JP2014041128A - 回転オフセットを有する２つのカメラを備えたマシンビジョン検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】 回転オフセットを有する２つのカメラを備えたマシンビジョン検査システムを提供する。
【解決手段】 マシンビジョン検査システムは、拡大画像であり得るワークピースの視野の画像を提供する光学部を備える。第１のカメラ及び第２のカメラは、ワークピースの共有又は共通の視野の第１及び第２の画像を提供するように構成され、第１のカメラで撮像される共通視野の向きが、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから回転するように配置される。信号処理が、共通視野内のエッジ要素のエッジ測定を提供し、各エッジの向き（各カメラのピクセルアレイに対する）が関連付けられたカメラのピクセルアレイ向きから、閾値量だけ異なるか否かに基づいて、第１及び第２の画像のいずれがエッジ測定の基本として使用されるかを判断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的にはマシンビジョン検査システムに関し、より詳細には精密なエッジ位置特定に関する。

精密なマシンビジョン検査システム（又は略して「ビジョンシステム」）は、被検査物体の精密な寸法測定を取得し、様々な他の物体特徴を検査するために利用することができる。そのようなシステムは、コンピュータと、カメラ及び光学系と、複数の方向に移動可能であり、ワークピースを検査できるようにする精密ステージとを含み得る。汎用「オフライン型」精密ビジョンシステムとして特徴付けることができる例示的な従来技術による一方法は、イリノイ州オーロラに所在のMitutoyo America Corporation (MAC)から入手可能な市販のQUICK VISION（登録商標）シリーズのＰＣに基づくビジョンシステム及びQVPAK（登録商標）ソフトウェアである。QUICK VISION（登録商標）シリーズのビジョンシステム及びQVPAK（登録商標）ソフトウェアの特徴及び動作は一般に、例えば、２００３年１月に公開されたQVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine User's Guide及び１９９６年９月に公開されたQVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guideに説明されてする。この種のシステムは、顕微鏡型光学系を使用し、ステージを移動させて、小さな又は比較的大きなワークピースの検査画像を様々な倍率で提供することが可能である。

また、QUICK VISION（登録商標）システム等の汎用精密マシンビジョン検査システムは、自動ビデオ検査機能を提供するための汎用的プログラミング能力を有する。そのようなシステムは通常、「非熟練」オペレータが操作及びプログラミングを実行できるように、ＧＵＩ機能及び事前定義される画像解析用「ビデオツール」を含む。例えば、米国特許第６，５４２，１８０号は、様々なビデオツールを含む自動ビデオ検査を使用するビジョンシステムを教示している。例示的なビデオツールはエッジ位置特定ツールを含み、このツールは「ボックスツール」と呼ばれることもあり、ワークピースのエッジ要素の位置特定に使用される。例えば、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第７，６２７，１６２号は、ボックスツールの様々な適用を教示している。

米国特許第６，５４２，１８０号明細書 米国特許第７，６２７，１６２号明細書

精密マシンビジョン検査の分野の熟練者によっては、鮮鋭なエッジ要素（例えば、２値エッジ）がカメラのピクセルアレイの軸に並んだ場合、精密なエッジ位置測定がデジタル化誤差を受け（例えば、サブナイキストサンプリングにより）、サブピクセル分解能測定が関連する測定誤差を受け得ることが既知である。Patrick Mikulastik等による「Error Analysis of Subpixel Edge Localization」という名称の論文では、著者は、様々なピクセル行が互いに少しずつオフセットしてエッジを「サンプリング」するように、カメラのピクセル列に対して直線エッジを意図的に回転させることにより、直線エッジに対してより高い分解能のサンプリングレートを近似した。しかし、精密マシンビジョン検査システムは多くの場合、そのような考慮事項に気付かない比較的未熟なユーザによりプログラムされて操作され、そのような技法は、そのようなユーザにとって理解不能であり、且つ／又は実用的ではない可能性がある。未熟なユーザが上述した誤差を回避するのを助ける精密マシンビジョンシステムが望まれる。これらの種類のデジタル化誤差が、ユーザが明確にそのような誤差に気付くことなく低減されるか、又はなくなるように構成されたマシンビジョン検査システムが最も望まれる。

この概要は、詳細な説明においてさらに後述する選択された概念を簡易化された形態で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される趣旨の主要な特徴を識別する意図はなく、特許請求される趣旨の範囲を判断する際の助けとして使用される意図もない。

多くのマシンビジョン検査システムのユーザは無意識に、画像内で略垂直又は水平になるように、測定すべきエッジを位置合わせする傾向がある。これは、エッジをシステムカメラのピクセルアレイの列又は行に位置合わせしがちであり、上述し、さらに詳細に後述する誤差を生じさせるおそれがある。

本明細書に開示されるのは、マシンビジョン検査システムでのエッジ要素位置合わせに依存する潜在的なエッジ位置測定誤差を抑制するシステム及び方法であり、システム及び方法は、エッジ要素とマシンビジョン検査システム内のピクセルアレイの軸（例えば、行又は列の軸）との精密な位置合わせを検出し、この位置合わせに関連する誤差を高速且つ好的に補償し、且つ／又は回避するように構成される。この結果、特にサブピクセル分解能及び精度で位置特定すべきエッジのエッジ位置測定の再現性及び正確性が向上する。このシステム及び方法に係る操作はユーザに分かりやすく、したがって、本明細書において開示されるシステム及び方法は、比較的経験の浅いユーザの能力範囲を超え得る、ユーザによる気づき又は操作を必要としない。

マシンビジョン検査システムが開示される。このマシンビジョン検査システムは、ワークピースの視野の画像（拡大画像でもよい）を提供するように構成された光学部と、ワークピースの視野の第１の画像を提供するように構成された第１のカメラと、ワークピースの視野の第２の画像を提供するように構成された第２のカメラと、を備える。第１のカメラ及び第２のカメラは、第１のカメラで撮像される共通視野の向きが、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから回転するように配置される。マシンビジョン検査システムは、各カメラにより撮像される前記共通視野内のエッジ要素についてエッジ測定するエッジ測定処理部を含む。エッジ測定処理部は、各前記カメラにより撮像された共通視野内のエッジの向きと、当該共通視野を撮像した対応するカメラのピクセルアレイの向きとの差に基づいて、第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかを判断する。いくつかの実施形態では、各エッジの向きは、各エッジのエッジ点に線を当てはめ、当てはめられた線の向きと、対応するカメラのピクセル軸の既知の向きとの差を特定することにより特定される。他の実施形態では、各エッジの測定に使用されるビデオツールの各走査線に沿って検出されたエッジ点の位置を解析し、ビデオツールの各走査線に沿って検出されるエッジ点の位置が、閾値量以上に相当するサンプリング密度を提供する場合に、エッジの向きがカメラのピクセルアレイ向きから、閾値量以上異なると判断する。

