[發明專利]圖像測量設備和程序

在審

• 申請號: 201710066090.8
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN107044823A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 吉田博行
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 史新宏

相關申請的交叉引用

該申請要求2016年2月5日提交的日本申請No.2016-021306的符合35U.S.C.§119的優先權，其公開通過其完整引用明確合并到此。

技術領域

本發明涉及一種基于通過捕獲所測量的對象的圖像所獲得的圖像而在無接觸的情況下測量可測量的對象的形狀的圖像測量設備和程序。

背景技術

圖像測量設備是進行以下操作的設備：捕獲所測量的對象(下文中稱為“工件”)的圖像；分析圖像；提取形狀(例如直線、圓形、多邊形等)；以及獲得所提取的形狀的測量結果(例如距離、傾斜、直徑、寬度等)。

工件出自各種形狀，并且當測量在單次圖像捕獲中無法配合在圖像視場中的工件時，通常使用視場擴展方法(稱為“圖像拼接”)。圖像拼接方法捕獲覆蓋完整工件的多個部分圖像，并且通過將多個部分圖像粘接在一起來創建單個完全圖像(見日本專利未決公開No.2011-185888)。

圖7A是執行圖像拼接的圖像測量設備的示意圖。圖像測量設備包括：平臺100，其上放置工件W；圖像捕獲器124(面積傳感器)，具有圖像捕獲區域并且捕獲工件W的圖像；移位器，相對地移位平臺100和圖像捕獲器124；控制器，在通過移位器按固定速度將圖像捕獲器124移位到工件W的同時，通過圖像捕獲器124來捕獲多個部分圖像；位置獲取器，獲得圖像捕獲器124捕獲圖像的位置；完全圖像形成器，通過基于位置獲取器所獲得的位置數據而將多個部分圖像粘接在一起來形成完全圖像；以及光源126，與圖像捕獲器124一起整體地移位，并且在圖像捕獲器124所捕獲的工件W的部分處發射光。

例如，作為傳統圖像拼接方法，以下所描述的兩種方法是已知的。這兩種方法具有共同點在于，完整工件劃分為矩陣中的多個區域，并且捕獲每個區域中的圖像，此后，通過將多個所獲得的部分圖像粘接在一起來形成工件的完全圖像。

第一種方法重復序列：圖像捕獲器124的相對移位→暫停→捕獲工件W的圖像→相對移位。換言之，圖像捕獲器124移位到工件W的第一區域#1，然后暫停，并且捕獲圖像。接下來，圖像捕獲器124移位到工件W的隨后區域#2，然后暫停，并且捕獲圖像。通過在區域#3、#4、#5等中重復序列，獲得用于配置完整工件W的多個區域的各個部分圖像。通過基于各個位置數據、像素大小等而將所捕獲的部分圖像中的每一個粘接在一起，形成單個完全圖像。每次平臺100暫停，就獲得用于部分圖像中的每一個的位置數據作為平臺100和圖像捕獲器124的位置坐標。在第一種方法中，例如，圖像捕獲器124的曝光時間設置在1/12秒，ROI(興趣區域)設置在完全像素讀取(例如2048x 1536)。圖7B是圖像捕獲器124所捕獲的工件W的九個區域(3x 3)使用第一種方法得以依次捕獲并且粘接在一起的示例性情況。

第二種方法在相對于工件W移位圖像捕獲器124的同時當經過區域中的每一個時相繼捕獲工件W的圖像。換言之，在以固定速度移位圖像捕獲器124的同時，例如，圖像捕獲器124例如當經過區域中的每一個時使用來自頻閃光的異常短的曝光時間來捕獲圖像，并且獲得配置完整工件W的多個區域的各個部分圖像。在移位的同時捕獲圖像是對于同一行中的每個區域執行的，并且在圖像捕獲器124轉移到第二行的區域處(在行的兩端處)暫停，然后繼續。圖7C是圖像捕獲器124所捕獲的工件W的九個區域(3x 3)使用第二種方法得以依次捕獲并且粘接在一起的示例性情況。在此情況下，在捕獲區域#1的圖像之后，圖像捕獲器124開始移位。當度過區域#2時，圖像捕獲器124捕獲區域#2的圖像，在區域#3中停止移位，并且捕獲區域#3的圖像。當第一行的圖像捕獲以此方式結束時，圖像捕獲器124移位到第二行中與區域#3相鄰的區域#4。與第一行相似，在第二行中分別從區域#4到區域#6執行圖像捕獲。當在第一行和第二行中捕獲圖像以此方式結束時，圖像捕獲器124移位到第三行中與區域#6相鄰的區域#7。與第一行和第二行相似，在第三行中從區域#7到區域#9依次執行圖像捕獲。所捕獲的部分圖像中的每一個通過與第一種方法相同的方式粘接在一起，以形成單個完全圖像。在每次使用圖像捕獲器124捕獲圖像時輸出的觸發的時間，獲得各個部分圖像的位置數據作為平臺100和圖像捕獲器124的位置坐標。在第二種方法中，在移位的同時執行圖像捕獲，并且因此，圖像捕獲器124的曝光時間設置得很短(例如1/300至1/600秒)。另一方面，圖像捕獲器124的ROI設置有與第一種方法相似的完全像素讀取(例如2048x 1536)。