CN107438762A - 三维形状测量装置 - Google Patents

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Abstract

三维形状测量装置包括多个主图案照明部、多个主拍摄部及控制部。多个主图案照明部朝向测量对象物，在互不相同方向倾斜地照射格子图案光。多个主拍摄部拍摄从各主图案照明部照射的格子图案光被测量对象物倾斜地反射而生成的格子图案图像。控制部利用多个主拍摄部拍摄的多个格子图案图像，算出测量对象物的三维形状。因此，能够提高测量的准确度及精密度。

Description

三维形状测量装置
技术领域
本发明涉及三维形状测量装置，更详细而言，涉及一种能够提高测量的精密度的三维形状测量装置。
背景技术
一般而言，在电子装置内至少具备一个印刷电路板(printed circuit board,PCB)，在这种印刷电路板上，加装着电路图案、连接焊垫部、与所述连接焊垫部电气连接的驱动芯片等多样的电路部件。
在印刷电路板的焊垫上涂布焊料后，部件贴装于涂布的焊料，因而在部件贴装之前，需要检查焊料是否正常涂布于焊垫。另外，为了进行关于焊料涂布的位置及有无缺焊、欠焊、桥连等预先设置的不良的多样检查，测量焊料的三维形状是很重要的。
另一方面，这些部件以软钎焊(soldering)于印刷电路板的焊垫的方式加装，加装后，需要检查部件是否正常软钎焊于印刷电路板。另外，为了进行关于部件加装的位置、配置状态及有无翘起等印刷电路板部件贴装不良的多样检查，部件等的三维形状测量是很重要的。
为了测量如上所述的焊料及部件的三维形状，最近正在利用形状测量方法，向测量对象物照射格子图案光后，利用反射的格子图案图像，应用桶算法(bucket algorithm)来测量形状。但是，以往的形状测量方法采用的方式是将格子图案光倾斜地照射于测量对象物后，由配置于上部的照相机拍摄格子图案图像，因而由于所述测量对象物的反射度或表面状态等，存在难以获得准确、精密的结果的问题。
发明内容
解决的技术问题
因此，本发明要解决的课题是提供一种三维形状测量装置，能够利用多个图案照明和多个拍摄部，提高对测量对象物的三维形状的准确度及精密度。
技术方案
本发明示例性的一个实施例的三维形状测量装置包括多个主图案照明部、多个主拍摄部及控制部。所述多个主图案照明部朝向测量对象物，在互不相同方向倾斜地照射格子图案光。所述多个主拍摄部拍摄从所述多个主图案照明部照射并被所述测量对象物倾斜地反射的格子图案光。所述控制部利用所述多个主拍摄部拍摄的多个格子图案图像，算出所述测量对象物的三维形状。
作为一个实施例，所述三维形状测量装置可以还包括顶图案照明部，其配置于所述测量对象物的上方，朝向所述测量对象物，垂直地照射格子图案光。另外，所述三维形状测量装置可以还包括顶拍摄部，其配置于所述测量对象物的上方，拍摄从所述主图案照明部及所述顶图案照明部中至少一个照射的格子图案光被所述测量对象物垂直反射而生成的格子图案图像。此时，所述三维形状测量装置可以还包括顶光束分离部，其使从所述顶图案照明部发生的所述格子图案光朝向所述测量对象物透过，将从所述多个主图案照明部及所述顶图案照明部照射并反射的反射光中至少一个反射到所述顶拍摄部。
例如，所述主图案照明部可以以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置。另外，所述主拍摄部可以以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置。
作为一个实施例，所述多个主图案照明部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，所述多个主拍摄部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，所述多个主图案照明部及所述多个主拍摄部可以相互交互地配置。
作为另一实施例，所述多个主图案照明部可以以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，所述多个主拍摄部可以以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，所述多个主图案照明部及所述主拍摄部可以形成一组，相互对应配置。此时，所述三维形状测量装置可以还包括主光束分离部，其与相互对应配置的所述主图案照明部及所述主拍摄部形成一组，使从所述主图案照明部发生的格子图案光朝向所述测量对象物透过，使从所述多个主图案照明部照射并反射的反射光分离，向所述主拍摄部反射。
发明效果
根据本发明，从多个图案照明部发生格子图案光，由多个拍摄部拍摄格子图案图像，从而当合并由多个拍摄部拍摄的多个格子图案图像时，使得能够在多样的方向及角度，进行更准确、精密的测量对象物的三维形状测量。
另外，当多个主图案照明部、多个主拍摄部及主光束分离部相互对应地形成时，使得能够实现更紧凑的装置配置及对所述测量对象物的更有效的三维形状测量。
