JP4259749B2 - 高速プロファイリングのためのエンハンスドフレーム転送周波数で駆動したライン間転送ｃｃｄ - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、２Ｄ（２次元）イメージ・センサ、より詳しくは、高速オブジェクト・プロファイリングおよび表面形状測定に役立つ、速いフレームレートでＣＣＤアレイ・イメージ・センサの読み出しを行うのに用いられるライン間転送式画像検知方法、装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
代表的なソリッドステート・イメージング・センサ装置は、行、列で配置した電荷積分フォトサイトからなる。各フォトサイトは、１ピクセル分のフレーム情報に対応する電気信号を出力することによって入射放射線に応答する。ライン間転送型においては、電荷は、直ちに、垂直シフト・レジスタのパラレル構造に転送される。まず、電荷パターンが、イメージ獲得期間中に積分サイトに蓄積される。次いで、電荷パターンは、垂直シフト・レジスタとしても知られる記憶カラムに転送される。
【０００３】
転送された電荷は、一度に１ラインずつ、水平読み出しレジスタへシフトされ、ここからライン・バイ・ライン式２Ｄビデオ出力信号が採取される。これは、従来技術において公知であり、普通、毎秒約３０フレームのフレームレートで画像を撮ることができる。
【０００４】
また、比較的小さい対象物（オブジェクト）の表面形状寸法点検、測定のためにオブジェクトのプロファイルを獲得する際にこのようなＣＣＤカメラを使用することも、従来技術では公知である。これは、通常レーザーから来る高エネルギ入射光平面によってオブジェクトの表面を照射し、ＣＣＤイメージ・センサ・アレイ上の反射光をキャプチャすることによって、行われる。次いで、オブジェクトの獲得されたプロファイルは、オブジェクトの形状すなわち表面形状寸法点検のために隔離することができる。公知の技術の制約は、多くの表面部分を短時間に（たとえばアッセンブリ・ライン上で）点検しなければならないとき、公知の方法はフレーム期間毎にせいぜい１つのプロファイルを点検するだけなので、ＣＣＤの標準のフレームレートがもはや充分ではないという事実から来る。公知技術に対する種々の改良が、Nakayama et al.の米国特許４，１６２，１２６号、David Burkの米国特許第５，０８３，８６７号およびMarc Riouxの米国特許第５，１７７，５５６号に開示されている。
【０００５】
他の従来の米国特許でも、ＣＣＤセンサから読み込まれるフレームレートに関する改良を行うことができる。これは、領域センサをフォトサイトのブロックにフォーマットし、より少ないセクターが読み込まれなければならないようにしたり（たとえば、James Bixbyの米国特許第４，３２２，７５２号）、または、隣り合ったピクセル電荷を加算して獲得フレームレートおよび動的イメージ範囲を同時に向上させたり（たとえば、Takashi Watanabeの米国特許第５，４２０，６２９号）することによって行われる。これら従来特許のどれもが、標準のライン間転送ＣＣＤを使用して標準の読み込み率にわたる４より大きいファクタの改良を行うことができず、たとえ改良されたとしても、捕獲されたイメージの細部または品質の犠牲の下に行われる。
【０００６】
（発明の概要）
本発明によれば、表面形状寸法点検またはオブジェクト・プロファイリングのための公知のライン間転送ＣＣＤセンサを使用して要求される時間の数分の一でソリッドステート・イメージ・センサから情報を読み出すことができる方法、装置を得ることができる。
さらに、本発明によれば、このような特定の用途のためのＣＣＤ領域センサの標準読み取り率について５０の係数の改良が可能である。
【０００７】
