測量三維形狀的方法

2023-09-21 18:32:15 2

專利名稱：測量三維形狀的方法
技術領域：
本發明的示例性實施例涉及一種三維形狀測量設備和一種三維形狀測量方法。更具體地講，本發明的示例性實施例涉及能夠減少測量時間的一種三維形狀測量設備和一種三維形狀測量方法。
背景技術：
通常，三維形狀測量設備通過利用拍攝的圖像對測量目標的三維形狀進行測量。 三維形狀測量設備可包括投影部，將光照射到測量目標；照相機部，利用被測量目標反射的光來拍攝圖像；控制部，控制投影部和照相機部，並對圖像進行算術處理以測量三維形狀。如上所描述的，由於三維形狀測量設備對拍攝的測量目標的圖像進行算術處理以測量三維形狀，所以減少對測量目標的三維形狀測量的時間提高了工作的速度和效率，從而減少測量成本。因此，測量時間是非常重要的因素。在傳統的三維形狀測量設備中，下面的例子會是增加上述測量時間的因素。首先，測量時間根據拍攝方法和光柵移動方法而增加。圖I是示出使用傳統的三維形狀測量設備測量三維形狀的方法的框圖。參照圖1，當使用兩個投影部時，通常地，在第一投影部的光柵移動時拍攝多個圖像，然後在第二投影部的光柵移動時拍攝多個圖像。然而，由於光柵在照相機拍攝之後移動，所以獨立地需要拍攝時間和光柵的移動時間。因此，增加了總的測量時間，而且總的測量時間隨著投影部的數量的增加而更多地增加。第二，當具有相對大的區域的測量目標被分成多個測量區域並被測量時，需要長的測量時間。在相對具有相對大區域的測量目標為每個測量區域拍攝圖像並利用所述圖像對測量目標的三維形狀進行測量的情況下，需要照相機部為任一個測量區域拍攝圖像，此後， 對圖像進行算術處理，以測量出測量區域中的三維形狀。然而，在對拍攝的圖像進行的算術處理變得有點長的情況下，將測量目標區域移動到測量目標的每一個測量區域會需要長的時間，另外，三維形狀測量設備測量所有測量區域的三維形狀。第三，減少照相機的拍攝時間和光柵元件的移動時間受到限制。為了快速地檢查板，需要減少照相機的拍攝時間和光柵元件的移動時間。然而，當減少照相機的拍攝時間時，沒有充分地接收反射光柵圖像，從而妨礙了精確的檢查。另外， 光柵元件的移動時間極大地受限。因此，難以顯著地減少檢查時間。
第四，在測量目標具有相對小尺寸的情況下，測量時間不必要地增加了。為了檢查具有相對小尺寸的測量目標,例如，LED條,在測量目標被安裝在諸如夾具的檢查板上的狀況下檢查多個測量目標。因此，測量目標存在的部分和測量目標不存在的部分均在照相機的視場中。

發明內容
本發明的示例性實施例提供了一種能夠縮短對三維形狀的測量時間的三維形狀測量設備本發明的示例性實施例還提供了一種能夠縮短對三維形狀的測量時間的三維形狀測量方法。本發明的示例性實施例還提供了能夠縮短測量時間並提高測量質量的一種板檢查設備和一種使用該板檢查設備對板進行測量的方法。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，所述方法能夠僅對測量目標存在的區域進行選擇性的測量，從而縮短了測量時間。本發明的示例性實施例公開了一種三維形狀測量設備。所述三維形狀測量設備包括:m個投影部，每個投影部包括光源和光柵元件，並且每個投影部在光柵元件移動η次時對每次移動將光柵圖案光投影到測量目標上，其中，η和m是大於或等於2的自然數；成像部，拍攝被測量目標反射的光柵圖案圖像；控制部，在利用m個投影部之一拍攝光柵圖案圖像的同時控制至少另一個投影部的光柵元件移動。當m為2時，在利用第一個投影部對光柵圖案圖像進行一次拍攝的同時，控制部可以使第二個投影部的光柵元件移動2 π/n，然後在利用第二個投影部對光柵圖案圖像進行一次拍攝的同時，控制部可以使第一個投影部的光柵元件移動2 π /η。當m大於或等於3時，控制部可以從第一個投影部到第m個投影部分別利用一次投影部對光柵圖案圖像進行m次的拍攝，並可以在非拍攝時間內將m次中的在拍攝時間內沒有使用的投影部的光柵元件移動2 π /η。控制部可以控制每個投影部在至少兩次拍攝時間之前使該投影部的光柵元件在投影光柵圖案光之前移動。控制部可以進行如下控制利用m個投影部中的一個投影部拍攝光柵圖案圖像， 然後在緊接著的另一投影部的拍攝時間內，移動所述一個投影部的光柵元件。本發明的示例性實施例公開了一種測量三維形狀的方法。所述方法包括如下步驟拍攝測量目標的第一測量區域中的第一圖像；通過第一中央處理單元對第一圖像進行算術處理，以生成第一測量區域中的三維形狀；在第一中央處理單元對第一圖像進行算術處理的同時，拍攝測量目標的第二測量區域中的第二圖像；通過第二中央處理單元對第二圖像進行算術處理，以生成第二測量區域中的三維形狀。所述方法還可以包括在第二中央處理單元對第二圖像進行算術處理的同時，拍攝測量目標的第三測量區域中的第三圖像；通過第一中央處理單元對第三圖像進行算術處理，以生成第三測量區域中的三維形狀。第一圖像和第二圖像均包括相對於測量目標沿不同的方向拍攝的多路圖像。對第一圖像和第二圖像中的每個圖像進行算術處理的步驟是通過對每個圖像獨立地進行算術處理並對第一圖像和第二圖像的算術處理的數據進行合併來執行的。
本發明的示例性實施例公開了一種測量三維形狀的方法。所述方法包括如下步驟沿第一方向和第二方向拍攝測量目標的第一測量區域中的第一圖像；在拍攝第一圖像之後，至少沿第一方向和第二方向拍攝測量目標的第二測量區域中的第二圖像；將第一圖像劃分為與第一方向對應的圖像和與第二方向對應的圖像，並通過多個中央處理單元對所劃分的圖像進行算術處理，以生成第一測量區域中的三維形狀。所述中央處理單元可以包括第一中央處理單元，對與第一方向對應的圖像進行算術處理；第二中央處理單元，對與第二方向對應的圖像進行算術處理。第一中央處理單元和第二中央處理單元中的至少一個可以將與第一方向對應的圖像的算術處理過的數據和與第二方向對應的圖像的算術處理過的數據進行合併。劃分第一圖像並對所劃分的圖像進行算術處理以生成三維形狀的步驟可以包括 將第一圖像劃分為多個片斷，並通過中央處理單元對所劃分的片斷進行算術處理。本發明的示例性實施例公開了一種板檢查設備。所述板檢查設備包括臺，支撐板；投影部，包括光源和光柵元件，投影部將光柵圖案光照射到板上；照相機，從第一線到最後一線順序地打開，以接收被板反射的反射光柵圖像。至少在照相機從第一線到最後一線打開的時間間隔內移動光柵元件。在所有行的照相機同時接收反射光柵圖像的時間間隔內，光柵元件可以不移動。 在最後一線打開的時間和第一線關閉的時間之間存在的預定的時間間隔內，可以通過投影部照射光柵圖案光。光柵元件可以每一次移動2 π /n並且總其移動η-l次，照相機可以對應於光柵元件的移動接收反射光柵圖像η次，其中，η為大於或等於2的自然數。