CN105823438A - 三维形状测量装置的高度测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的三维形状测量装置的高度测量方法，包括：从多个第一照明装置及多个第二照明装置向测量对象物分别照射具有第一等值波长的第一网格图案光及具有第二等值波长的第二网格图案光，获得第一图案图像及第二图案图像的步骤，多个第二照明装置以与多个第一照明装置交互的方式配置，第二等值波长不同于第一等值波长；对由在多个第一照明装置及多个第二照明装置中互相相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置获得的多个第一图案图像及多个第二图案图像进行组合生成多个组合图案图像的步骤；算出测量对象物的多个高度的步骤，测量对象物的多个高度基于多个组合图案图像的组合等值波长；利用测量对象物的多个高度来设定测量对象物的代表高度的步骤。

Description

三维形状测量装置的高度测量方法
技术领域
本发明涉及三维形状测量装置，更为详细地涉及照射网格图案光来测量测量对象物的三维形状的三维形状测量装置。
背景技术
电子装置内通常都设置有至少一个印刷电路板(printedcircuitboard：PCB)，在这种印刷电路板上安装有多个多种形状的元件。为了检查这些多个元件的不良等，通常使用三维形状测量装置。
以往的三维形状测量装置利用照相机拍摄产生于照明部的网格图案光的反射图像，并利用所拍摄的上述反射图像来测量三维形状，上述三维形状基于如印刷电路板等的测量对象物的高度。
如上所述的三维形状测量装置使得与从照明装置照射的网格图案光的倾斜间隔相对应的等值波长和测量对象物的可测量高度大体成比例，并且无法无限增加如上所述的等值波长，只能够在规定的范围进行增加。
因而，当测量对象物的高度超过基于从照明装置照射的网格图案光的可测量高度时，则存在无法测量测量对象物的三维形状的问题。
发明内容
因此，本发明所要解决的问题是，提供能够增加测量对象物的可测量高度的三维形状测量装置的高度测量方法。
本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法，包括：从多个第一照明装置及多个第二照明装置向测量对象物分别照射具有第一等值波长的第一网格图案光及具有第二等值波长的第二网格图案光，来获得与上述第一网格图案光相对应的第一图案图像及与上述第二网格图案光相对应的第二图案图像的步骤，上述多个第二照明装置以与上述多个第一照明装置交互的方式配置，上述第二等值波长不同于上述第一等值波长；相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得；算出上述测量对象物的多个高度的步骤，上述测量对象物的多个高度基于上述多个组合图案图像的组合等值波长；以及利用算出的上述测量对象物的多个高度来设定上述测量对象物的代表高度的步骤。
作为一实施例，在生成上述多个组合图案图像的步骤中，上述多个第一图案图像及上述多个第二图案图像可分别用于与相邻于任意一侧的照明装置的图案图像的组合。
作为一实施例，在上述生成多个组合图案图像的步骤中，上述多个第一图案图像及上述多个第二图案图像可分别用于与相邻于两侧的多个照明装置的多个图案图像的组合。
作为一实施例，上述生成多个组合图案图像的步骤可包括：对多个第一图案图像及多个第二图案图像进行第一组合来生成多个第一组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助在上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中的相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而形成，以及对多个第一组合图案图像及多个第二组合图案图像进行第二组合来生成多个第二组合图案图像的步骤；算出基于上述多个组合图案图像的组合等值波长的上述测量对象物的多个高度的步骤可包括算出基于上述多个第二组合图案图像的组合等值波长的上述测量对象物的多个高度的步骤。
作为一实施例，上述三维形状测量装置的高度测量方法在相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤之前，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中的相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得，还可包括：在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像中判断一次噪声的步骤；以及从上述组合中排除所判断的上述噪声的步骤。