いくつかの実施形態では、エッジ測定処理部は、エッジの向きがピクセルアレイの向きから所定の閾値量以上異なったカメラの画像をエッジ測定の基本として使用する画像にする。

いくつかの実施形態では、第１のカメラで撮像される共通視野の向きは、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから、少なくとも１度回転する。

いくつかの実施形態では、第１のカメラで撮像される共通視野の向きは、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから、最大で１０度回転する。

いくつかの実施形態では、第１のカメラで撮像される共通視野の向きは、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから、閾値量の少なくとも２倍回転する。

ワークピースのエッジ要素と、マシンビジョン検査システムのカメラ内のピクセルアレイの行又は列との精密な位置合わせを検出し、精密な位置合わせに関連する誤差を補償し、且つ／又は回避する方法が開示される。方法は、光学部、第１のカメラ、及び第２のカメラを備えるマシンビジョン検査システムを提供することを含み、第１のカメラ及び第２のカメラが共通の視野を共有し、且つ、第１のカメラで撮像される共通視野の向きが、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから回転するように配置される。方法は、光学部を用いてワークピースの視野の画像（拡大画像であり得る）を提供するステップと、第１のカメラを用いてワークピースの視野の第１の画像を取得するステップと、第２のカメラを用いてワークピースの視野の第２の画像を取得するステップと、第１及び第２の画像のうちの少なくとも一方に基づいて、共通視野内のエッジ要素のエッジ測定を提供するステップとをさらに含む。エッジ測定を提供することは、各カメラにより撮像された共通視野内のエッジの向きと、共通視野を撮像した対応するカメラのピクセルアレイ向きとの差に基づいて、第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかを判断することを含む。上述したシステム及び方法が、精密マシンビジョン検査システム（例えば、１倍、５倍、１０倍の光学系等を含むマシンビジョン検査システム）に有利であり、特に、サブピクセル分解能及び／又は精度（例えば、マイクロメートル又はサブマイクロメートルレベル）でのエッジ位置特定に有利なことが理解されよう。

上記態様及び本発明に付随する利点の多くは、添付図面と併せて解釈される場合、以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解されるため、より容易に理解されよう。

汎用精密マシンビジョン検査システムの様々な典型的な構成要素を示す図である。 本明細書に記載の原理により構成された２つのカメラを含む、図１と同様のマシンビジョン検査システムの制御システム部及びビジョン構成要素部のブロック図である。 本明細書に開示される原理により構成された２つのカメラを含むマシンビジョン検査システムの光学部の概略図である。 比較のために、本明細書に開示される原理による、第１のカメラで撮像された撮像視野並びにカメラ構成の一実施形態及び関連するマシンビジョン検査システム特徴（例えば、ユーザインタフェース特徴）を明確にする追加の特徴を示す。 比較のために、本明細書に開示される原理による、第２のカメラで撮像された撮像視野並びにカメラ構成の一実施形態及び関連するマシンビジョン検査システム特徴（例えば、ユーザインタフェース特徴）を明確にする追加の特徴を示す。 ピクセルアレイに沿ったエッジの様々な位置での精鋭なエッジ、すなわち、２値エッジで、アンダーサンプリング又はデジタル化がどのようにしてサブピクセル補間誤差（アンダーサンプリング誤差）を生じ得るかを質的に示す概略誤差曲線を示すチャートである。 マシンビジョン検査エッジ位置測定でのエッジの向きとカメラピクセルアレイの向きとの精密な位置合わせによる潜在的なアンダーサンプリング又はデジタル化誤差を低減する方法の流れ図である。

図１は、本明細書に記載される方法により使用可能な例示的な１つのマシンビジョン検査システム１０のブロック図である。マシンビジョン検査システム１０は、制御コンピュータシステム１４とデータ信号及び制御信号を交換するように動作可能に接続されたビジョン測定機１２を含む。制御コンピュータシステム１４は、モニタ又はディスプレイ１６、プリンタ１８、ジョイスティック２２、キーボード２４、及びマウス２６とデータ信号及び制御信号を交換するようにさらに動作可能に接続される。モニタ又はディスプレイ１６は、マシンビジョン検査システム１０の動作の制御及び／又はプログラミングに適したユーザインタフェースを表示し得る。

ビジョン測定機１２は、可動式ワークピースステージ３２と、光学撮像システム３４とを含み、光学撮像システム３４はズームレンズ又は交換式レンズを含み得る。ズームレンズ又は交換式レンズは一般に、光学撮像システム３４により提供される画像に様々な倍率を与える。マシンビジョン検査システム１０は一般に、上述したQUICK VISION（登録商標）シリーズのビジョンシステム及びQVPAK（登録商標）ソフトウェア並びに同様の先端技術の市販されている精密マシンビジョン検査システムとう同等である。マシンビジョン検査システム１０は、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第７，４５４，０５３号、同第７，３２４，６８２号、同第８，１１１，９０５号、及び同第８，１１１，９３８号にも記載されている。

図２は、図１のマシンビジョン検査システムと同様のマシンビジョン検査システム１００の制御システム部１２０と、ビジョン構成要素部２００とのブロック図であり、本明細書に記載される原理により構成された２つのカメラを含む。詳細は後述するが、制御システム部１２０は、ビジョン構成要素部２００の制御に利用される。ビジョン構成要素部２００は、光学組立部２０５と、光源２２０、２３０、及び２４０と、中央透明部２１２を有するワークピースステージ２１０とを含む。ワークピースステージ２１０は、ワークピース２０が配置されるステージ表面に略平行な平面内にあるＸ軸及びＹ軸に沿って制御可能に移動可能である。光学組立部２０５は、第１のカメラ２６０、第２のカメラ２６０’、ビームスプリッタ２９１、交換式対物レンズ２５０を含み、レンズ２８６及び２８８を有するターレットレンズ組立体２８０を含み得る。ターレットレンズ組立体の代わりに、固定レンズ、又は手動又は自動で交換可能な倍率変更レンズ、又はズームレンズ構成等を含み得る。