本発明の広範囲にわたる特徴によれば、ＣＣＤのフォトサイトから垂直シフト・レジスタへの蓄積された電荷の転送を制御する電荷転送信号ＴＲは、１フレーム期間当たり２度以上（たとえば、１フレーム期間当たりｎ回）トリガされる。ここで、ｎは１より大きい値であるが、従来技術方法ではｎは常に１以下であった。こうして、２以上のプロファイル・ラインからなる普通は望ましくないオーバーラップしたイメージを生じる。光源周波数またはマスキングのような他の光学手段に合わせてチューンしたフィルタを使用すると、照射されているオブジェクトのプロファイル・ラインのみが本発明における領域センサ上にキャプチャされる。本方法の唯一の制限は、同じフレーム期間中にキャプチャされる連続したプロファイル・ラインがオーバーラップしないということである。或る特定の状況において、オーバーラップしたプロファイルさえ、コンピュータ計算によって隔離できる。
【０００８】
本発明によれば、ｎ本の水平ピクセル・ラインを有するライン間転送型電荷結合素子ＣＣＤセンサと、ＴＲイメージ転送信号入力部と、ライン型あるいは垂直型転送信号入力部とを使用する高速画像処理システムを得ることができる。ＣＣＤセンサは、本質的に暗い背景を有するプロファイル・ライン・イメージを受け取るように配置される。そして、イメージ獲得制御回路を包含する。このイメージ獲得制御回路は、まず、１フレーム期間当たりｎ回の周波数ｆ_Lを有する垂直転送入力部のための信号を生成する垂直転送信号生成器手段を包含し、次に、ＴＲイメージ転送信号入力部のための周波数ｆ_TRを有する出力信号ＴＲを生成するためのＴＲ信号生成器手段を包含し、ここで、ｆ_TR周波数は１／ｎ× ｆ_Lより大きく、１フレーム期間当たり２より多いプロファイル・イメージをキャプチャする。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、ここに開示したライン間転送型ＣＣＤセンサであって、ｎ本の水平ピクセル・ライン、ＴＲイメージ転送信号入力部およびライン型あるいは垂直型転送信号入力部を有するライン間転送型ＣＣＤセンサを駆動する方法を提供することにある。この方法は、本質的に以下の段階からなる。すなわち、（１） 垂直型転送信号入力部のための１フレーム期間当たりｎ回の周波数ｆ_Lの出力信号を生成し、一度に１ライン分ずつ、ＣＣＤ垂直シフト・レジスタ電荷を水平シフト・レジスタに転送する段階と、（２）ＴＲイメージ転送信号入力部のための周波数ｆ_TRを有する出力信号ＴＲを生成する段階とを包含し、ここで、ｆ_TR周波数が１／ｎ× ｆ_Lよりも大きく、１フレーム期間当たり２以上のプロファイル・イメージをキャプチャすることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、さらに、高速プロファイリングを使用してオブジェクトを点検する方法であって、オブジェクト上へ１つの平面で光を投射し、オブジェクト上にプロファイル・ラインを創作する段階と、ライン間転送型電荷結合素子（ＣＣＤ）センサを含むカメラ・システムを配置して、オブジェクトのプロファイル・ライン・イメージを得る段階であって、ここで、プロファイル・ライン・イメージが、実質的に暗い背景内に現れ、実質的にＣＣＤセンサの水平方向に沿って延びており、また、ＣＣＤセンサがイメージ・データを出力するように垂直方向に転送される水平ラインを有する段階と、ＣＣＤセンサのイメージ転送率を制御して１フレーム期間当たり２以上のプロファイル・イメージをキャプチャする段階とを包含する方法を提供する。好ましくは、多くのプロファイル・ライン・イメージが１フレーム期間当たりにキャプチャされる。１フレーム期間当たりにキャプチャされるイメージの数は、使われているＣＣＤセンサの垂直方向寸法、必要な露出時間あるいはイメージ獲得時間およびプロファイル・ライン形状における変動率あるいは変化率に依存する。
【００１１】
添付の図面を参照することによって、本発明をより良く理解することができ、その目的および利点が当業者にとって明らかとなろう。