另外，当具备顶图案照明部时，可以向所述测量对象物垂直提供格子图案光，因而能够实现对所述测量对象物的更精密的三维形状测量。
另外，当具备顶拍摄部时，可以接收垂直反射的格子图案光及二维照明图像，能够实现对所述测量对象物的更精密的三维形状测量。
另外，当多个主图案照明部、多个主拍摄部及主光束分离部形成一组，顶图案照明部、顶拍摄部及顶光束分离部形成一组时，可以最大限度包括较多数量的图案照明部及拍摄部，因而能够实现对所述测量对象物的更精密的三维形状测量。
附图说明
图1是概略地显示本发明一个实施例的三维形状测量装置的主视图。
图2是图1所示三维形状测量装置的俯视图。
图3是本发明另一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
图4是图示图3的主图案照明部及主拍摄部的概念图。
图5是本发明又一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
图6是本发明又一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
图7是本发明又一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
具体实施方式
本发明可以施加多样的变更，可以具有多种形态，将在附图中示例性列举特定实施例并在正文中详细说明。但是，这并非要将本发明限定于特定的公开形态，应理解为包括本发明的思想及技术范围内包含的所有变更、等同物以及替代物。
第一、第二等术语可以用于说明多样的构成要素，但所述构成要素不得由所述术语所限定。所述术语只用于把一种构成要素区别于另一构成要素。例如，在不超出本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。
本申请中使用的术语只是为了说明特定的实施例而使用的，并非要限定本发明之意。只要在文理上未明确表示不同，单数的表现包括复数的表现。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为是要指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们组合的存在，不预先排除一个或其以上的其它特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们组合的存在或附加可能性。
只要未不同地定义，包括技术性或科学性术语在内，在此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一般理解的内容相同的意义。
与一般使用的字典中定义的内容相同的术语，应解释为具有与相关技术的文理上所具有的意义一致的意义，只要在本申请中未明确定义，不得解释为理想性地或过度形式上的意义。
下面参照附图，更详细地说明本发明的优选实施例。
图1是概略地显示本发明一个实施例的三维形状测量装置的主视图，图2是图1所示三维形状测量装置的俯视图。
如果参照图1及图2，本发明一个实施例的三维形状测量装置100可以包括多个主图案照明部110a、多个主拍摄部120a及控制部130等。
所述主图案照明部110a朝向测量对象物10，在互不相同方向倾斜地照射格子图案光PL。即，所述主图案照明部110a以垂直于所述测量对象物10的平面的法线为基准，倾斜地照射用于获得所述测量对象物10的三维形状信息的格子图案光PL。
所述测量对象物10可以包括在诸如印刷电路板(PCB)的基板20上形成的焊料或部件。所述基板20可以在平台(stage)140上配置、支撑。所述平台140可以借助于移送装置(图中未示出)，使所述测量对象物10移送到测量位置。
作为一个实施例，所述多个主图案照明部110可以朝向所述测量对象物10，照射n次格子图案光PL，为了照射相移的格子图案光，可以利用格子移送器具或利用液晶显示装置的图案影像，移送n次格子图案。后述的主拍摄部120a可以获得基于如上所述照射的多个格子图案光PL的多个格子图案图像PI。
作为一个实施例，所述各主图案照明部110可以包括光源112、格子114、格子移送装置116及投影透镜部118。
所述光源112朝向测量对象物10照射光。所述格子114使所述光源112照射的光变换成格子图案光PL。所述格子114为了发生经相移的格子图案光PL，例如，通过诸如压电致动器(piezo actuator,PZT)的格子移送装置116，每次2π/n地移送n次(n为2以上的自然数)。所述投影透镜部118使用借助于所述格子114而生成的格子图案光PL投影于所述测量对象物10。投影透镜部118例如可以由多个透镜组合形成，使通过所述格子114形成的格子图案光PL聚焦，投影于所述测量对象物10。因此，各个主图案照明部110在使所述格子114移送n次的同时，每次移送时，向所述测量对象物10照射格子图案光PL。
作为一个实施例，所述三维形状测量装置100如图2所示，可以具备4个主图案照明部110a，所述4个主图案照明部110a可以在平面地观测所述测量对象物10时，以所述测量对象物10为中心，沿圆周方向相互隔开配置，或以所述测量对象物10为中心，配置于多边形的各顶点。因此，所述主图案照明部110a可以按2个、4个或8个等多样的个数配备。
