[发明专利]用于光学测量的设备及相关方法

权利要求书

1.一种用于光学测量光滑目标对象(106，206)的表面的设备(101，201，601)，测量表面形状和/或相关的表面缺陷，所述设备包括：

漫射半透明照明结构(102，202，302)，其限定弯曲表面形状，所述漫射半透明照明结构被配置为至少半球状地包围所述目标对象，所述照明结构的表面进一步配备有大致针孔状并且配备有透镜的至少两个光圈(212，712)，

若干光源(208)，光学耦合至所述照明结构，用于通过所述照明结构的所述表面照亮所述目标对象，

至少两个成像装置(104，204)，均被配置为通过所述至少两个光圈中的一个光圈对所述目标对象成像，以及

控制实体(210)，被配置为指示所述若干光源通过所述照明结构的所述表面形成预定的照明图案的序列，指示均被配置为通过自身专用的光圈对所述目标对象成像的所述至少两个成像装置获得所述目标对象的相对于每个照明图案的图像，并且通过利用所利用的所述图案以及所获得的图像，获得所述目标对象的预定的与表面相关的性能，

其中，所述两个光圈中的至少一者与透镜设备相关联，所述透镜设备包括多个透镜，以及

其中，所述透镜设备进一步包括具有斜边的面向所述光圈的主体部，用于减少所述透镜设备的相对于所述照明结构的遮蔽效应。

2.根据权利要求1所述的用于光学测量光滑目标对象的表面的设备，被配置为应用多个图像的图像数据，通过确定包括两个成像装置(104，204)中的每一个的成像元素的成像元素对(404，405)，确定所述目标对象的表面元素(406)的位置和/或方向，其中所述成像元素对为像素对，其中，鉴于所述照明结构的两个发射光表面位置(408，409)以及从目标对象的表面元素反射的相关光线，所述表面元素相对于这两个成像元素成镜像角。

3.根据权利要求2所述的用于光学测量光滑目标对象的表面的设备，被配置为基于在所述成像元素对确定期间发现的所述镜像角来确定所述表面元素(406)的方向(406a)。

4.根据权利要求2或3所述的用于光学测量光滑目标对象的表面的设备，被配置为基于所述成像元素对和关于所述两个成像装置之间的不同成像元素的关系的校准信息，确定所述目标对象的所述表面元素(406)的位置，所述信息指示关于所述成像装置的所述成像元素之间的交叉位置的潜在光线交叉点的知识。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于光学测量光滑目标对象的表面的设备，被配置为

基于所获得的多个图像的图像数据，为第一成像装置的第一成像元素(404)确定所述照明结构的匹配的第一发射光表面位置(408)，所述匹配的第一发射光表面位置通过所述目标对象的实际的镜像表面元素(406)将光提供给所述第一成像元素，其中，所述第一成像元素是像素，

通过利用所述第一成像元素和所述照明结构的相关的第一光圈确定第一线路(410)，所述第一线路限定多个潜在的表面元素，每个所述潜在的表面元素具有确定的方向(406a)并且相对于所述第一发射光表面位置和所述第一成像元素成镜像角，所述多个潜在的表面元素还包含所述实际的镜像表面元素(406)，

基于所获得的多个图像的图像数据，通过所述照明结构的匹配的第二发射光表面位置(409)，确定第二成像装置的第二成像元素(405)，其中，所述第二成像元素和所述照明结构的相关的第二光圈限定第二线路，所述第二线路与所述第一线路在所述多个潜在的表面元素中的一个潜在的表面元素有交叉点，所述第二线路还相对于所述第二发射光表面位置和所述第二成像元素成镜像角，因此，所述多个潜在的表面元素中的所述一个潜在的表面元素表示包括其方向的所述实际的镜像表面元素，其中，所述第二成像元素是像素，以及

利用与所述设备有关的所述成像装置的所述第一成像元素、第二成像元素以及相关的相互校准信息，确定所述实际的镜像表面元素(406)的位置。

6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的用于光学测量光滑目标对象的表面的设备，其中，至少一个成像装置包括基于CMOS(互补金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦合装置)技术的照相机。

7.根据前述权利要求1-3中任一项所述的用于光学测量光滑目标对象的表面的设备，其中，至少一个光源包括LED(发光二极管)芯片、LED封装或OLED(有机LED)。