【００１２】
【実施例の説明】
ライン間転送型ＣＣＤ領域センサの動作の全般的な原理を先に説明してきたが、本発明を理解するためには、電荷結合素子カメラの全体的なメカニズム、特に、フォトサイトからの蓄積された電荷を垂直シフト・レジスタに転送するためにこのような装置で使用される方法を再検討すると役立つであろう。
【００１３】
上述したように、図２に示すライン間転送型ＣＣＤイメージ・センサは、１０で示す光感知要素すなわち感光要素またはフォトサイトを包含し、これらのフォトサイトは行、列に配置され、マトリックス形態を構成している。各フォトサイト１０は、入射光を電荷に変換し、これらの電荷が前記フォトサイト１０内に蓄積される。これらセルの各々の出力部は、１つまたはそれ以上の垂直シフト・レジスタ１２の対応するセルに接続しており、これらセルは露光しないようにシールドによって隠されており、最終ビデオ・ラインを形成する前に獲得イメージを表す電荷を一時的に記憶するために使われる。垂直シフト・レジスタ１２へのフォトサイト蓄積電荷の水平転送は、周波数ｆ_TRのＴＲと呼ばれる電気信号によって制御され、この電気信号は、各ビデオ・シーケンスの終わりでトリガされ、露光したフォトサイト１０から垂直シフト・レジスタ１２に電荷を転送することによって次のフレームの獲得を開始する。
【００１４】
この水平転送に続いて、垂直レジスタ１２内のシフトされた電荷が先に獲得されたイメージと一致する。周波数ｆ_Lのクロック信号Ｖで、図２の下端に垂直矢印で示すように、垂直シフト・レジスタ電荷が、一度に１ラインずつ、水平シフト・レジスタ・セル１４内へダウンロードされる。今や、この水平レジスタ１４に含まれる電荷は最終ビデオ・ラインを形成し、この最終ビデオ・ラインは、周波数ｆ_Pの信号クロックＨに従って図２の水平出力矢印をたどって電子ビデオ処理回路へ出力され、順次にシフトアウトされたときに、すべてのビデオ・ラインが完全なビデオ・フレームを形成する。
【００１５】
先に説明したように、このようなＣＣＤイメージ・センサは、形状寸法点検およびオブジェクト・プロファイリングのためにも使うことができる。これらの特別な場合には、ＣＣＤカメラによってキャプチャされた最終イメージは観測されたオブジェクトのプロファイル・ラインからなる。
【００１６】
表面プロファイル測定のための代表的な装置構成が図１に示してある。レーザーから来る、２で示す高強度光平面が点検されつつあるオブジェクト上に投射され、光平面２とオブジェクト表面との交差から生じる反射した明るい光線４がＣＣＤセンサ・アレイ８上のレンズ６を経て集められる。マスキングのような他の光学手段あるいはまたは光周波数に合わせてチューンしたフィルタを用いて、隣り合った反射あるいは主光線と干渉するおそれのある他のソースから来る他の光からこの明るいラインを隔離することができる。
【００１７】
この特別な用途においては、ＴＲ信号を１フレーム当たり一度だけトリガする従来技術技術を使用した結果、ＣＣＤアレイ・センサ上にキャプチャされたあらゆるイメージがただ１つのプロファイル・ラインを含むことになる。この従来技術の欠点は、たとえば、アッセンブリ・ラインで高速オブジェクト・プロファイリングのために使われたときに、従来技術のフレーム獲得率が毎秒３０フレームだけであるために、１フレームあたり１つのプロファイルを獲得するだけでは不充分であるということである。この場合、フレーム期間（完全なイメージを形成するのに必要であり、従来技術においてＴＲ制御信号の２つの連続したノンヌル値の間に含まれる時間と一致する時間間隔）は、約１／３０秒であり、約３０より多いオブジェクト部分を同じ秒数で点検することはできない。
【００１８】