作为一实施例，在上述判断一次噪声的步骤中，若在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的亮度、信噪比(signaltonoiseratio，SNR)、相位扩散中基于其中至少一种而产生超出允许范围的信号，则可判断为噪声。上述一次噪声按上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的像素来判断，从上述组合中排除所判断的上述噪声的步骤可包括以下步骤中的至少一个步骤：从上述组合中排除在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的多个像素中判断为噪声的像素的步骤，以及从上述组合中排除包含在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的多个像素中判断为噪声的像素的图案图像的步骤。
作为一实施例，在从上述组合中排除上述所判断的上述噪声的步骤之后，相邻于上述判断为噪声的图案图像的两侧的图案图像与互不相邻的并且具有互不相同的等值波长的图案图像组合。
作为一实施例，上述三维形状测量装置的高度测量方法可在算出基于上述多个组合图案图像的组合等值波长的上述测量对象物的多个高度的步骤之后，还包括：在所算出的上述多个高度中判断二次噪声的步骤；以及从上述设定代表高度中排除所判断的上述噪声的步骤。在上述判断二次噪声的步骤中，若在所算出的上述测量对象物的多个高度中产生超出允许范围的值，则可判断为噪声。上述二次噪声可按上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的像素来判断，从上述设定代表高度中排除所判断的上述噪声的步骤包括从上述设定代表高度中排除在上述测量对象物的多个高度中与判断为噪声的像素相对应的高度的步骤。
作为一实施例，在利用所算出的上述测量对象物的多个高度来设定上述测量对象物的代表高度的步骤中，当将所算出的上述测量对象物的多个高度按大小顺序排列时，可将位于中间的中间值设定为上述代表高度。
本发明的再一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法，包括：拍摄图案图像的步骤，上述图案图像是从至少两个照明装置向测量对象物照射具有相同的等值波长或具有至少一个以上的各自不同的等值波长的网格图案光而成；以上述图案图像分别算出上述测量对象物的高度的步骤；以及在所算出的上述测量对象物的高度中，将任一图案图像的算出高度选为代表高度的步骤。
作为一实施例，上述选为代表高度的步骤包括在所算出的上述测量对象物的高度中选择中间值来定为测量对象物的高度的步骤。
作为一实施例，上述三维形状测量装置的高度测量方法，可在以上述图案图像分别算出上述测量对象物的高度的步骤之前，还包括：在所拍摄的上述图案图像中判断一次噪声的步骤；以及排除所判断的上述噪声的步骤。在上述判断一次噪声的步骤中，若在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的亮度、信噪比、相位扩散中基于其中至少一种而产生超出允许范围的信号，则可判断为噪声。
作为一实施例，上述选定为代表高度的步骤可包括：在所算出的上述测量对象物的高度中判断二次噪声的步骤；以及在排除所判断的上述噪声后，选定上述代表高度的步骤。在上述判断二次噪声的步骤中，若在所算出的上述测量对象物的高度中产生超出允许范围的值，则可判断为噪声。
本发明的另一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法，包括：拍摄图案图像的步骤，上述图案图像是从至少两个照明装置向测量对象物照射具有相同的等值波长或具有至少一个以上的各自不同的等值波长的网格图案光而成；以上述图案图像分别算出上述测量对象物的高度的步骤；以及平均所算出的上述测量对象物的高度而算出代表高度的步骤。
作为一实施例，在以上述图案图像分别算出上述测量对象物的高度的步骤之前，若在上述图案图像的亮度、信噪比、相位扩散中基于其中至少一种而产生超出允许范围的信号，则可判断为噪声，在选定为上述代表高度的步骤之前，若在所算出的上述测量对象物的高度中产生超出允许范围的值，则可判断为二次噪声，可在各步骤中排除上述一次噪声及二次噪声。
如上所述的本发明的根据一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法，从具有互不相同的等值波长并以交互的方式配置的多个第一照明装置、多个第二照明装置向测量对象物照射网格图案光之后，对由互相相邻的第一照明装置、第二照明装置形成的第一图案图像、第二图案图像进行组合来生成多个组合图案图像后，算出测量对象物的高度，上述测量对象物的高度基于上述多个组合图案图像的组合等值波长，并利用所算出的测量对象物的多个高度来设定测量对象物的代表高度，由此能够测量超过分别基于第一照明装置、第二照明装置的可测量高度的测量对象物的高度，可获得更准确、更可靠的测量对象物的高度。
与此同时，通过仅对由互相相邻的第一照明装置、第二照明装置形成的第一图案图像、第二图案图像进行组合，来提高中央控制部的运算效率，由此可缩短高度测量时间。
并且，在对基于相邻的多个照明装置的多个图案图像进行一次组合，并对所进行组合的多个组合图案图像进行二次组合的情况下，由于组合等值波长增加，因而可大大增加基于组合等值波长增加的可测量高度。
并且，在对多个图案图像进行组合之前去除属于噪声的数据的情况下及/或在所测量的测量对象物的多个高度中去除属于噪声的数据的情况下，可大大提高对于最终测量高度的准确度及可靠性。