本發明的示例性實施例公開了一種利用至少兩個投影部和照相機對板進行檢查的方法，每個投影部包括光源和光柵元件。所述方法包括如下步驟從第一線到最後一線順序地打開照相機；利用投影部中的第一投影部將光柵圖案光照射到板上；在最後一線打開的時間和第一線關閉的時間之間存在的預定的時間間隔內，使包括在不同於第一投影部的至少一個第二投影部中的光柵元件移動。在最後一線打開的時間和第一線關閉的時間之間存在的預定的時間間隔內，第一投影部可以照射光柵圖案光。本發明的示例性實施例公開了一種對板進行檢查的方法。所述方法包括如下步驟將設置有多個測量目標的檢查板裝載到檢查設備；劃分測量目標在照相機的視場中所處的檢查區域，以獲取每個檢查區域的圖像數據；利用所獲取的每個檢查區域的圖像數據檢查測量目標的形狀。劃分檢查區域以獲取圖像數據的步驟可以包括將圖案光照射到測量目標上，並利用照相機接收被測量目標反射的反射圖案光。測量目標可以對應於沿預定的方向設置成多行的板。檢查板可以對應於用來固定測量目標的固定支撐件。檢查測量目標的形狀的步驟可以包括將所獲取的每個檢查區域的圖像數據進行映射，以生成每個測量目標的整個圖像。根據本發明，同時執行照相機的拍攝和光柵的移動，從而極大地縮短了對三維形狀的測量時間。另外，由於縮短了測量時間，所以可以充分地增加照相機的拍攝時間，從而確保拍攝所需的光量。
此外，通過使用多個中央處理單元對多個圖像進行算術處理，從而提高了對圖像的處理速度。此外，在利用一個投影部和照相機移動光柵元件和拍攝多個相位變化的圖像的過程中，在照相機的沒有執行拍攝圖像的捲簾時間內使光柵元件移動，從而縮短了測量時間。此外，在利用至少兩個投影部拍攝測量目標的圖像的過程中，在相關的投影部不照射光的幀間隔內使光柵元件移動，從而更多地縮短了測量時間。此外，在測量安裝有多個測量目標的檢查板的過程中，僅僅測量測量目標所處的檢查區域，從而縮短了照相機的拍攝時間。此外，僅使用了檢查區域的圖像數據，可以縮短需要處理的數據量，尤其是，可以縮短在映射圖像時用於比較的數據量，從而極大地縮短了測量時間。應該理解的是，前面的總體描述和以下的詳細描述都是示例性的和說明性的，並且意圖對所要求保護的本發明提供進一步的解釋。


附圖示出了本發明的各實施例並與說明書一起用於解釋本發明的原理，包括所述附圖以提供對本發明的進一步的理解，所述附圖被併入且構成說明書的一部分。圖I是示出使用傳統的三維形狀測量設備測量三維形狀的方法的框圖。圖2是示出根據本發明的示例性實施例的三維形狀測量設備的示意圖。圖3是示出根據本發明的示例性實施例的驅動包括三個投影部的三維形狀測量設備的方法的框圖。圖4是示出根據本發明的示例性實施例的驅動包括三個投影部的三維形狀測量設備的方法框圖。圖5是示出根據本發明的示例性實施例的三維形狀測量設備的示意圖。圖6和圖7是示出根據本發明的示例性實施例的對多個圖像進行算術處理的方法的框圖。圖8是示出通過使用單CPU來對多個圖像進行算術處理的過程的框圖。圖9是示出根據本發明的示例性實施例的對多個圖像進行算術處理的方法的框圖。圖10是示出根據本發明的示例性實施例的對多個圖像進行算術處理的方法的框圖。圖11是示出根據本發明的示例性實施例的板檢查設備的示意圖。圖12是示出根據本發明的示例性實施例的對板進行檢查的方法的時序圖。圖13是示出根據本發明的示例性實施例的對板進行檢查的方法的時序圖。圖14是示出根據本發明的示例性實施例的板檢查設備的示意圖。圖15是示出根據本發明的示例性實施例的對板進行檢查的方法的流程圖。圖16是示出根據本發明的示例性實施例的檢查板的平面圖。圖17是示出圖16中的檢查板的局部圖像的平面圖，所述局部圖像由照相機拍攝。
具體實施方式
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，並且不應被解釋成局限於這裡闡述的示例實施例。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，並將把本發明的範圍充分傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清晰起見，可能誇大層和區域的尺寸和相對尺寸。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。如這裡所使用的，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。應當理解，雖然在這裡可使用術語第一、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。可在這裡使用諸如「在…之下」、「在…下方」、「下面的」、「在…上方」、「上面的」等空間關係術語來容易地描述圖中所示的一個元件或特徵與其他元件或特徵的關係。應當理解，除了附圖中描述的方位以外，空間關係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徵「下方」或「之下」的元件的方位隨後將被定位在其他元件或特徵的「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。裝置可以位於另外的方位(旋轉90度或者在其他方位)，進而這裡使用的空間關係描述符應該被相應地解釋。這裡使用的術語僅僅是為了描述特定的示例實施例，而非意圖限制本發明。如這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式。還將理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，說明存在所述特徵、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徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。這裡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，預計會出現例如由製造技術和/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於在此示出的區域的具體形狀，而應該包括例如由製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徵和/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，它們的形狀並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範圍。