專利名稱：三維形狀測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維形狀測(cè)量裝置及測(cè)量方法，尤其涉及一種能夠提高測(cè)量對(duì)象 的三維形狀測(cè)量精度的三維形狀測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
通常，三維形狀測(cè)量裝置是朝測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光，并從所述測(cè)量對(duì)象接收 反射的光柵圖像進(jìn)行分析，以測(cè)定測(cè)量對(duì)象的三維形狀的裝置。以往的三維形狀測(cè)量裝置包含用于朝測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光的一個(gè)投影部和 用于拍攝被測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像的一個(gè)成像部。如此，為了測(cè)定測(cè)量對(duì)象的三維形狀，只在一側(cè)照射光柵圖案光時(shí)，因測(cè)量對(duì)象呈 突出形狀，光柵圖像無(wú)法到達(dá)另一側(cè)，產(chǎn)生光柵圖像無(wú)法到達(dá)的影子區(qū)域而無(wú)法完全掌握 測(cè)量對(duì)象的三維形狀。為了改善此問題，旋轉(zhuǎn)所述投影部將其移動(dòng)到另一側(cè)之后，再次照射 光柵圖案光來(lái)測(cè)定測(cè)量對(duì)象的三維形狀，但是此方式存在測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)的缺陷。而且，使用一個(gè)成像部拍攝光柵圖像時(shí)，因測(cè)量對(duì)象的鏡面反射而無(wú)法準(zhǔn)確獲取 鏡面反射面的圖像。為改善此問題，常使用通過濾光器或者光量的調(diào)節(jié)，減少鏡面反射面的 鏡面反射度而獲取圖像的方法，但是此時(shí)鏡面反射度高的立體面的光柵圖像清晰，而周邊 區(qū)域的光柵圖像不夠清晰，以致發(fā)生測(cè)量精度降低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種三維形狀測(cè)量裝置及測(cè)量方法，提高測(cè)量對(duì) 象的三維形狀測(cè)量作業(yè)的生產(chǎn)率，并提高測(cè)量精度。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一特征的三維形狀測(cè)量裝置包含投影部，產(chǎn)生并照射光柵圖案光； X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)，設(shè)置于所述投影部的下側(cè)，移動(dòng)測(cè)量對(duì)象；光束分離部，設(shè)置于所述投 影部和所述X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)之間，分離被測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像并使其透過；多個(gè)反 射鏡，在所述光束分離部的下側(cè)，沿著圓周方向相隔設(shè)置，用于反射照射到所述反射鏡的被 測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像；多個(gè)成像部，分別設(shè)置于所述光束分離部和所述多個(gè)反射鏡的 一側(cè)，用以拍攝透過光束分離部的光柵圖像和被多個(gè)反射鏡反射的光柵圖像。根據(jù)本發(fā)明的一特征的三維形狀測(cè)量方法，包括如下步驟利用X-Y軸移動(dòng)工作 臺(tái)將測(cè)量對(duì)象移動(dòng)到測(cè)量位置；測(cè)量對(duì)象被移動(dòng)至測(cè)量位置后，由光柵移動(dòng)單元對(duì)光柵元 件進(jìn)行柵距(Pitch)移動(dòng)；對(duì)光柵元件進(jìn)行柵距移動(dòng)后，打開成像部的光源，朝測(cè)量對(duì)象照 射光柵圖案光；朝測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光時(shí)，多個(gè)成像部拍攝通過多個(gè)反射鏡而入射的 被測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像；多個(gè)成像部拍攝光柵圖像后，關(guān)閉成像部的光源；關(guān)閉成像 部的光源后，控制部確認(rèn)光柵元件是否是第N+1次柵距移動(dòng)；若光柵元件是第N+1次柵距移 動(dòng)，則打開第一圓型照明部或者第二圓型照明部后，由多個(gè)成像部拍攝測(cè)量對(duì)象；多個(gè)成像部拍攝測(cè)量對(duì)象之后，確認(rèn)測(cè)量對(duì)象的測(cè)量是否結(jié)束；若測(cè)量對(duì)象的測(cè)量結(jié)束，則控制部使 用打開第一圓型照明部或者第二圓型照明部后拍攝測(cè)量對(duì)象而獲取的測(cè)量對(duì)象的圖像和 由多個(gè)成像部拍攝的光柵圖像，計(jì)算測(cè)量對(duì)象的三維形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一特征的三維形狀測(cè)量裝置，包含測(cè)量基底、工作平臺(tái)、多個(gè)投影 部、成像部及控制部。所述工作平臺(tái)固定測(cè)量基底。所述多個(gè)投影部中的每個(gè)投影部包括 光源、透射所述光源照射的光的光柵部以及將所述光柵部的光柵圖案光成像于所述測(cè)量基 底內(nèi)的測(cè)量對(duì)象的投影透鏡部，并分別從不同方向朝所述測(cè)量對(duì)象照射光。所述成像部接 收被所述測(cè)量對(duì)象反射的所述光柵圖案光。所述控制部根據(jù)所述測(cè)量對(duì)象的形狀，選擇打 開/關(guān)閉所述多個(gè)投影部中的至少兩個(gè)以上。這種三維形狀測(cè)量裝置利用所述成像部根據(jù) 所述選擇打開的兩個(gè)以上的投影部而接收的光柵圖像光，測(cè)量所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一特征的三維形狀測(cè)量裝置，包含工作平臺(tái)、多個(gè)投影部、致動(dòng) 器、成像部以及控制部。所述工作平臺(tái)固定支撐測(cè)量對(duì)象的測(cè)量基底。所述多個(gè)投影部每 個(gè)包含光源和透射所述光源照射的光的光柵元件以及投影透鏡部，其中投影透鏡部將所述 光柵元件的光柵圖案光成像于所述基底部件內(nèi)的測(cè)量對(duì)象，且為了在互不相同的方向?qū)λ?