并且，当在所算出的测量对象物的多个高度中将任一图案图像的算出高度设定为代表高度时，将实际测量的值指定为代表高度，因而可提高最终测量高度的可靠性，在将中间值设定为测量对象物的代表高度的情况下，即使存在尚未去除的噪声，也不会由此受影响，因此可更加信赖最终测量高度。
附图说明
图1为用于说明根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法的概念图。
图2为用于说明根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法的平面概念图。
图3为表示根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法的流程图。
具体实施方式
对本发明可施加多种变更，并可具有多种形态，将多个特定实施例例示于附图，并将在本文中进行详细说明。但是，这并不是将本发明限定于特定的公开形态，而是应理解为包括包含于本发明的思想及技术范围的所有变更、等同技术方案以及替代技术方案。
第一、第二等的术语可用于说明多个各种结构元件，但上述结构元件并不能限定于上述多个术语。上述多个术语仅以将一个结构元件区分于其他结构元件的目的来使用。例如，在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一结构元件可被命名为第二结构元件，与此相似地，第二结构元件也可被命名为第一结构元件。
在本申请中所使用的术语仅用于说明多个特定实施例，意图并不是限定本发明。只要在文章中并未明确具有其他意义，单数表达包括复数表达。在本发明中，“包括”或“具有”等的术语用于指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、工作、结构元件、部件或这些的组合确实存在，应理解为并未事先排除其他一个或者多个特征、数字、步骤、工作、结构元件、部件或这些的组合或者附加可能性。
只要并未以其他意义来定义，包括技术性或科学性的术语在内，所使用的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的术语相同的意义。
与一般使用的词典所定义的意义相同的术语应解释为具有与相关技术在文章中所具有的意义相同的意义，只要在本发明中并未明确定义，则不解释为理想化或过分形式化的意义。
以下，参照附图，来对本发明的多个优选实施例进行更为详细的说明。
图1为用于说明根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法的概念图，图2为用于说明根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法的平面概念图。
参照图1至图2，根据本发明的一实施例的三维形状测量装置利用网格图案光的图案图像来测量基于测量对象物高度的三维形状。作为一实施例，上述三维形状测量装置可包括：测量台部100；图像拍摄部200；包括多个第一照明装置300及多个第二照明装置400的第一照明部；第二照明部450；图像获得部500；模块控制部600；中央控制部700。
上述测量台部100可包括：台110，用于支撑测量对象物10；以及台移送单元120，用于移送上述台110。在本实施例中，上述测量对象物10通过上述台110来相对于上述图像拍摄部200和上述多个第一照明装置300及多个第二照明装置400进行移动，由此可变更上述测量对象物10的测量位置。
上述图像拍摄部200配置在上述台110的上部，来接收从上述特定对象物10反射的光，由此测量上述测量对象物10的图像。即，上述图像拍摄部200接收从上述多个第一照明装置300及上述多个第二照明装置400发出并在上述测量对象物10反射的光来拍摄上述特定对象物10的平面图像。
上述图像拍摄部200可包括照相机210、成像透镜220、滤光镜230以及圆形灯240。上述照相机210接收从上述测量对象物10反射的光来拍摄上述测量对象物10的平面图像，作为一例可使用CCD照相机或CMOS照相机中的任意一种。上述成像透镜220配置在上述照相机210的下部，来使在上述测量对象物10反射的光在上述照相机210成像。上述滤光镜230配置在上述成像透镜220的下部，来对在上述测量对象物10反射的光进行过滤并向上述成像透镜220进行供给，作为一例可由滤波镜、滤色镜以及光强调节过滤器中的任一种形成。上述圆形灯240配置在上述滤光镜230的下部，可向上述测量对象物10供给光，以拍摄如上述测量对象物的二维形状等的特殊图像。
上述第一照明部产生具有规定等值波长的第一网格图案光、第二网格图案光，并包括多个照明装置，上述多个照明装置向上述特定对象物10照射多个网格图案光。例如，如图2所示，上述第一照明部可包括多个第一照明装置300和多个第二照明装置400。