本発明の好ましい実施例は、フォトサイト１０からの電荷をＣＣＤイメージ・センサの垂直シフト・レジスタ１２に転送する技術に関する。転送制御信号ＴＲを従来技術方法におけると同様に１フレーム期間当たり一度だけトリガする代わりに、本発明の好ましい実施例では、同じイメージ組み立て期間中にＴＲ信号をもっと多数回トリガすることができる。ＴＲ制御信号がトリガされるたびに、蓄積された電荷が感光セル１０からそれらの対応する垂直シフト・レジスタ・セル１２へシフトされ、図３に示すように、このときまでに水平シフト・レジスタ１４により近いより少ない垂直ピクセル・ラインを得ていた、先にシフトされていた電荷に加えられる。こうして、別の獲得プロファイル・ライン・イメージ１６が先に獲得されていたプロファイル・ライン・イメージ１８上へ転送されてから、先のイメージ１８が従来技術方法で行われていたと同様に垂直シフト・レジスタ１２を去る。ここで、フォトサイト１０から垂直レジスタ・セル１２へ新しい電荷を転送した時点で、ＣＣＤカメラが、垂直レジスタ・セル１２からの先にシフトされていた電荷を抹消することがないように構成してあることが重要である。したがって、転送の結果として、通常、望まないオーバーラップしたイメージとなる。しかし、まず、垂直シフト・レジスタ１２が、また、周波数ｆ_L（ここで、図３の垂直矢印で示すように、１／ｎ× ｆ_LはＴＲ制御信号周波数ｆ_TRより小さい）で水平シフト・レジスタ１４内へ１ラインずつダウンロードされるので、そして、次に、獲得したイメージが実質的に水平である非常に細くて、明るいプロファイル・ラインであるから、このプロファイル・ラインは先にキャプチャされているプロファイル・ラインとオーバーラップすることはない。これは、先のラインに対応する先の電荷が、新しい電荷がフォトサイト１０から垂直シフト・レジスタ・セル１２にシフトされるときまでに、水平シフト・レジスタ１４により近い（すなわち、図３に示せば、それより下の）２、３のピクセル・ラインすでに移動させられているためである。
【００１９】
１０２４ピクセル幅×７６８ピクセル高のＣＣＤ領域センサを使用するとき、たとえＴＲ信号が７６８ピクセル高の各イメージ上に５０本の明るいプロファイル・ラインを生じる、１フレーム期間当たり５０回トリガされたとしても（これでも、図４に示すように、プロファイル・ライン、それが２本の連続したプロファイル・ライン間に約１５本の垂直ピクセル分の距離を可能とする）、プロファイル・ラインの幅は１５個のピクセルよりもかなり狭い。３０Ｈｚのフレームレートの場合、ＴＲ信号周波数は１５００Ｈｚとなり、これは、たいていの用途にとって、非常に速いイメージ獲得率である。明らかなように、ラインはほぼ水平であり、プロファイル・イメージにおける水平ベースラインからのいかなる偏倚も、本発明による獲得プロファイル・ライン・イメージにおいてなんらイメージのオーバーラップを生じさせず、もしくは、許容量のイメージ・オーバーラップしか生じさせないことを意味する。
【００２０】
この技術の主たる用途は、本質的に暗い背景上の非常に明るいプロファイル・ラインをキャプチャすることにある。この場合（形状寸法点検およびオブジェクト・プロファイリングのために使われる）、明るいプロファイル・ラインの一部に対応するセルのフォトサイト電荷レベルは、感光セル１０から垂直シフト・レジスタ・セル１２へ先にシフトされている電荷に付いての付加的なプロセス中、ほんの少し変わるだけか、あるいは全然変わることがない。これは、この先に獲得された電荷が、電気的に、非常に低いかあるいはゼロの電荷レベル（図４参照）に対応するイメージの上方の暗い領域に対応するためである。暗い背景上のこの特別な操作状態により、従来技術よりもかなり高い速度で、読み込まれ得る連続した明るいプロファイル・ラインをより容易に分離できる。
【００２１】