述測(cè)量對(duì)象進(jìn)行光柵圖像照射，在正多邊形的各頂點(diǎn)處排列投影透鏡部，且從所述光源照 射的光的前進(jìn)方向與所述測(cè)量基底的法線形成預(yù)定的角度。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)特征的三維形狀測(cè)量裝置包含平臺(tái)、一個(gè)以上照明部、多個(gè) 攝像部以及控制部。所述平臺(tái)支撐測(cè)量對(duì)象。所述照明部包含光源及光柵，朝所述測(cè)量對(duì) 象照射光柵圖案光。所述攝像部在互不相同方向拍攝所述測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像。所述 控制部使用所述攝像部拍攝的所述光柵圖像，以計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。所述攝像 部包含主攝像部和輔助攝像部。主攝像部垂直于所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面。所述輔助攝像部相對(duì) 所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面按預(yù)定角度傾斜布置，且沿著以所述主攝像部為中心的圓周方向相隔布 置。所述控制部匹配所述主攝像部以及輔助攝像部拍攝的所述光柵圖像的坐標(biāo)系，并計(jì)算 每個(gè)匹配的所述光柵圖像的可見度(visibility)后，對(duì)計(jì)算的可見度附加權(quán)重，計(jì)算所述 測(cè)量對(duì)象的三維形狀。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)特征的三維形狀測(cè)量裝置包含平臺(tái)、至少一個(gè)照明部、主攝 像部、至少一個(gè)輔助攝像部以及控制部。所述平臺(tái)支撐測(cè)量對(duì)象。所述照明部朝所述測(cè)量 對(duì)象照射光柵圖案光。所述主攝像部拍攝所述光柵圖案光被所述測(cè)量對(duì)象反射出來(lái)的光柵 圖像中的主圖像。所述輔助攝像部，拍攝輔助圖像，該輔助圖像是所述光柵圖案光被測(cè)量對(duì) 象反射出來(lái)的光柵圖像中，被所述測(cè)量對(duì)象鏡面反射之后，沒能進(jìn)入主攝像部的光柵圖像。 所述控制部，使用由所述主攝像部和所述輔助攝像部拍攝的所述主圖像和所述輔助圖像， 計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。所述控制部匹配所述主攝像部以及輔助攝像部拍攝的所述 主圖像和所述輔助圖像的坐標(biāo)系，且計(jì)算對(duì)于每個(gè)匹配的所述主圖像和所述輔助圖像的可 見度(visibility)后，對(duì)計(jì)算的可見度附加權(quán)重，計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征的三維形狀測(cè)量方法，首先通過平臺(tái)的移動(dòng)，將測(cè)量對(duì) 象移動(dòng)到測(cè)量位置。然后，通過至少一個(gè)照明部，朝所述測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光。多個(gè)攝 像部在互不相同方向上拍攝通過所述光柵圖案光的照射后被所述測(cè)量對(duì)象反射出來(lái)的光 柵圖像。之后，使用所述攝像部拍攝的所述光柵圖像，計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。拍攝 所述光柵圖像的過程可以包含通過主攝像部拍攝被所述測(cè)量對(duì)象反射的所述光柵圖像中的主圖像的過程，其中主攝像部垂直于所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面；拍攝所述主圖像的同時(shí)通過多 個(gè)輔助攝像部拍攝輔助圖像的過程，其中輔助攝像部與所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面形成預(yù)定角度而 傾斜布置，且沿著以所述主攝像部為中心的圓周方向相隔布置，且輔助圖像是從測(cè)量對(duì)象 反射出來(lái)的光柵圖像中，被所述測(cè)量對(duì)象鏡面反射之后，沒能進(jìn)入主攝像部的光柵圖像。計(jì) 算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀的過程是，匹配所述主攝像部以及輔助攝像部拍攝的所述主圖 像以及所述輔助圖像的坐標(biāo)系，然后對(duì)每個(gè)匹配的所述主圖像以及所述輔助圖像進(jìn)行可見 度計(jì)算，并對(duì)計(jì)算的可見度附加權(quán)重，映射附加權(quán)重的數(shù)據(jù)以計(jì)算出三維形狀。有益效果根據(jù)此三維形狀測(cè)量裝置及測(cè)量方法，使用多個(gè)投影部或者多個(gè)成像部測(cè)定測(cè)量 對(duì)象的三維形狀，可以縮短測(cè)量時(shí)間并提高測(cè)量精度。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的組成圖；圖2是圖1中示出的投影部的平面圖；圖3是圖1中示出的第二及第三光源的平面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的三維形狀測(cè)量方法的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的概略側(cè)視圖；圖6是根據(jù)圖5示出的三維形狀測(cè)量裝置的一實(shí)施方式的概略側(cè)視圖；圖7是根據(jù)圖5所示的三維形狀測(cè)量裝置的另一實(shí)施方式的概略側(cè)視圖；圖8及圖9是說明構(gòu)成圖6及圖7示出的光柵部的液晶顯示面板動(dòng)作的平面圖；圖10是根據(jù)圖5所示的三維形狀測(cè)量裝置的又一個(gè)實(shí)施方式的概略平面圖；圖11是根據(jù)圖5所示的三維形狀測(cè)量裝置的再一個(gè)實(shí)施例的概略平面圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的概略圖；圖13是圖12示出的三維形狀測(cè)量裝置的平面圖；圖14是為了說明對(duì)圖12示出的測(cè)量對(duì)象的三維形狀進(jìn)行測(cè)量的過程而放大測(cè)量 對(duì)象的放大圖；圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的三維形狀測(cè)量方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的組成圖，圖2是 圖1中示出的投影部的平面圖，圖3是圖1中示出的第二及第三光源的平面圖。