所述主拍摄部120a捕获从所述各主图案照明部110a照射的格子图案光PL被所述测量对象物10倾斜地反射的格子图案光，拍摄格子图案图像PI。
作为一个实施例，所述各主拍摄部120a可以包括照相机122及成像透镜部124。例如，所述照相机122可以采用CCD或CMOS照相机。被所述测量对象物10反射而生成的格子图案图像PI可以借助于所述成像透镜部124而成像，被所述照相机122所拍摄。
作为一个实施例，所述三维形状测量装置100如图2所示，可以具备4个主拍摄部120a，所述4个主拍摄部120a可以在平面地观测所述测量对象物10时，以所述测量对象物10为中心，沿圆周方向相互隔开配置，或以所述测量对象物10为中心，配置于多边形的各顶点。因此，所述主拍摄部120a可以按2个、4个或8个等多样的个数配备。
所述主图案照明部110a及所述主拍摄部120a如图2所示，可以相互交互地配置。作为一个实施例，所述4个主图案照明部110a及所述4个主拍摄部120a可以在平面地观测所述测量对象物10时，在将圆周8等分的位置，分别交互地等间隔隔开配置。
如上所述，当所述多个主图案照明部110a及所述多个主拍摄部120a相互交互地配置时，借助于从所述多个主图案照明部110a发生的格子图案光PL而生成的格子图案图像可以被所有所述多个主拍摄部120a所拍摄。
另一方面，所述多个主图案照明部110a及所述多个主拍摄部120a可以根据需要，采用诸如反射镜(mirror)的光路径变更元件，即使实际配置位置稍微不同，也能够如上所述地构成实质的配置位置。
所述控制部130利用所述多个主拍摄部120a拍摄的多个格子图案图像PI，算出所述测量对象物10的三维形状。
例如，所述控制部130例如可以将周知的桶算法(bucket algorithm)应用于所述主拍摄部120a拍摄的多个格子图案图像PI，获得所述测量对象物10的三维形状信息。
作为一个实施例，所述控制部130可以只挑选各个主拍摄部120a拍摄的格子图案图像PI中可靠度高的图像或图像像素后，将其合并而获得测量对象物10的三维形状信息。
其中，可靠度可以包括亮度、可见性(visibility)、SNR(signal-to-noise ratio，信噪比)、作为各个格子图案光中格子间距的测量范围λ及各拍摄部与图案照明部间的位置信息中至少一个。而且，可靠度的高低可以将对拍摄的多个格子图案光进行平均而获得的平均亮度等用作预先设置的基准值，可以将预先设置的基准值按基准角图像或图像像素单位，分为以上/超过或以下/不足的值。
另一方面，在拍摄的格子图案图像PI中，根据测量对象物10的位置，会发生阴影区域及饱和区域，此时，所述阴影区域是所述平均亮度为最小亮度值以下、所述可见性或所述SNR为最小基准值以下的区域，所述饱和区域是所述平均亮度为最大亮度值以上、所述可见性或所述SNR为最小基准值以下的区域，所述不饱和区域是除所述阴影区域及所述饱和区域之外的其余区域。
各拍摄部和图案照明部间的位置信息如图2所示，在从邻接任意一个侧拍摄部的两个图案照明部和未邻接的两个图案照明部向测量对象物10照射的格子图案图像PI之间，阴影区域和饱和区域会不同地显示，因此，饱和区域或阴影区域的图像或图像像素可以设置得可靠度较低。另外，为了使用多重波长，多个图案照明部中至少一个可以具有互不相同的格子间距，或在一个图案照明部中可以具有两个以上的互不相同的格子间距，三维形状的精密度随着测量对象物10的高度而异。因此，可以设置以多个格子图案光的格子间距与测量对象物10的高度信息为基础的可靠度。
所述控制部130可以是能够执行如上所述的图像处理、形状信息处理及演算等的装置，例如，可以包括计算机。所述控制部130也可以控制所述的多个构成要素，即，控制所述多个主图案照明部110a、所述多个主拍摄部120a等的动作。
作为一个实施例，所述控制部130可以控制任意一个主图案照明部110a，从而在使格子图案光PL投影于所述测量对象物10的期间，控制使得所述多个主拍摄部120a可以同时对其进行拍摄。或者也可以控制使得只有未邻接所述任意一个主图案照明部110a的主拍摄部120a对投影于所述测量对象物10的格子图案光PL进行拍摄。
另一方面，各个主拍摄部120a在垂直于测量对象物10的方向，以倾斜既定角度的状态拍摄格子图案图像PI，因此，与沿着垂直于测量对象物10的方向而在上部拍摄的测量对象物10相比，会发生某种程度的扭曲。针对这种拍摄扭曲，所述控制部130可以通过与以预先设置的垂直于测量对象物10的平面的法线为基准，在上部拍摄的二维或三维图像(例如，测量对象物10或试片等)的比较，执行测量对象物10的拍摄扭曲补正。
所述三维形状测量装置100可以还包括用于获得所述测量对象物10的二维图像的照明部(图中未示出)。所述照明部可以向所述测量对象物10照射分别具有不同颜色的至少2个以上的光，可以以垂直于所述测量对象物10平面的法线为基准，以互不相同的倾斜角照射。例如，所述照明部可以以互不相同的倾斜角，照射互不相同的三个颜色的光，可以分别具有环状地连续配置发光二极管(LED)照明，使得发生单色照明。