光学組立部２０５は、制御可能なモータ２９４を使用して、Ｘ軸及びＹ軸に略直交するＺ軸に沿って制御可能に移動することが可能であり、制御可能なモータ２９４は、アクチュエータを駆動し、光学組立部２０５をＺ軸に沿って移動させることで、ワークピース２０の画像の焦点を変更する。制御可能なモータ２９４は、信号線２９６を介して、入出力インタフェース１３０に接続される。

マシンビジョン検査システム１００を使用して撮像されるワークピース２０又は複数のワークピース２０を保持したトレイ若しくは固定具は、ワークピースステージ２１０上に配置される。ワークピースステージ２１０は、光学組立部２０５と相対移動するように制御し得、それにより、交換式対物レンズ２５０は、ワークピース２０上の位置間及び／又は複数のワークピース２０間で移動する。透過照明光２２０、落射照明光２３０、及び斜め照明光２４０（例えば、リング光）のうちの１つ又は複数は、光源光２２２、２３２、及び／又は２４２のそれぞれを発して、１つ又は複数のワークピース２０を照明し得る。光源２３０は、ミラー２９０を含む経路に沿って光２３２を発し得る。光源光はワークピース光２５５として反射又は透過し、撮像に使用されるワークピース光は、交換式対物レンズ２５０及びターレットレンズ組立体２８０を通過し、第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’に集められる。第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’からのワークピース２０の画像は、制御システム部１２０に向けて信号線２６２に出力される。光源２２０、２３０、及び２４０は、信号線又はバス２２１、２３１、及び２４１を介して制御システム部１２０にそれぞれ接続し得る。また、制御システム部１２０は、画像の倍率を変更するために、信号線又はバス２８１を介してターレットレンズ組立体２８０を軸２８４を中心に回転させて、ターレットレンズを選択し得る。

第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’は、ワークピース２０の共有視野の第１及び第２の画像（拡大画像でもよい）を提供するように構成されている。この第１及び第２のカメラは、第１のカメラで撮像される共通視野の向きが、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから回転するように配置される（詳細後述）。

図２に示されるように、様々な例示的な実施形態では、制御システム部１２０は、コントローラ１２５と、入出力インタフェース１３０と、メモリ１４０と、ワークピースプログラム生成・実行器１７０と、電源部１９０と、を含む。これらの構成要素並びに後述する追加の構成要素は、１つ若しくは複数のデータ／制御バス及び／又はアプリケーションプログラミングインタフェースにより、或いは様々な要素間の直接接続によりそれぞれ相互接続し得る。

入出力インタフェース１３０は、撮像制御インタフェース１３１と、移動制御インタフェース１３２と、照明制御インタフェース１３３と、レンズ制御インタフェース１３４とを含む。移動制御インタフェース１３２は、位置制御要素１３２ａと、速度／加速度制御要素１３２ｂとを含み得るが、そのような要素は統合されて区別不可能であってもよい。照明制御インタフェース１３３は、マシンビジョン検査システム１００の各種光源を制御する要素、例えば、光源の選択、電力供給、オン／オフ切り替え、及び該当する場合にはストロボ発光パルスタイミングを制御する照明制御要素１３３ａ〜１３３ｎ及び１３３ｆｌを含む。

メモリ１４０は、画像ファイルメモリ部１４１と、１つ又は複数のパートプログラム等を含み得るワークピースプログラムメモリ部１４２と、ビデオツール部１４３と、を含む。ビデオツール部１４３は、対応する各ビデオツールのＧＵＩ、画像処理動作等を決定するビデオツール部１４３ａ及び他のビデオツール部（例えば、１４３ｎ）と、関心領域（ＲＯＩ）生成器１４３ｒｏｉと、を含み、ＲＯＩ生成器１４３ｒｏｉは、ビデオツール部１４３に含まれる様々なビデオツールで動作可能な様々なＲＯＩを画定する自動、半自動、及び／又は手動の操作をサポートする。さらに、ビデオツール部１４３はエッジ位置特定ツール１４３ｅｌを含み、エッジ位置特定ツール１４３ｅｌは、例えば、QVPAK 3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guide内の「ボックスツール」に関して説明されているエッジ位置特定動作に従って動作し、第１及び第２のカメラ２６０及び２６０’からの画像を使用して本明細書に開示される方法を実施する信号処理を組み込むことができる。特に、制御システム部１２０は、第１及び第２のカメラのそれぞれで撮像された共通視野内のエッジ要素の測定結果を得るためにエッジ位置特定ツール１４３ｅｌと連携して使用される信号処理を含み、エッジ要素、第１及び第２の画像の各エッジの向きが対応するカメラのピクセルアレイ向きから、所定の閾値量だけ（所定の閾値量以上）異なるか否かに基づいて、第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかを判断するようになっており（詳細後述）、本発明のエッジ測定処理部として機能する。

本開示の文脈の中では、当業者に既知のように、ビデオツールという用語は一般に、ビデオツールに含まれるステップ毎の動作シーケンスを作成せず、又は汎用テキストベースのプログラミング言語等を用いずに、マシンビジョンユーザが比較的単純なユーザインタフェース（例えば、グラフィカルユーザインタフェース、編集可能パラメータウィンドウ、メニュー等）を通して実施することができる自動又はプログラムされた比較的複雑な操作セットを指す。例えば、ビデオツールは、動作及び計算を管理するいくつかの変数又はパラメータを調整することにより、特定のインスタンスに適用されるカスタマイズされた画像処理操作及び計算の複雑な事前プログラムされたセットを含み得る。基本となる操作及び計算に加えて、ビデオツールは、ユーザが、ビデオツールの特定のインスタンスのためのパラメータを調整できるようにするユーザインタフェースを備える。例えば、多くのマシンビジョンビデオツールでは、ユーザは、マウスを使用して単純な「ドラッグ処理」操作を通してグラフィカル関心領域（ＲＯＩ）インジケータを設定して、ビデオツールの特定のインスタンスの画像処理操作により解析される画像のサブセットの位置パラメータを定義することができる。基本となる操作が暗黙的に含まれた可視のユーザインタフェース機能がビデオツールと呼ばれることもあることに留意されたい。

