[發明專利]物體形狀測量裝置和方法以及程序

有效

• 申請號: 201880080596.7
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN111492198B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 莊沱
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

提供了用于測量透明物體的形狀和厚度的裝置和方法。本發明具有用于朝向透明物體輸出光的光投射單元，用于接收傳播通過透明物體的光的光接收傳感器，以及用于分析光接收傳感器的光接收元件的接收光信號的數據處理單元，光投射單元被配置成并行地輸出來自多個光源的輸出光，并且數據處理單元分析來自光接收傳感器的光接收元件的接收光信號，并且使用存儲在存儲單元中的、與光接收信號值對應的光源組合信息指定輸入到單個光接收元件的光的光源。此外，計算指示從光投射單元的每個光源輸出的偏振光的狀態的變化的穆勒矩陣，并且計算透明物體的前表面和后表面的形狀。

技術領域

本公開涉及物體形狀測量裝置和方法以及程序。具體地，本公開涉及用于分析透明物體的三維形狀的物體形狀測量裝置和方法以及程序。

背景技術

在測量物體的表面形狀、即物體的三維形狀的情況下，例如，執行使用光從特定方向照射待測量的物體并且分析從物體的表面反射的光的處理。

然而，在待測量的物體是使光透射的透明物體的情況下，難以執行這種使用反射光的處理。

例如，作為公開了測量透明物體的表面形狀的處理的文獻，以下文獻是可用的。

NPL 1(Daisuke Miyazaki和Katsushi Ikeuchi，“Estimating Surface Shape ofTransparent Objects by using Polarization Raytracing Method(通過使用偏振射線跟蹤法估計透明物體的表面形狀)”，圖像識別和理解會議(MIRU2004)，2004年7月)公開了用于測量透明體的表面形狀的配置。為了進行測量，使用偏振光從多個方向照射同一表面，并且分析來自透明目標物體的表面的多個反射光的偏振方向。

在該系統中，為了區分來自各個方向的偏振光，順序地開啟多個方向上的照明(illumination)。

此外，NPL 2(Yiming Qian和另外兩人，“Mi3D Reconstruction of TransparentObjects with Position-Normal Consistency(具有位置-法線一致性的透明物體的Mi3D重構)”，[線上]，[2017年12月1日搜索]，因特網URL：https://pdfs.semanticscholar.org/0ea6/96f0a6217272a0f0797638c49e47f67f9ef4.pdf#search＝％273d+reconstruction+of+transparent％27)公開了包括具有特定圖案的背景和攝像裝置的配置。背景被設置在透明目標物體的一側，并且攝像裝置被設置在其相反方向上。使用該配置，通過分析當來自背景的光穿過透明目標物體時生成的由形狀引起的畸變來估計形狀。

在該分析處理中，需要通過將已經穿過物體并且已經入射在攝像裝置的同一像素上的、來自多個背景圖案的光分開，來測量形狀。因此，需要執行使圖案和攝像裝置在空間方向上圍繞待測量的物體旋轉移動多次的處理。

此外，PTL 1(日本專利公開第2002-098650號)公開了用于通過利用特定偏振方向的量取決于透明體的折射率而變小的事實檢測透明體的存在的配置。

在透明異物附著于目標物體的情況下，由于折射率不同，上述量的衰減量變得不同。因此，可以將透明異物檢測為缺陷。此外，假定檢測目標的形狀是光滑的，則在具有形狀缺陷的位置處發生陡峭的形狀改變。因此，上述量的衰減量迅速改變，這使得檢測成為可能。

此外，PTL 2(國際專利申請的國家公布第2002-513463號)公開了用于通過觀測成型的透明玻璃產品的應力檢查成型缺陷的配置。

內部折射率分布取決于透明體成型時所施加的力(應力)的程度而變化。當在二維中觀測具有特定偏振方向的透射光時，變化的折射率引起灰度值的空間變化。利用該現象，檢查施加到透明景物的應力，并且同時，從由二維傳感器接收的光量提取目標物體的邊緣信息并將邊緣信息用于檢查成型缺陷。