所述三维形状测量装置100包括多个主图案照明部110a及多个主拍摄部120a，因而能够在多样的方向及角度实现精密的三维形状测量。
图3是本发明另一实施例的三维形状测量装置的俯视图，图4是图示图3的主图案照明部及主拍摄部的概念图。
如果参照图3及图4，本发明另一实施例的三维形状测量装置101可以包括多个主图案照明部110a、多个主拍摄部120a、控制部130(参照图1)及多个主光束分离部150等。所述三维形状测量装置101除了所述多个主图案照明部110a及所述多个主拍摄部120a的配置状态和包括所述多个主光束分离部150之外，与图1及图2所示的三维形状测量装置100实质上相同，因而省略重复的详细说明。
如图3所示，所述多个主图案照明部110a及所述多个主拍摄部120a可以以所述测量对象物10为中心，沿圆周方向相互隔开配置，或以所述测量对象物10为中心，配置于多边形的各顶点，所述多个主图案照明部110a及所述多个主拍摄部120a可以相互对应地配置。因此，如图3所示，相互对应配置的所述主图案照明部110a及所述主拍摄部120a形成一组。
所述三维形状测量装置101包括主光束分离部150。例如，所述主光束分离部150可以包括分束镜(beam splitter)。
所述主光束分离部150与形成一组的主图案照明部110a及主拍摄部120a对应配置，使从所述主图案照明部110a发生的格子图案光PL朝向所述测量对象物10透过，使从所述多个主图案照明部110a照射并反射的反射光分离，反射到所述主拍摄部120a。
即，如图4所示，形成一组的所述主图案照明部110a及所述主拍摄部120a也与所述主光束分离部150形成一组，所述主图案照明部110a发生的格子图案光PL透过所述主光束分离部150，借助于多个主拍摄部120a而拍摄格子图案图像PI，从多个主图案照明部110发生的格子图案光被所述主光束分离部150反射，借助于所述主拍摄部120a而拍摄格子图案图像PI。
所述三维形状测量装置101形成得与所述主图案照明部110a、所述主拍摄部120a及所述主光束分离部150相互对应，因而可以实现更紧凑的装置配置及对所述测量对象物10的更有效的三维形状测量。
此时，控制部130也可以进行控制，使得全部的主拍摄部120a同时拍摄任意一个主图案照明部110a发生的格子图案光PL后，在三维形状算出时，只将与所述任意一个主图案照明部110a形成一组的主拍摄部120a所拍摄的格子图案图像排除在外，或只使所述形成一组的主拍摄部120a不进行拍摄。
图5是本发明又一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
如果参照图5，本发明又一实施例的三维形状测量装置102可以包括多个主图案照明部110a、多个主拍摄部120a、控制部130(参照图1)及顶图案照明部110b等。所述三维形状测量装置102除了包括所述顶图案照明部110b之外，与图1及图2所示的三维形状测量装置100实质上相同，因而省略重复的详细说明。
所述顶图案照明部110b配置于所述测量对象物10(参照图1)的上方，朝向所述测量对象物10垂直照射格子图案光PL(参照图1)。所述顶图案照明部110b的格子图案光PL被所述测量对象物10反射后，可以被所述多个主拍摄部120a同时拍摄。
而且，各个主图案照明部110a依次朝向所述测量对象物10照射格子图案光PL后，多个主拍摄部120a可以同时拍摄格子图案光PL。因此，控制部130可以对从顶图案照明部110b及主图案照明部110a照射的各个格子图案图像进行合并，算出三维形状，因而可以获得更准确的三维形状。
另一方面，所述顶图案照明部110b可以根据需要，采用诸如反射镜(mirror)的光路径变更元件，即使实际配置位置稍微不同，也可以如上所述地构成实质的配置位置。
如上所述，所述三维形状测量装置102具备顶图案照明部110b，因而垂直地向所述测量对象物10提供格子图案光PL，从而能够实现对所述测量对象物10的更精密的三维形状测量。
图6是本发明又一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
如果参照图6，本发明又一实施例的三维形状测量装置103包括多个主图案照明部110a、多个主拍摄部120a、控制部130(参照图1)、顶图案照明部110b及顶拍摄部120b。所述三维形状测量装置103除了包括所述顶拍摄部120b之外，与图5所示的三维形状测量装置102实质上相同，因而省略重复的详细说明。
所述顶拍摄部120b配置于所述测量对象物10(参照图1)的上方，可以拍摄从所述多个主图案照明部110a及所述顶图案照明部110b中至少一个照射的格子图案光PL(参照图1)被所述测量对象物10垂直反射而生成的格子图案图像PI(参照图1)。
另外，当二维照明部(图中未示出)配置于所述顶拍摄部120b与所述测量对象物10之间时，所述顶拍摄部120b可以拍摄所述二维照明部照射并被所述测量对象物10垂直反射的二维照明图像。
