[發(fā)明專利]結(jié)合三維及二維形貌的量測方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310688068.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN104677307B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張柏毅;張樂融;藍(lán)于瀅;陳俊賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11006
• 代理人: 梁揮,常大軍

1.一種量測方法，用以量測物體的三維及二維形貌，該物體的表面具有多個(gè)物點(diǎn)，其特征在于，該量測方法包括：

經(jīng)由投射裝置，將條紋圖案投射至該物體的表面；

藉由多線光電取像系統(tǒng)，接收并儲(chǔ)存多線影像；

使物體與相移裝置系統(tǒng)做相對(duì)移動(dòng)，以通過該多線光電取像系統(tǒng)擷取多張相位光強(qiáng)影像，該相移裝置系統(tǒng)包括該投射裝置以及該多線光電取像系統(tǒng)；

依據(jù)用以獲取該物體的二維形貌尺寸的該些相位光強(qiáng)影像決定該些物點(diǎn)的相位值，并通過三角幾何關(guān)系將該些相位值轉(zhuǎn)換為該些物點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的高度，以產(chǎn)生該物體的三維形貌；以及

依據(jù)用以獲取該物體的三維形貌的該些相位光強(qiáng)影像重建無相位變化的物體影像，該無相位變化的物體影像呈現(xiàn)該物體的二維形貌尺寸，該些相位光強(qiáng)影像分別包括多個(gè)像素，該些像素分別對(duì)應(yīng)光強(qiáng)值或該些像素分別對(duì)應(yīng)光強(qiáng)值以及影像位置，該重建該無相位變化的物體影像的步驟包括如下三種之一；

(1)依據(jù)各該相位光強(qiáng)影像的該些像素所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)值，將該些相位光強(qiáng)影像轉(zhuǎn)換為高動(dòng)態(tài)范圍二維影像以作為該無相位變化的物體影像，

其中將該些相位光強(qiáng)影像轉(zhuǎn)換為高動(dòng)態(tài)范圍二維影像的步驟，是依據(jù)各該像素對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)值及對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間將該些相位光強(qiáng)影像轉(zhuǎn)換為高動(dòng)態(tài)范圍二維影像；

(2)比較該些相位光強(qiáng)影像中具有相同影像位置的像素的光強(qiáng)值，并選擇當(dāng)中的最大光強(qiáng)值作為該無相位變化的物體影像中于該相同影像位置的像素的光強(qiáng)值；

(3)對(duì)該些相位光強(qiáng)影像中具有相同影像位置的像素的光強(qiáng)值做平均以產(chǎn)生平均光強(qiáng)值，并以該平均光強(qiáng)值作為該無相位變化的物體影像中于該相同影像位置的像素的光強(qiáng)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測方法，其特征在于，更包括：

將該無相位變化的物體影像的部分或全部與預(yù)設(shè)物體圖樣進(jìn)行比對(duì)，以檢測該物體的表面形貌、尺寸或缺陷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測方法，其特征在于，該將該條紋圖案投射至該物體的表面的步驟包括：

將結(jié)構(gòu)光投射至該物體的表面以形成該條紋圖案，該結(jié)構(gòu)光的光強(qiáng)度是隨位置的不同而作正弦強(qiáng)度變化。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的量測方法，其特征在于，該條紋圖案為條紋式正弦強(qiáng)度變化的圖案或由疊紋所形成的圖案。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測方法，其特征在于，該多線光電取像系統(tǒng)是多線感光耦合式相機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量測方法，其特征在于，該擷取該些相位光強(qiáng)影像的步驟包括：

該相移裝置系統(tǒng)與該物體做單次的直線相對(duì)移動(dòng)；以及

回應(yīng)于該單次的直線相對(duì)移動(dòng)，通過該多線光電取像系統(tǒng)依序擷取對(duì)應(yīng)于該物體的該些相位光強(qiáng)影像。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的量測方法，其特征在于，在該單次的直線相對(duì)移動(dòng)過程中所依序擷取的該些相位光強(qiáng)影像具有相等的相移量。