形狀測量設備和形狀測量方法
【專利摘要】本發明提供了形狀測量設備和形狀測量方法。包括:工作臺，支撐目標基底;圖案投影部，包括光源、光柵部件和投影透鏡部件，光柵部件部分地透射和阻擋由光源產生的光以產生光柵圖像，投影透鏡部件在目標基底的測量目標上生成光柵的像;圖像捕獲部，捕獲被目標基底的測量目標反射的光柵圖像;控制部，控制工作臺、圖案投影部和圖像捕獲部，計算與測量目標對應的光柵圖像的可靠性指數和光柵圖像的相位，并利用可靠性指數和相位檢查測量目標。因此，可以提高測量的精度。
【專利說明】形狀測量設備和形狀測量方法
[0001]本申請是有關形狀測量設備和形狀測量方法申請的分案申請，原申請的申請日:2010年05月21日申請號:201010184886.1發明創造名稱:形狀測量設備和形狀測量方法。
【技術領域】
[0002]本發明的示例性實施例涉及一種形狀測量設備和一種形狀測量方法。更具體地講，本發明的示例性實施例涉及能夠提高測量的精度的一種形狀測量設備和一種形狀測量方法。
【背景技術】
[0003]已經將電子裝置開發得具有相對較輕的重量和較小的尺寸。因此，在這些電子裝置中出現缺陷的可能性增加，因而正在對用來檢查這些缺陷的設備進行開發和改善。
[0004]近來，檢查三維形狀的技術在各種【技術領域】變得有效。在檢查三維形狀的技術中，使用了通過接觸法來檢測三維形狀的坐標測量機(CMM))。然而，已經對利用光學原理來檢查二維形狀的非接觸法進行了開發。
[0005]Meadows和Takasaki在1970年開發出作為典型的檢測三維形狀的非接觸法的陰影云紋法(shadow Moire method )。然而，陰影云紋法存在一個問題，即，用于測量的光柵在尺寸土應當比測量目標大。為了解決上述問題，Yoshino開發出投影云紋技術(project1nMoire technique )。此外，Kujawinska將用來分析光學相干性的相移(phase shifting)法應用到用來檢查三維形狀的云紋技術，使得測量分辨率得以提高并消除了莫爾圖案的局限性。
[0006]這些用來測量三維形狀的技術可以用來檢查印刷電路板，并且正在嘗試提高精度。
【發明內容】
[0007]本發明的示例性實施例提供了一種形狀測量設備，該設備能夠一起測量二維形狀和三維形狀，并能夠提高測量的精度。
[0008]本發明的示例性實施例還提供了一種形狀測量方法，該方法能夠一起測量二維形狀和三維形狀，并能夠提高測量的精度。
[0009]本發明的示例性實施例還提供了一種測量三維形狀的方法，該方法能夠對測量目標在所有區域內的三維形狀進行精確地測量。
[0010]本發明的另外的特征將在以下的描述中進行闡述，部分地通過說明書將明顯得知，或者可以通過實施本發明而了解。
[0011]本發明的一個示例性實施例公開了一種形狀測量設備。所述形狀測量設備包括:工作臺，支撐目標基底；圖案投影部，包括光源、光柵部件和投影透鏡部件，光柵部件透射和阻擋由光源產生的光以產生光柵圖像，投影透鏡部件在目標基底的測量目標上生成光柵的像；圖像捕獲部，捕獲被目標基底的測量目標反射的光柵圖像；控制部，控制工作臺、圖案投影部和圖像捕獲部，計算與測量目標對應的光柵圖像的可靠性指數和光柵圖像的相位，并利用可靠性指數和相位檢查測量目標。
[0012]當焊盤為測量目標時，形狀測量設備可以通過可靠性指數檢查焊盤的表面。焊盤可能將屯連接到外部裝置。可靠性指數可以是強度、可見度和信嗓比中的至少一種。當可靠性指數不在設定值范圍內時，控制部可以確定焊盤為不良。形狀測量設備還可以包括輔助光源，用于檢查目標基底的測量目標。當輔助光源產生的光被焊盤反射并且被圖像捕獲部捕獲而形成二維圖像時，控制部可以確定焊盤為不良，并且即使可靠性指數表明焊盤為良，在二維圖像中焊盤也被確定為不良。
[0013]本發明的另一示例性實施例公開了一種形狀測量方法。所述形狀測量方法包括以下步驟:在使光柵移動特定次數的同時，獲取被測量目標反射的光柵圖像；利用光柵圖像獲取光柵圖像的可靠性指數，所述可靠性指數包括強度、可見度和信嗓比中的至少一種；如果電連接到外部裝置的焊盤為測量目標，則當可靠性指數在設定值范圍內時確定焊盤為良，而當可靠性指數不在設定值范圍內時確定焊盤為不良。