即，所述顶拍摄部120b可以在拍摄从所述顶图案照明部110b照射的格子图案光PL后合并，生成去除了格子花纹的二维图像，可以拍摄从所述二维照明部照射并被所述测量对象物10垂直反射的二维图像。因此，可以以生成或拍摄的至少一种二维图像为基准，执行二维检查，可以容易地补正所述侧拍摄部120a拍摄的测量对象物10的拍摄扭曲。
所述三维形状测量装置103可以还包括顶光束分离部(图中未示出)。
所述顶光束分离部可以具有与图4所示的主光束分离部150相同的结构，可以执行与所述主光束分离部150类似的功能。所述顶光束分离部使从所述顶图案照明部110b发生的格子图案光PL朝向所述测量对象物10透过，将从所述多个主图案照明部110a及所述顶图案照明部110b照射并反射的反射光中至少一个反射到所述顶拍摄部120b。
另一方面，所述顶拍摄部120b可以根据需要，采用诸如反射镜(mirror)的光路径变更元件，即使实际配置位置稍微不同，也可以如上所述地构成实质的配置位置。
另一方面，在图6中，说明了同时具备所述顶拍摄部120b和所述顶图案照明部110b的情形，但也可以只配备所述顶拍摄部120b，不配备所述顶图案照明部110b。
所述三维形状测量装置103具备顶拍摄部120b，因而可以接收垂直反射的格子图案光PL，能够实现对所述测量对象物10的更精密的三维形状测量。
图7是本发明又一实施例的三维形状测量装置的俯视图。
如果参照图7，本发明又一实施例的三维形状测量装置104包括多个主图案照明部110a、多个主拍摄部120a、控制部130(参照图1)、顶图案照明部110b、顶拍摄部120b、主光束分离部150(参照图4)。如图3及图4所示，所述三维形状测量装置104除了所述多个主图案照明部110a、所述多个主拍摄部120a及所述多个主光束分离部150相互对应配置之外，与图6所示的三维形状测量装置103实质上相同，因而省略重复的详细说明。
具体而言，所述三维形状测量装置104采用图6所示的顶图案照明部110b及顶拍摄部120b的配置，采用图3所示的多个主图案照明部110a及多个主拍摄部120a的配置。
因此，可以最大限度包括较多数量的多个图案照明部及多个拍摄部，因而可以实现对所述测量对象物10(参照图1)的更精密的三维形状测量。
根据如上所述的三维形状测量装置，从多个图案照明部发生格子图案光，多个拍摄部拍摄格子图案图像，从而当合并多个拍摄部拍摄的多个格子图案图像时，可以在多样的方向及角度实现更准确、精密的测量对象物三维形状测量。
另外，当多个主图案照明部、多个主拍摄部及主光束分离部相互对应地形成时，可以实现更紧凑的装置配置及对所述测量对象物的更有效的三维形状测量。
另外，当具备顶图案照明部时，向所述测量对象物垂直提供格子图案光，因而可以实现对所述测量对象物的更精密的三维形状测量。
另外，当具备顶拍摄部时，可以接收垂直反射的格子图案光及二维照明图像，能够实现对所述测量对象物的更精密的三维形状测量。
另外，当多个主图案照明部、多个主拍摄部及主光束分离部形成一组，顶图案照明部、顶拍摄部及顶光束分离部形成一组时，可以最大限度包括较多数量的图案照明部及拍摄部，因而可以实现对所述测量对象物的更精密的三维形状测量。
在前面说明的本发明的详细说明中，参照本发明的优选实施例进行了说明，但只要是相应技术领域的熟练从业人员或相应技术领域的普通技术人员，便能够在不超出本发明的专利权利要求书记载的本发明的思想及技术领域的范围内，多样地修改及变更本发明。因此，前述的说明及下面的附图应解释为并非限定本发明的技术思想，而是对本发明的举例。

Claims (9)

1.一种三维形状测量装置，其中，包括：
多个主图案照明部，其朝向测量对象物，在互不相同方向倾斜地照射格子图案光；
多个主拍摄部，其拍摄从所述主图案照明部照射并被所述测量对象物倾斜地反射的格子图案光；及
控制部，其利用所述主拍摄部拍摄的格子图案图像，算出所述测量对象物的三维形状。
2.根据权利要求1所述的三维形状测量装置，其中，
还包括顶图案照明部，其配置于所述测量对象物的上方，朝向所述测量对象物，垂直地照射格子图案光。
3.根据权利要求2所述的三维形状测量装置，其中，
还包括顶拍摄部，其配置于所述测量对象物的上方，拍摄从所述多个主图案照明部及所述顶图案照明部中至少一个照射的格子图案光被所述测量对象物垂直反射而生成的格子图案图像。
4.根据权利要求3所述的三维形状测量装置，其中，
还包括顶光束分离部，其使从所述顶图案照明部发生的所述格子图案光朝向所述测量对象物透过，将从所述多个主图案照明部及所述顶图案照明部照射并反射的反射光中至少一个反射到所述顶拍摄部。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的三维形状测量装置，其中，
所述主图案照明部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的三维形状测量装置，其中，
所述主拍摄部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置。
7.根据权利要求1及权利要求4中任意一项所述的三维形状测量装置，其中，