除非另有定義，否則這裡使用的所有術語(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，除非這裡明確定義，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於形式化地解釋它們的意思。6/16 頁以下，將參照附圖詳細地描述本發明的示例性實施例。圖2是示出根據本發明的示例性實施例的三維形狀測量設備的示意圖。參照圖2，根據本發明的示例性實施例的三維形狀測量設備100包括投影部110， 其數量是「m」 ;成像部120 ;控制部130。所述「m」是大於或等於2的自然數。m個投影部110中的每一個將光柵圖案光投影到固定於工作檯140的測量目標 150上。投影部110可布置成照射相對於測量目標150的法線以預定的角度傾斜的光柵圖案光。例如，三維形狀測量設備100可包括2、3、4或6個投影部110，多個投影部110可相對於測量目標的法線對稱地布置。投影部110中的每一個包括光源111和光柵元件112。每個投影部110還可包括投影透鏡部件113。光源111朝著測量目標150照射光。光柵元件112將從光源111產生的光轉換成根據它的光柵圖案的光柵圖案光。利用諸如致動器的光柵移動器件(未示出) 使光柵元件112每一次移動2 n /n並且總共移動η次，以產生相位變化(phase-transited) 的光柵圖案光。「η」是大於或等於2的自然數。投影透鏡部件113將光柵元件112產生的光柵圖案光投影到測量目標150上。投影透鏡部件113可包括例如多個透鏡的組合併聚焦光柵元件112產生的光柵圖案光，以將經聚焦的光柵圖案光投影到測量目標150上。因此， 在光柵元件112移動η次時，每一個投影部110針對每次移動將光柵圖案光投影到測量目標150上。成像部120拍攝因投影到測量目標150上的光柵圖案光而從測量目標150反射的光柵圖案圖像。由於三維形狀測量設備100包括m個投影部110並相對於每個投影部110 執行拍攝η次，所以圖像部120拍攝光柵圖案圖像nXm次。成像部120可包括照相機121 和成像透鏡部件122，以拍攝光柵圖案圖像。照相機121可採用CXD或CMOS照相機。因此， 被測量目標150反射的光柵圖案圖像經由成像透鏡部件122被照相機121拍攝。控制部130通常控制包括在三維形狀測量設備100中的組件。控制部130移動光柵元件η次，並控制投影部110，以針對每次移動將光柵圖案光投影到測量目標150上。另外，控制部130控制成像部120，以拍攝被測量目標150反射的光柵圖案圖像。為了減少三維形狀測量設備100的總測量時間，當利用m個投影部110中的一個拍攝光柵圖案圖像時，控制部130控制移動至少一個其他的投影部110的光柵元件112。例如，通過利用m個投影部110中的一個投影部110拍攝光柵圖案圖像，然後對於緊接著的另一投影部110的拍攝時間，控制部130可使一個投影部110的光柵元件112移動2 π /η。圖3是示出根據本發明的示例性實施例的驅動包括兩個投影部的三維形狀測量設備的方法的框圖。參照圖2和圖3，根據本發明的示例性實施例的三維形狀測量設備100包括兩個投影部110，例如第一投影部IlOa和第二投影部110b。在利用第一投影部IlOa拍攝圖案圖像I 一次的同時，控制部130使第二投影部 IlOb的光柵元件112移動與2 π /n的相位對應的距離。然後，在利用第二投影部IlOb拍攝圖案圖像2 —次的同時，控制部130使第一投影部IlOa的光柵元件112移動與2 π /n的相位對應的距離。換句話說，通過利用第一投影部IlOa拍攝光柵圖案圖像1，然後對於緊接著的第二投影部IlOb的拍攝時間，控制部130移動第一投影部IlOa的光柵元件112。然後， 控制部130通過使用第一投影部IlOa和第二投影部IlOb重複上述過程，以控制光柵圖案
9圖像3至光柵圖案圖像8的拍攝。此後，控制部130組合通過使用第一投影部IlOa拍攝的光柵圖案圖像I、光柵圖案圖像3、光柵圖案圖像5和光柵圖案圖像7，以獲取第一相位信息，並且組合通過使用第二投影部IlOb拍攝的光柵圖案圖像2、光柵圖案圖像4、光柵圖案圖像6和光柵圖案圖像8，以獲取第二相位信息，然後通過利用第一相位信息和第二相位信息來測量出測量目標150的三維形狀。如上所描述的，當照相機的拍攝和光柵的移動同時執行時，與圖I中描述的方法相比，大大減少了測量時間。另外，由於測量時間的減少，可以充分增加照相機的拍攝時間， 從而可獲取拍攝所需要的光量。在圖3中，例如，描述了對於每個投影部110執行四次拍攝的4桶方法(4-bucket method)。可選擇地，可將上述方法應用到諸如3桶的各種桶方法。同時，當三維形狀測量設備100包括三個或更多個投影部110時，控制部130通過分別使用第一個投影部至最後一個投影部(即，第m投影部)一次，來控制光柵圖案圖像的拍攝m次，同時，在第m次的拍攝時間中的沒有使用的投影部的光柵元件在非拍攝時間中移動2 π /η。例如，將參照圖4來描述針對在三維形狀測量設備包括三個投影部的情況下的驅動方法。圖4是示出根據本發明示例性實施例的驅動包括三個投影部的三維形狀測量設備的框圖。參照圖4，三維形狀測量設備可包括三個投影部，例如，第一投影部、第二投影部和第三投影部。例如，三個投影部可被布置為關於測量目標的中心相互分離120度角。當使用三個投影部中的第一投影部來拍攝光柵圖案圖像I時，將剩餘投影部中的一個(例如，第三投影部)的光柵元件移動與2 π/n的相位對應的距離。然後，當使用第二投影部來拍攝光柵圖案圖像2時，將剩餘投影部中的一個(例如，第一投影部)的光柵元件移動與2 π /n的相位對應的距離。然後，當使用第三投影部來拍攝光柵圖案圖像3時，將剩餘投影部中的一個(例如，第二投影部)的光柵元件移動與2 π/n的相位對應的距離。然後，使用第一投影部、第二投影部和第三投影部來重複上述過程以拍攝光柵圖案圖像4至光柵圖案圖像12。由於拍攝時間的減少，可相對地增加光柵元件的移動時間。例如，當拍攝時間是大約5ms，並且光柵元件的移動時間是大約7ms時，光柵元件的移動時間變得比拍攝時間長大約2ms。因此，由於在一個拍攝時間內光柵元件是不能移動的，所以對於兩個拍攝時間來移動光柵元件的移動。因此，在投影光柵圖案光之前的至少兩個拍攝時間之前，每個投影部可優選地移動該投影部的光柵元件。例如，在拍攝光柵圖案圖像4之前，第一投影部可優選地對於光柵圖案圖像2和光柵圖案圖像3的兩個拍攝時間移動第一投影部的光柵元件。為此， 直接在拍攝光柵圖案圖像之後，每個投影部可優選地移動該投影部的光柵元件。在完成光柵圖案圖像I至光柵圖案圖像12的拍攝之後，將使用第一投影部拍攝的光柵圖案圖像1、4、7和10組合以獲取第一相位信息，將使用第二投影部拍攝的光柵圖案圖像2、5、8和11組合以獲取第二相位信息，將使用第三投影部拍攝的光柵圖案圖像3、6、9和 12組合以獲取第三相位信息。然後，使用第一相位信息、第二相位信息和第三相位信息來測量測量目標的三維形狀。