在此，圖1 示出第一圓型照明部60或者第二圓型照明部70各自的側(cè)剖面狀態(tài)，且圖2示出第一圓型 照明部60或者第二圓型照明部70各自的平剖面狀態(tài)。如圖1至圖3，根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置由投影部10、X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái) 20、光束分離部30、多個(gè)反射鏡40以及多個(gè)成像部50組成，各組成要素說明如下。投影部10產(chǎn)生并照射光柵圖案光，X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20位于投影部10的下側(cè)， 以移動(dòng)測(cè)量對(duì)象P。光束分離部30設(shè)置于投影部10和X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20之間，分離出 從測(cè)量對(duì)象P反射的光柵圖像使其通過。多個(gè)反射鏡40在光束分離部30的下側(cè)，相互沿著圓周方向分開設(shè)置，當(dāng)從測(cè)量對(duì)象P反射的光柵圖像照射到反射鏡40時(shí)，對(duì)其進(jìn)行反射。 多個(gè)成像部50分別設(shè)置于光束分離部30和多個(gè)反射鏡40的一側(cè)，拍攝通過光束分離部30 的光柵圖像和從多個(gè)反射鏡40反射的光柵圖像。構(gòu)成本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的投影部10、X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20、光束分離 部30、多個(gè)反射鏡40以及多個(gè)成像部50的詳細(xì)結(jié)構(gòu)說明如下。投影部10由光源11、光柵元件12、光柵移動(dòng)單元13、投影透鏡14以及投影透鏡濾 光器15組成。投影部10的光源11產(chǎn)生并照射光，光柵元件12設(shè)置于光源11的下側(cè)，將光源11 發(fā)出的光變?yōu)楣鈻艌D案光而將其照射。將光變?yōu)楣鈻艌D案光的光柵元件12的傾斜角g如 圖2所示，設(shè)置為在X-Y平面以Y軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn)傾斜45度。光柵移動(dòng)單元13用壓電致動(dòng) 器(PZT)，并設(shè)置于光柵元件12而移動(dòng)光柵元件12，投影透鏡14設(shè)置于光柵元件12的下 側(cè)，投影光柵圖案光。投影透鏡濾光器15設(shè)置于投影透鏡14的下側(cè)，并過濾通過投影透鏡 14照射的光柵圖案光而將其照射。X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20具備電機(jī)21，用于將X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20沿X軸方向移動(dòng)， 還具備電機(jī)22，用于將X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20沿著Y軸方向移動(dòng)，據(jù)此對(duì)測(cè)量對(duì)象P進(jìn)行對(duì) 準(zhǔn)或者將其移動(dòng)到測(cè)量位置。光束分離部30使用分束器(beam splitter)，用于將根據(jù)投影部10產(chǎn)生的光柵圖 像或者在第一圓型照明部60或者第二圓型照明部70產(chǎn)生的光照射到測(cè)量對(duì)象P而反射的 圖像照射到多個(gè)成像部50設(shè)置于光束分離部30的一側(cè)的一個(gè)成像部50。多個(gè)反射鏡40為了將被測(cè)量對(duì)象P反射的光柵圖像照射到除了設(shè)置于光束分離 部30的成像部50以外的其他多個(gè)成像部50，朝X軸方向傾斜設(shè)置，并且相互沿著圓周方向 相隔設(shè)置。即，多個(gè)反射鏡40沿著圖3中的點(diǎn)劃線表示的圓，相互之間以等間距分開設(shè)置。多個(gè)成像部50同時(shí)拍攝從反射鏡40反射的光柵圖像，并分別由相機(jī)濾光器51，成 像透鏡52及相機(jī)53組成。相機(jī)濾光器51過濾從反射鏡40反射的光柵圖像，并照射到成 像透鏡52。過濾光柵圖像的相機(jī)濾光器51可由頻率濾光器，顏色濾光器以及光強(qiáng)度調(diào)節(jié)濾 光器中的某一個(gè)構(gòu)成。成像透鏡52設(shè)置于相機(jī)濾光器51的一側(cè)，對(duì)透過相機(jī)濾光器的光 柵圖像進(jìn)行成像，由相機(jī)53拍攝在成像透鏡52成像而照射的光柵圖像。相機(jī)53設(shè)置于成 像透鏡52的一側(cè)，以拍攝從成像透鏡52照射的光柵圖像。根據(jù)本實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的三維形狀測(cè)量裝置為了拍攝用于抽取測(cè)量對(duì)象P 的特異形狀的二維圖像，即照明圖像，增設(shè)了第一圓型照明部60以及第二圓型照明部70。 此外還具備用于控制上述組成的控制部80。下面，對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置所增設(shè)的第一圓型照明部60、第二圓 型照明部70進(jìn)行說明。第一圓型照明部60設(shè)置于光束分離部30的下側(cè)，為了使測(cè)量對(duì)象P反射照明圖 像，將自身產(chǎn)生的光照射到測(cè)量對(duì)象P。第二圓型照明部70設(shè)置于多個(gè)反射鏡40的下側(cè)， 為了使測(cè)量對(duì)象P反射照明圖像，產(chǎn)生針對(duì)測(cè)量對(duì)象P的光，照射到測(cè)量對(duì)象P。朝測(cè)量對(duì) 象P照射光的第一圓型照明部60和第二圓型照明部70分別由圓環(huán)部件61、71和多個(gè)發(fā)光 元件62、72組成。圓環(huán)部件61、71為了使光柵圖案光或者光柵圖像通過，具備貫通口 61a、71a。在此，第二圓型照明部70的貫通口 71a直徑大于第一圓型照明部60的貫通口 61a的直徑，以 使第一圓型照明部60照射的光照射于測(cè)量對(duì)象P，或者從測(cè)量對(duì)象P反射的光柵圖像照射 于多個(gè)反射鏡40。多個(gè)發(fā)光元件62、72設(shè)置于圓環(huán)部件61、71下側(cè)，以產(chǎn)生光。當(dāng)?shù)谝粓A型照明部60或者第二圓型照明部70產(chǎn)生的光照射于測(cè)量對(duì)象P時(shí)，從 測(cè)量對(duì)象P反射的照明圖像照射于光束分離部30和多個(gè)反射鏡40。