所述多个主图案照明部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，
所述多个主拍摄部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，
所述多个主图案照明部及所述多个主拍摄部相互交互地配置。
8.根据权利要求1～4中任意一项所述的三维形状测量装置，其中，
所述多个主图案照明部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，
所述多个主拍摄部以所述测量对象物为中心，沿圆周方向相互隔开配置，
所述多个主图案照明部及所述主拍摄部形成一组，相互对应配置。
9.根据权利要求8所述的三维形状测量装置，其中，
还包括主光束分离部，其与相互对应配置的所述主图案照明部及所述主拍摄部形成一组，使从所述主图案照明部发生的格子图案光朝向所述测量对象物透过，使从所述多个主图案照明部照射并反射的反射光分离，向所述主拍摄部反射。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111623723A (zh) * 2020-05-06 2020-09-04 深圳中科飞测科技有限公司 检测设备及检测方法
CN112857259A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 Juki株式会社 3维测量装置及3维测量方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101981533B1 (ko) * 2018-04-16 2019-05-23 주식회사 센소허브 3차원 형상 측정 시스템의 보정 방법
JP7212240B2 (ja) * 2018-06-11 2023-01-25 オムロン株式会社 計測システムおよび計測方法
WO2020080758A1 (ko) * 2018-10-15 2020-04-23 주식회사 고영테크놀러지 검사를 위한 장치, 방법 및 명령을 기록한 기록 매체
US10883823B2 (en) * 2018-10-18 2021-01-05 Cyberoptics Corporation Three-dimensional sensor with counterposed channels
CN109341554B (zh) * 2018-12-24 2020-09-04 上海集成电路研发中心有限公司 一种测量膜厚的装置及方法
CN114051579A (zh) * 2019-06-28 2022-02-15 株式会社高迎科技 用于确定对象体的三维形象的装置及方法
CN114255631B (zh) * 2021-12-30 2024-02-23 福建省厦门集美中学 一种摆臂式π试验仪的制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461417A (en) * 1993-02-16 1995-10-24 Northeast Robotics, Inc. Continuous diffuse illumination method and apparatus
CN101182996A (zh) * 2006-11-13 2008-05-21 株式会社高永科技 利用阴影莫尔法的三维形状测量装置
JP2010181247A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Nokodai Tlo Kk 形状測定装置及び形状測定方法
CN101960253A (zh) * 2008-02-26 2011-01-26 株式会社高永科技 三维形状测量装置及测量方法
CN103299728A (zh) * 2010-12-29 2013-09-11 株式会社高永科技 基板检查方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7313289B2 (en) * 2000-08-30 2007-12-25 Ricoh Company, Ltd. Image processing method and apparatus and computer-readable storage medium using improved distortion correction
US7068363B2 (en) * 2003-06-06 2006-06-27 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems for inspection of patterned or unpatterned wafers and other specimen
US7447558B2 (en) * 2004-09-18 2008-11-04 The Ohio Willow Wood Company Apparatus for determining a three dimensional shape of an object