在圖4中，例如，描述了 4桶方法，在該方法中對每個投影部執行4次拍攝。可選的，可將上述方法應用到各種桶方法，例如，3桶。另外，可將圖4中的方法應用到包括4個或4個以上投影部的三維形狀測量設備。圖5是示出根據本發明示例性實施例的三維形狀測量設備的示意圖。參照圖5，根據本發明示例性實施例的三維形狀測量設備300包括投影部310、照相機部320和控制部330。例如，三維形狀測量設備300測量形成在基礎板10上的預定測量目標20的三維形狀。投影部310被設置在基礎板10上方以將光照射到形成在基礎板10上的測量目標 20。投影部310包括至少一個照射單元，例如，可包括第一照射單元312和第二照射單元 314。第一照射單元312被設置在基礎板10上方沿相對於測量目標20傾斜的第一方向照射第一光。第二照射單元314沿與第一方向相對於基礎板10對稱的第二方向照射第二光。具體地，第一照射單元312可向測量目標20照射第一光柵圖案光，第二照射單元 314可向測量目標20照射第二光柵圖案光。在示例性實施例中，第一照射單元312和第二照射單元314中的每一個可包括光源(未不出)，產生光；光柵單兀，來自光源的光穿過該光柵單兀以形成第一光柵圖案光或第二光柵圖案光；投影透鏡(未示出)，將第一光柵圖案光或第二光柵圖案光照射在測量目標20上。光柵單元可具有各種形狀。例如，可在玻璃基底上圖案化具有屏蔽部分和透射部分的光柵圖案，以形成光柵單元，或者可使用液晶顯示面板形成光柵單元。第一照射單元 312和第二照射單元314中的每一個還可包括精密地移動光柵單元的致動器(未示出)。例如，可通過組合多個透鏡來形成投影透鏡，投影透鏡將光柵單元產生的第一光柵圖案光或第二光柵圖案光聚焦在測量目標20上。照相機部320被設置在基礎板10上方，以拍攝被測量目標20反射的反射光。換言之，照相機部320可捕獲被測量目標20反射的第一光柵圖案光或第二光柵圖案光。照相機部320可被設置在第一照射單元312和第二照射單元314之間的中部。照相機部320可包括例如，照相機單元(未示出)，捕獲第一光柵圖案光或第二光柵圖案光；接收透鏡，聚焦第一光柵圖案光或第二光柵圖案光以提供照相機。控制部330控制投影透鏡310和照相機部320，並處理照相機部320捕獲的第一光柵圖案光和第二光柵圖案光以測量二維形狀和/或三維形狀。具體地，控制部330將第一照射控制信號SI和第二照射控制信號S2分別提供給第一投影部312和第二投影部314，從而控制第一光柵圖案光和第二光柵圖案光的產生、光量、強度等。另外，控制部330將拍攝控制信號Con提供給照相機部320，從而控制照相機部320以在適當的時間捕獲第一光柵圖案光和第二光柵圖案光，並從照相機部320接收包括捕獲的光柵圖案光的數據Dat。三維形狀測量設備300還可測量與圖5中的測量目標不同的具有相對大面積的大面積測量目標(未示出)。為了測量大面積測量目標的三維形狀，可需要將大面積測量目標劃分為多個測量區域。換言之，三維形狀測量設備300測量並組合測量區域的三維形狀，從而測量大面積測量目標的三維形狀。因此，三維形狀測量設備300拍攝在任一個測量區域中的圖像，然後可需要拍攝在另一測量區域中的圖像。當在先前時間拍攝的在「一個測量區域」中的圖像定義為「先前圖像」時，在下一時間拍攝的在「另一測量區域」中的圖像定義為「當前圖像」，三維形狀測量設備300在拍攝當前圖像時使用多個中央處理單元算術地處理已經拍攝的先前圖像。例如，控制部330可包括第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2以在拍攝當前圖像時算術地處理先前圖像。圖6和圖7是示出根據本發明示例性實施例的算術地處理多個圖像的方法的框圖。具體地，圖6示出使用兩個中央處理單元CPUl和CPU2算術地處理多個圖像的過程，圖 7示出使用三個中央處理單元CPU1、CPU2和CPU3算術地處理多個圖像的過程。在示例性實施例中，三維形狀測量設備基本上與圖5中示出的三維形狀測量設備 300相同，因此將省略任何進一步的描述。參照圖6，在示例性實施例中，可通過將測量目標劃分為多個測量區域F0V1、 F0V2、F0V3、F0V4、…等來測量測量目標。例如，三維形狀測量設備測量在第一測量區域FOVl 中的三維形狀，然後將測量目標區域移動到第二測量區域F0V2。然後，三維形狀測量設備測量在第二測量區域F0V2中的三維形狀，然後將測量目標區域移動到第三測量區域F0V3。 如上所述，三維形狀測量設備可重複對每個測量區域的三維形狀測量和測量目標區域的移動。在根據本發明示例性實施例的算術地處理多個圖像的方法中，首先，使用三維形狀測量設備在測量目標的第一測量區域FOVl拍攝第一圖像。第一圖像可包括針對測量目標沿不同方向拍攝的多路圖像(way image)。例如,第一圖像可包括第一路圖像和第二路圖像。通過來自圖5中的第一照射單元312的光形成第一路圖像，通過來自圖5中的第二照射單元314的光形成第二路圖像。在第一測量區域FOVl拍攝第一圖像之後，第一中央處理單元CPUl算術地處理第一圖像。算術地處理第一圖像的方法可包括算術地處理第一路圖像的步驟、算術地處理第二路圖像的步驟、合併第一路圖像和第二路圖像的步驟。第一中央處理單元CPUl可被包括在圖5中的控制部330中。當第一中央處理單元CPUl算術地處理第一圖像時，三維形狀測量設備的測量目標區域從第一測量區域FOVl移動到第二測量區域F0V2，並在第二測量區域F0V2中拍攝第二圖像。與第一圖像相同，第二圖像可包括兩路圖像。在第二測量區域F0V2中拍攝第二圖像之後，與第一中央處理單元CPUl不同的第二中央處理單元CPU2算術地處理第二圖像。算術地處理第二圖像的方法與算術地處理第一圖像的方法基本相同。當第二中央處理單元CPU2算術地處理第二圖像時，三維形狀測量設備的測量目標區域從第二測量區域F0V2移動到第三測量區域F0V3，並在第三測量區域F0V3中拍攝第三圖像。與第一圖像和第二圖像相同，第三圖像可包括兩路圖像。同時，在示例性實施例中，在拍攝第三圖像完成之前，結束第一中央處理單元CPUl 算術地處理第一圖像的處理。在第三測量區域F0V3中拍攝第三圖像之後，第一中央處理單元CPUl算術地處理第三圖像。