透過照明光２２０、落射照明光２３０及び２３０’、及び斜め照明光２４０のそれぞれの信号線又はバス２２１、２３１、及び２４１はすべて、入出力インタフェース１３０に接続される。第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’からの信号線２６２及び制御可能なモータ２９４からの信号線２９６も入出力インタフェース１３０に接続される。画像データの搬送に加えて、信号線２６２は、画像取得を開始する信号をコントローラ１２５から搬送し得る。

１つ又は複数のディスプレイ装置１３６（例えば、図１のディスプレイ１６）及び１つ又は複数の入力装置１３８（例えば、図１のジョイスティック２２、キーボード２４、及びマウス２６）もまた、入出力インタフェース１３０に接続することができる。ディスプレイ装置１３６及び入力装置１３８は、ユーザインタフェースを表示するのに使用でき、ユーザインタフェースは、検査動作の実行、パートプログラムの作成及び／又は変更、第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’で捕捉された画像の閲覧、並びに／或いはビジョンシステム構成要素部２００の直接制御に使用可能な様々なグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）機能を含み得る。

様々な例示的な実施形態では、ユーザがマシンビジョン検査システム１００を利用して、ワークピース２０のパートプログラムを作成する場合、マシンビジョン検査システム１００を学習モードで動作させて、所望の画像取得トレーニングシーケンスを提供することにより、パートプログラム命令を生成する。例えば、トレーニングシーケンスは、視野（ＦＯＶ）内に代表的なワークピースの特定のワークピース要素を位置決め（配置）する工程、光レベルを設定する工程、フォーカス又はオートフォーカスする工程、画像を取得する工程、及び画像に適用された（例えば、ワークピース特徴に対してビデオツールのインスタンスを使用して）検査トレーニングシーケンスを提供する工程を含み得る。学習モードは、シーケンスが捕捉又は記録され、対応するパートプログラム命令に変換されるように動作する。これらの命令は、パートプログラムが実行される場合、マシンビジョン検査システムにトレーニングさせた画像取得／検査操作を再現させて、パートプログラム作成時に使用した代表的なワークピースに一致する１つ又は複数のワークピースにおける特定のワークピース要素（すなわち、対応する位置にある対応する要素）を自動的に検査させる。本明細書において開示され請求される動作は、学習モード動作中に実施し得、学習モード動作において、第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０‘で取得された画像でのエッジの向きが対応するカメラのピクセルアレイ向きから、閾値量だけ異なるか否かに基づいて、第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかが判断される。その後、パートプログラムは、決定された第１及び／又は第２のカメラのみを実行モード中のエッジ測定の基本として使用することを反映し得る。

図３は、本明細書に開示される原理により構成された２つのカメラを含む、マシンビジョン検査システム１００の光学組立体２０５の一部をさらに詳細に示す概略図である。図３は、第１のカメラ２６０と、第２のカメラ２６０’と、ビームスプリッタ２９１と、対物レンズ２５０と、を示す。簡潔にするために、照明部は図３に示されない。透過照明光２２０、落射照明光２３０、及び斜め照明光２４０（図２に示される）等の任意の適した照明部又は照明部の組み合わせを、図３に示される構成要素と併せて使用し得ることを理解されたい。

エッジ要素３２５を含むワークピース２０は、光学組立体２０５の視野内に配置される。光学組立体２０５は、光軸ＯＡに沿ってワークピース２０の視野の画像（例えば、いくつかの実施形態では、拡大画像）を提供する。ビームスプリッタ２９１は、ワークピース２０の視野からの画像光を分光表面２９１Ａで分光して光軸ＯＡ１及びＯＡ２に沿って透過又は反射させて、第１及び第２の画像光をそれぞれ第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’に提供する。したがって、第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’は、エッジ要素３２５を含むワークピース２０の共有又は共通視野の第１の画像及び第２の画像を提供する。図３に示される構成要素により提供される第１及び第２の画像に関連するユーザインタフェース及び信号処理動作について、図４Ａ及び図４Ｂに関してさらに詳細に後述する。

図３に示される実施形態において概略的に示したように、共通視野は、第１のカメラのピクセルアレイ軸ＰＡＡの向き（光軸ＯＡ１を中心としたピクセルアレイの行又は列の軸の回転の向き）から回転オフセットＲＯ−０を有する視野の向きＦＶＯ（光軸ＯＡ１を中心とした回転の向き）で、第１のカメラ２６０のアレイ検出器２６０Ａに撮像される。図３に示される例では、回転オフセットＲＯ−０はゼロである。言い換えれば、第１のカメラの回転オフセットを回転オフセットの基準であるように定義でき、その回転オフセットをゼロに定義し得る。共通視野は、第２のカメラのピクセルアレイ向きＰＡＡ’（光軸ＯＡ２を中心としたピクセルアレイの行又は列の軸の回転の向き）に対して異なる回転オフセットＲＯ−Δを有する視野の向きＦＶＯ（光軸ＯＡ２を中心とした回転の向き）で、第２のカメラ２６０’のアレイ検出器２６０Ａ’に撮像される。言い換えれば、第２のカメラの回転オフセットは、第１のカメラの基準の向きに対して定義され、この例では、第１のカメラに対する第２のカメラの回転オフセットが回転オフセットＲＯ−Δであり、ＦＯＶの画像は第２のカメラ２６０’内で回転オフセットＲＯ−Δだけ回転して見られる。

上記は、第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’が共通視野を共有し、第１のカメラ２６０で撮像される共通視野の向きが、第２のカメラ２６０’で撮像される共通視野の向きから回転するように、第１のカメラ及び第２のカメラを好的に配置する一実施形態であることを理解されたい。言い換えれば、第１及び第２のカメラは、第１のカメラ２６０で撮像される共通視野の向きＦＶＯが、第１のカメラ２６０のピクセルアレイ軸ＰＡＡの向きから、第１の量ＲＯ−０だけ回転し、第２のカメラ２６０’で撮像される共通視野の向きＦＶＯが、第２のカメラ２６０’のピクセルアレイ軸ＰＡＡ’の向きから、第１の量とは異なる第２の量ＲＯ−Ｘだけ回転するように配置される。

この実施形態は、第１のカメラで撮像されるエッジ要素の向きが、第１のカメラのピクセルアレイの行又は列の軸の向き対して第１の差を有し、第２のカメラで撮像されるエッジ要素が、第２のカメラのピクセルアレイの行及び／又は列の軸の向きに対して異なる差を有するという点で、本発明の一態様に対応する。前述したように、鮮鋭なエッジの精密（例えば、サブピクセル）な位置特定のためには、エッジ要素の向きとピクセルアレイの行及び／又は列の軸の向きとの差が、閾値量（これについては詳細に後述する）を超えることが望ましい。第１及び第２のカメラのピクセルアレイの向きが十分に異なる場合、両カメラで撮像されるエッジが、少なくとも一方のカメラにおいて必要とされる閾値量を超えることが保証される。