[0014]本發明的又一示例性實施例公開了一種測量三維形狀的方法。所述方法包括以下步驟:在改變每個光柵圖案光N次的同時在多個方向上將光柵圖案光照射到測量目標上，并檢測被測量目標反射的光柵圖案光，以獲取測量目標的相對于每個方向的N個圖案圖像；從圖案圖像提取與X-Y坐標系中的每個位置U(x，y)}對應的相對于每個方向的相位(Pi(x, y)}和亮度(Ai U，y)};利用采用亮度作為參數的加權函數提取相對于每個方向的高度加權{Wi(x，y };利用基于相對于每個方向的相位的高度與高度加權來計算相對于每個方向的加權高度{Wi(x，y) XHiU, y)}，并對加權高度進行求和，以得到每個位置的高度{ Σ [Wi (x, y) X Hi (X，y) ] / Σ Wi (x, y) }。
[0015]亮度可以對應于通過對檢測到的光柵圖案光求平均獲得的平均亮度。
[0016]加權函數還可以采用從相對于每個方向的圖案圖像提取的相對于每個方向的可見度和SNR (信嗓比)中的至少一種作為參數。
[0017]加權函數還可以采用從相對于每個方向的圖案圖像才是取的每個光柵圖案光的與光柵柵距對應的測量范圍(λ)作為參數。測量范圍可以根據光柵圖案光而具有至少兩個值。
[0018]隨著平均亮度從預定值增大或減小，加權函數可以使高度加權減小。所述預定值可以為平均亮度的中值。
[0019]隨著可見度或SNR增大，加權函數可以使高度加權增大。
[0020]隨著測量范圍增大，加權函數可以使高度加權減小。
[0021]提取相對于每個方向的高度加權的步驟可以包括將圖案圖像劃分為陰影區域、飽和區域和不飽和區域。陰影區域對應于平均亮度低于最小亮度且可見度或SNR低于最小基準值的區域，飽和區域對應于平均亮度高于最大亮度且可見度或SNR低于最小基準值的區域，不飽和區域對應于除了陰影區域和飽和區域之外的剩余區域。加權函數可以被認為是"O"以獲得陰影區域和飽和區域的高度加權。與不飽和區域對應的加權函數可以使高度加權隨著平均亮度從平均亮度的中值增大或減小而減小，可以使高度加權隨著可見度或SNR的增大而增大,可以使高度加權隨著測量范圍的增大而減小。[0022]高度加權的和可以等于I {2Wi (χ，y)=l}。
[0023]本發明的又一示例性實施例公開了一種測量三維形狀的方法。所述方法包括以下步驟:在改變每個光柵圖案光N次的同時在多個方向上將光柵圖案光照射到測量目標上，并檢測被測量目標反射的光柵圖案光，以獲取測量目標的相對于每個方向的N個圖案圖像；從圖案圖像提取與X-Y坐標系中的每個位置U(x，y)}對應的相對于每個方向的相位{Pi(x，y)}和可見度IVJX，y)};利用采用可見度作為參數的加權函數提取相對于每個方向的高度加權{Wi(x，y)};通過將基于相位的高度與高度加權相乘來計算相對于每個方向的加權高度{Wi(x，y) XHi (x，y)}，并對加權高度進行求和，以得到每個位置的高度{ Σ [Wi (x, y) X Hi (X，y) ] / Σ Wi (x, y) }。
[0024]根據本發明，可以利用所測量的三維數據來獲得二維形狀圖像，從而不會需要用于二維形狀圖像的另外的數據。
[0025]此外，當一起使用均被測量了的二維形狀圖像和三維形狀圖像時，可以有效地檢查PCB的缺陷。
[0026]此外，當使用另外的二維圖像的亮度時，可以提高檢查的精度。
[0027]此外，從在每個方向上拍攝的圖案圖像提取平均亮度、可見度或SNR及測量范圍，并且根據所提取的結果確定高度加權，從而更精確地測量了測量目標在包括陰影區域和飽和區域的所有區域中的每個位置的高度。