算術地處理第三圖像的方法與算術地處理第一圖像和第二圖像的方法基本相同。如上所述，當三維形狀測量設備的測量目標區域對每個測量區域移動時，測量多個圖像，並且圖像可被劃分並使用第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2算術地處理。換言之，第一中央處理單元CPUl可算術地處理在奇數測量區域中拍攝的圖像，第二中央處理單元CP2可算術地處理在偶數測量區域中拍攝的圖像。參照圖7，可使用三個中央處理單元CPU1、CPU2和CPU3對在測量目標的測量區域中拍攝的圖像進行圖像處理。換言之，第一中央處理單元CPUl可算術地處理在標號為1、4、 7、…等測量區域中拍攝的圖像，第二中央處理單元CPU2可算術地處理在標號為2、5、8、… 等測量區域中拍攝的圖像，第三中央處理單元CPU3可算術地處理在標號為3、6、9、…等測量區域中拍攝的圖像。結果，從在第一測量區域FOVl中的拍攝結束的時間至在第四測量區域F0V4中的拍攝結束的時間，第一中央處理單元CPUl可算術地處理在第一測量區域FOVl 中拍攝的第一圖像。另外，對於與第一中央處理單元CPUl可進行算術的處理的時間基本上相同的時間，第二中央處理單元CPU2和第三中央處理單元CPU3可算術地處理在每個測量區域中的圖像。在圖6和圖7中，使用兩個或三個中央處理單元來算術地處理每個測量區域的圖像。可選地，可使用四個或四個以上的中央處理單元來算術地處理對於每個測量區域的圖像。圖8是示出使用單個中央處理單元算術地處理多個圖像的過程的框圖。參照圖8，當使用單個中央處理單元CPU來算術地處理在每個測量區域中拍攝的多個圖像時，可延長對測量目標的三維形狀進行測量時的測量時間。即，由於單個中央處理單元CPU算術地處理的在每個測量區域中拍攝的所有圖像，所以三維形狀測量設備可具有在測量區域的拍攝區域之間的等待時間。因此，用於拍攝測量目標的三維形狀的測量時間可被延長。然而，在本實施例中，使用多個中央處理單元來算術的處理每個測量區域的圖像， 因此，可去除在測量區域的拍攝處理之間的等待時間，從而減少對測量目標的三維形狀進行測量的時間。圖9是示出根據本發明示例性實施例的算術地處理多個圖像的方法的框圖。除第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2的算術處理之外，圖9中的算術地處理多個圖像的方法與圖6中描述的算術地處理多個圖像的方法基本相同。因此， 將省略除第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2的算術處理之外的任何進一步描述。參照圖9，第一中央處理單元CPUl算術地處理在每個測量區域中拍攝的圖像的一部分，第二中央處理單元CPU2算術地處理圖像的剩餘部分。例如，第一中央處理單元CPUl 算術地處理在第一測量區域中拍攝的第一圖像的一部分，第二中央處理單元CPU2算術地處理第一圖像的剩餘部分。在示例性實施例中，在每個測量區域中拍攝的圖像包括沿不同方向拍攝的第一路圖像和第二路圖像，因此，第一中央處理單元CPUl可算術處理第一路圖像，第二中央處理單元CPU2可算術地處理第二路圖像。第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2
13中的一個算術地處理用於第一路圖像和第二路圖像的算術地處理過的數據的合併。根據本實施例，當在每個測量區域中拍攝的圖像包括多路圖像時，中央處理單元 (中央處理單元的數量與多路圖像的數量相同)分別算術地處理多路圖像。因此，可減少用於測量目標的三維形狀的測量時間。圖10是示出根據本發明示例性實施例的算術地處理多個圖像的方法。除第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2的算術處理之外，圖10中的算術地處理多個圖像的方法與圖6中的算術地處理多個圖像的方法基本相同。因此，將省略除第一中央處理單元CPUl和第二中央處理單元CPU2的算術處理之外的任何進一步描述。參照圖10，在每個測量區域中拍攝的圖像被劃分為多個片段(segment)，並且多個中央處理單元算術地處理劃分的片段。例如，當在每個測量區域中拍攝的圖像包括沿不同方向拍攝的第一路圖像和第二路圖像時，用於第一路圖像和第二路圖像中的每一個的算術處理可被劃分為八個片段F1、 F2、F3、F4、F5、F6、F7和F8。第一中央處理單元CPUl可算術地處理奇數片段FI、F3、F5和 F7，第二中央處理單元CPU2可算術地處理偶數片段F2、F4、F6和F8。合併用於第一路圖像和第二路圖像的算術地處理過的數據的處理也可被劃分為多個片段。例如，合併處理可被劃分為四個片段M1、M2、M3和M4。第一中央處理單元CPUl 可合併第一片段Ml和第三片段M3，第二中央處理單元CPU2可合併第二片段M2和第四片段 M4。根據本實施例，在每個測量區域中拍攝的圖像被劃分為多個片段，並且多個中央處理器單元算術地處理片段。因此，可減少用於測量目標的三維測量形狀的測量時間。圖11是示出根據本發明示例性實施例的板檢查設備。參照圖11，根據本發明示例性實施例的板檢查設備500包括臺540，支撐並移動形成有測量目標的板550 ;至少一個投影部510，將光柵圖案光照射到板550 ;照相機530， 拍攝被板550反射的反射光柵圖像。此外，板檢查設備500還可包括照射部520，設置為與臺540相鄰以與投影部510無關地將光照射到板550。投影部510將用於獲取三維信息(例如，高度信息、可見度信息等)的光柵圖案光照射到板550上，以測量形成在板550上的測量目標的三維形狀。例如，投影部510包括光源512,產生光；光柵兀件514,將來自光源512的光轉換為光柵圖案光；光柵移動器件516, 柵距式移動光柵元件514 ;投影透鏡518，將光柵元件514轉換的光柵圖案光照射到測量目標上。為了光柵圖案光的相位變化，可使用光柵移動器件516(例如，壓電(PZT)致動器) 來移動光柵元件514每次2 π/n並總共移動n-Ι次。「η」是大於或等於2的自然數。多個投影部710可被設置為關於照相機530的中心相互分離為基本恆定角度，從而增加檢查精度。照射部520可具有圓環形狀，並安裝為與臺540相鄰。照射部520將光照射到板 550以設置板550的初始對齊、檢查區域等。例如，照射部520可包括產生白光的螢光燈或包括分別產生紅光、綠光和藍光的紅色發光二極體(LED)、綠色LED和藍色LED中的至少一個的LED。照相機530通過來自投影部510的光柵圖案光來拍攝板550的反射光柵圖像，並通過來自照射部520的光來拍攝板550的反射圖像。