照射到光束分離部30 和多個(gè)反射鏡40的照明圖像分別由多個(gè)成像部50進(jìn)行拍攝。多個(gè)成像部50拍攝的光柵圖像或者照明圖像發(fā)送到控制部80。控制部80接收光 柵圖像或者照明圖像時(shí)，利用其算出測(cè)量對(duì)象P的三維形狀。計(jì)算出測(cè)量對(duì)象P的三維形 狀的控制部80全盤控制本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置，包括投影部10、X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái) 20、多個(gè)成像部50、第一圓型照明部60以及第二圓型照明部70等。對(duì)利用具有上述組成的、利用本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的三維形狀測(cè)量方法 參照?qǐng)D1及圖4進(jìn)行如下說明。如圖1及圖4所示，本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量方法首先通過X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)20 將測(cè)量對(duì)象P移動(dòng)到測(cè)量位置(SlO)。測(cè)量對(duì)象P移動(dòng)到測(cè)量位置之后，使用光柵移動(dòng)單元 13對(duì)光柵元件12進(jìn)行柵距(pitch)移動(dòng)(以柵距為單位移動(dòng))(S20)。光柵元件12進(jìn)行 柵距移動(dòng)之后，打開成像部50的光源11，朝測(cè)量對(duì)象P照射光柵圖案光(S30)。朝測(cè)量對(duì)象P照射光柵圖案光時(shí)，從測(cè)量對(duì)象P反射的光柵圖像經(jīng)多個(gè)反射鏡40 入射，從而由多個(gè)成像部50進(jìn)行拍攝(S40)。拍攝光柵圖像時(shí)，多個(gè)成像部50同時(shí)進(jìn)行拍 攝。由多個(gè)成像部50拍攝光柵圖像之后，關(guān)閉成像部50的光源11 (S50)。關(guān)閉成像部50的光源11之后，控制部80確認(rèn)光柵元件12是否是第N+1次柵距 移動(dòng)(S60)。在該確認(rèn)是否是第N+1次柵距移動(dòng)的步驟(S60)中，如果光柵元件12不是 第N+1次柵距移動(dòng)則返回到對(duì)光柵元件12進(jìn)行柵距移動(dòng)步驟(S20)。即，利用四級(jí)桶算法 (4-bucket algorithm)計(jì)算測(cè)量對(duì)象P的三維形狀時(shí)，依照光柵元件12的柵距間隔，移動(dòng) 四次。如果光柵元件12是第N+1次柵距移動(dòng)，則打開第一圓型照明部60或者第二圓型 照明部70之后，由多個(gè)成像部50拍攝測(cè)量對(duì)象P (S70)。即，拍攝作為測(cè)量對(duì)象P的二維圖 像的照明圖像。下面更加詳細(xì)地說明拍攝照明圖像的方法。首先，如果光柵元件12是第N+1次柵 距移動(dòng)，則打開第一圓型照明部60(S71)。打開第一圓型照明部60之后，由多個(gè)成像部50拍 攝測(cè)量對(duì)象P (S72)。多個(gè)成像部20拍攝完測(cè)量對(duì)象P之后，關(guān)閉第一圓型照明部60 (S73)。 關(guān)閉第一圓型照明部60之后，打開第二圓型照明部70(S74)。打開第二圓型照明部70之 后，由多個(gè)成像部50拍攝測(cè)量對(duì)象P (S75)。多個(gè)成像部50拍攝完測(cè)量對(duì)象P之后，關(guān)閉第 二圓型照明部70(S76)。如此，根據(jù)第一圓型照明部60或者第二圓型照明部70所產(chǎn)生的 光，由多個(gè)成像部50拍攝照明圖像，因而可以更加迅速地拍攝測(cè)量對(duì)象P在多個(gè)方向上的 特異點(diǎn)。拍攝照明圖像，并由多個(gè)成像部50拍攝測(cè)量對(duì)象P之后，確認(rèn)測(cè)量對(duì)象P的測(cè)量 是否結(jié)束(S80)。確認(rèn)測(cè)量對(duì)象P的測(cè)量結(jié)束與否的步驟(S80)中，若測(cè)量對(duì)象P的測(cè)量尚 未結(jié)束，則返回到將測(cè)量對(duì)象P移動(dòng)到測(cè)量位置的步驟。相反，若測(cè)量對(duì)象P的測(cè)量結(jié)束， 則控制部80利用打開第一圓型照明部60或者第二圓型照明部70之后拍攝測(cè)量對(duì)象P的測(cè)量對(duì)象P圖像和由多個(gè)成像部50拍攝的光柵圖像計(jì)算出測(cè)量對(duì)象P的三維形狀(S90)。如此，利用多個(gè)成像部同時(shí)拍攝測(cè)量對(duì)象來(lái)計(jì)算出測(cè)量對(duì)象的三維形狀，因此可 以減少測(cè)量對(duì)象的三維形狀測(cè)量作業(yè)時(shí)間。實(shí)施例2圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的概略側(cè)視圖。參照?qǐng)D5，根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置100包含作業(yè)平臺(tái) (work-stage) 130、多個(gè)投影部110、成像部150以及控制部140。所述作業(yè)平臺(tái)130固定測(cè)量基底120。所述測(cè)量基底120包含測(cè)量對(duì)象A。所述作業(yè)平臺(tái)130沿著X軸方向或者Y軸方向移動(dòng)以及固定所述測(cè)量基底120。 在所述控制部140的控制下移動(dòng)以及固定所述測(cè)量基底120之后，第一輔助光源160以及 第二輔助光源170朝測(cè)量對(duì)象A照射光，并利用表示在測(cè)量基底120上的識(shí)別標(biāo)志，設(shè)定測(cè) 量基底120的整個(gè)測(cè)量區(qū)域。所述多個(gè)投影部110布置為相對(duì)所述測(cè)量基底120的法線按預(yù)定角度照射光。而 且，多個(gè)投影部110相對(duì)所述法線對(duì)稱排列。所述多個(gè)投影部110朝所述測(cè)量對(duì)象A照射光柵圖案光。為此，所述多個(gè)投影部 分別包含光源111、使所述光源111照射的光透過的光柵部112以及將所述光柵部112的光 柵圖案光聚集在所述測(cè)量對(duì)象A上成像的投影透鏡部113。透過所述光柵部112的光形成光柵圖案光。為此，所述光柵部112包含阻光區(qū)(未 示出)和透光區(qū)(未示出)。阻光區(qū)阻擋光源111發(fā)出的光，所述透光區(qū)透射光。