[发明专利]图像测量设备和程序

说明书

相关申请的交叉引用

该申请要求2016年2月5日提交的日本申请No.2016-021306的符合35U.S.C.§119的优先权，其公开通过其完整引用明确合并到此。

技术领域

本发明涉及一种基于通过捕获所测量的对象的图像所获得的图像而在无接触的情况下测量可测量的对象的形状的图像测量设备和程序。

背景技术

图像测量设备是进行以下操作的设备：捕获所测量的对象(下文中称为“工件”)的图像；分析图像；提取形状(例如直线、圆形、多边形等)；以及获得所提取的形状的测量结果(例如距离、倾斜、直径、宽度等)。

工件出自各种形状，并且当测量在单次图像捕获中无法配合在图像视场中的工件时，通常使用视场扩展方法(称为“图像拼接”)。图像拼接方法捕获覆盖完整工件的多个部分图像，并且通过将多个部分图像粘接在一起来创建单个完全图像(见日本专利未决公开No.2011-185888)。

图7A是执行图像拼接的图像测量设备的示意图。图像测量设备包括：平台100，其上放置工件W；图像捕获器124(面积传感器)，具有图像捕获区域并且捕获工件W的图像；移位器，相对地移位平台100和图像捕获器124；控制器，在通过移位器按固定速度将图像捕获器124移位到工件W的同时，通过图像捕获器124来捕获多个部分图像；位置获取器，获得图像捕获器124捕获图像的位置；完全图像形成器，通过基于位置获取器所获得的位置数据而将多个部分图像粘接在一起来形成完全图像；以及光源126，与图像捕获器124一起整体地移位，并且在图像捕获器124所捕获的工件W的部分处发射光。

例如，作为传统图像拼接方法，以下所描述的两种方法是已知的。这两种方法具有共同点在于，完整工件划分为矩阵中的多个区域，并且捕获每个区域中的图像，此后，通过将多个所获得的部分图像粘接在一起来形成工件的完全图像。

第一种方法重复序列：图像捕获器124的相对移位→暂停→捕获工件W的图像→相对移位。换言之，图像捕获器124移位到工件W的第一区域#1，然后暂停，并且捕获图像。接下来，图像捕获器124移位到工件W的随后区域#2，然后暂停，并且捕获图像。通过在区域#3、#4、#5等中重复序列，获得用于配置完整工件W的多个区域的各个部分图像。通过基于各个位置数据、像素大小等而将所捕获的部分图像中的每一个粘接在一起，形成单个完全图像。每次平台100暂停，就获得用于部分图像中的每一个的位置数据作为平台100和图像捕获器124的位置坐标。在第一种方法中，例如，图像捕获器124的曝光时间设置在1/12秒，ROI(兴趣区域)设置在完全像素读取(例如2048x 1536)。图7B是图像捕获器124所捕获的工件W的九个区域(3x 3)使用第一种方法得以依次捕获并且粘接在一起的示例性情况。

第二种方法在相对于工件W移位图像捕获器124的同时当经过区域中的每一个时相继捕获工件W的图像。换言之，在以固定速度移位图像捕获器124的同时，例如，图像捕获器124例如当经过区域中的每一个时使用来自频闪光的异常短的曝光时间来捕获图像，并且获得配置完整工件W的多个区域的各个部分图像。在移位的同时捕获图像是对于同一行中的每个区域执行的，并且在图像捕获器124转移到第二行的区域处(在行的两端处)暂停，然后继续。图7C是图像捕获器124所捕获的工件W的九个区域(3x 3)使用第二种方法得以依次捕获并且粘接在一起的示例性情况。在此情况下，在捕获区域#1的图像之后，图像捕获器124开始移位。当度过区域#2时，图像捕获器124捕获区域#2的图像，在区域#3中停止移位，并且捕获区域#3的图像。当第一行的图像捕获以此方式结束时，图像捕获器124移位到第二行中与区域#3相邻的区域#4。与第一行相似，在第二行中分别从区域#4到区域#6执行图像捕获。当在第一行和第二行中捕获图像以此方式结束时，图像捕获器124移位到第三行中与区域#6相邻的区域#7。与第一行和第二行相似，在第三行中从区域#7到区域#9依次执行图像捕获。所捕获的部分图像中的每一个通过与第一种方法相同的方式粘接在一起，以形成单个完全图像。在每次使用图像捕获器124捕获图像时输出的触发的时间，获得各个部分图像的位置数据作为平台100和图像捕获器124的位置坐标。在第二种方法中，在移位的同时执行图像捕获，并且因此，图像捕获器124的曝光时间设置得很短(例如1/300至1/600秒)。另一方面，图像捕获器124的ROI设置有与第一种方法相似的完全像素读取(例如2048x 1536)。