三维形状测量设备和三维形状测量方法技术

本发明专利技术公开了一种三维形状测量设备和一种三维形状测量方法。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。因此，可以缩短测量时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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η次时 对每次移动将光栅图案光投影到测量目标上，其中，η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2 π/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2 π /η。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2 π /η。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。控制部可以进行如下控制利用m个投影部中的一个投影部拍摄光栅图案图像， 然后在紧接着的另一投影部的拍摄时间内，移动所述一个投影部的光栅元件。本专利技术的示例性实施例公开了一种测量三维形状的方法。所述方法包括如下步 骤拍摄测量目标的第一测量区域中的第一图像；通过第一中央处理单元对第一图像进行 算术处理，以生成第一测量区域中的三维形状；在第一中央处理单元对第一图像进行算术 处理的同时，拍摄测量目标的第二测量区域中的第二图像；通过第二中央处理单元对第二 图像进行算术处理，以生成第二测量区域中的三维形状。所述方法还可以包括在第二中央处理单元对第二图像进行算术处理的同时，拍 摄测量目标的第三测量区域中的第三图像；通过第一中央处理单元对第三图像进行算术处 理，以生成第三测量区域中的三维形状。第一图像和第二图像均包括相对于测量目标沿不同的方向拍摄的多路图像。对第 一图像和第二图像中的每个图像进行算术处理的步骤是通过对每个图像独立地进行算术 处理并对第一图像和第二图像的算术处理的数据进行合并来执行的。本专利技术的示例性实施例公开了一种测量三维形状的方法。所述方法包括如下步 骤沿第一方向和第二方向拍摄测量目标的第一测量区域中的第一图像；在拍摄第一图像 之后，至少沿第一方向和第二方向拍摄测量目标的第二测量区域中的第二图像；将第一图6像划分为与第一方向对应的图像和与第二方向对应的图像，并通过多个中央处理单元对所 划分的图像进行算术处理，以生成第一测量区域中的三维形状。所述中央处理单元可以包括第一中央处理单元，对与第一方向对应的图像进行 算术处理；第二中央处理单元，对与第二方向对应的图像进行算术处理。第一中央处理单元 和第二中央处理单元中的至少一个可以将与第一方向对应的图像的算术处理过的数据和 与第二方向对应的图像的算术处理过的数据进行合并。划分第一图像并对所划分的图像进行算术处理以生成三维形状的步骤可以包括 将第一图像划分为多个片断，并通过中央处理单元对所划分的片断进行算术处理。本专利技术的示例性实施例公开了一种板检查设备。所述板检查设备包括台，支撑 板；投影部，包括光源和光栅元件，投影部将光栅图案光照射到板上；照相机，从第一线到 最后一线顺序地打开，以接收被板反射的反射光栅图像。至少在照相机从第一线到最后一 线打开的时间间隔内移动光栅元件。在所有行的照相机同时接收反射光栅图像的时间间隔内，光栅元件可以不移动。 在最后一线打开的时间和第一线关闭的时间之间存在的预定的时间间隔内，可以通过投影 部照射光栅图案光。光栅元件可以每一次移动2 π /n并且总共移动n-1次，照相机可以对 应于光栅元件的移动接收反射光栅图像η次，其中，η为大于或等于2的自然数。本专利技术的示例性实施例公开了一种利用至少两个投影部和照相机对板进行检查 的方法，每个投影部包括光源和光栅元件。所述方法包括如下步骤从第一线到最后一线顺 序地打开照相机；利用投影部中的第一投影部将光栅图案光照射到板上；在最后一线打开 的时间和第一线关闭的时间之间存在的预定的时间间隔内，使包括在不同于第一投影部的 至少一个第二投影部中的光栅元件移动。在最后一线打开的时间和第一线关闭的时间之间存在的预定的时间间本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金浩，高光一，柳希昱，宋在明，
申请(专利权)人：株式会社高永科技，
类型：发明
国别省市：KR