例如，照相機530可設置在板550上方。在示例性實施例中，照相機530可採用具有捲簾式快門模式(rolling shutter mode)的使用CMOS傳感器的照相機。具有捲簾式快門的照相機530不拍攝整個圖像的用於測量目標的一個幀的快照(snapshot)，而是沿從上至下的線或行順序地掃描用於測量目標的一個幀的圖像，以獲取圖像數據。具有上述結構的板檢查設備500使用投影部510或照射部520將光照射到板550 上並且使用照相機550拍攝板550的圖像，從而測量板550的三維圖像和二維圖像。圖11 中示出的板檢查設備500僅是示例，並且可將板檢查設備500不同地修改為包括一個或多個投影部和照相機。以下，將詳細描述使用具有上述結構的板檢查設備500檢查板的方法。圖12是示出根據本發明示例性實施例的檢查板的方法的時序圖。在圖12中，描述了使用一個投影部和具有捲簾式快門的照相機來檢查板的方法。參照圖11和圖12，為了拍攝形成在板550上的測量目標的圖像，照相機530對從按矩陣排列來形成一個幀的像素的第一線610至最後一線620的每條線順序的打開快門， 以接收被板550反射的反射光柵圖像。S卩，CMOS圖像傳感器具有電子快門功能，並且由於該功能與對每條線順序地掃描二維地排列的像素並獲得其信號的捲簾式快門模式對應，所以曝光時間對於每條線不同。因此，從第一線610至最後一線620，越來越遲地打開照相機 530的快門。例如，從第一線610的打開時間PO至最後一線620的打開時間Pl延遲捲簾時間RT。投影部510對於在第一時間Pl與第二時間P2之間存在的預定第一時間間隔tl 將光柵圖案光照射到測量目標上，其中，快門在第一時間Pl對於最後一線620打開，快門在第二時間P2對於第一線610關閉。換言之，包括在投影部510中的光源512產生用於第一時間間隔tl的光，並且從光源512產生的光被光柵兀件514轉換為光柵圖案光以照射形成在板550上的測量目標。當對於與打開時間PO和第一時間Pl之間的時間間隔對應的捲簾時間RT照射光時，其中，快門在打開時間PO對於第一線610打開，快門在第一時間Pl對於最後一線620 打開，照相機530無法完整地拍攝一個幀的全部圖像。因此，可照射光柵圖案光除捲簾時間 RT之外的時間，從而保持測量質量。此外，為了保持測量質量並允許測量時間儘可能得短， 例如，從快門對於最後一線620打開的第一時間P1，對於第一時間間隔tl投影部510將光柵圖案光照射到測量目標。第一時間間隔tl表示照相機530可充分地拍攝一個幀的圖像的所需的最少時間。投影部510可對於比第一時間間隔tl長的時間將光柵圖案光照射到測量目標上。當通過一次照射光柵圖案光來完成一個幀的拍攝反射光柵圖像時，使用光柵移動器件516來移動光柵兀件514達2 π /n,並對下一巾貞拍攝反射光柵圖像。「η」是大於等於2 的自然數。為了減少檢查時間，對於這種時間間隔移動光柵元件514，S卩，對於該時間間隔從第一線610至最後一線620打開快門。例如，對於第三時間Ρ3與第四時間Ρ4之間的第二時間間隔t2移動光柵元件514，其中，在第三時間P3完成投影部510的照射，在第四時間P4對於最後一線620關閉快門。換言之，使用光源512不產生光的時間和快門的捲簾時間 RT來移動光柵元件514。換言之，對於照相機530的所有線同時地接收反射光柵圖像的時間間隔，不移動光柵元件514。通常，使用光柵移動器件516(例如，壓電(PZT)致動器)移動一次光柵元件514的第二時間間隔t2大於為了獲取圖像而執行照射的第一時間間隔tl， 並且大於或等於照相機530的捲簾時間RT。因此，拍攝用於一個幀的圖像所需的時間與第一時間間隔tl加上移動光柵元件 514的第二時間間隔t2的時間對應。同時，由於板檢查設備500採用η桶算法，所以光柵元件514每次移動2 π /n並且總共移動n-Ι次，照相機530接收與光柵元件514的移動對應的反射光柵圖像η次。如上所述,在利用一個投影部510和照相機530在光柵元件514移動時拍攝多個相位變化的圖像的過程中，光柵元件514移動照相機530的實際上沒有拍攝圖像的捲簾時間RT，從而保持測量質量並縮短測量時間。圖13是示出了根據本發明示例性實施例的檢查板的方法的時序圖。在圖13中， 描述了利用兩個或兩個以上的投影部和具有捲簾式快門(rolling shutter)模式的照相機來檢查板的方法。參照圖11和圖13，為了拍攝形成在板550上的測量目標的圖像，對於一幀，照相機 530對按矩陣形式布置的像素的從第一線610至最後一線620的每條線順序地打開快門。 從第一線610打開的打開時間PO到最後一線620打開的打開時間Pl延遲捲簾時間RT。例如，在第一幀中，在用於最後一線620的快門打開的第一時間Pl和用於第一線 610的快門關閉的第二時間P2之間的第一時間間隔tl內，與至少兩個投影部510之一對應的第一投影部510a將光柵圖案光照射到測量目標上。換言之，在第一時間間隔tl，包括在第一投影部510a中的光源512產生光，光柵元件514將光源512產生的光轉換為光柵圖案光以照射形成在板550上的測量目標。投影部510可以根據產品規格而照射光柵圖案光的時間間隔比第一時間間隔tl長。為了保持測量質量並使測量時間能夠儘可能得短，例如，第一投影部510a從用於最後一線620的快門打開的第一時間Pl將光柵圖案光照射到測量目標上達第一時間間隔 tl。第一時間間隔tl表示照相機530可以充分地拍攝一幀的圖像的最少時間。當利用第一投影部510a對第一幀完成拍攝圖像時，移動光柵元件514，需要再次對圖像進行拍攝。如圖12所示，當順序地執行光源512的照射和光柵元件514的移動時， 拍攝一巾貞的圖像所需要的最少時間對應於光源512的照射時間加上光柵兀件514移動的時間。然而，在圖12中，當使用至少兩個投影部510時，交替地使用投影部510來拍攝圖像， 從而更多地縮短了測量時間。具體地講，利用第一投影部510a拍攝第一幀的圖像，利用除第一投影部510a之外的另一投影部510 (例如，第二投影部510b)拍攝接下來第二幀的圖像。也就是說，在第二幀內，在用於最後一線620的快門打開的第一時間Pl和用於第一線610的快門關閉的第二時間P2之間的第一時間間隔tl內，第二投影部510b將光柵圖案光照射到測量目標上。換言之，在第一時間間隔11,包括在第二投影部510b中的光源512產生光,光柵兀件514將光源512產生的光轉換為光柵圖案光以沿著與第一投影部510a的方向不同的方向照射形成在板550上的測量目標。
