DE102010029319A1

DE102010029319A1 - Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE102010029319A1
Application number: DE102010029319A
Authority: DE
Inventors: Ho Kim; Kwang-Ill Kho; Hee-Wook Anyang You; Jae-Myeong Seongnam Song
Original assignee: Koh Young Technology Inc
Current assignee: Koh Young Technology Inc
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: JP2010276607A; US8878929B2; DE202010018585U1; US20100302364A1; JP2012225944A; CN102589475A; CN102589475B; CN101900534A; JP5852527B2; JP2013174624A; CN101900534B; US20140010438A1; DE102010029319B4

Abstract

Eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form weist m Projektionsabschnitte auf, von denen jeder eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist und bei jeder Bewegung Gittermusterlicht auf ein Messungsziel einstrahlt, während das Gitterelement n-mal bewegt wird, wobei 'n' und 'm' natürliche Zahlen größer als oder gleich 2 sind, einen Abbildungsabschnitt, der ein vom Messungsziel reflektiertes Gittermusterbild fotografiert, und einen Steuerabschnitt, der steuert, dass, während er das Gittermusterbild mittels eines der m Projektionsabschnitte fotografiert, ein Gitterelement zumindest eines weiteren Projektionsabschnitts bewegt wird. Dadurch lässt sich die Messzeit verringern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form und ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form. Insbesondere betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form und ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form, die zur Verringerung der Messzeit ausgebildet sind.
DISKUSSION DES HINTERGRUNDS
Allgemein wird mit einer Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form eine dreidimensionale Form eines Messungsziels mittels eines fotografierten Bildes gemessen. Die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form kann einen Projektionsabschnitt, der Licht auf das Messungsziel einstrahlt, einen Kameraabschnitt, der mittels des vom Messungsziel reflektierten Lichts ein Bild fotografiert, und einen Steuerabschnitt aufweisen, der den Projektionsabschnitt und den Kameraabschnitt steuert und das Bild arithmetisch verarbeitet, so dass die dreidimensionale Form gemessen wird.
Da die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form das fotografierte Bild des Messungsziels zur Messung der dreidimensionalen Form arithmetisch verarbeitet, wie dies oben beschrieben ist, erhöht sich durch die Verringerung der Messzeit für die dreidimensionale Form des Messungsziels die Schnelligkeit und die Effizienz der Arbeit, wodurch sich Messkosten reduzieren lassen. Aus diesem Grund ist die Messzeit ein äußerst wichtiger Faktor.
Bei einer konventionellen Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form können zum Beispiel die folgenden Faktoren die oben genannte Messzeit erhöhen.
Erstens erhöht sich die Messzeit entsprechend einem Fotografieverfahren und einem Verfahren zur Bewegung eines Gitters.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form mittels einer konventionellen Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form darstellt.
Gemäß 1 wird konventionell bei der Verwendung von zwei Projektionsabschnitten eine Vielzahl von Bildern fotografiert, während ein Gitter eines ersten Projektionsabschnitts bewegt wird, und wird dann eine Vielzahl von Bilder fotografiert, während ein Gitter eines zweiten Projektionsabschnitts bewegt wird.
Da jedoch ein Gitter nach der Fotografie der Kamera bewegt wird, werden unabhängig voneinander Zeit für die Fotografie und Zeit zur Bewegung des Gitters benötigt. Dadurch erhöht sich die Gesamtmesszeit und erhöht sich mit steigender Anzahl der Projektionsabschnitte noch weiter.
Zweitens ist eine lange Messzeit erforderlich, wenn ein Messungsziel mit einer relativ großen Fläche in eine Vielzahl von Messbereichen unterteilt und gemessen wird.
Falls Bilder für jeden Messbereich bezüglich des Messungsziels, das eine relativ große Fläche aufweist, fotografiert werden und eine dreidimensionale Form des Messungsziels mittels der Bilder fotografiert wird, muss der Kameraabschnitt ein Bild für jeden Messbereich fotografieren, wobei das Bild danach arithmetisch verarbeitet wird, so dass eine dreidimensionale Form im Messbereich gemessen wird.
Falls jedoch die arithmetische Verarbeitung für das fotografierte Bild etwas länger dauert, so kann es lange dauern, bis eine Messungszielfläche zu jedem Messbereich des Messungsziels bewegt wird, wobei die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form außerdem dreidimensionale Formen aller Messbereiche misst.
Drittens ist die Vorrichtung auf die Verringerung der Fotografiezeit einer Kamera und auf die Bewegungszeit eines Gitterelements beschränkt.
Zum schnellen Einfügen einer Platte müssen die Fotografiezeit einer Kamera und die Bewegungszeit eines Gitterelements verringert werden. Wird jedoch die Fotografiezeit einer Kamera verringert, so wird ein Reflexionsgitterbild nicht in ausreichendem Maß aufgenommen, was eine genaue Prüfung verhindert. Die Bewegungszeit eines Gitterelements ist zudem sehr eingeschränkt. Dadurch ist es schwierig, die Prüfzeit erheblich zu verringern.
