形状测定系统、形状测定装置以及形状测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种形状测定系统、形状测定装置以及形状测定方法。抑制对测定对象物的形状进行测定时的多重反射的影响。形状测定装置(3)具有：图像获取部(321)，其获取多个摄像图像，该多个摄像图像是通过拍摄依次被投射各不相同的多个投影图案的测定对象物而生成的；量化部(322)，其通过将多个摄像图像的各像素的亮度值与规定的基准值进行比较，来生成亮度值的量化值；选择部(323)，其根据多个摄像图像中的同一坐标的多个像素的亮度值与基准值的关系，从与多个摄像图像对应的多个量化值中选择在测定对象物的形状的确定中使用的量化值；以及形状确定部(324)，其根据选择部所选择出的量化值，来确定测定对象物的形状。

【技术实现步骤摘要】
形状测定系统、形状测定装置以及形状测定方法
本专利技术涉及一种用于测定物体的形状的形状测定系统、形状测定装置以及形状测定方法。
技术介绍
以往，已知如下一种方法：向测定对象物投射规定的投影图案，对拍摄被投射光线的测定对象物而得到的摄像图像进行解析，由此不接触测定对象物地对测定对象物的形状进行测定。在日本特开2009-94295号公报中公开了如下一种测定装置：根据对将线光投射于电子部件时的光切割线进行拍摄而得到的摄像图像，来测定电子部件的高度。
技术实现思路
专利技术要解决的问题当向测定对象物投射投影图案时，有时发生光在测定对象物所具有的多个表面之间的反射、即多重反射。当发生多重反射时，导致在摄像图像中产生亮度与没有多重反射的情况不同的区域，从而测定对象物的形状的测定精度下降。为了防止这样的问题，而进行了在测定对象物的表面涂布用于防止多重反射的涂料、或者使用用于限定测定对象物上被投射投影图案的区域的掩模的处理。然而，向测定对象物涂布涂料的方法存在如下那样的问题：由于被涂布涂料而导致测定对象物的形状变化；向测定对象物涂布涂料的工时和清洗涂料的工时增加；以及在被要求较高的纯度的环境中无法使用。另外，使用掩模的方法存在需要针对每个测定对象物制作专用的掩模的问题以及能够一次性测定的区域被限定而导致测定时间变长的问题。因此，寻求一种抑制对测定对象物的形状进行测定时的多重反射的影响的新方法。因此，本专利技术是鉴于这些点而完成的，其目的在于提供一种能够抑制对测定对象物的形状进行测定时的多重反射的影响的形状测定系统、形状测定装置以及形状测定方法。用于解决问题的方案在本专利技术的第一方式中，提供一种形状测定系统，具备：投影装置，其向测定对象物投射各不相同的多个投影图案的光；摄像装置，其通过依次在所述投影装置投射所述多个投影图案的每个投影图案的期间拍摄所述测定对象物，来生成多个摄像图像；以及形状测定装置，其根据所述多个摄像图像来测定所述测定对象物的形状，其中，所述形状测定装置具有：图像获取部，其获取所述多个摄像图像；量化部，其通过将所述多个摄像图像的各像素的亮度值与规定的基准值进行比较，来生成所述亮度值的量化值；选择部，其根据所述多个摄像图像中的同一坐标的多个像素的亮度值与所述基准值的关系，从所述多个像素中选择在所述测定对象物的形状的确定中使用所述量化值的像素；以及形状确定部，其根据由所述选择部选择出的像素的所述量化值，来确定所述测定对象物的形状。所述投影装置向所述测定对象物依次投射所述多个投影图案，所述多个投影图案例如是将宽度按每个投影图案而不同的由光投影区域和非投影区域构成的条纹沿同一方向排列而成的。所述投影装置也可以向所述测定对象物依次投射所述条纹的图案对应于格雷码的所述多个投影图案。所述选择部例如根据所述多个像素的亮度值与所述基准值的差值，选择在所述测定对象物的形状的确定中使用的像素。