本発明は、獲得したイメージの厚みに応じて、５０の係数まで、従来技術フレーム獲得よりも改良を行うことができる。本発明の技術の限界は、或る特別なイメージにとって望まれるイメージ精度および確定であり、オーバーラップする連続したプロファイルにはない。後者の場合、一般的な公知の特性を有する或る種の表面に対して、公知の表面モデルおよびコンピュータ計算を使用して連続したオーバーラップのプロファイルを分離することすら可能となろう。図４は、このような状態を示しており、この状態では、プロファイルは平坦な表面上に着座している既知直径のボールをスキャンすることによって得られ、そして、丸いボール・プロファイルが隣り合ったプロファイル点から曲率を計算するアルゴリズムを使用してフロアの平らな表面から分離されている。次いで、公称ボール直径を知ることで、対応するフロア、ボール頂部のプロファイルを対応させることは容易である。
【００２２】
この技術の好ましい実施例においては、高速、順次スキャン、ライン間転送型多タップ式タップＣＣＤ、たとえば、コダックＫＡＩ−０３１０Ｍカメラのような６９４×４９６ラインを有するＴＶフォーマットＣＣＤ、または、コダックＫＡＩ−２０９０ＭカメラのようなＨＤＴＶフォーマット１９４８ピクセル×１０９２ライン・イメージ・センサが使用される。他のメーカーからの他のライン間転送型ＣＣＤも同様に適している。
【００２３】
本発明の別の実施例では、多数のセンサまたはＣＣＤの組み合わせを使用して速度を高めたり、観察オブジェクトの或る特定の形状寸法を獲得したりすることができる。たとえば、レーザー平面の各面に１つずつ設けた２台のＣＣＤカメラは、スキャニング速度を高めることができるし、同時に、勾配のきついピラミッドの２つの側面をマッピングするときのように或る種の閉塞問題を回避する手段を得ることができる。横に並んだカメラの組み合わせでは、スキャニング幅を広げ、また、垂直方向の解像度を保存できる。
【００２４】
本発明の別の実施例においては、トリガ作動法を使用して、他の高い縦横比（幅/高さ）のイメージ（プロファイル・ラインでなくて、無視し得ない太さを有する）を、通常の照明条件の下に、互いに上下に重ねてＣＣＤセンサ上にキャプチャすることができる。これを行うには、ＣＣＤセンサの前方に適当なスロットのような光学手段を設ける。たとえば、ＣＣＤアレイのｎ本のラインのみを露光させる。この場合、ＴＲ信号をトリガすることによって、新しい露出がｎ本のラインのシフト毎に生じる可能性がある。その結果、イメージ率出力がかなり高くなる。この実施例は高速イベント録音に役立つ。
【００２５】
本発明の別の実施例は、ＴＲ制御信号周波数を制御し、同じフレーム期間中に求められるほど多くのプロファイル・ラインのキャプチャを可能とするために本技術で使われる電子回路に関する。図６は、この好ましい実施例のブロック図を示す。ユーザ・インタフェース・ブロックは、同じフレーム上にキャプチャされることになっているプロファイル・ラインの数ｘを制御するようにＴＲ信号周波数を選択するのに使用され得る任意の装置を包含する。この数値（ｘで示す）は、ＣＣＤアレイの垂直方向解像度および獲得されつつあるイメージの太さに応じて、１（従来技術の標準の読み込み率と一致する）から少なくとも５０の範囲にあり得る。それと共に、ユーザの選択は周波数生成器２２へ送られる。この周波数生成器は、受け取ったユーザ制御信号をフレームレートよりも大きい特定の周波数ｆ_TRの信号に変換する。これにより、プロファイル・ラインの選ばれた数ｘを同じフレーム内でキャプチャすることができる。前記カメラ・コントローラは、それぞれ周波数ｆ_Lおよびｆ_Pを有する垂直クロック信号、水平クロック信号を出力する。ＴＲ周波数がフレームレートより大きいので、ＴＲ信号は１フレーム期間当たり２回以上トリガされ、同じフレーム上に２本以上のプロファイル・ラインをキャプチャすることができる。
【００２６】