Falls ein Messungsziel relativ klein ist, erhöht sich viertens die Messzeit unnötig.
Zur Prüfung eines Messungsziels, das relativ klein ist, wie zum Beispiel ein LED-Leuchtstab, wird eine Vielzahl von Messungszielen in einem Zustand geprüft, in dem die Messungsziele auf einer Prüfplatte, wie einem Montagegestell, angebracht werden. Dadurch liegen sowohl ein Abschnitt, in dem sich die Messungsziele befinden, als auch ein Abschnitt, in dem sich die Messungsziele nicht befinden, in einem Sichtfeld einer Kamera.
Dementsprechend erfolgt beim Erhalt von Bilddaten für alle Bereiche im Sichtfeld der Kamera und bei der Verarbeitung der Bilddaten eine unnötige Datenverarbeitung für den Abschnitt, in dem sich die Messungsziele nicht befinden, wodurch sich die Datenverarbeitungszeit und dadurch auch die Messzeit erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form bereit, die zur Verringerung der Messzeit für eine dreidimensionale Form ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form bereit, das zur Verringerung der Messzeit für eine dreidimensionale Form ausgebildet ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte sowie ein Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels der Vorrichtung zur Prüfung einer Platte bereit, die zur Verringerung der Messzeit und zur Verbesserung der Messqualität ausgebildet sind.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen weiterhin ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form bereit, das zur selektiven Messung lediglich eines Bereichs, in dem sich Messungsziele befinden, ausgebildet ist, so dass sich die Messzeit verringert.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form offenbart. Die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form weist m Projektionsabschnitte, von denen jeder eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist und bei jeder Bewegung Gittermusterlicht auf ein Messungsziel projiziert, während das Gitterelement n-mal bewegt wird, wobei ,n' und ,m' natürliche Zahlen sind, die größer als oder gleich 2 sind, einen Abbildungsabschnitt, der ein vom Messungsziel reflektiertes Gittermusterbild fotografiert, und einen Steuerabschnitt auf, der steuert, dass, während er das Gittermusterbild mittels eines der m Projektionsabschnitte fotografiert, ein Gitterelement zumindest eines weiteren Projektionsabschnitts bewegt wird.
Ist m 2, so kann der Steuerabschnitt, während er das Gittermusterbild mittels eines ersten Projektionsabschnitts einmal fotografiert, das Gitterelement eines zweiten Projektionsabschnitts um 2π/n bewegen, wobei der Steuerabschnitt dann, während er das Gittermusterbild einmal mittels des zweiten Projektionsabschnitts fotografiert, das Gitterelement des ersten Projektionsabschnitts um 2π/n bewegen kann.
Ist m größer als oder gleich 3, so kann der Steuerabschnitt das Gittermusterbild m-mal fotografieren, indem er die Projektionsabschnitte, von einem ersten Projektionsabschnitt bis zu einem m-ten Projektionsabschnitt, jeweils einmal verwendet, und ein Gitterelement eines Projektionsabschnitts, der nicht für die m-malige Fotografiezeit verwendet wird, kann während der Nicht-Fotografiezeit um 2π/n bewegt werden. Der Steuerabschnitt kann steuern, dass jeder Projektionsabschnitt das Gitterelement desselben vor zumindest zwei Fotografiezeiten vor der Projektion des Gittermusterlichts bewegt.
Der Steuerabschnitt kann steuern, dass das Gittermusterlicht mittels eines Projektionsabschnitts der m Projektionsabschnitte fotografiert wird, und dass dann während einer unmittelbar folgenden Fotografiezeit eines weiteren Projektionsabschnitts ein Gitterelement des einen Projektionsabschnitts bewegt wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form offenbart. Das Verfahren weist die Fotografie eines ersten Bildes in einem ersten Messbereich eines Messungsziels, die arithmetische Verarbeitung des ersten Bildes durch eine erste zentrale Verarbeitungseinheit zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im ersten Messbereich, die Fotografie eines zweiten Bildes in einem zweiten Messbereich des Messungsziels, während die erste zentrale Verarbeitungseinheit das erste Bild arithmetisch verarbeitet, und die arithmetische Verarbeitung des zweiten Bildes durch eine zweite zentrale Verarbeitungseinheit zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im zweiten Messbereich auf.
Das Verfahren kann weiterhin die Fotografie eines dritten Bildes in einem dritten Messbereich des Messungsziels während der arithmetischen Verarbeitung des zweiten Bildes durch die zweite zentrale Verarbeitungseinheit und die arithmetische Verarbeitung des dritten Bildes durch die erste zentrale Verarbeitungseinheit zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im dritten Messbereich aufweisen.