所述光柵 部112可以由各種形式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于所述光柵部112，稍后進(jìn)行說明。所述投影透鏡部113例如可以由多個(gè)透鏡組合形成，以聚焦通過所述光柵部112 形成的光柵圖案光，而在布置于所述測(cè)量基底120上側(cè)的測(cè)量對(duì)象A上成像。所述成像部150接收由所述測(cè)量對(duì)象A反射的光柵圖像。例如，所述成像部50包 含相機(jī)151以及聚光透鏡部152。由所述測(cè)量對(duì)象A反射的光柵圖像經(jīng)過所述聚光透鏡部 152，被所述相機(jī)151捕獲。所述控制部140可以包含動(dòng)作控制部141以及形狀檢測(cè)部142。所述控制部140 控制所述作業(yè)平臺(tái)130、所述投影部110以及所述成像部150，所述形狀檢測(cè)部142檢測(cè)位 于所述測(cè)量基底120上的測(cè)量對(duì)象A的形狀。而且，若事先就有可以知道測(cè)量基底120上 的測(cè)量對(duì)象A的形狀的數(shù)據(jù)信息，可以不進(jìn)行所述測(cè)量對(duì)象A的形狀檢測(cè)，而直接利用此信 肩、ο所述控制部140可以選擇開啟偶數(shù)個(gè)所述投影部110，這時(shí)所開啟的偶數(shù)個(gè)投影 部110可以以所述測(cè)量對(duì)象為中心互相對(duì)稱排列。因測(cè)量對(duì)象A是突出的立體形狀，因此 只在一側(cè)捕獲光柵圖像時(shí)，測(cè)量對(duì)象A的另一側(cè)產(chǎn)生光柵圖像無(wú)法照射到的區(qū)域，故無(wú)法 準(zhǔn)確測(cè)量三維形狀。所以在相反側(cè)再次測(cè)量，由此可以測(cè)量出更加準(zhǔn)確的三維形狀。例如，所述形狀檢測(cè)部142檢測(cè)到所述測(cè)量對(duì)象A為四角形時(shí)，所述控制部140可 以開啟兩個(gè)投影部110，所述形狀檢測(cè)部142檢測(cè)到所述測(cè)量對(duì)象A為橢圓體形狀時(shí)，所述 控制部140可以在多個(gè)投影部110中開啟50%以上。根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置100，多個(gè)投影部110布置為相互對(duì)稱，相比 現(xiàn)有三維形狀測(cè)量裝置中移動(dòng)投影部來(lái)捕獲相反側(cè)的光柵圖像，可以縮短測(cè)量所需要的時(shí)間，因而提高了檢查的效率。圖6是根據(jù)圖5示出的三維形狀測(cè)量裝置的一實(shí)施方式的概略平面圖，圖7是根 據(jù)圖5所示的三維形狀測(cè)量裝置的另一實(shí)施方式的概略平面圖。參照?qǐng)D5、圖6以及圖7，投影部110布置成正多邊形。例如，所述投影部110可以 布置成正四邊形(圖2)、正六邊形(圖3)等。在本實(shí)施例中，圖5示出的光柵部112可以使用液晶顯示面板112a。利用所述液 晶顯示面板112a形成光柵圖案光時(shí)，還可以包含控制所述液晶顯示面板112a的光柵圖像 的圖形卡(未圖示)以及向所述液晶顯示面板112a供電的電源供給部(未圖示)。比起使 用實(shí)際的光柵，使用所述液晶顯示面板時(shí)無(wú)需具備用于移動(dòng)光柵的致動(dòng)器(actuator)。圖8及圖9是說明構(gòu)成圖6及圖7示出的光柵部的液晶顯示面板動(dòng)作的平面圖。參照?qǐng)D8，液晶顯示面板102顯示有阻光區(qū)401以及透光區(qū)402。阻光區(qū)401用于 阻擋光，而透光區(qū)402用于透射光，由此將光柵圖案光投射到所述測(cè)量對(duì)象A。為了精確測(cè)量三維形狀，按照將柵距P進(jìn)行η等分得到的值進(jìn)行移動(dòng)，將光柵圖案 光投射于所述測(cè)量對(duì)象A (例如在圖9中按照4級(jí)，即按照對(duì)柵距P進(jìn)行4等分得到的值移 動(dòng)阻光區(qū)401以及透光區(qū)402)。因此，投影部無(wú)需具備用于移動(dòng)光柵的致動(dòng)器。圖10是根據(jù)圖5所示的三維形狀測(cè)量裝置的又一個(gè)實(shí)施方式的概略平面圖，圖11 是根據(jù)圖5所示的三維形狀測(cè)量裝置的再一個(gè)實(shí)施方式的概略平面圖。圖10及圖11所示 的三維形狀測(cè)量裝置與圖6及圖7分別所示的三維形狀測(cè)量裝置相比，形成于投影部的光 柵部用光柵112b替代了液晶顯示面板112a，還包含驅(qū)動(dòng)該光柵112b的致動(dòng)器601，除此之 外與圖6及圖7所示的三維形狀測(cè)量裝置實(shí)質(zhì)相同。所以，相同或者相似的組成要素采用 同樣的符號(hào)標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。參照?qǐng)D10及圖11，與具備使用液晶顯示面板112a的光柵部112的圖6或圖7所示 的三維形狀測(cè)量裝置不同，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置采用光柵112b。 例如，所述光柵112b可以通過在玻璃板上印刷光柵圖像而形成阻光區(qū)和透光區(qū)來(lái)構(gòu)成。所 述玻璃板上可以同時(shí)形成兩個(gè)光柵，以供相鄰的投影部使用。如此，使用光柵112b時(shí)，需形成用于精密移動(dòng)所述光柵112b的致動(dòng)器601。根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置包含布置于正多邊形的頂點(diǎn)處的多個(gè)投影部， 形成于相鄰的兩個(gè)投影部的光柵112b由一個(gè)致動(dòng)器601移動(dòng)。作為所述致動(dòng)器601可以 使用PZT。這時(shí)，優(yōu)選地所述多個(gè)投影部中相鄰的投影部依次被驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述致動(dòng)器601的 驅(qū)動(dòng)方向朝相反方向。更詳細(xì)的，朝箭頭a方向移動(dòng)①號(hào)光柵112b并將光柵圖案光投射到 所述測(cè)量對(duì)象A之后，對(duì)于相鄰?fù)队安康蘑谔?hào)光柵112b則將其朝箭頭b方向移動(dòng)并投射光 柵圖案光。更詳細(xì)的，通過①號(hào)光柵112b將光柵圖案光照射于測(cè)量對(duì)象A，成像部接收由所 述測(cè)量對(duì)象A反射的光柵圖像的過程進(jìn)行根據(jù)光柵的預(yù)定次數(shù)(例如四次)。然后，通過 ②號(hào)光柵112b將光柵圖案光照射于測(cè)量對(duì)象A，而成像部接收由所述測(cè)量對(duì)象A反射的光 柵圖像的過程進(jìn)行根據(jù)光柵的預(yù)定次數(shù)(例如四次)。