上述したデジタル化誤差又はサブサンプリング誤差は、実際には、エッジ強度プロファイルにわたってそれぞれが異なるピクセル位置を有する複数の各走査線を使用して、高空間分解能でエッジ強度プロファイルをサンプリングすることにより回避すべきであるため、閾値量は、いくつかの実施形態では、エッジの長さ及び／又は走査線の間隔に依存し得る。例えば、エッジ検出走査線の間隔が１０μｍであり、撮像エッジプロファイルにわたって空間間隔０．５μｍ以下でのサンプリングが望まれる場合、必要とされる閾値量はおおよそｔａｎ^-1（０．５／１０）＝２．８６度であり得る。しかし、エッジ検出走査線の間隔を４０μｍにすることができる位、エッジが十分に長い場合は、必要とされる閾値量はおおよそｔａｎ^-1（０．５／４０）＝０．７１６度であり得る。実際には、予測できない多様な測定状況に直面するので、いくつかの実施形態では、且つ／又は第１及び第２のカメラのピクセルアレイの向きに差を設定するために、実用的で包括的なデフォルト閾値を使用し得る。例えば、いくつかの実施形態又は用途では、少なくとも１度、２度、４度、又は４度以上のデフォルト閾値を使用し得る。

いくつかの実施形態では、第１及び第２のカメラのピクセルアレイの向きの差は、少なくとも１度、２度、４度、又は４度以上であり得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２のカメラのピクセルアレイの向きの差は、撮像される任意のエッジ要素がカメラのうちの少なくとも一方でデフォルト閾値量を確実に超えるように、デフォルト閾値量の少なくとも２倍であり得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２のカメラのピクセルアレイの向きの差は、最大で１０度に制限することができ、第１及び／又は第２のカメラのピクセルアレイの行及び／又は列の軸に対する走査線及び／又はエッジツールの向きに関連する特定の信号処理制約を簡易化し得る。図３に示されるカメラ及びビームスプリッタの構成は単なる例示であり、限定ではないことが理解されよう。上述した機能特徴を提供する様々な他の構成（例えば、他のビームスプリッタ形状、追加のミラー、他の平面でのピクセルアレイ、追加のレンズ等を使用する）が、本明細書に開示される教示に基づいて当業者には明らかになろう。

図４Ａ及び図４Ｂは、本明細書に開示される原理（例えば、図３に示されるカメラ構成）による、第１及び第２のカメラのそれぞれで撮像された撮像視野（又は略して画像）４００及び４００’を比較して示すと共に、カメラ構成の一実施形態及び関連するマシンビジョン検査システムの機能（例えば、ユーザインタフェース機能）を示している。図４Ａは、第１のカメラ２６０により撮像された撮像視野４００を示し、関心領域インジケータＲＯＩｉｎ（例えば、図２を参照して説明したエッジ位置特定ツール１４３ｅｌに関連付けられた）を含むマシンビジョン検査システム１００のユーザインタフェースに含み得る。説明のために、図３を参照して説明した各種のインタフェース機能を、参考のために図４Ａでは重畳表示しているが、そのような機能はユーザインタフェースに含まなくてもよく、又はユーザに表示しなくてもよい。

図４Ａでは、画像に対するピクセルアレイ軸ＰＡＡ（例えば、ピクセル列方向軸）の向きを表す線が重畳表示されており、この線は画像４００の垂直方向の縁に平行に配置されて示されている。画像４００内のエッジ３２５のエッジ向きＥＯも実線で表される。説明のために、例示的な解析走査線ＳＬ及びエッジ点ＥＰが図４Ａに示される。図４の例では、解析走査線ＳＬは、ピクセルの行方向に沿った方向に向いており、さらに、エッジ向きＥＯ及びピクセルアレイ軸ＰＡＡの向きは略同一であることが分かる。その結果、エッジ点ＥＰの位置は、各走査にわたって同じピクセル位置にあり、言い換えれば、エッジ強度プロファイルは、各走査線でのエッジ強度プロファイルにわたって同じ空間位置にあるピクセルにより「サンプリング」される。したがって、各走査線はおおよそ同じ情報を与え、鮮鋭なエッジ３２５は図４Ａのようにアンダーサンプリングされる。その結果、図５を参照してさらに詳細に後述するように、サブピクセルのエッジ位置誤差が、このアンダーサンプリングにより生じ得る。

図４Ｂは、第２のカメラ２６０’により撮像された撮像視野４００’を示す。撮像視野４００’内の関心領域ＲＯＩ’は、視野４００内の関心領域ＲＯＩに対応する。図４Ｂに示されるユーザインタフェース機能は図４Ａと同様に説明のためのものであり、ユーザインタフェースに表示される必要がないことを理解されたい。図４Ｂでは、画像に対するピクセルアレイ軸ＰＡＡ’（例えば、第２のカメラのピクセルアレイのピクセル列方向軸）の向きを示す線が重畳表示されており、この線は画像４００’の垂直方向の縁に平行に配置されている。参照のために、第２のカメラのピクセルアレイ軸ＰＡＡ’の回転オフセットＲＯ−Δが、第１のカメラのピクセルアレイ軸ＰＡＡに対して示されている。画像４００’内のエッジ３２５のエッジ向きＥＯ’もまた実線で表されている。この例では、エッジ３２５のエッジ向きは第１のカメラのピクセルアレイ軸ＰＡＡと整列されているが、第１のカメラに対する第２のカメラのピクセルアレイの回転オフセットＲＯ−Δのために、第２のカメラのピクセルアレイに対してはエッジ３２５のエッジ向きＥＯ’が回転オフセットＲＯ−Δを有することが理解されよう。