上述多个第一照明装置300能够以例如在多个第一照明装置300以测量对象物10为中心等距配置的同时，相对于支撑上述测量对象物10的上述台110倾斜的方式来配置。如图2所示，上述多个第一照明装置300a、300b、300c、300d能够以在以上述测量对象物10为中心四个照明装置等距配置的同时，相对于支撑上述测量对象物10的台110倾斜的方式配置。在图2中，四个第一照明装置300以测量对象物10为中心等距配置，但还能够以四个以上或不足四个的方式设置。如上所述的多个第一照明装置300向测量对象物10照射具有第一等值波长的网格图案光。
上述多个第一照明装置300可包括第一照明单元310、第一网格单元320、第一网格移送单元330以及第一聚光镜340。上述第一照明单元310以照明源和至少一个透镜构成来产生光，上述第一网格移送单元320配置在上述第一照明单元310的下部来将在上述第一照明单元310产生的光转换为具有网格图案的第一网格图案光。上述第一网格移送单元330与上述第一网格单元320相连接来移送上述第一网格单元320，作为一例，可使用压电(PZT，Piezoelectric)移送单元或微直线移送单元中的任一种。上述第一聚光镜340配置在上述第一网格单元320的下部来将从上述第一网格单元320发出的上述第一网格图案光聚光于上述测量对象物10。
上述多个第二照明装置400能够以例如多个第二照明装置400在配置在相邻的上述多个第一照明装置300之间的同时，相对于支撑上述测量对象物10的上述台110倾斜的方式来配置。如图2所示，上述多个第二照明装置400能够以四个第二照明装置400在以上述测量对象物10为中心等距配置的同时，相对于支撑上述测量对象物10的台110倾斜的方式来配置。在图2中，四个第二照明装置400a、400b、400c、400d以测量对象物10为中心等距配置，但还能够以四个以上或不足四个的方式设置。如上所述的多个第二照明装置400向上述测量对象物10照射具有与上述多个第一照明装置300不同的第二等值波长的网格图案光。
上述第二照明装置400可包括第二照明单元410、第二网格单元420、第二网格移送单元430以及第二聚光镜440。上述多个第二照明装置400的结构与之前所说明的上述多个第一照明装置300实际上相同，因而将省略重复的详细说明。
上述第二照明部450向测量对象物10照射用于获得上述测量对象物10的二维图像的光。作为一实施例，上述第二照明部450可包括红色照明452、绿色照明454以及蓝色照明456。例如，上述红色照明452、上述绿色照明454以及上述蓝色照明456在上述测量对象物10的上部配置成圆形，来可向上述测量对象物10分别照射红色光、绿色光以及蓝色光，并且如图1所示能够以高度各不相同的方式设置。
上述图像获得部500以电的方式与上述图像拍摄部200的照相机210相连接，并从上述照相机210获得基于上述第一照明部的多个图案图像并进行存储。并且，上述图像获得部500从上述照相机210获得基于上述第二照明部450的多个二维图像并进行存储。例如，上述图像获得部500包括图像系统，上述图像系统接收在上述照相机210拍摄的基于上述第一照明部的N个图案图像和基于上述第二照明部450的N个图案图像并进行存储。
上述模块控制部600以电的方式与上述测量台部100、上述图像拍摄部200、多个上述第一照明装置300以及多个上述第二照明装置400相连接来进行控制。上述模块控制部600包括例如照明控制器、网格控制器以及台控制器。上述照明控制器分别控制上述多个第一照明单元310及多个第二照明单元410来产生光，上述网格控制器分别控制上述多个第一网格移送单元330及多个第二网格移送单元430来使上述多个第一网格单元320及多个第二网格单元420移动。上述台控制器控制上述台移送单元120来可使上述台110以上下左右的方式移动。
上述中央控制部700以电的方式与上述图像获得部500及上述模块控制部600相连接来分别进行控制。具体地，上述中央控制部700从上述图像获得部500的图像系统接收基于上述第一照明部的N个图案图像及基于上述第二照明部450的N个图案图像，并对此进行处理来算出上述测量对象物10的高度，由此可测量上述测量对象物10的三维图像。并且，上述中央控制部700可分别控制上述模块控制部600的照明控制器、网格控制器以及台控制器。如上所述，上述中央控制部700可包括图像处理板、控制板以及界面板。
以下，对根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法进行说明。
从上述多个第一照明装置300及多个第二照明装置400向测量对象物10照射具有相同的规定波长的网格图案光或具有至少两种各不相同的规定波长的网格图案光后，利用照相机210进行拍摄，并利用基于第一照明装置300(第一至第八信道或一号至八号照明装置)、第二照明装置400(第一至第八信道或一号至八号照明装置)而形成的多个图案图像来通过上述中央控制部700分别算出测量对象物10的高度。
此时，在算出高度之前，可对8个图案图像以像素为单位进行去除一次噪声。
在如上所述地分别通过第一照明装置300、第二照明装置400算出测量对象物10的高度之后，通过中央控制部700来决定上述所算出的测量对象物10的代表高度。