同樣的，③以及④號(hào)光柵也進(jìn)行相同 操作?？刂撇渴褂媒邮盏目傆?jì)十六次的光柵圖像，計(jì)算出補(bǔ)償影子區(qū)域(因測(cè)量對(duì)象具有立體形狀，從測(cè)量對(duì)象的一個(gè)側(cè)面投射光柵圖案光時(shí)，光柵圖案光無(wú)法到達(dá)的相反側(cè)區(qū)域) 的測(cè)量對(duì)象的準(zhǔn)確的三維形狀。例如，使用①號(hào)及③號(hào)光柵圖像值補(bǔ)償①號(hào)及③號(hào)影子區(qū) 域，利用②號(hào)及④號(hào)光柵圖像值補(bǔ)償②號(hào)及④號(hào)區(qū)域的影子區(qū)域值。影子區(qū)域值的補(bǔ)償由 對(duì)面區(qū)域的相應(yīng)值代替。根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置采用的致動(dòng)器601同時(shí)驅(qū)動(dòng)形成于相鄰的兩 個(gè)投影部的光柵112b。因此，可以將致動(dòng)器601的數(shù)量減少到投影部數(shù)量的一半。而且，相 鄰的投影部依次驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述致動(dòng)器601的移動(dòng)方向使所述光柵112b的方向朝相反方向， 因此可以減少驅(qū)動(dòng)所需的時(shí)間。實(shí)施例3圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置的概略圖，圖13是圖12 示出的三維形狀測(cè)量裝置的平面圖。參照?qǐng)D12及圖13，根據(jù)本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置300包含支撐測(cè)量對(duì)象310 的平臺(tái)320、至少一個(gè)照明部330、多個(gè)攝像部340以及控制部350。平臺(tái)320支撐測(cè)量對(duì)象310，并根據(jù)控制部350的控制而沿著X軸以及Y軸移動(dòng)， 從而將測(cè)量對(duì)象310移動(dòng)到測(cè)量位置。照明部330朝固定于平臺(tái)320的測(cè)量對(duì)象310照射光柵圖案光410。照明部330 布置成相對(duì)平臺(tái)320的基準(zhǔn)面傾斜預(yù)定的角度。另外，為了提高測(cè)量精度，三維形狀測(cè)量裝 置300可以包含多個(gè)照明部330。例如，如圖13所示的三維形狀測(cè)量裝置300可以包含四 個(gè)照明部330。這時(shí)，照明部330沿著以主攝像部340a為中心的圓周方向相隔布置，所述主 攝像部340a相對(duì)平臺(tái)320的基準(zhǔn)面垂直布置。特別是，照明部330相對(duì)平臺(tái)320基準(zhǔn)面的 法線可以對(duì)稱布置。由此，多個(gè)照明部330隔著預(yù)定的時(shí)間間隔，從不同的方向向測(cè)量對(duì)象 310照射光柵圖案光410。另外，三維形狀測(cè)量裝置300可以包含兩個(gè)、三個(gè)或者六個(gè)等多 種數(shù)量的照明部330。每個(gè)照明部330包含光源332以及光柵334。另外，每個(gè)照明部330還可以包含光 柵移動(dòng)裝置336以及投影透鏡部338。光源332朝測(cè)量對(duì)象310照射光。光柵334將從光源332發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成按照光 柵圖像的光柵圖案光410。光柵334為了產(chǎn)生相位偏移的光柵圖案光410，通過壓電致動(dòng)器 (piezo actuator :PZT)等光柵移動(dòng)裝置336，按每次2 Ji /n移動(dòng)η次。在此，η是2以上的 自然數(shù)。投影透鏡部338將通過光柵334形成的光柵圖案光410投影到測(cè)量對(duì)象310。例 如，投影透鏡338部可以由多個(gè)透鏡組合形成，聚焦通過光柵334形成的光柵圖案光410，經(jīng) 此投影于測(cè)量對(duì)象310。因此，每個(gè)照明部330中光柵334移動(dòng)η次，每次移動(dòng)時(shí)朝測(cè)量對(duì) 象310照射光柵圖案光410。本實(shí)施例的三維形狀測(cè)量裝置300包含多個(gè)攝像部340，用以從不同方向拍攝由 照明部330發(fā)出的光柵圖案光410被測(cè)量對(duì)象310反射而生成的光柵圖像420。具體地，三維形狀測(cè)量裝置300包含主攝像部340a和多個(gè)輔助攝像部340b，主攝 像部340a在平臺(tái)320的上側(cè)垂直布置于平臺(tái)320的基準(zhǔn)面，多個(gè)輔助攝像部340b傾斜布 置于平臺(tái)320，與平臺(tái)320的基準(zhǔn)面形成預(yù)定的角度。例如，如圖13所示，三維形狀測(cè)量裝 置可以包含四個(gè)輔助攝像部340b。這時(shí)，輔助攝像部340b以主攝像部340a為中心，沿著 圓周方向相隔布置。尤其，輔助攝像部340b可以相對(duì)平臺(tái)320基準(zhǔn)面的法線對(duì)稱布置。由
12此，主攝像部340a和輔助攝像部340b根據(jù)各個(gè)照明部330的動(dòng)作，在不同的方向同時(shí)拍攝 被測(cè)量對(duì)象310反射的光柵圖像。另外，三維形狀測(cè)量裝置300可以包含兩個(gè)、三個(gè)或者六 個(gè)等多種數(shù)量的輔助攝像部340b。主攝像部340a以及輔助攝像部340b分別可以包含相機(jī)342以及成像透鏡部344， 以拍攝光柵圖像420。相機(jī)342可以使用CXD或者CMOS相機(jī)。因此，從測(cè)量對(duì)象310反射 的光柵圖像420經(jīng)過成像透鏡部344成像，再由相機(jī)342拍攝。另外，照明部330和輔助攝像部340b可以布置于以主攝像部340a為中心的同一 個(gè)同心圓上。與此相反，照明部330和輔助攝像部420a也可以布置于不同的同心圓上。另 外，照明部330和輔助攝像部340b可以設(shè)置于不同高度，或者同一高度。照明部330可以 分別布置于輔助攝像部420b之間。于此不同，當(dāng)照明部330與輔助攝像部340b設(shè)置于不 同高度時(shí)，照明部330與輔助攝像部340b可以設(shè)置于同一個(gè)位置。控制部350全面控制包含于三維形狀測(cè)量裝置300的各組成要素的動(dòng)作?？刂撇?350控制平臺(tái)320的移動(dòng)，以將測(cè)量對(duì)象310布置于測(cè)量位置?？