説明のために、例示的な解析走査線ＳＬ及びエッジ点ＥＰが図４Ｂに示される。この実施形態では、ＲＯＩの位置は、好都合なことに、エッジ３２５に相対して同一に作られる。一実施形態では、これは、マシン座標系に対する各カメラの有効回転オフセット及び有効並進移動オフセットを較正し、ＲＯＩのパラメータをマシン座標系の観点から表現することにより容易に達成される。図４Ｂの例では、ＲＯＩ’が明らかに回転しているにも拘わらず、解析走査線が第２のカメラのピクセル行方向に沿った方向になるように処理される。その結果、図４Ａにおいて第１のカメラを参照して説明した例とは対照的に、図４Ｂでは、空間サンプリングインジケータ線ＳＳＩで示されるように、各走査線におけるエッジ点ＥＰの位置は異なるピクセル位置になる。したがって、各走査線は異なる情報を与え、鮮鋭なエッジ３２５の強度プロファイルを図４Ｂのように密にサンプリングし得る。言い換えれば、複数の走査線を使用することにより、エッジ強度プロファイルは、エッジ強度プロファイルの全域で密な間隔で位置するピクセルにより「サンプリング」される。その結果、本発明を使用しない場合にはアンダーサンプリングにより生じるおそれがあるサブピクセルエッジ位置誤差が抑制される。

図４Ｂに示される実施形態では、走査線ＳＬはカメラ２６０’のピクセル行を辿り、したがって、各走査線ＳＬは同じ回転オフセットＲＯ−Δだけ回転されている。或いは、走査線ＳＬは、カメラ２６０’のピクセル行を辿らない補間された走査線であってもよい。そのような走査線は、米国特許第７，６５７，７１３号に開示されており、本明細書において開示される原理を満たすために、第１のカメラ２６０と第２のカメラ２６０’との間で別様に回転してもよい。図４Ｂに示される実施形態では、関心領域ＲＯＩ’の位置は、好都合なことに、図４Ａに示される関心領域ＲＯＩと比較して、エッジ３２５に対して同一に作られる。しかし、様々な実施形態では、これは必要とされない。必要なのは、エッジ３２５に対する向きが図４Ａに示される走査線ＳＬとは異なる走査線を使用して、エッジ３２５の略同一部分にわたって第２の画像においてエッジ点を検出することだけである。

第２のカメラに第１のカメラからの回転オフセットを持たせることにより、任意の鮮鋭直線エッジの強度プロファイルが必ず少なくとも一方のカメラにおいて密な（高分解能で）空間サンプリングに適切な向きになることが保証される。図４Ａ及び図４Ｂに示される実施形態では、視野画像４００及び視野画像４００’は、エッジ要素３２５のエッジ測定をするための共通視野を共有する。

動作に際して、光学組立部２０５は、ワークピースの視野の画像（例えば、拡大画像）、より詳細にはエッジ要素３２５の画像を提供する。第１のカメラ２６０は、エッジ要素３２５の第１の視野画像を提供し、第２のカメラ２６０’は、ワークピースの第２の視野画像を提供する。マシンビジョン検査システム１００で行われる信号処理では、第１のカメラ２６０及び第２のカメラ２６０’により撮像された共通視野内のエッジ要素３２５についてエッジ測定し、第１及び第２の画像それぞれにおけるエッジの向きが対応するカメラのピクセルアレイ向きから、閾値量だけ異なるか否かに基づいて、第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかを判断する。様々な閾値量の使用に関連する考慮事項については上述した。

図４Ａ及び図４Ｂに示される実施形態では、エッジの向きＥＯは、第１のカメラ２６０のピクセルアレイ軸ＰＡＡの向きと精密に位置合わせされている。したがって、エッジの向きＥＯと第１のカメラ２６０のピクセルアレイ軸ＰＡＡの向きとの差は、所望の閾値未満であり、エッジ３２５がアンダーサンプリングされている可能性があることを示す。これとは対照的に、エッジの向きＥＯ’は、第２のカメラ２６０’のピクセルアレイ軸ＰＡＡ’の向きから、相当量ずれている。したがって、エッジの向きＥＯ’と第２のカメラ２６０’のピクセルアレイ軸ＰＡＡ’の向きとの差は所望の閾値（例えば、この例では約５度）を超える。これは、上述したように、エッジが密にサンプリングされ、第２のカメラ画像で精密に位置特定可能なことを示す。したがって、マシンビジョン検査システム１００の信号処理では、これに基づいて、視野４００’に対応する第２の画像を、エッジ要素３２５についてのエッジ測定の基本として使用し得ることを示す。

いくつかの実施形態では、各エッジのエッジ点に線を当てはめる工程と、当てはめられた線の向きと、対応するカメラのピクセル軸の既知の向きとの差を特定する工程とを含む信号処理によって、各エッジの向きを特定する。他の実施形態では、各エッジの測定に使用されたビデオツールの各走査線に沿って検出されたエッジ点の位置を解析する工程と、ビデオツールの各走査線に沿って検出されたエッジ点の位置が、閾値量あるいはそれ以上に相当する高密度の結合サンプリングを提供する場合に、各画像におけるエッジの向きが対応するカメラのピクセルアレイ向きから閾値量だけ異なると判断する工程とを含む信号処理によって、各エッジの向きが対応するカメラのピクセルアレイ向きから、閾値量だけ異なると判断する。

図５は、アンダーサンプリング又はデジタル化が、ピクセルＡ〜Ｄを含むピクセル行に沿ったエッジの様々な位置にある鮮鋭なエッジ、すなわち、２値エッジのサブピクセル補間誤差（例えば、Ｅ−Ｂ、Ｅ−Ｂ’、Ｅ−ＢＣ、Ｅ−Ｃ’、及びＥ−Ｃ）にいかに繋がり得るかを定性的に表した概略誤差曲線５１０を示す。特に、この誤差曲線５１０は、走査線に沿ったピクセルに相対する非常に鮮鋭なエッジ（例えば、略「２値」のエッジ）の異なる位置での走査線（例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示される走査線ＳＬ）に沿ったピクセル値のサブピクセル補間に基づくエッジ点（例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示されるエッジ点ＥＰ）の誤差を示す。

簡潔にするために、この考察では、線形補間が使用されると仮定する。この場合、エッジがピクセルＢとＣとの間の空間にあり、ピクセルＢがエッジの片側に存在する高強度値を有し、ピクセルＣがエッジの他方の側に存在する低強度値を有するとき、略２値のエッジを仮定する。これらの測定値間の補間（例えば、これらの間の中間として又はピクセルにより示される強度プロファイルの最大勾配点としてエッジを識別することにより）は、補間されたサブピクセルエッジ位置がピクセルＢとＣとの中間であることを示す。したがって、エッジが実際にピクセルＢとＣとの中間に配置されている場合、誤差点Ｅ−ＢＣに示されるように、補間誤差はゼロである。しかし、隣接ピクセルは、ピクセル間の空間に配置される場合、したがって、エッジが実際にはピクセルＢとＣとの中間点の右側に配置され、実際の位置が補間されたエッジ位置よりも正側にあり、誤差点Ｅ−ＢＣとＥ−Ｃ’との間に示される負の誤差を生み出す場合、実際のエッジ位置での変化に大きく反応しない。

