[发明专利]测量三维形状的方法

说明书

本申请是申请日为2010年5月27日、申请号为201010194905.9、题为“三维形状测量设备和三维形状测量方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种三维形状测量设备和一种三维形状测量方法。更具体地讲，本发明的示例性实施例涉及能够减少测量时间的一种三维形状测量设备和一种三维形状测量方法。

背景技术

通常，三维形状测量设备通过利用拍摄的图像对测量目标的三维形状进行测量。三维形状测量设备可包括：投影部，将光照射到测量目标；照相机部，利用被测量目标反射的光来拍摄图像；控制部，控制投影部和照相机部，并对图像进行算术处理以测量三维形状。

如上所描述的，由于三维形状测量设备对拍摄的测量目标的图像进行算术处理以测量三维形状，所以减少对测量目标的三维形状测量的时间提高了工作的速度和效率，从而减少测量成本。因此，测量时间是非常重要的因素。

在传统的三维形状测量设备中，下面的例子会是增加上述测量时间的因素。

首先，测量时间根据拍摄方法和光栅移动方法而增加。

图1是示出使用传统的三维形状测量设备测量三维形状的方法的框图。

参照图1，当使用两个投影部时，通常地，在第一投影部的光栅移动时拍摄多个图像，然后在第二投影部的光栅移动时拍摄多个图像。

然而，由于光栅在照相机拍摄之后移动，所以独立地需要拍摄时间和光栅的移动时间。因此，增加了总的测量时间，而且总的测量时间随着投影部的数量的增加而更多地增加。

第二，当具有相对大的区域的测量目标被分成多个测量区域并被测量时，需要长的测量时间。

在相对具有相对大区域的测量目标为每个测量区域拍摄图像并利用所述图像对测量目标的三维形状进行测量的情况下，需要照相机部为任一个测量区域拍摄图像，此后，对图像进行算术处理，以测量出测量区域中的三维形状。

然而，在对拍摄的图像进行的算术处理变得有点长的情况下，将测量目标区域移动到测量目标的每一个测量区域会需要长的时间，另外，三维形状测量设备测量所有测量区域的三维形状。

第三，减少照相机的拍摄时间和光栅元件的移动时间受到限制。

为了快速地检查板，需要减少照相机的拍摄时间和光栅元件的移动时间。然而，当减少照相机的拍摄时间时，没有充分地接收反射光栅图像，从而妨碍了精确的检查。另外，光栅元件的移动时间极大地受限。因此，难以显著地减少检查时间。

第四，在测量目标具有相对小尺寸的情况下，测量时间不必要地增加了。

为了检查具有相对小尺寸的测量目标，例如，LED条，在测量目标被安装在诸如夹具的检查板上的状况下检查多个测量目标。因此，测量目标存在的部分和测量目标不存在的部分均在照相机的视场中。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种能够缩短对三维形状的测量时间的三维形状测量设备

本发明的示例性实施例还提供了一种能够缩短对三维形状的测量时间的三维形状测量方法。

本发明的示例性实施例还提供了能够缩短测量时间并提高测量质量的一种板检查设备和一种使用该板检查设备对板进行测量的方法。

本发明的示例性实施例还提供了一种测量三维形状的方法，所述方法能够仅对测量目标存在的区域进行选择性的测量，从而缩短了测量时间。

本发明的示例性实施例公开了一种三维形状测量设备。所述三维形状测量设备包括：m个投影部，每个投影部包括光源和光栅元件，并且每个投影部在光栅元件移动n次时对每次移动将光栅图案光投影到测量目标上，其中，n和m是大于或等于2的自然数；成像部，拍摄被测量目标反射的光栅图案图像；控制部，在利用m个投影部之一拍摄光栅图案图像的同时控制至少另一个投影部的光栅元件移动。

当m为2时，在利用第一个投影部对光栅图案图像进行一次拍摄的同时，控制部可以使第二个投影部的光栅元件移动2π/n，然后在利用第二个投影部对光栅图案图像进行一次拍摄的同时，控制部可以使第一个投影部的光栅元件移动2π/n。

当m大于或等于3时，控制部可以从第一个投影部到第m个投影部分别利用一次投影部对光栅图案图像进行m次的拍摄，并可以在非拍摄时间内将m次中的在拍摄时间内没有使用的投影部的光栅元件移动2π/n。控制部可以控制每个投影部在至少两次拍摄时间之前使该投影部的光栅元件在投影光栅图案光之前移动。