[0028]應該理解，前述的總體描述和下面的詳細描述是示例性的和說明性的，并意圖提供對所要求保護的發明的進一步解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]附圖示出了本發明的各實施例并與說明書一起用于解釋本發明的原理，包括所述附圖以提供對本發明的進一步的理解，所述附圖被并入且構成說明書的一部分。
[0030]圖1是示出了根據本發明示例性實施例的形狀測量設備的示意性側視圖。
[0031]圖2是示出了根據本發明另一示例性實施例的形狀測量設備的示意性俯視圖。
[0032]圖3是示出了圖1中的目標基底的俯視圖。
[0033]圖4是示出了測量三維圖像的形狀測量設備的示圖。
[0034]圖5是示出了用來測量二維圖像的原理的曲線圖。
[0035]圖6是示出了根據本發明示例性實施例的測量三維形狀的方法所使用的三維形狀測量設備的示意圖。
[0036]圖7是示出了通過圖6中的照射到測量目標上的光柵圖案光所得的光柵圖案圖像的平面圖。
[0037]圖8是示出了當從右側將光柵圖案光照射到測量目標上時在照相機中測量到的圖像的平面圖。
[0038]圖9是示出了當從左側將光柵圖案光照射到測量目標上時在照相機中測量到的圖像的平面圖。
[0039]圖10是示出了照相機中測量的圖案圖像的平均亮度與加權之間的關系的曲線圖。
[0040]圖11是示出了照相機中測量的圖案圖像的可見度或SNR與加權之間的關系的曲線圖。
[0041]圖12是示出了照相機中測量的圖案圖像的測量范圍與加權之間的關系的曲線圖。
【具體實施方式】
[0042]在下文中參照示出本發明的示例實施例的附圖來更充分地描述本發明。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，并且不應被解釋成局限于這里闡述的示例實施例。相反，提供這些示例實施例以使本公開將是徹底的和完全的，并將把本發明的范圍充分傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清晰起見，可能夸大層和區域的尺寸和相對尺寸。
[0043]應當理解，當元件或層被指出〃在〃另一元件或層〃上〃、〃連接到〃或〃結合到"另一元件或層時，該元件或層可直接在另一元件或層上、直接連接到或直接結合到另一元件或層，或者可以存在中間元件或中間層。相反，當元件被指出"直接在"另一元件或層"上"、〃直接連接到〃或〃直接結合到〃另一元件或層時，不存在中間元件或中間層。相同的標號始終表示相同的元件。如這里所使用的，術語"和/或"包括一個或多個相關所列的項目的任意組合和所有組合。
[0044]應當理解，雖然在這里可使用術語第一、第二、第三等來描述各個元件、組件、區域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區域、層和/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅僅用來將一個元件、組件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分區分開來。因此，在不脫離本發明的教導的情況下，下面討論的第一元件、第一組件、第一區域、第一層或第一部分可以被稱為第二元件、第二組件、第二區域、第二層或第二部分。
[0045]可在這里使用諸如〃在...之下〃、〃在...下方〃、〃下面的〃、〃在...上方〃、"上面的"等空間關系術語來容易地描述圖中所示的一個元件或特征與其他元件或特征的關系。應當理解，除了附圖中描述的方位以外，空間關系術語還意圖包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件或特征"下方"或〃之下〃的元件的方位隨后將被定位在其他元件或特征的〃上方"。因此，示例性術語〃在...下方〃可以包括〃在...上方〃和〃在...下方〃兩種方位。裝置可以位于另外的方位(旋轉90度或者在其他方位)，進而這里使用的空間關系描達符應該被相應地解釋。