此时，选择代表高度或算出代表高度的方式可使用：1)对利用所有信道或所选择的信道来测量的高度信息进行平均来算出的方式，2)中央控制部700将在利用所有信道或所选择的信道来测量的高度信息中具有中间值的高度选定为代表高度的方式，3)在利用所有信道或所选择的信道来测量的高度信息中，将具有至少一个以上的相同高度信息的信道的高度选定为代表高度的方式等；还可对各个方式进行组合来使用。
在此情况下，中间值意味着在以大小顺序将所算出的测量对象物的多个高度进行排列时位于中间的值。与此不同，上述中间值可以是接近高度信息平均值的值或者各信道的高度值范围中的中间的值。而且，在算出代表高度前，可去除二次噪声，在由此去除包含噪声的信道后，可利用所选择的多个信道来选定代表高度。对于去除一次噪声及去除二次噪声，将在之后进行更为详细的说明。
另一方面，对作为根据本发明的一实施例的三维形状测量装置，利用多重波长的高度测量方法进行说明，内容如下。
图3为表示根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法的流程图。
参照图1至图3，根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法为利用照相机对向测量对象物照射产生于照明装置并具有规定的等值波长的网格图案光来生成的图案图像进行拍摄，并利用所拍摄的上述图案图像来测量基于上述测量对象物高度的三维形状。
参照图1至图3，为使用上述三维形状测量装置来测量出测量对象物的高度，首先从以测量对象物10为中心来等距设置的多个第一照明装置300向测量对象物10照射具有第一等值波长的网格图案光，并利用照相机210来获得多个第一图案图像(S110)。
并且，从以与上述多个第一照明装置300交互的方式配置的多个第二照明装置400向测量对象物10照射具有第二等值波长的网格图案光，并利用照相机210来获得多个第二图案图像(S110)。
在此情况下，可颠倒顺序来进行从上述多个第一照明装置300向测量对象物10照射具有第一等值波长的网格图案光并利用照相机210获得多个第一图案图像的步骤和从上述多个第二照明装置400向测量对象物10照射具有第二等值波长的网格图案光并利用照相机210获得多个第二图案图像的步骤。
如上所述，从多个第一照明装置300和以与上述多个第一照明装置300交互的方式配置的多个第二照明装置400向测量对象物10依次照射分别具有互不相同的第一等值波长、第二等值波长的网格图案光，并利用照相机210获得多个第一图案图像、第二图案图像之后，通过图像获得部500分别对基于上述互相相邻的上述第一照明装置300、第二照明装置400所获得的多个第一图案图像、第二图案图像进行互相组合，之后在中央控制部700算出上述多个组合图案图像(S130)。
作为一实施例，两侧相邻的多个图案图像可用于算出上述多个组合图案图像。即，上述多个第一图案图像、多个第二图案图像可分别用于与在相邻于两侧的多个第一照明装置300、多个第二照明装置400的多个图案图像的组合。
与此不同，上述多个组合图案图像的算出可使用与任一侧相邻的图案图像。即，上述多个第一图案图像、多个第二图案图像可分别用于与任一侧相邻的多个第一照明装置300、多个第二照明装置400的图案图像的组合。
参照图2及图3，更加详细说明利用在相邻于两侧的多个图案图像来算出上述多个组合图案图像的过程，内容如下。
如图2所示，标为1号、3号、5号、7号的多个第一照明装置300a、300b、300c、300d以测量对象物10为中心等距配置，标为2号、4号、6号、8号的多个第二照明装置400a、400b、400c、400d以等距配置于上述多个第一照明装置300a、300b、300c、300d之间。因而从标为上述1号、3号、5号、7号的多个第一照明装置300a、300b、300c、300d向测量对象物10照射具有第一等值波长的网格图案光，并由照相机210获得多个第一图案图像，而且从上述标为2号、4号、6号、8号的多个第二照明装置400a、400b、400c、400d向测量对象物10照射具有第二等值波长的网格图案光，并由照相机210获得多个第二图案图像。之后，由上述互相相邻的第一照明装置300、第二照明装置400，即对由在图2中以虚线构成的围绕成为椭圆形(1号信道至8号信道)的第一照明装置300、第二照明装置400(第一信道至第八信道)形成的各个第一图案图像、第二图案图像进行互相组合来生成各个组合图案图像。
在此情况下，当上述多个第一照明装置300a、300b、300c、300d产生具有第一等值波长λ1的第一网格图案光，上述多个第二照明装置400a、400b、400c、400d产生具有与上述第一等值波长不同的第二等值波长λ2的第二网格图案光时，上述等值波长λ12可由λ12＝λ1λ2/(λ1－λ2)来决定，上述三维形状测量装置利用上述多个第一照明装置300、多个第二照明装置400来可测量的上述测量对象物10的可测量高度可与网格图案光的等值波长λ12相对应。
在此情况下，在对多个第一图案图像、多个第二图案图像进行互相组合的情况下，上述多个第一图案图像、多个第二图案图像的数量为16个。在本发明的一实施例中，只对由以虚线构成的围绕成椭圆形(1号信道至8号信道)的第一照明装置300、第二照明装置400(第一信道至第八信道)形成的各个第一图案图像、第二图案图像进行组合后，利用各个组合图案图像，在这种情况下可缩短运算时间。