刂撇?50依次驅(qū)動(dòng)多個(gè) 照明部330，使每個(gè)照明部330的光柵334移動(dòng)η次，每次移動(dòng)時(shí)都控制照明部300將光柵 圖案光410照射于測(cè)量對(duì)象310?？刂撇?50控制多個(gè)攝像部340，使其同時(shí)拍攝測(cè)量對(duì)象 310反射的光柵圖像420。控制部350使用主攝像部340a以及輔助攝像部340b拍攝的光柵圖像420，計(jì)算出 測(cè)量對(duì)象310的三維形狀。例如，控制部350匹配主攝像部340a及輔助攝像部340b拍攝 的光柵圖像420的坐標(biāo)系。并且，控制部350使用主攝像部340a以及每個(gè)輔助攝像部340b 通過η-桶(bucket)算法測(cè)定η次的值，利用下述數(shù)學(xué)式一及二算出對(duì)每個(gè)光柵圖像420 的可見度(visibility)，對(duì)算出的五個(gè)可見度分別附加權(quán)重(weight)后，再映射附加權(quán)重 的數(shù)據(jù)以得出最終的測(cè)量值。數(shù)學(xué)式一Io=klIl±k±I±數(shù)學(xué)式二
權(quán)利要求
一種三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于包含投影部，產(chǎn)生并照射光柵圖案光；X Y軸移動(dòng)工作臺(tái)，設(shè)置于所述投影部的下側(cè)，移動(dòng)測(cè)量對(duì)象；光束分離部，設(shè)置于所述投影部和所述X Y軸移動(dòng)工作臺(tái)之間，分離從測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像并使其透過；多個(gè)反射鏡，在所述光束分離部的下側(cè)，沿著圓周方向相隔設(shè)置，用于反射照射到所述多個(gè)反射鏡的被測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像；多個(gè)成像部，分別設(shè)置于所述光束分離部和所述多個(gè)反射鏡的一側(cè)，用于拍攝透過光束分離部的光柵圖像和被多個(gè)反射鏡反射的光柵圖像。
2.—種三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于包含 投影部，產(chǎn)生并照射光柵圖案光；X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)，設(shè)置于所述投影部的下側(cè)，移動(dòng)測(cè)量對(duì)象； 光束分離部，設(shè)置于所述投影部和所述X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)之間，分離光柵圖像或者照 明圖像并使其透過；第一圓型照明部，設(shè)置于所述光束分離部的下側(cè)，其產(chǎn)生的光照射到測(cè)量對(duì)象，以使測(cè) 量對(duì)象反射照明圖像；多個(gè)反射鏡，在所述光束分離部的下側(cè)，沿著圓周方向相隔設(shè)置，當(dāng)被測(cè)量對(duì)象反射的 光柵圖像或者照明圖像照射所述多個(gè)反射鏡時(shí)，對(duì)其進(jìn)行反射；第二圓型照明部，設(shè)置于所述多個(gè)反射鏡的下側(cè)，其產(chǎn)生的光照射到測(cè)量對(duì)象，以使測(cè) 量對(duì)象反射照明圖像；多個(gè)成像部，分別設(shè)置于所述光束分離部和所述多個(gè)反射鏡的一側(cè)，拍攝從光束分離 部和多個(gè)反射鏡照射的光柵圖像或者照明圖像；控制部，接收所述多個(gè)成像部拍攝的光柵圖像或者照明圖像，以計(jì)算測(cè)量對(duì)象的三維 形狀。
3.—種三維形狀測(cè)量方法，其特征在于包括如下步驟 利用X-Y軸移動(dòng)工作臺(tái)將測(cè)量對(duì)象移動(dòng)到測(cè)量位置；測(cè)量對(duì)象被移動(dòng)至測(cè)量位置后，由光柵移動(dòng)單元節(jié)對(duì)光柵元件進(jìn)行柵距移動(dòng)； 光柵元件進(jìn)行柵距移動(dòng)后，打開成像部的光源，朝測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光； 朝測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光時(shí)，多個(gè)成像部拍攝通過多個(gè)反射鏡而入射的被測(cè)量對(duì)象 反射的光柵圖像；多個(gè)成像部拍攝光柵圖像后，關(guān)閉成像部的光源； 關(guān)閉成像部的光源后，控制部確認(rèn)光柵元件是否是第N+1次柵距移動(dòng)； 若光柵元件是第N+1次柵距移動(dòng)，則打開第一圓型照明部或者第二圓型照明部，由多 個(gè)成像部拍攝測(cè)量對(duì)象；多個(gè)成像部拍攝測(cè)量對(duì)象之后，確認(rèn)測(cè)量對(duì)象的測(cè)量是否結(jié)束； 若測(cè)量對(duì)象的測(cè)量結(jié)束，則控制部使用打開第一圓型照明部或者第二圓型照明部后拍 攝測(cè)量對(duì)象而獲取的測(cè)量對(duì)象的圖像和由多個(gè)成像部拍攝的光柵圖像，計(jì)算測(cè)量對(duì)象的三 維形狀。
4.一種三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于包含工作平臺(tái)，固定基底部件；多個(gè)投影部，每個(gè)投影部包含光源和透射從所述光源照射的光的光柵以及投影透鏡 部，其中投影透鏡部將所述光柵的光柵圖案光成像于所述基底部件內(nèi)的測(cè)量對(duì)象，多個(gè)投 影部在分別從不同的方向朝所述測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光； 成像部，接收被所述測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像；控制部，根據(jù)所述測(cè)量對(duì)象的形狀，選擇打開(turn on)/關(guān)閉(turn off)所述多個(gè)投 影部中的至少兩個(gè)以上，利用所述成像部，根據(jù)所述選擇打開的兩個(gè)以上的投影部而接收的光柵圖像，測(cè)量所 述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于所述控制部利用通過所述成 像部接收的所述光柵圖像，為了補(bǔ)償所述測(cè)量對(duì)象的影子區(qū)域，屬于所述影子區(qū)域的測(cè)量 值用對(duì)面的值代替。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)量對(duì)象為橢圓形狀 時(shí)，所述控制部打開所述多個(gè)投影部中50%以上的投影部。