[0046]這里使用的術語僅僅是為了描述特定的示例實施例，而不意圖限制本發明。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式。還將理解的是，當在本說明書中使用術語〃包含〃和/或〃包括〃時，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
[0047]這里參照剖視圖來描述本發明的示例實施例，所述剖視圖是本發明的理想化示例實施例(和中間結構)的示意圖。這樣，預計會出現例如由制造技術和/或公差引起的圖示的形狀變化。因此，本發明的示例實施例不應該被解釋為局限于在此示出的區域的具體形狀，而應該包括例如由制造導致的形狀上的偏差。例如，示出為矩形的注入區域在其邊緣通常具有倒圓或曲線的特征和/或注入濃度的梯度，而不是從注入區域到非注入區域的二元變化。同樣地，通過注入形成的埋區可導致在埋區和通過其發生注入的表面之間的區域中出現一定程度的注入；因此，在圖中示出的區域實際上是示意性的，它們的形狀并不意圖示出裝置的區域的實際形狀，也不意圖限制本發明的范圍。
[0048]除非另有定義，否則這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員所通常理解的意思相同的意思。將進一步理解，除非這里明確定義，否則術語(例如在通用的字典中定義的術語)應該被解釋為具有與相關領域的上下文中它們的意思相同的意思，而不是理想地或者過于形式化地解釋它們的意思。
[0049]以下，將參照附圖詳細地描述本發明的示例性實施例。
[0050]圖1是示出了根據本發明示例性實施例的形狀測量設備的示意性側視圖。
[0051]參照圖1，根據本發明示例性實施例的形狀測量設備1100包括工作臺1130、圖案投影部1110、圖像捕獲部1150和控制部1140。另外，形狀測量設備1100還可以包括第一輔助光源1160和第二輔助光源1170。
[0052]工作臺1130支撐目標基底1120，測量目標A設置在目標基底1120上。此外，工作臺1130沿著X軸方向和Y軸方向中的至少一個方向傳送測量目標A。當通過控制部1140控制工作臺1130將目標基底1120傳送到適當的位置時，第一輔助光源1160和第二輔助光源1170可以朝著目標基底1120的測量目標A輻射光，從而利用例如目標基底1120的標識符號建立目標基底1120的總的測量區域。
[0053]圖案投影部1110朝著測量目標A投影光柵圖案。形狀測量設備1100可以包括以下面的方式設置的多個圖案投影部1110:多個圖案投影部1110相對于目標基底1120的法線以特定的角度朝著目標基底1120投影光柵圖案。此外，可以將多個圖案投影部1110設置得相對于所述法線對稱。每個圖案投影部1110包括光源1111、光柵部件1112和投影透鏡部件1113。例如，可以相對于測量目標A對稱地設置兩個這樣的圖案投影部1110。
[0054]光源1111朝著測量目標A輻射光。
[0055]光柵部件1112利用光源1111發出的光生成光柵的像。光柵部件1112包括阻光區(未示出)和透光區(未示出)。阻光區阻擋光源1111發出的光的一部分，透光區透射所述光的另一部分。可以以各種類型形成光柵部件1112。例如，可以通過其上圖案化有具有阻光區和透光區的光柵的玻璃板形成光柵部件1112。可替代地，可以將液晶顯示面板用作光柵部件1112。
[0056]當采用其上圖案化有具有阻光區和透光區的光柵的玻璃板作為光柵部件1112時，形狀測量設備1100還包括用來精密地傳送光柵部件1112的致動器(actuator ,未示出)。當采用液晶顯示面板作為光柵部件1112時，可以通過液晶顯示面板顯示光柵圖案，從而形狀測量設備1100不需要致動器。
[0057]投影透鏡部件1113在目標基底1120的測量目標A上生成光柵部件1112的光柵的像。投影透鏡部件1113可以包括例如多個透鏡，以使將要顯示在測量目標A上的光柵的像聚焦在目標基底1120上。