所述选择部也可以选择将与所述多个像素对应的多个所述差值的各个差值除以黑白差值而生成的多个评价值的平均值大于规定的阈值的像素，来作为在所述测定对象物的形状的确定中使用的像素，其中，该黑白差值是在未向所述测定对象物投射光的状态下由所述摄像装置拍摄到的全黑摄像图像的亮度值与在向所述测定对象物整体投射光的状态下由所述摄像装置拍摄到的全白摄像图像的亮度值之差。所述选择部也可以将所述多个摄像图像中包含的像素中的、亮度值最接近所述基准值的像素的亮度值从用于计算所述平均值的亮度值中排除。另外，所述选择部也可以将所述多个摄像图像中包含的像素中的、与被投射光的区域同未被投射光的区域之间的边界位置对应的像素所对应的亮度值从用于计算所述平均值的亮度值中排除。另外，所述选择部也可以通过根据所述投影图案的频率对所述差值进行加权，来计算所述平均值。所述量化部也可以通过将所述多个摄像图像的各像素的亮度值与对应于以下亮度值的所述基准值进行比较，来生成所述量化值，该亮度值是在未向所述测定对象物投射光的状态下由所述摄像装置拍摄到的第一摄像图像的亮度值与在向所述测定对象物整体投射光的状态下由所述摄像装置拍摄到的第二摄像图像的亮度值的中间的亮度值。也可以为，所述图像获取部获取多个摄像图像群，其中，该多个摄像图像群是对以各不相同的条件被投射多个投影图案群的所述测定对象物进行拍摄所得到的，该投影图案群包含所述多个投影图案，所述量化部生成所述多个摄像图像群各自包含的所述多个摄像图像的各像素的亮度值的量化值，所述选择部根据所述多个像素的亮度值，与所述多个摄像图像群相关联地决定所选择出的像素的可靠度，所述形状确定部根据与基于所述可靠度从所述多个摄像图像群中选择出的摄像图像群中包含的像素对应的量化值，来确定所述测定对象物的形状。在本专利技术的第二方式中，提供一种形状测定装置，具有：图像获取部，其获取多个摄像图像，该多个摄像图像是通过对被依次投射各不相同的多个投影图案的测定对象物进行拍摄而生成的；量化部，其通过将所述多个摄像图像的各像素的亮度值与规定的基准值进行比较，来生成所述亮度值的量化值；选择部，其根据所述多个摄像图像中的同一坐标的多个像素的亮度值与所述基准值的关系，从所述多个像素中选择在所述测定对象物的形状的确定中使用所述量化值的像素；以及形状确定部，其根据由所述选择部选择出的像素的量化值，来确定所述测定对象物的形状。在本专利技术的第三方式中，提供一种形状测定方法，包括以下步骤：由投影装置执行的步骤，向测定对象物投射各不相同的多个投影图案的光；由摄像装置执行的步骤，通过依次在投射所述多个投影图案的每个投影图案的期间拍摄所述测定对象物，来生成多个摄像图像；以及由计算机执行的步骤，获取所述多个摄像图像，通过将所述多个摄像图像的各像素的亮度值与规定的基准值进行比较，来生成所述亮度值的量化值，根据所述多个摄像图像中的同一坐标的多个像素的亮度值与所述基准值的关系，从所述多个像素中选择在所述测定对象物的形状的确定中使用所述量化值的像素，根据所选择出的像素的量化值来确定所述测定对象物的形状。专利技术的效果根据本专利技术，起到能够抑制对测定对象物的形状进行测定时的多重反射的影响的效果。附图说明图1是用于说明第一实施方式所涉及的形状测定系统S的概要的图。图2是用于说明多重反射的图。图3是用于说明多重反射光的入射对亮度值的影响的图。图4是表示投影装置1投射的投影图案的种类的例子的图。图5是表示与图案编号1至图案编号4的投影图案对应的格雷码的例子的图。图6是表示形状测定装置3的结构的图。图7是表示形状测定系统S确定测定对象物的形状的过程的流程图。图8是示意性地表示投影图案中的条纹的边界位置处的亮度值的图。图9是表示摄像图像中的某个像素(x，y)的亮度值与量化值的关系的图。附图标记说明1：投影装置；2：摄像装置；3：形状测定装置；21：透镜；22：摄像元件；31：存储部；32：控制部；321：图像获取部；322：量化部；323：选择部；324：形状确定部。具体实施方式<第一实施方式>[形状测定系统S的概要]图1是用于说明第一实施方式所涉及的形状测定系统S的概要的图。