為了縮短檢查時間，在投影部510不照射光的幀間隔移動光柵元件514。例如，在使用第一投影部510a拍攝反射光柵圖像的第一幀，移動包括在第二投影部510b中的第二光柵元件514 ;在使用第二投影部510b拍攝反射光柵圖像的第二幀，移動包括在第一投影部510a中的第一光柵元件514。換言之，在第一幀內，在存在於用於最後一線620的快門打開的第一時間Pl和用於最後一線620的快門關閉的第三時間P3之間的預定的第二時間間隔t2內，移動包括在第二投影部510b中的第二光柵元件514。例如，從第一時間Pl在第二時間間隔t2內移動第二光柵元件514。通常，使用諸如壓電(PZT)致動器的光柵移動器件516將光柵元件514移動一次的第二時間間隔t2大於為獲取圖像而執行照射的第一時間間隔tl，且大於或等於照相機530的捲簾時間RT。因此,拍攝一巾貞的圖像所需的時間對應於光源512照射光的第一時間間隔tl加上從第一線610打開的打開時間PO到最後一線620打開的打開時間Pl的捲簾時間RT。在本實施例中，採用了兩個投影部510作為示例。可選擇地，當採用三個或三個以上的投影部510時，可以應用基本相同的投影方法。如上所述，在利用兩個或兩個以上的投影部510拍攝測量目標的圖像的過程中， 在相關的投影部510不照射光的幀間隔內移動光柵元件514，從而保持測量質量並更多地縮短測量時間。圖14是示出了根據本發明示例性實施例的板檢查設備的示意圖。在圖14中，可以對板或檢查板以標號750標示。參照圖14，根據本發明示例性實施例的板檢查設備700包括臺740，支撐並移動形成有測量目標的板750 ;至少一個投影部710，將圖案光照射到板750上；照相機730，拍攝板750的圖像。此外，板檢查設備700還可以包括與臺740相鄰設置的照明部720，以獨立於投影部710地將光照射到板750上。投影部710將用來獲取諸如高度信息、可見度信息等的三維信息的圖案光照射到板750上，以對形成在板750上的測量目標的三維形狀進行測量。例如，投影部710包括產生光的光源712、將光源712的光轉換為圖案光的光柵兀件714、使光柵兀件714柵距式移動的光柵移動器件716和將光柵元件714轉換的圖案光投影到測量目標上的投影透鏡718。 對於圖案光的相位變化，可以利用諸如壓電(PZT)致動器的光柵移動器件716使光柵元件 714每一次移動2 π/n，並且總共移動n次。「η」為大於或等於2的自然數。可以將多個投影部710相對於照相機730的中心以基本恆定的角度彼此分隔開設置，以提高測量精度。照明部720可以呈圓環形，並且可以與臺740相鄰地設置。照明部720將光照射到板750上，以建立板750的初始對齊、檢查區域等。例如，照明部720可以包括產生白光的螢光燈，或者包括具有產生紅光的紅色發光二極體(LED)、產生綠光的綠色LED和產生藍光的藍色LED中的至少一種的LED。照相機730通過來自投影部710的圖案光拍攝板750的圖像，通過來自照明部720 的光拍攝板750的圖像。例如，照相機730可以設置在板750的上方。照相機730可以採用使用CMOS傳感器的具有捲簾式快門模式的照相機。具有捲簾式快門模式的照相機730 以線為單位對二維布置的像素進行掃描，以獲取圖像數據。可選擇地，照相機730可以採用使用C⑶傳感器的具有全局快門(global shutter)模式的照相機。具有全局快門模式的照相機730在對視場內的圖像拍攝快照，以一次性獲取圖像數據。
具有以上結構的板檢查設備700利用投影部710或照明部720將光照射到板750 上，利用照相機730拍攝板750的圖像，從而測量板750的三維圖像和二維圖像。圖14中示出的板檢查設備700隻是示例，可以對板檢查設備700進行各種方式的修改，以包括一個或多個投影部710及照相機730。在下文中，將詳細描述使用具有以上結構的板檢查設備700對板進行檢查的方法。在示例性實施例中，將描述對各種測量目標例如安裝在檢查板(如夾具)上的LED條 (bar)進行檢查的方法。圖15是示出了根據本發明示例性實施例的對板進行檢查的方法的流程圖。圖16 是示出了根據本發明示例性實施例的檢查板的平面圖。參照圖14、圖15和圖16，為了檢查測量目標，在步驟S100，將其上設置了多個測量目標810的檢查板750裝載到板檢查設備700上。例如，測量目標810可以包括以規則的間隔安裝了 LED晶片812的LED條。檢查板750可以對應於例如固定支撐件，在固定支撐件處形成有凹槽用來容納測量目標810。例如，可以將測量目標810設置在檢查板750上而沿恆定的方向布置成多行。在將檢查板750裝載到板檢查設備700上之後，使檢查板750根據臺740的移動而移動到測量位置。在檢查板750移動到測量位置之後，利用投影部710或照明部720以及照相機730 拍攝檢查板750的圖像。即，在利用投影部710將圖案光照射到檢查板750上之後，照相機 730捕獲被測量目標810反射的圖案光，以拍攝檢查板750的圖像。當檢查板750的尺寸大時，檢查板750的全部區域可能不在照相機730的視場FOV內。因此，如圖16所示，將檢查板750分成與照相機730的視場FOV對應的多個區域，並對檢查板750進行測量。圖17是示出了由照相機拍攝的圖16中的檢查板的局部圖像的平面圖。參照圖14、圖15和圖17，當利用照相機730拍攝檢查板750的特定區域時，如圖 17所示，存在有測量目標810存在於照相機730的視場FOV內的部分和測量目標810沒有存在於照相機730的視場FOV內的部分。因此，板檢查設備700僅僅檢查除了測量目標810 不存在的部分之外的存在有測量目標810的部分,從而縮短測量時間。具體地講，在步驟SI 10，板檢查設備700劃分測量目標810在照相機730的視場 FOV內所處的檢查區域(可設定界面窗，window of interest)W0I,以獲取每個檢查區域 WOI的圖像數據。檢查區域WOI被確定得與測量目標810至少相同或比測量目標810稍大， 以對測量目標810進行測量。隨著檢查區域WOI變大，用來處理的圖像數據增多，因此將檢查區域WOI確定得與測量目標810的基本上被測量的範圍相似，從而減少用來處理的數據並縮短數據處理時間。在獲取圖像數據之前確定檢查區域W0I。例如，可以通過用戶自己對板檢查設備 700輸入測量目標810在檢查板750上的位置的方法來確定檢查區域WOI。可選擇地，可以利用板檢查設備700對檢查板750的示教來確定檢查區域WOI。S卩，通過照相機730對裝載到板檢查設備700上的檢查板750進行拍攝來區分測量目標810存在的區域，並將所區分出的區域確定為檢查區域W0I。如上所述獲得的對於檢查區域WOI的信息可以用作隨後執行的映射的基礎數據。獲取圖像數據的方法可以根據照相機730的種類而不同。