[0058]圖像捕獲部1150接收被目標基底1120的測量目標A反射的光柵圖像。例如，圖像捕獲部1150包括照相機1151和捕獲透鏡部件1152。被測量目標A反射的光柵圖像穿過捕獲透鏡部件1152，以被照相機1151捕獲。
[0059]控制部1140控制工作臺1130、圖案投影部1110和圖像捕獲部1150，計算圖像捕獲部1150捕獲的光柵圖像的可靠性指數(reliability index)和測量目標A的相位，并對圖像捕獲部1150捕獲的光柵圖像進行處理以測量二維形狀和三維形狀。稍后將詳細地解釋由控制部1140執行的測量二維形狀和三維形狀的處理。
[0060]控制部1140利用相位和可靠性指數來檢查測量目標。詳細地講，相位可以用來測量測量目標A的三維形狀，可靠性指數可以用來確定關于測量目標的良或不良。例如，可靠性指數可以使用信號強度、可見度和SNR (信嗓比)中的至少一種。可以參照表達式14和表達式15來解釋信號強度，可以參照表達式16或表達式17來解釋可見度，SNR是指在對圖像捕獲部1150捕獲的濾波圖像進行N級桶算法(N-bucket algorithlm)處理期間生成的周期函數(per1dic funct1n )與真實信號(real signal )之比或二者之差。更詳細地講，SNR為(可見度X表達式I中的D)/時間噪聲D。
[0061]當可靠性指數不在設定值的范圍內時，控制部1140將測量目標A確定為不良。
[0062]例如，當通過表達式16或表達式17得到的形狀圖像的特定區域的可見度Y與外圍區域的可見度Y之差不在設定值的范圍內時，控制部1140將測量目標確定為不良。
[0063]此外，可以使用第一輔助光源1160和第二輔助光源1170之一來測量二維形狀。更詳細地講，第一輔助光源1160和第二輔助光源1170之一朝著目標基底1120的測量目標A輻射光，反射的光被圖像捕獲部1150的照相機1151捕獲，從而生成二維形狀圖像。
[0064]即使當可靠性指數的差在設定值的范圍內時，但當二維形狀圖像的特定區域與二維形狀圖像的外圍區域之間的亮度差不在另一設定值的范圍內時，控制部1140也會將測量目標A確定為不良。此外，當測量目標A的特定區域的亮度不在另一設定值范圍內時，控制部1140可以將測量目標A確定為不良。
[0065]例如，即使當通過表達式16或表達式17得到的特定區域的可見度Y與外圍區域的可見度Y之差在設定值的范圍內時，但當通過第一輔助光源1160或第二輔助光源1170得到的二維圖像的特定區域和外圍區域之間的亮度差或強度差不在另一設定值范圍內時，控制部1140也會將測量目標A確定為不良。
[0066]控制部1140順序地檢查視場(FOV)內的感興趣區(ROI)的二維形狀圖像和三維形狀圖像。
[0067]圖2是示出了根據本發明另一示例性實施例的形狀測量設備的示意性俯視圖。除了圖1中的形狀測量設備1100的圖案投影部之外，根據本實施例的形狀測量設備與圖1中的形狀測量設備基本相同。因此，將對相同的元件使用相同的標號，并將省略任何進一步的解釋。
[0068]參照圖2，根據本實施例的形狀測量設備包括多個圖案投影部1110，多個圖案投影部1110中的每個具有光柵部件1112。多個圖案投影部1110布置在多邊形的頂點處。在圖2中，四個圖案投影部1110布置在正方形的頂點處。然而，可以將多個圖案投影部1110布置在六邊形、八邊形等的頂點處。
[0069]當僅在一側捕獲光柵圖像時，由于測量目標A是突起使得光柵圖像可以到達另一偵牝所以可以獲得精確的三維形狀。因此，為了獲得精確的三維形狀，可以在彼此相對的兩側捕獲光柵圖像。
[0070]例如，當測量目標A呈矩形形狀時，控制部1140可以接通彼此相對設置的兩個圖案投影部1110。當控制部1140控制的測量目標A的形狀復雜時，控制部1140可以接通兩個以上的圖案投影部1110。
[0071]圖3是示出了圖1中的目標基底的俯視圖。[0072]參照圖3，諸如印刷電路板(PCB)的目標基底1120包括例如焊盤區域(或扇出區域)和器件安裝區域1122。