图1的(a)表示形状测定系统S的结构。形状测定系统S具有投影装置1、摄像装置2以及形状测定装置3。投影装置1具有发光二极管或激光器等光源，向测定对象物的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状测定系统，具备：投影装置，其向测定对象物投射各不相同的多个投影图案的光；摄像装置，其通过依次在所述投影装置投射所述多个投影图案的每个投影图案的期间拍摄所述测定对象物，来生成多个摄像图像；以及形状测定装置，其根据所述多个摄像图像来测定所述测定对象物的形状，其中，所述形状测定装置具有：图像获取部，其获取所述多个摄像图像；量化部，其通过将所述多个摄像图像的各像素的亮度值与规定的基准值进行比较，来生成所述亮度值的量化值；选择部，其根据所述多个摄像图像中的同一坐标的多个像素的亮度值与所述基准值的关系，从所述多个像素中选择在所述测定对象物的形状的确定中使用所述量化值的像素；以及形状确定部，其根据由所述选择部选择出的像素的所述量化值，来确定所述测定对象物的形状。

【技术特征摘要】
2016.02.18 JP 2016-0288511.一种形状测定系统，具备：投影装置，其向测定对象物投射各不相同的多个投影图案的光；摄像装置，其通过依次在所述投影装置投射所述多个投影图案的每个投影图案的期间拍摄所述测定对象物，来生成多个摄像图像；以及形状测定装置，其根据所述多个摄像图像来测定所述测定对象物的形状，其中，所述形状测定装置具有：图像获取部，其获取所述多个摄像图像；量化部，其通过将所述多个摄像图像的各像素的亮度值与规定的基准值进行比较，来生成所述亮度值的量化值；选择部，其根据所述多个摄像图像中的同一坐标的多个像素的亮度值与所述基准值的关系，从所述多个像素中选择在所述测定对象物的形状的确定中使用所述量化值的像素；以及形状确定部，其根据由所述选择部选择出的像素的所述量化值，来确定所述测定对象物的形状。2.根据权利要求1所述的形状测定系统，其特征在于，所述投影装置向所述测定对象物依次投射所述多个投影图案，所述多个投影图案是将宽度按每个投影图案而不同的由光投影区域和非投影区域构成的条纹沿同一方向排列而成的。3.根据权利要求2所述的形状测定系统，其特征在于，所述投影装置向所述测定对象物依次投射所述条纹的图案对应于格雷码的所述多个投影图案。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的形状测定系统，其特征在于，所述选择部根据所述多个像素的亮度值与所述基准值的差值，选择在所述测定对象物的形状的确定中使用的像素。5.根据权利要求4所述的形状测定系统，其特征在于，所述选择部选择将与所述多个像素对应的多个所述差值的各个差值除以黑白差值而生成的多个评价值的平均值大于规定的阈值的像素，来作为在所述测定对象物的形状的确定中使用的像素，其中，该黑白差值是在未向所述测定对象物投射光的状态下由所述摄像装置拍摄到的全黑摄像图像的亮度值与在向所述测定对象物整体投射光的状态下由所述摄像装置拍摄到的全白摄像图像的亮度值之差。6.根据权利要求5所述的形状测定系统，其特征在于，所述选择部将所述多个摄像图像中包含的像素中的、亮度值最接近所述基准值的像素的亮度值从用于计算所述平均值的亮度值中排除。7.根据权利要求5所述的形状测定系统，其特征在于，所述选择部将所述多个摄像图像中包含的像素中的、最靠近条纹状的所述投影图案中的条纹的边界位置的像素的亮度值从用于计算所述平均值的亮度值中排除。8.根据权利要求5所述的形状测定系统，其特征在于，所述选择部将所述多个摄像图像中包含的像素中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫田薰，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本,JP