如上所述，对由互相相邻的第一照明装置300、第二照明装置400形成的各个第一图像图案、第二图像图案进行互相组合后，利用上述各个组合图案图像来通过上述中央控制部700分别算出基于组合等值波长的上述测量对象物10的高度。例如，如图2所示，利用通过1号信道至8号信道算出的多个组合图案图像来通过中央控制部700算出8个测量对象物10的高度(S140)。
另一方面，可重复执行算出上述多个组合图案图像。即，对在上述多个第一照明装置300、第二照明装置400中由互相相邻的第一照明装置300、第二照明装置400形成的多个第一图案图像、多个第二图案图像进行第一组合来生成多个第一组合图案图像后，对多个第一组合图案图像、多个第二组合图案图像进行第二组合来可生成多个第二组合图案图像。由此，上述测量对象物的多个高度可由上述多个第二组合图案图像算出，此时的测量对象物的多个高度基于组合等值波长，因此可增加可测量高度。
在如上所述地算出测量对象物10的高度后，可利用基于中央控制部700的上述算出的测量对象物10的多个高度来设定上述测量对象物10的代表高度。此时，可将上述算出的测量对象物的高度中的任一图案图像的算出高度选定为代表高度。在此情况下，由于将实际测量的值定为代表高度，因而可提高最终测量高度的可靠性。
例如，在按大小顺序排列上述所算出的测量对象物的多个高度时，可将位于中间的中间值设定为上述代表高度。即，在8个测量对象物10的高度中，由中央控制部700选择具有中间值的高度来定为上述测量对象物10的高度。在此情况下，并未将8个测量对象物10的高度的平均值定为上述测量对象物10的高度而将上述8个测量对象物10的高度中具有中间值的高度定为测量对象物10的高度的原因是，在上述多个第一图案图像、多个第二图案图像中夹有噪声的情况下，有可能产生因上述噪声使得测量对象物10的平均值受损的情况，因而为了算出更加准确的测量对象物10的高度值，则与上述8个测量对象物10的平均值相比，应优选地将中间值定为测量对象物10的高度。
除此之外，在对由上述多个第一照明装置300、多个第二照明装置400中互相相邻的多个第一照明装置300、多个第二照明装置400获得的多个第一图案图像、多个第二图案图像进行互相组合来生成多个组合图案图像之前，还可包括通过中央控制部700对从上述多个第一照明装置300、多个第二照明装置400照射而成的多个第一图案图像、多个第二图案图像进行分析来判断上述多个第一图案图像、多个第二图案图像中的一次噪声的步骤(S120)。
判断一次噪声的方式为，以像素为单位的图案图像中若在亮度、信噪比、相位扩散中以至少一个为基准来产生超出允许范围的信号，例如产生突出的信号，则可判断为噪声。
而且，可在算出8个测量对象物10的高度(S140)后，去除二次噪声。判断二次噪声的方式为，在按像素算出的测量对象物10的多个高度中，若存在超出允许范围的值或若存在不包含于相同范围内的值，例如存在突出的高度，则判断为噪声，并在算出高度时去除相关高度信息后，可算出测量对象物10的代表高度。
在此情况下，可在上述组合中去除上述所判断的噪声(S121)。例如，在上述多个第一图案图像、多个第二图案图像中，判断为第一噪声的图案图像不与互相相邻的图案图像进行组合而可被去除。例如，若判断由上述标为1号的第一照明装置300a形成的第一图案图像为噪声，则包含由上述标为1号的第一照明装置300a形成的第一图案图像的第一信道(标为1号的第一照明装置300a和标为2号的第二照明装置400a)的第一图案图像、第二图案图像不与由第八信道(标为1号的第一照明装置300a和标为8号的第二照明装置400d)形成的第一图案图像、第二图案图像进行组合，而被中央控制部700去除。
另一方面，与上述判断为噪声的第一图案图像相邻的由标为2号的第二照明装置400a形成的第二图案图像则与作为并未判断为噪声的图案图像的照明装置来具有互不相同的波长的例如与由标为5号的第一照明装置300c形成的第一图案图像组合后，由中央控制部700算出组合图案图像(S122)。并且，与上述判断为噪声的第一图案图像相邻的由标为8号的第二照明装置400d形成的第二图案图像也与由标为5号的第一照明装置300c形成的第一图案图像组合后，由中央控制部700算出组合图案图像，由此可对随着由标为1号的第一照明装置300a形成的第一图案图像被判断为噪声而使得丢弃1号信道和8号信道进行补偿。
由此，利用以不包含噪声的2号信道至7号信道的图案图像算出的组合图案图像和由所进行补偿的2个图案图像算出的组合图案图像来通过上述控制部700分别算出上述测量对象物10的高度。
上述一次噪声可按图案图像的像素来判断，并可从上述组合仅排除判断为噪声的像素。与此不同地，还可从上述组合排除包含判断为噪声的像素的整个图案图像。例如，在判断为噪声的像素占整个图案图像的规定比率以上的情况下，将整个图案图像视为难以信任，并可从上述组合排除整个图案图像。而且，在算出各个测量对象物10的高度之后，由中央控制部700将上述所算出的测量对象物10的高度平均值定为代表高度，或在各个测量对象物10的高度中选定中间值来定为上述测量对象物10的代表高度。