本発明の別の実施例は、ＴＲ信号周波数を制御するための自動手段に関する。最適獲得率を得るためにその周波数をユーザに制御させる代わりに、図７に示すように、この実施例はイメージ・アナライザ３０を導入している。これはＣＣＤカメラによってビデオ・イメージ出力をキャプチャさせ、このイメージを処理して２つの連続したプロファイル・ライン間の最小間隔に対応する値を得る。次に、この値を用いてＴＲ周波数を制御し、プロファイル・ラインのオーバーラップなしに、可能な限り最高のＴＲ周波数をＴＲ周波数調整器３２に出力させる。図６、７に示すシステムのビデオ出力部はデュアル出力ＣＣＤカメラを有する。すなわち、ＣＣＤの２本のラインが一緒に（ビデオ１およびビデオ２）出力され、したがって、イメージ転送率が二倍になる。このような多ライン式ＣＣＤカメラはこの技術分野では公知である。
【００２７】
本発明を好ましい実施例および代替実施例に関して説明してきたが、上記の説明が単に本発明を例示しているに過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義されている発明の範囲を制限することがないことは了解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プロファイリングされつつあるオブジェクト上に投射した光平面を使用して表面プロファイリングを測定し、ＣＣＤ平面上のレンズ平面を通じてキャプチャする代表的な従来技術装置構成を示す図。
【図２】 従来技術において知られているようなライン間転送型ＣＣＤアレイを示す図。
【図３】 本発明によって提供されるライン間転送型ＣＣＤアレイを示す図であり、ここでは、ＴＲ制御信号は１フレーム期間当たり２回以上トリガされ、多数のプロファイル・ラインがＣＣＤセンサ上へ獲得される。
【図４】 球形の対象物（オブジェクト（ボール））の連続的なプロファイルが当初はオーバーラップしているが、コンピュータ処理されたイメージ処理を使用して切り離されたイメージの例を示す図。
【図５】 ＣＣＤカメラを制御し、ビデオ処理を実施するのに使用される主な装置からなる完全な電子回路を示すブロック図。
【図６】 カメラ・コントローラおよび本発明のＣＣＤカメラを示すブロック図であり、そこでは、ｆ_TR周波数がユーザ・インタフェースを経由してユーザによって制御されている。
【図７】 カメラ・コントローラおよび本発明のＣＣＤカメラを示すブロック図であり、そこでは、自動周波数調整器がｆ_TR周波数のために設けられている。

Claims (11)

1. ライン間転送電荷結合装置（ＣＣＤ）センサを用いる高速プロファイリング画像形成システムであって、前記ＣＣＤセンサは、ｎ個の水平ピクセルラインと、ｎ個の電荷をストアする垂直シフトレジスタと、電荷を前記ｎ個の水平ピクセルラインのフォトサイトから前記垂直シフトレジスタへ転送させるＴＲイメージ転送信号入力と、前記垂直シフトレジスタからその底部の電荷を受け取る少なくとも１つの水平読出しレジスタと、電荷を前記垂直シフトレジスタにおいて垂直に降下するように転送させるライン又は垂直転送信号入力とを有し、且つ、前記ＣＣＤセンサは本質的に暗い背景を有するプロファイルラインイメージを受け取るように配置されており、更に、画像収集コントロール回路を有する前記画像形成システムにおいて、
   前記垂直転送入力について１フレーム期間当たりｎ回の周波数ｆ_Lを有する信号を発生する垂直転送信号発生器手段と、
   前記ＴＲイメージ転送信号入力について、周波数ｆ_TRを有する出力信号ＴＲを発生するＴＲ信号発生器手段とから成り、前記周波数ｆ _TR は、ｎ個の水平ピクセルライン当たり１より多いプロファイルラインイメージをキャプチャするように、[１／ｎ]×[ｆ _L ]より大きい周波数である、
   ことを特徴とする画像形成システム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記ＴＲ信号発生器に接続されて前記ｆ_TR周波数を選択するユーザインタフェース装置を包含することを特徴とするシステム。
