場合、長方形の均一強度のパターンを有する照明パターンが取得される。チップ領域６１、６２のうちの１つだけをアドレス指定することにより、１つ置き毎の列が照明され、レーザアレイ５とターゲット物体３０の表面との間の距離の測定を可能とするための、ストライプのパターンがもたらされる。既知の方法を用いて、２つを超えるチップの領域がアドレス指定され得ることは、当業者によって理解されるであろう。

レーザアレイ５は、個々のレーザがオン及びオフに切り換えられることができるように配置される。この特徴は、画像取込デバイス１０によって取り込まれた照明パターンの特徴間の曖昧さを軽減するという利点を有する。

ある別の実施例では、個々のレーザ各々に回折格子が加えられる。回折格子の追加は、ウェハスケールの工程である。回折格子は、発せられるレーザ光の偏光を安定させる。

画像取込デバイスは、取り込まれる周囲光の量を減らすために、偏光子を具備する。周囲光は、取り込まれた対象の照明パターンに対するノイズである。アレイ５内の個々のレーザの偏光方向は、多様である。このように、２以上の照明パターンは、アレイから取得され、的確な偏光子を具備するカメラによって検出される。これは、個々のレーザをオン又はオフに切り換えるために有すべき追加の電子機器を回避し、有利には、飛行時間方法及び三角測量方法を同時に用いることを可能にする。

「有する」という文言は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しないことが理解されるであろう。単一のプロセッサは、請求項に記載される複数項目の機能を満たすことができる。特定の手段が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用できないことを意味するわけではない。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

本出願において、請求項は特定の特徴の組合せに対して説明されているが、本発明の開示の範囲は、任意の請求項内で本特許請求される発明と同じ発明に関するかどうかに関わらず、また、本発明が緩和する技術的問題と同じ技術的問題のいくつか又は全てを緩和するかどうかに関わらず、本明細書において明示的に又は暗黙に開示される、任意の新規の特徴若しくは任意の新規の特徴の組合せ、又はそれらのいかなる一般化もまた含むことが理解されるべきである。出願人はこれにより、本出願又は本出願から派生したいかなる出願の手続中にも、かかる特徴及び／又は特徴の組合せに対して、新規の請求項が記載される可能性があることを予告する。後述の請求項の範囲内にある他の改良及びバリエーションは、当業者に明白であろう。

Claims (11)

1. ターゲット物体の表面の深さをプロファイリングするための装置であって、前記装置は、
   レーザの２次元アレイを有する第１光源と、
   前記ターゲット物体の前記表面の領域上に２次元のマルチライン照明パターンを投射するための光学デバイスと、
   前記ターゲット物体の前記表面の前記領域上に投射された２次元の前記照明パターンの画像を取り込む画像取込デバイスと、
   前記画像取込デバイスによって取り込まれた前記画像から、前記ターゲット物体の前記表面の２次元の前記領域の深さプロファイルを再構成するために、取り込まれた前記画像を処理するプロセッサと、
   を有し、
   前記２次元アレイは複数の行を有し、少なくとも１つの行は隣接する行に対して横方向にオフセットされている、装置。
2. 前記レーザの２次元アレイは、異なる形状を持つ少なくとも２つのレーザを有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記２次元アレイは、均一照明モードと構造化照明モードとの間で切り換えられる、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記２次元アレイとターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するための手段を更に有する、請求項１に記載の装置。
5. 前記２次元アレイとターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するための前記手段は、前記第１光源に対して所定の角度で傾斜される第２光源を有し、
   前記第２光源は、前記ターゲット物体の前記表面上に第２照明パターンを投射し、前記画像取込デバイスは、前記第２照明パターンの画像を取り込み、
   前記プロセッサは、更に、取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像を処理し、前記所定の角度及び取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像に基づき、能動的な第１光源と前記ターゲット物体の前記表面との間の距離を決定する、
   請求項４に記載の装置。
6. 前記レーザの２次元アレイは、垂直共振器型面発光レーザを有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の装置。
7. ターゲット物体の表面の深さをプロファイリングする方法であって、前記方法は、
   レーザの２次元アレイを有する第１光源から、前記ターゲット物体の前記表面の領域上に、２次元のマルチライン照明パターンを投射するステップと、
   前記照明パターンの画像を取り込むステップと、
   画像取込デバイスによって取り込まれた前記画像から、前記ターゲット物体の前記表面の前記領域の深さプロファイルを再構成するために、取り込まれた前記画像を処理するステップと、
   を有し、
   前記２次元アレイは複数の行を有し、少なくとも１つの行は隣接する行に対して横方向にオフセットされている、方法。
8. 前記２次元アレイを、均一照明モードと構造化照明モードとの間で切り換えるステップを更に有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記２次元アレイと前記ターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するステップを更に有する、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記２次元アレイとターゲット物体の前記表面との間の距離を決定する前記ステップは、
    前記第１光源に対して所定の角度に向けられた第２光源を前記ターゲット物体へ向けるステップと、
    前記第２光源から、前記ターゲット物体の前記表面上に、第２照明パターンを投射するステップと、
    前記第２照明パターンの画像を取り込むステップと、
    取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像を処理するステップと、
    前記所定の角度及び取り込まれた前記第２照明パターンの前記画像に基づき、第１能動光源と前記ターゲット物体の前記表面との間の距離を決定するステップと、
    を有する、請求項９に記載の方法。
11. プロセッサによって実行されたときに、請求項７乃至１０の何れか一項に記載の方法を実行するコンピュータプログラムの命令を記憶する、コンピュータ可読記憶媒体。

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