另一方面，可按上述多个第一图案图像、多个第二图案图像的像素来判断上述二次噪声，并可在对上述代表高度的设定中去除在上述测量对象物的多个高度中与判断为噪声的像素相对应的高度。
如上所述，根据本发明的一实施例的三维形状测量装置的高度测量方法使得在从具有互不相同的等值波长的多个第一照明装置300、第二照明装置400向测量对象物10照射网格图案光后，对由互相相邻的多个第一照明装置300、多个第二照明装置400形成的第一图案图像、第二图案图像进行相互组合来算出组合图案图像之后，利用上述多个组合图案图像的组合等值波长来算出测量对象物10的高度。
因此，根据本发明的一实施例的三维形状测量装置可测量出超过基于多个第一照明装置300、多个第二照明装置400的可测量高度的测量对象物10的高度，可获得更加准确、可靠的测量对象物的高度。
并且，通过仅对由互相相邻的多个第一照明装置300、多个第二照明装置400形成的多个第一图案图像、多个第二图案图像进行组合后算出组合图案图像，提高了中央控制部700的运算效率，由此可缩短高度测量时间。
并且，在对基于相邻的照明装置的多个图案图像进行一次组合并对所进行组合的多个组合图案图像进行二次组合的情况下，组合等值波长增加，由此可大大增加可测量高度。
并且，在对多个图案图像进行组合之前去除属于噪声的数据的情况下及/或在所测量的测量对象物的多个高度中去除属于噪声的数据的情况下，可大大提高对于最终测量高度的准确度及可靠性。
并且，当在所算出的测量对象物的多个高度中将任一图案图像的算出高度设定为代表高度时，将实际测量的值指定为代表高度，因而可提高最终测量高度的可靠性，在将中间值设定为测量对象物的代表高度的情况下，即使存在尚未去除的噪声，也不会由此受影响，因此可更加信赖最终测量高度。
在上述的本发明的详细说明中，参照本发明的多个优选实施例来进行了说明，但相关技术领域的熟练技术人员或相关技术领域的普通技术人员应理解在不超出记载于专利请求范围的本发明的思想及技术领域的范围内，可对本发明进行各种修改及变更。

Claims (12)

1.一种三维形状测量装置的高度测量方法，其中，包括：
从多个第一照明装置及多个第二照明装置向测量对象物分别照射具有第一等值波长的第一网格图案光及具有第二等值波长的第二网格图案光，来获得与上述第一网格图案光相对应的第一图案图像及与上述第二网格图案光相对应的第二图案图像的步骤，上述多个第二照明装置以与上述多个第一照明装置交互的方式配置，上述第二等值波长不同于上述第一等值波长；
相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得；
算出上述测量对象物的多个高度的步骤，上述测量对象物的多个高度基于上述多个组合图案图像的组合等值波长；以及
利用算出的上述测量对象物的多个高度来设定上述测量对象物的代表高度的步骤，其中，由所算出的上述测量对象物的多个高度中的中间值来设定代表高度；
在上述生成多个组合图案图像的步骤中，上述多个第一图案图像及上述多个第二图案图像分别用于与相邻于两侧的多个照明装置的多个图案图像的组合。
2.一种三维形状测量装置的高度测量方法，其中，包括：
从多个第一照明装置及多个第二照明装置向测量对象物分别照射具有第一等值波长的第一网格图案光及具有第二等值波长的第二网格图案光，来获得与上述第一网格图案光相对应的第一图案图像及与上述第二网格图案光相对应的第二图案图像的步骤，上述多个第二照明装置以与上述多个第一照明装置交互的方式配置，上述第二等值波长不同于上述第一等值波长；
相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得；
算出上述测量对象物的多个高度的步骤，上述测量对象物的多个高度基于上述多个组合图案图像的组合等值波长；以及
利用算出的上述测量对象物的多个高度来设定上述测量对象物的代表高度的步骤，其中，由所算出的上述测量对象物的多个高度中的中间值来设定代表高度；
其中，通过从多个第一图案图像及多个第二图案图像中排除噪声和从算出的测量对象物的多个高度中排除噪声的至少一种排除噪声后，所述测量对象物的代表高度通过选择自排除噪声的上述测量对象物的多个高度中的中间值来设定。
3.一种三维形状测量装置的高度测量方法，其中，包括：
从多个第一照明装置及多个第二照明装置向测量对象物分别照射具有第一等值波长的第一网格图案光及具有第二等值波长的第二网格图案光，来获得与上述第一网格图案光相对应的第一图案图像及与上述第二网格图案光相对应的第二图案图像的步骤，上述多个第二照明装置以与上述多个第一照明装置交互的方式配置，上述第二等值波长不同于上述第一等值波长；
相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得；
算出上述测量对象物的多个高度的步骤，上述测量对象物的多个高度基于上述多个组合图案图像的组合等值波长；以及
利用算出的上述测量对象物的多个高度来设定上述测量对象物的代表高度的步骤，其中，由所算出的上述测量对象物的多个高度中的接近平均高度的值来设定代表高度。
4.一种三维形状测量装置的高度测量方法，其中，包括：