3. 請求項１に記載のシステムにおいて、２つの前記プロファイルラインイメージの間の最小間隔を表す入力信号によって前記ＴＲ信号周波数を調整するＴＲ周波数調整手段を包含することを特徴とするシステム。
4. 請求項１に記載のシステムにおいて、ｆ_TRは、少なくとも、[１／ｎ]×［ｆ_L］の２倍より大きいことを特徴とするシステム。
5. 請求項４に記載のシステムにおいて、ｆ_TRは、少なくとも、［１／ｎ］×［ｆ_L］の１０倍から５０倍の間にあることを特徴とするシステム。
6. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記ＣＣＤセンサの一部であってその上の前記プロファイルラインイメージ部分はキャプチャされるべきでない部分をマスクする光学手段を包含し、画像収集には用いられない前記ＣＣＤセンサの前記マスク部分への入射光を排除して、前記プロファイルラインイメージの精度を改善しており、これによって、前記プロファイルラインを表す前記ＣＣＤセンサのフォトサイトに蓄積された電荷が、光感知セルから垂直レジスタへの水平シフトのときに、前記ＣＣＤセンサの前記マスク部分を表す電荷をゼロにするように、加えられ、ＣＣＤセンサの前記マスク部分の形状は、得られつつある前記プロファイルラインイメージの最大形状変化に依存することを特徴とするシステム。
7. 高速プロファイリングを用いて対象物を検査する方法において、
   前記対象物上にプロファイルラインを生成するように、該対象物上の面に光を投射するステップと、
   電荷結合装置（ＣＣＤ）センサを包含するカメラシステムを配置するステップであって、前記ＣＣＤセンサは、ｎ個の水平ピクセルラインと、ｎ個の電荷をストアする垂直シフトレジスタと、電荷を前記ｎ個の水平ピクセルラインのフォトサイトから前記垂直シフトレジスタへ転送させるＴＲイメージ転送信号入力と、前記垂直シフトレジスタからその底部の電荷を受け取る少なくとも１つの水平読出しレジスタと、電荷を前記垂直シフトレジスタにおいて垂直に降下するように転送させるライン又は垂直転送信号入力とを有してしており、前記ＣＣＤセンサを用いて前記対象物のプロファイルラインイメージを得ており、前記プロファイルラインイメージは実質的に暗い背景の中に現れて前記ＣＣＤセンサの実質的に水平方向に沿って延びている、前記のカメラシステムの配置ステップと、
   前記ＣＣＤセンサのイメージ転送レートを、ｎ個の水平ピクセルライン当たり１つより多いプロファイルラインイメージをキャプチャするように制御するステップと、
   からなることを特徴とする前記方法。
8. 請求項７に記載の方法において、
   前記ＣＣＤセンサの一部であってその上の前記プロファイルライン部分はキャプチャされるべきでない部分をマスクするステップを包含し、前記プロファイルラインイメージの画像収集には用いられない前記ＣＣＤセンサの前記マスク部分への入射光を排除して、該プロファイルラインイメージの信号対雑音比を改善することを特徴とする方法。
9. 請求項７又は８に記載の方法において、２より多いプロファイルイメージが１フレーム期間についてキャプチャされることを特徴とする方法。
10. 請求項７又は８に記載の方法において、１０〜５０のプロファイルイメージが１フレーム期間についてキャプチャされることを特徴とする方法
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法において、更に、
    画像品質を判定するように前記プロファイルラインイメージを分析するステップと、
    前記画像品質と１フレーム期間当たりにキャプチャされるプロファイルラインイメージの所望の数とをバランスさせるように、１フレーム期間当たりにキャプチャされるプロファイルラインイメージの数を調整するステップと、
    から成ることを特徴とする方法。

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