実際のエッジ位置が図５においてさらに右に移動するにつれて、ピクセルＣはエッジに反応し始め、出力は変化し始め、誤差点Ｅ−Ｃ’とＥ−Ｃとの間に示されるように、誤差の大きさが低減する。理想的には、エッジは実際にはピクセルＣの中間に配置され、ピクセルＤはエッジの片側に存在する高強度値を有し、ピクセルＢはエッジの他方の側に存在する低強度値を有し、ピクセルＣは値の中間に値を有し、誤差点Ｅ−Ｃに示されるように、補間誤差はゼロになる。Ｅ−ＢとＥ−ＢＣとの誤差曲線は、上記考察と同様に理解し得る。誤差曲線５１０は、示されるように、ピクセルピッチで周期的に繰り返される。

図４Ａ及び図４Ｂに示されるように各走査線でのエッジ点を特定するサブピクセル補間は、誤差曲線５１０で示される挙動を辿り得る。より複雑な補間及び／又は鮮鋭さの低いエッジでは、ピークツーピーク誤差がより小さいが、曲線は質的に同様である。図４Ａに示される例では、各走査線は、走査線に沿っておおよそ同じ位置でエッジをサンプリングする。したがって、各走査線は、曲線５１０に沿って同じ系統的な誤差点を含む（エッジ強度プロファイルのアンダーサンプリング）。その結果、画像４００に基づく全体エッジ３２５の線位置測定は、エッジ点が解析されて、線位置を特定する場合、同じ系統的誤差を含み得る／含むことになる。

これとは対照的に、図４Ｂに示される例では、エッジは、各走査線（空間サンプリングインジケータ線ＳＳＩで示されるように）に沿ったピクセルに相対して別様に配置される。したがって、各走査線は、曲線５１０に沿って異なる誤差点を含む（エッジ強度プロファイルを密にサンプリングする）。したがって、一般に、画像４００‘に基づく全体エッジ３２５の位置測定は、正誤差を有するいくつかのエッジ点、負誤差を有するいくつかのエッジ点、及び非常に小さな誤差を有するいくつかのエッジ点を含み得る／含むことになる。そのようなエッジ点を解析して、線位置を特定する（例えば、最良近似直線位置により）場合、誤差は互いに平均されてなくなり、且つ／又は互いに補償することになり、系統的なデジタル化の影響は抑制され、線位置はサブピクセル分解能で正確に特定される。

例えば、１０μｍピッチを有するピクセルアレイを使用して、図４Ａに示される画像と同様の画像から位置特定される略２値エッジの場合、エッジ位置の関数としてのピークツーピーク系統的誤差は約４μｍであり得る。これとは対照的に、同じピクセルアレイを使用して、図４Ｂに示される画像と同様の画像から位置特定される略２値エッジの場合、エッジ位置の関数としてのピークツーピーク系統的誤差は通常、１／１０以下であり得る。

図６は、マシンビジョン検査エッジ位置測定でのアンダーサンプリング誤差又はデジタル化誤差を低減する方法の流れ図６００である。６１０において、光学部と、第１のカメラと、第２のカメラとを備えるマシンビジョン検査システムが提供され、第１のカメラ及び第２のカメラは共通の視野を共有し、且つ、第１のカメラで撮像される共通視野の向きが、第２のカメラで撮像される共通視野の向きから回転するように配置される。ブロック６２０において、ワークピースの視野の画像が、光学部を使用して提供される。

ブロック６３０において、第１のカメラを用いて、ワークピースの共通視野の第１の画像が得られる。ブロック６４０において、第２のカメラを用いて、ワークピースの共通視野の第２の画像が得られる。

ブロック６５０において、共通視野内のエッジ要素のエッジ測定が、第１及び第２の画像のうちの一方に基づいて提供される。このエッジ測定では、上述した原理により、各エッジの向きが関連付けられたカメラのピクセルアレイ向きから、閾値量だけ異なるか否かに基づいて、エッジ測定の基本として第１及び第２の画像のいずれが使用されるかを判断することを含む。ブロック６５０の後、プロセスは終了する。

「裏側」でひそかに実行される動作であるため、本明細書に開示される２つのカメラシステム及び方法は、ユーザにとって一般に分かりやすく、また熟練したユーザを必要としないことを理解されたい。第２のカメラ（例えば、カメラ２６０’）が、そのカメラのピクセルアレイから閾値量ほどは異なっていないエッジ要素を撮像することもあることを理解されたい。この場合、マシンビジョン検査システム１００は、この位置合わせ（配置）を特定し、そして、エッジ測定を実行するための基本として、第１のカメラ（例えば、カメラ２６０）で撮影した第１の画像を選択し得る。勿論、第１及び第２のカメラの何れにおいてもエッジ要素の位置合わせ（配置）が、両カメラのピクセルアレイから少なくとも閾値量だけ異なる場合、エッジ位置特定は、いずれか一方又は両方のカメラ画像（例えば、平均として）に基づき得る。

本発明の様々な実施形態について図示し説明したが、図示され説明される構成の特徴及び動作シーケンスの多くの変形が、本開示に基づいて当業者には明らかになろう。したがって、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに様々な変更を行い得ることが理解されよう。