WO2007073879A1 (de) * 2005-12-16 2007-07-05 Automation W + R Gmbh Verfahren und anornung zur erkennung von materialfehlern, in werkstücken
KR100722245B1 (ko) * 2006-03-23 2007-05-29 주식회사 고영테크놀러지 3차원형상 측정장치
KR100841662B1 (ko) * 2006-06-23 2008-06-26 주식회사 고영테크놀러지 모아레와 스테레오를 이용한 3차원형상 측정시스템 및 방법
US8285025B2 (en) * 2008-03-25 2012-10-09 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for detecting defects using structured light
EP2568697B1 (en) * 2009-06-05 2015-09-16 Canon Kabushiki Kaisha Recording-medium imaging device and image forming apparatus
KR101295760B1 (ko) * 2011-03-10 2013-08-13 주식회사 미르기술 다중 격자 무늬를 이용한 비전검사장치
WO2012125706A2 (en) * 2011-03-15 2012-09-20 Board Of Trustees Of Michigan State University Real-time 3d shape measurement system
KR101371376B1 (ko) * 2012-05-22 2014-03-07 주식회사 고영테크놀러지 3차원 형상 측정장치
US20140293011A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Phasica, LLC Scanner System for Determining the Three Dimensional Shape of an Object and Method for Using
US10492763B2 (en) * 2014-04-23 2019-12-03 Exact Imaging Inc. Medical image processing systems and methods thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461417A (en) * 1993-02-16 1995-10-24 Northeast Robotics, Inc. Continuous diffuse illumination method and apparatus
CN101182996A (zh) * 2006-11-13 2008-05-21 株式会社高永科技 利用阴影莫尔法的三维形状测量装置
CN101960253A (zh) * 2008-02-26 2011-01-26 株式会社高永科技 三维形状测量装置及测量方法
JP2010181247A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Nokodai Tlo Kk 形状測定装置及び形状測定方法
CN103299728A (zh) * 2010-12-29 2013-09-11 株式会社高永科技 基板检查方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112857259A (zh) * 2019-11-12 2021-05-28 Juki株式会社 3维测量装置及3维测量方法
CN111623723A (zh) * 2020-05-06 2020-09-04 深圳中科飞测科技有限公司 检测设备及检测方法

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Publication number Publication date
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US20180128603A1 (en) 2018-05-10
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WO2016163840A1 (ko) 2016-10-13
EP3282223A1 (en) 2018-02-14
KR101659302B1 (ko) 2016-09-23
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