[0073]焊盤區域1121是形成有用于電連接的焊盤的區域，器件安裝區域1122是安裝有器件的區域。
[0074]器件通過焊膏安裝在器件安裝區域1122上。當沒有適當地控制焊膏的形狀或量時，器件可能與其他器件電連接而 引發故障。因此，為了檢驗焊膏的形狀或量是否被適當地控制，測量焊膏的形狀或高度以獲得焊膏的三維形狀。
[0075]此外，應當檢驗焊盤區域1121，以防止與其他焊盤區域的電氣短路。在這種情況下，可以使用通過表達式14或表達式15得到的二維形狀，以檢驗焊盤區域之間的電氣短路。
[0076]另外，焊盤區域1121應當具有平坦的表面。當焊盤區域1121被劃傷時，焊盤區域1121會引發與器件的不良接觸。因此，焊盤區域1121的表面檢查非常重量。
[0077]對于表面檢查，檢查焊盤區域1121的可靠性指數。當特定區域的可靠性指數不在設定值的范圍內時，焊盤區域1121被確定為不良。即使當特定區域的可靠性指數在設定值的范圍內時，但是利用圖1中的第一輔助光源1160和第二輔助光源1170之一獲得的二維圖像的特定區域和外圍區域的亮度差不在另一設定值的范圍內，由于焊盤有劃傷也將焊盤確定為不良。
[0078]焊盤區域1121為平坦的金屬表面，從而會使被焊盤區域1121反射的并被圖1中的圖像捕獲部1150的照相機1151捕獲的光的量飽和。因此，可以測量相移值。然而，可以測量可靠性指數。因此，即使當被焊盤區域1121反射的光的量飽和時，也可以利用可靠性指數來檢查焊盤區域1121。此外，可以使用每個圖案投影部1110的可靠性指數作為每個圖案投影部1110所測量的高度的加權值。
[0079]在上文中，解釋了根據當前多個實施例的形狀測量設備。根據本實施例的形狀測量方法與形狀測量設備的方法基本相同。即，根據本發明的形狀測量方法，在移動光柵的同時獲得被測量目標反射的光柵圖像若干次。然后，獲得光柵圖像的可靠性指數。當可靠性指數在設定值的范圍內時，將測量目標確定為良；當可靠性指數不在設定值的范圍內時，將測量目標確定為不良。此外，可以獲得測量目標的二維形狀圖像，并且即使當焊盤的可靠性指數在設定值的范圍內時，當二維形狀圖像的特定區域和外圍區域之間的亮度差不在特定值的范圍內時，也會將焊盤確定為不良。
[0080]圖4是示出了測量三維圖像的形狀測量設備的示圖。
[0081]將光柵圖像輻射到圖1中的目標基底1120上。然后，被目標基底1120反射的并被圖像捕獲部1150捕獲的圖像的強度I表示為下面的與莫爾等式(Moire equat1n )對應的表達式I。
[0082]表達式I
1=Σ)[ I +|ct>s(-------)]
Λ
其中，I為圖像捕獲部1150捕獲的圖像的強度，D為信號強度(或DC光強度(或光源強度)和反射率的函數)，Y為可見度(反射率和光柵周期的函數)，A為莫爾等效周期(Moire equivalence per1d)(放大倍率、光柵周期和福射角度Θ的-函數)。
[0083]在表達式I中，強度I是高度h的函數，從而可以利用強度I獲得高度h。
[0084]當光柵的相位變化并通過圖1中的圖像捕獲部1150捕獲反射圖像時，可以將表達式I表示為表達式2。
[0085]表達式2
【權利要求】
1.一種測量三維形狀的方法，所述方法包括以下步驟: 在多個方向上將光柵圖案光N次照射到測量目標上，獲取從上述測量目標反射的N個圖案圖像的步驟； 從獲得的圖案圖像提取對應于上述測量目標的每個位置的在每個方向上的相位和亮度的步驟； 利用采用上述亮度作為參數的加權函數提取上述每個方向上的高度加權的步驟；及利用基于上述相位的測量目標的高度及上述高度加權，計算測量目標在上述每個方向上的加權高度的步驟。
2.根據權利要求1所述的測量三維形狀的方法，其中， 進行N次照射的上述光柵圖案光包括具有相互不同的圖案的圖案光。
3.根據權利要求1所述的測量三維形狀的方法，其中， 還包括利用在上述每個方向上的加權高度計算在上述每個位置上的高度的步驟。
4.根據權利要求3所述的測量三維形狀的方法，其中， 還包括通過整合上述每個位置上的高度，測量上述測量目標的三維形狀的步驟。