１０、１００・・・マシンビジョン検査システム、１２・・・ビジョン測定機、１４・・・制御コンピュータシステム、１６・・・モニタ、１８・・・プリンタ、２０・・・ワークピース、２２・・・ジョイスティック、２４・・・キーボード、２６・・・マウス、３２・・・可動式ワークピースステージ、３４・・・光学撮像システム、１２０・・・制御システム部、１２５・・・コントローラ、１３０・・・入出力インタフェース、１３１・・・撮像制御インタフェース、１３２・・・移動制御インタフェース、１３２ａ・・・位置制御要素、１３２ｂ・・・速度／加速度制御要素、１３３・・・照明制御インタフェース、１３３ａ〜１３３ｎ、１３３ｆｌ・・・照明制御要素、１３４・・・レンズ制御インタフェース、１４０・・・メモリ、１４１・・・画像ファイルメモリ部、１４２・・・ワークピースプログラムメモリ部、１４３ａ・・・ビデオツール部、１４３ｎ・・・他のビデオツール部、１４３ｒｏｉ・・・関心領域生成器、１３６・・・ディスプレイ装置、１３８・・・入力装置、１７０・・・ワークピースプログラム生成・実行器、１９０・・・電源部、２００・・・ビジョン構成要素部、２０５・・・光学組立体、２１０・・・ワークピースステージ、２１２・・・中央透明部、２２０・・・透過照明光、２２１、２３１、２４１、２８１・・・バス、２２２、２３２、２４２・・・ソース光、２３０、２３０’・・・落射照明光、２４０・・・斜め照明光、２５０・・・交換式対物レンズ、２５５・・・ワークピース光、２６０・・・第１のカメラ、２６０Ａ・・・アレイ検出器、２６０’・・・第２のカメラ、２６２、２９６・・・信号線、２８０・・・ターレットレンズ組立体、２８４・・・軸、２８６、２８８・・・レンズ、２９０・・・ミラー、２９１・・・ビームスプリッタ、２９１Ａ・・・分光表面、２９４・・・制御可能なモータ、３２５・・・エッジ要素、４００、４００’・・・撮像視野

Claims (12)

1. エッジ要素の位置合わせに依存する潜在的なエッジ位置測定誤差を抑制するマシンビジョン検査システムであって、
   ワークピースの視野の画像を提供するように構成された光学部と、
   前記ワークピースの前記視野の第１の画像を提供するように構成された第１のカメラと、
   前記第１のカメラと共通視野を有し、前記ワークピースの前記視野の第２の画像を提供するように構成された第２のカメラと、
   各カメラにより撮像される前記共通視野内のエッジ要素についてエッジ測定するエッジ測定処理部と、
   を備え、
   前記第１のカメラ及び前記第２のカメラは、前記第１のカメラで撮像される前記共通視野の向きが、前記第２のカメラで撮像される前記共通視野の向きから回転するように配置され、
   前記エッジ測定処理部は、各前記カメラにより撮像された共通視野内のエッジの向きと、当該共通視野を撮像した対応するカメラのピクセルアレイの向きとの差に基づいて、前記第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかを判断する、マシンビジョン検査システム。
2. 前記エッジ測定処理部は、前記エッジの向きが前記ピクセルアレイの向きから所定の閾値量以上異なったカメラの画像を前記エッジ測定の基本として使用する画像にする、請求項１に記載のマシンビジョン検査システム。
3. 前記エッジ測定処理部は、前記エッジ要素のエッジの長さに基づいて、前記閾値量を設定する、請求項２に記載のマシンビジョン検査システム。
4. 前記第１のカメラで撮像される前記共通視野の向きは、前記第２のカメラで撮像される前記共通視野の向きから、前記閾値量の少なくとも２倍回転する、請求項２に記載のマシンビジョン検査システム。
5. 前記エッジ測定処理部は、各エッジの検出されたエッジ点に線を当てはめ、前記当てはめられた線の向きと、前記対応するカメラのピクセル軸の既知の向きとの差を特定することにより、各エッジの向きを特定する、請求項１又は請求項２に記載のマシンビジョン検査システム。
6. 前記エッジ測定処理部は、各エッジの測定に使用されるビデオツールの各走査線に沿って検出されたエッジ点の位置を解析し、前記ビデオツールの各走査線に沿って検出されたエッジ点の位置が、前記閾値量以上に相当するサンプリング密度を提供する場合に、前記エッジの向きが前記カメラのピクセルアレイ向きから前記閾値量以上異なると判断する、請求項２に記載のマシンビジョン検査システム。
7. マシンビジョン検査システムでのエッジ特徴位置合わせに依存する潜在的なエッジ位置測定誤差を抑制する方法であって、
   光学部、第１のカメラ、及び第２のカメラを備えるマシンビジョン検査システムを提供するステップであって、前記第１のカメラ及び前記第２のカメラが共通の視野を共有し、且つ、前記第１のカメラで撮像される前記共通視野の向きが、前記第２のカメラで撮像される前記共通視野の向きから回転するように配置されるステップと、
   前記光学部を用いてワークピースの視野の画像を提供するステップと、
   前記第１のカメラを用いて前記ワークピースの前記視野の第１の画像を取得するステップと、
   前記第２のカメラを用いて前記ワークピースの前記視野の第２の画像を取得するステップと、
   前記第１及び第２の画像のうちの少なくとも一方に基づいて、前記共通視野内のエッジ要素のエッジ測定を提供するステップと
   を含み、
   前記エッジ測定を提供するステップは、各前記カメラにより撮像された前記共通視野内のエッジの向きと、当該共通視野を撮像した対応するカメラのピクセルアレイ向きとの差に基づいて、前記第１及び第２の画像のいずれをエッジ測定の基本として使用するかを判断する、方法。
8. 前記エッジ測定を提供するステップは、前記エッジの向きが前記ピクセルアレイの向きから所定の閾値量以上異なったカメラの画像を前記エッジ測定の基本として使用する画像として判断することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記エッジ測定を提供するステップは、前記エッジの要素のエッジの長さに基づいて、前記閾値量を設定することを含む、請求項７又は請求項８に記載の方法。
10. 前記第１のカメラで撮像される前記共通視野の向きは、前記第２のカメラで撮像される前記共通視野の向きから、前記向き差閾値量の少なくとも２倍回転する、請求項８に記載の方法。
11. 前記エッジ測定を提供するステップは、各エッジの検出されたエッジ点に線を当てはめ、前記当てはめられた線の向きと前記対応するカメラのピクセル軸の既知の向きとの差を特定することにより、各エッジの向きを特定することを含む、請求項７又は請求項８に記載の方法。
12. 前記エッジ測定を提供するステップは、各エッジの測定に使用されるビデオツールの各走査線に沿って検出されたエッジ点の位置を解析し、前記ビデオツールの各走査線に沿って検出されるエッジ点の位置が、前記閾値量以上に相当するサンプリング密度を提供する場合に、前記エッジの向きが前記カメラの前記ピクセルアレイ向きから、前記閾値量以上異なると判断することを含む、請求項８に記載の方法。

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