从多个第一照明装置及多个第二照明装置向测量对象物分别照射具有第一等值波长的第一网格图案光及具有第二等值波长的第二网格图案光，来获得与上述第一网格图案光相对应的第一图案图像及与上述第二网格图案光相对应的第二图案图像的步骤，上述多个第二照明装置以与上述多个第一照明装置交互的方式配置，上述第二等值波长不同于上述第一等值波长；
相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得；
算出上述测量对象物的多个高度的步骤，上述测量对象物的多个高度基于上述多个组合图案图像的组合等值波长；以及
利用算出的上述测量对象物的多个高度来设定上述测量对象物的代表高度的步骤，其中，由所算出的上述测量对象物的多个高度中的中间值来设定代表高度；
其中，上述生成多个组合图案图像的步骤包括：
对多个第一图案图像及多个第二图案图像进行第一组合来生成多个第一组合图案图像的步骤，上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助在上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中的相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而形成，以及
对多个第一组合图案图像进行第二组合来生成多个第二组合图案图像的步骤；以及
其中，算出基于上述多个组合图案图像的组合等值波长的上述测量对象物的多个高度的步骤包括算出基于上述多个第二组合图案图像的组合等值波长的上述测量对象物的多个高度的步骤。
5.根据权利要求1至4之一所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，在相互组合多个第一图案图像及多个第二图案图像来生成组合图案图像的步骤之前，而上述多个第一图案图像及多个第二图案图像借助上述多个第一照明装置及多个第二照明装置中的相邻的多个第一照明装置及多个第二照明装置而获得，还包括：
在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像中判断一次噪声的步骤；以及
从上述组合中排除所判断的上述噪声的步骤。
6.根据权利要求5所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，在上述判断一次噪声的步骤中，若在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的亮度、信噪比、相位扩散中基于其中至少一种而产生超出允许范围的信号，则判断为噪声。
7.根据权利要求6所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，
上述一次噪声按上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的像素来判断，
从上述组合中排除所判断的上述一次噪声的步骤包括以下步骤中的至少一个步骤：
从上述组合中排除在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的多个像素中判断为噪声的像素的步骤，以及
从上述组合中排除包含在上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的多个像素中判断为噪声的像素的图案图像的步骤。
8.根据权利要求5所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，在从上述组合中排除所判断的上述噪声的步骤之后，还包括：组合相邻于上述判断为噪声的图案图像的两侧的图案图像与互不相邻的并且具有互不相同的等值波长的图案图像。
9.根据权利要求1至4之一所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，在算出基于上述多个组合图案图像的组合等值波长的上述测量对象物的多个高度的步骤之后，还包括：
在所算出的上述多个高度中判断二次噪声的步骤；以及
从上述设定代表高度中排除所判断的上述二次噪声的步骤。
10.根据权利要求9所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，在上述判断二次噪声的步骤中，若在所算出的上述测量对象物的多个高度中产生超出允许范围的值，则判断为噪声。
11.根据权利要求10所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，
上述二次噪声按上述多个第一图案图像及多个第二图案图像的像素来判断，
从上述设定代表高度中排除所判断的上述噪声的步骤包括从上述设定代表高度中排除在上述测量对象物的多个高度中与判断为噪声的像素相对应的高度的步骤。
12.根据权利要求1至4之一所述的三维形状测量装置的高度测量方法，其中，通过从多个第一图案图像及多个第二图案图像中排除噪声和从算出的测量对象物的多个高度中排除噪声的至少一种排除噪声后，所述测量对象物的代表高度通过选择自排除噪声的上述测量对象物的多个高度中的中间值来设定。
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