5.根據權利要求1所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述亮度是平均上述測量出的光柵圖案光所得出的平均亮度。
6.根據權利要求1所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述參數還包括從上述每個方向上的圖案圖像提取的在上述每個方向上的可見度及信噪比中的至少一個。
7.根據權利要求6所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述參數還包括測量范圍(λ)，其是從上述每個方向上的圖案圖像提取的光柵圖案光各自的柵格間距。
8.根據權利要求7所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述光柵圖案光的測量范圍，其中兩個以上是相異的。
9.根據權利要求6所述的測量三維形狀的方法，其中， 隨著上述平均亮度以特定值為基點增大或減小，上述加權函數使上述高度加權減小。
10.根據權利要求9所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述特定值是上述平均亮度的中值。
11.根據權利要求6所述的測量三維形狀的方法，其中， 隨著上述可見度或者上述信噪比增大，上述加權函數使上述高度加權增大。
12.根據權利要求7所述的測量三維形狀的方法，其中， 隨著上述測量范圍增大，上述加權函數使上述高度加權減小。
13.根據權利要求6所述的測量三維形狀的方法，其中， 提取上述高度加權的步驟， 包括將上述圖案圖像劃分為陰影區域、飽和區域及不飽和區域的步驟， 上述陰影區域對應于上述平均亮度低于最小亮度，且上述可見度或上述信噪比低于最小基準值的區域， 上述飽和區域對應于上述平均亮度高于最大亮度，且上述可見度或上述信噪比低于最小基準值的區域，上述不飽和區域對應于除了上述陰影區域及上述飽和區域之外的剩余區域。
14.根據權利要求13所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述陰影區域及上述飽和區域中的上述加權函數，將上述高度加權視為“O”進行計算。
15.根據權利要求14所述的測量三維形狀的方法，其中， 上述不飽和區域中的上述加權函數，使上述高度加權隨著上述平均亮度以中值為基點增大或者減小而減小，使上述高度加權隨著上述可見度或者信噪比的增大而增大。
16.根據權利要求1所述的測量三維形狀的方法，其中， 在所有方向的上述聞度加權的和等于I。
17.—種測量三維形狀的方法，所述方法包括以下步驟: 在多個方向上將光柵圖案光N次照射到測量目標上，獲取由上述測量目標反射的N個圖案圖像的步驟； 從獲得的圖案圖像提取對應于上述測量目標的每個位置的在每個方向上的相位和可見度的步驟； 利用采用上述可見度作為參數的加權函數提取上述每個方向上的高度加權的步驟；及將基于上述相位的測量目標的高度與上述高度加權相乘，計算測量目標在上述每個方向上的加權高度的步驟。
18.根據權利要求17所述的測量三維形狀的方法，其中， 還包括利用在上述每個方向上的加權高度計算在每個位置上的高度的步驟。
19.根據權利要求18所述的測量三維形狀的方法，其中， 還包括整合上述每個位置上的高度，測量上述測量目標的三維形狀的步驟。
20.根據權利要求17所述的測量三維形狀的方法，其中， 在上述每個方向上的高度中值的和為I。
【文檔編號】G01N21/956GK104034280SQ201410266552
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2010年5月21日 優先權日:2009年5月21日
【發明者】鄭仲基, 金珉永, 李承埈 申請人:株式會社高永科技
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