例如，照相機730可以採用使用CMOS圖像傳感器的具有捲簾式快門模式的照相機。具有捲簾式快門模式的照相機730以線為單位對二維布置的像素進行順序的掃描，以獲取圖像數據。具有捲簾式快門模式的照相機730並不掃描照相機730的視場FOV的整個區域，而只是以線為單位來掃描所確定的檢查區域W0I，以獲取每個檢查區域WOI的圖像數據。如上所述，通過具有捲簾式快門模式的照相機730在照相機730的視場FOV內對檢查區域WOI進行選擇性的掃描，以獲取測量目標810的圖像數據，從而縮短了照相機730 的掃描時間和照相機730的總體拍攝時間。可選擇地，照相機730可以採用使用CXD圖像傳感器的具有全局快門模式的照相機。具有全局快門模式的照相機730對視場FOV的全部區域拍攝快景，以選擇性地獲取視場FOV的全部區域中的檢查區域WOI的圖像數據。在獲取每個檢查區域WOI的圖像數據之後，在步驟S120中，利用圖像數據來檢查測量目標810的形狀。在檢查測量目標810時，根據照相機730的視場FOV將一個測量目標810分成多個要被拍攝的區域。因此，組合對每個區域的拍攝圖像，以形成測量目標810的整個圖像。具體地講，在將檢查板750分為多個視場FOV並拍攝視場FOV之後，板檢查設備 700拍攝有少許疊置的視場F0V，並將所拍攝的圖像進行映射，從而形成測量目標810的整個圖像。在映射圖像的過程中，將疊置區域中的圖像數據相互進行比較，以形成視場FOV 之間的邊界部分的圖像。在映射圖像的過程中，關於疊置區域的全部區域的圖像數據不進行比較，而比較僅僅與檢查區域WOI對應的圖像數據。換言之，利用通過測量檢查區域WOI 而獲取的每個檢查區域WOI的圖像數據來映射圖像。如上所述，在將相對於照相機730的視場FOV之間的疊置區域的圖像進行映射的過程中，比較的是僅僅對應於檢查區域WOI而非全部區域的圖像數據，從而減少了用來處理的數據，並縮短了數據處理時間。利用通過上述的圖像映射而獲取的測量目標810的整個圖像的圖像數據來檢查測量目標810。例如，在測量目標810是LED條的情形下，檢查的是LED晶片812精確地安裝在板上。除了測量目標分開地安裝在檢查板上的情形之外，還可以將上面描述的對板進行檢查的方法應用於用於檢查的區域在一個板上是分開的情形。如上所述，在對安裝有多個測量目標的檢查板進行測量的過程中，對測量目標所處的檢查區域僅僅進行選擇性的測量，從而縮短了照相機的拍攝時間。此外，由於僅僅使用了檢查區域的圖像數據，所以減少了用來處理的數據，尤其是，減少了在將圖像映射時用來比較的數據，從而極大地縮短了測量時間。對於本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，可以在本發明中做出各種修改和變形。因此，本發明意圖覆蓋本發明的修改和變形，只要這些修改和變形落在權利要求書及其等同物的範圍內。
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權利要求
1.一種測量三維形狀的方法，所述方法包括如下步驟拍攝測量目標的第一測量區域中的第一圖像；通過第一中央處理單元對第一圖像進行算術處理，以生成第一測量區域中的三維形狀；在第一中央處理單元對第一圖像進行算術處理的同時，拍攝測量目標的第二測量區域中的第二圖像；通過第二中央處理單元對第二圖像進行算術處理，以生成第二測量區域中的三維形狀。
2.如權利要求I所述的方法，所述方法還包括如下步驟在第二中央處理單元對第二圖像進行算術處理的同時，拍攝測量目標的第三測量區域中的第三圖像；通過第一中央處理單元對第三圖像進行算術處理，以生成第三測量區域中的三維形狀。
3.如權利要求I所述的方法，其中，第一圖像和第二圖像均包括相對於測量目標沿不同的方向拍攝的多路圖像，對第一圖像和第二圖像中的每個圖像進行算術處理的步驟是通過對每個圖像獨立地進行算術處理並對第一圖像和第二圖像的算術處理的數據進行合併來執行的。
4.一種測量三維形狀的方法，所述方法包括如下步驟沿第一方向和第二方向拍攝測量目標的第一測量區域中的第一圖像；在拍攝第一圖像之後，至少沿第一方向和第二方向拍攝測量目標的第二測量區域中的第二圖像；將第一圖像劃分為與第一方向對應的圖像和與第二方向對應的圖像，並通過多個中央處理單元對所劃分的圖像進行算術處理，以生成第一測量區域中的三維形狀。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述中央處理單元包括第一中央處理單元，對與第一方向對應的圖像進行算術處理；第二中央處理單元，對與第二方向對應的圖像進行算術處理，其中，第一中央處理單元和第二中央處理單元中的至少一個將與第一方向對應的圖像的算術處理過的數據和與第二方向對應的圖像的算術處理過的數據進行合併。
6.如權利要求4所述的方法，其中，劃分第一圖像並對所劃分的圖像進行算術處理以生成三維形狀的步驟包括將第一圖像劃分為多個片斷，並通過中央處理單元對所劃分的片斷進行算術處理。
7.一種對板進行檢查的方法，所述方法包括如下步驟將設置有多個測量目標的檢查板裝載到檢查設備；劃分測量目標在照相機的視場中所處的檢查區域，以獲取每個檢查區域的圖像數據； 利用所獲取的每個檢查區域的圖像數據檢查測量目標的形狀。
8.如權利要求7所述的方法，其中，劃分檢查區域以獲取圖像數據的步驟包括將圖案光照射到測量目標上，並利用照相機接收被測量目標反射的反射圖案光。
9.如權利要求7所述的方法，其中，測量目標對應於沿預定的方向設置成多行的板。
10.如權利要求9所述的方法，其中，檢查板對應於用來固定測量目標的固定支撐件。
11.如權利要求7所述的方法，其中，檢查測量目標的形狀的步驟包括將所獲取的每個檢查區域的圖像數據進行映射，以生成每個測量目標的整個圖像。
全文摘要
本發明公開了一種三維形狀測量設備和一種三維形狀測量方法。三維形狀測量方法包括如下步驟拍攝測量目標的第一測量區域中的第一圖像；通過第一中央處理單元對第一圖像進行算術處理，以生成第一測量區域中的三維形狀；在第一中央處理單元對第一圖像進行算術處理的同時，拍攝測量目標的第二測量區域中的第二圖像；通過第二中央處理單元對第二圖像進行算術處理，以生成第二測量區域中的三維形狀。因此，可以縮短測量時間。
文檔編號G01B11/25GK102589475SQ20111042203
公開日2012年7月18日 申請日期2010年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者宋在明, 柳希昱, 金浩, 高光一 申請人:株式會社高永科技