7.—種三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于包含 工作平臺(tái)，固定測(cè)量基底；多個(gè)投影部，每個(gè)投影部包含光源和透射從所述光源照射的光的光柵以及投影透鏡 部，其中投影透鏡部將所述光柵的光柵圖案光成像于所述基底部件內(nèi)的測(cè)量對(duì)象，為了從 互不相同方向?qū)λ鰷y(cè)量對(duì)象進(jìn)行光柵圖案光照射，多個(gè)投影部排列成正多邊形形式，且 所述光源發(fā)出的光前進(jìn)的方向和所述基底部件的法線形成預(yù)定的角度；光柵致動(dòng)器，控制所述多個(gè)投影部中相鄰的兩個(gè)投影部的所述光柵的移動(dòng)； 成像部，接收被所述測(cè)量對(duì)象反射的所述光柵圖案光；控制部，根據(jù)所述測(cè)量對(duì)象的形狀，選擇打開/關(guān)閉所述多個(gè)投影部中至少兩個(gè)以上， 利用所述成像部并根據(jù)所述選擇打開的兩個(gè)以上的投影部所接收的光柵圖像，測(cè)量所 述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于所述致動(dòng)器同時(shí)移動(dòng)相鄰的 兩個(gè)投影部的光柵。
9.一種三維形狀測(cè)量裝置，包含 平臺(tái)，支撐測(cè)量對(duì)象；至少一個(gè)照明部，照明部包含光源及光柵，朝所述測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光； 多個(gè)攝像部，在互不相同方向拍攝從所述測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像；以及 控制部，使用所述攝像部拍攝的所述光柵圖像，計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于所述攝像部包含 主攝像部，相對(duì)所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面垂直布置；以及多個(gè)輔助攝像部，相對(duì)所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面按預(yù)定角度傾斜布置，沿著以所述主攝像部 為中心的圓周方向相隔布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的三維形狀測(cè)量裝置，其特征在于所述控制部匹配所述主攝 像部以及輔助攝像部拍攝的所述光柵圖像的坐標(biāo)系，且計(jì)算對(duì)于匹配的每個(gè)所述光柵圖像 的可見度(visibility)后，對(duì)計(jì)算的可見度附加權(quán)重，而計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
12.—種三維形狀測(cè)量裝置，包含 平臺(tái)，支撐測(cè)量對(duì)象；至少一個(gè)照明部，朝所述測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光；主攝像部，拍攝所述光柵圖案光被所述測(cè)量對(duì)象反射出來(lái)的光柵圖像中的主圖像； 至少一個(gè)輔助攝像部，拍攝輔助圖像，其中輔助圖像是所述光柵圖案光被所述測(cè)量對(duì) 象反射出來(lái)的光柵圖像中，被所述測(cè)量對(duì)象鏡面反射之后，沒能入射所述主攝像部的光柵 圖像?？刂撇?，使用由所述主攝像部和所述輔助攝像部拍攝的所述主圖像和所述輔助圖像， 計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
13.一種三維形狀測(cè)量方法，包括如下步驟 通過平臺(tái)的移動(dòng)，將測(cè)量對(duì)象移動(dòng)到測(cè)量位置；通過至少一個(gè)照明部，朝所述測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光； 通過多個(gè)攝像部，從互不相同方向拍攝被所述測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像；以及 使用所述攝像部拍攝的所述光柵圖像，計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的三維形狀測(cè)量方法，其特征在于所述拍攝光柵圖像的步驟 包括如下步驟通過相對(duì)所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面垂直布置的主攝像部，拍攝從所述測(cè)量對(duì)象反射的所述光 柵圖像中的主圖像；以及拍攝所述主圖像的同時(shí)，通過相對(duì)所述平臺(tái)的基準(zhǔn)面傾斜預(yù)定角度的、沿著以所述主 攝像部為中心的圓周方向相隔布置的多個(gè)輔助攝像部，拍攝從所述測(cè)量對(duì)象反射的所述光 柵圖像中被所述測(cè)量對(duì)象鏡面反射但沒有入射所述主攝像部的輔助圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的三維形狀測(cè)量方法，其特征在于計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的三維 形狀步驟包括如下步驟匹配所述主圖像以及所述輔助圖像的坐標(biāo)系，所述主圖像以及所述輔助圖像分別由所 述主攝像部以及所述輔助攝像部拍攝；以及分別計(jì)算對(duì)匹配的所述主圖像和所述輔助圖像的可見度，且對(duì)計(jì)算出的可見度附加權(quán) 重，映射附加權(quán)重的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可以提高測(cè)量精度的三維形狀測(cè)量裝置及測(cè)量方法。三維形狀測(cè)量裝置包含平臺(tái)、至少一個(gè)照明部、多個(gè)攝像部以及控制部。平臺(tái)支撐測(cè)量對(duì)象。照明部包含光源及光柵，以朝測(cè)量對(duì)象照射光柵圖案光。攝像部在不同方向拍攝被測(cè)量對(duì)象反射的光柵圖像?？刂撇渴褂脭z像部拍攝的光柵圖像，計(jì)算測(cè)量對(duì)象的三維形狀。如此，通過主攝像部以及輔助攝像部拍攝光柵圖像，可以更加迅速、精確地測(cè)定測(cè)量對(duì)象的三維形狀。
文檔編號(hào)G02B27/00GK101960253SQ200980107016
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者全文榮, 尹相圭, 李承埈, 許湞, 金弘珉, 高光一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社高永科技