Sowohl das erste als auch das zweite Bild können eine Vielzahl von Wegbildern aufweisen, die bezüglich des Messungsziels in verschiedenen Richtungen fotografiert werden. Die arithmetische Verarbeitung sowohl des ersten als auch des zweiten Bildes kann durch eine unabhängig voneinander erfolgende arithmetische Verarbeitung jedes Bildes und durch das Zusammenfügen der arithmetisch verarbeiteten Daten für das erste und zweite Bild erfolgen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form offenbart. Das Verfahren weist die Fotografie eines ersten Bildes in einem ersten Messbereich eines Messungsziels in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die Fotografie eines zweiten Bildes in einem zweiten Messbereich des Messungsziels zumindest in der ersten Richtung und der zweiten Richtung nach der Fotografie des ersten Bildes und die Unterteilung des ersten Bildes in ein Bild entsprechend der ersten Richtung und ein Bild entsprechend der zweiten Richtung und die arithmetische Verarbeitung der unterteilten Bilder durch eine Vielzahl zentraler Verarbeitungseinheiten auf, so dass eine dreidimensionale Form im ersten Messbereich hergestellt wird.
Die zentralen Verarbeitungseinheiten können eine erste zentrale Verarbeitungseinheit, die das Bild entsprechend der ersten Richtung arithmetisch verarbeitet, und eine zweite zentrale Verarbeitungseinheit, die das Bild entsprechend der zweiten Richtung arithmetisch verarbeitet, aufweisen. Die erste und/oder die zweite zentrale Verarbeitungseinheit kann die arithmetisch verarbeiteten Daten für das Bild entsprechend der ersten Richtung und das Bild entsprechend der zweiten Richtung zusammenfügen.
Die Unterteilung des ersten Bildes und die arithmetische Verarbeitung der unterteilten Bilder zur Herstellung der dreidimensionalen Form kann die Unterteilung des ersten Bildes in eine Vielzahl von Segmente und die arithmetische Verarbeitung der unterteilten Segmente durch die zentralen Verarbeitungseinheiten aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte offenbart. Die Vorrichtung zur Prüfung einer Platte weist eine Stufe, die eine Platte trägt, einen Projektionsabschnitt, der eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist, wobei der Projektionsabschnitt ein Gittermusterlicht auf die Platte einstrahlt, und eine Kamera, die zum Empfang eines von der Platte reflektierten Reflexionsmusterbildes nacheinander von einer ersten Linie bis zu einer letzten Linie geöffnet wird, auf. Das Gitterelement wird zumindest während des Zeitintervalls, in dem die Kamera von der ersten Linie bis zur letzten Linie geöffnet ist, bewegt.
Es ist möglich, das Gitterelement während eines Zeitintervalls, in dem sämtliche Linien der Kamera gleichzeitig das Reflexionsgitterbild empfangen, nicht zu bewegen. Das Gittermusterlicht kann durch den Projektionsabschnitt während eines vorbestimmten Zeitintervalls eingestrahlt werden, das zwischen einer Zeit, in der die letzte Linie geöffnet wird und einer Zeit, in der die erste Linie geschlossen wird, liegt. Das Gitterelement kann einmal um 2π/n und insgesamt n – 1mal bewegt werden, und die Kamera kann das Reflexionsgitterbild n-mal entsprechend der Bewegung des Gitterelements empfangen, wobei ,n' eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2 ist.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels zumindest zwei Projektionsabschnitten, von denen jeder eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist, und einer Kamera offenbart. Das Verfahren weist die nacheinander erfolgende Öffnung der Kamera von einer ersten Linie bis zu einer letzten Linie, die Einstrahlung eines Gittermusterlichts auf die Platte mittels eines ersten Projektionsabschnitts der Projektionsabschnitte und die Bewegung eines Gitterelements, das in zumindest einem zweiten Projektionsabschnitt, der sich vom ersten Projektionsabschnitt unterscheidet, enthalten ist, während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das zwischen einer Zeit, in der die letzte Linie geöffnet wird und einer Zeit, in der die letzte Linie geschlossen wird, liegt, auf.
Der erste Projektionsabschnitt kann das Gittermusterlicht während eines vorbestimmten Zeitintervalls einstrahlen, das zwischen einer Zeit, in der die letzte Linie geöffnet wird und einer Zeit, in der die erste Linie geschlossen wird, liegt.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Prüfung einer Platte offenbart. Das Verfahren weist die Beschickung einer Prüfvorrichtung mit einer Prüfplatte, auf der eine Vielzahl von Messungszielen angeordnet ist, die Unterteilung von Prüfbereichen, in denen die Messungsziele angeordnet sind, in einem Sichtfeld einer Kamera zum Erhalt von Bilddaten für jeden Prüfbereich, und die Prüfung von Formen der Messungsziele mittels der erhaltenen Bilddaten für jeden Prüfbereich auf.
Die Unterteilung der Prüfbereiche zum Erhalt der Bilddaten kann die Einstrahlung eines Musterlichts auf die Messungsziele und den Empfang von Reflexionsmusterlichtern, die von den Messungszielen reflektiert werden, mittels der Kamera aufweisen.
Die Messungsziele können Platten entsprechen, die in einer Vielzahl von Reihen mit einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind. Die Prüfplatte kann einem Befestigungsträger entsprechen, mit dem die Messungsziele befestigt werden.
Die Prüfung der Formen der Messungsziele kann die Kartierung der erhaltenen Bilddaten für jeden Prüfbereich zur Erzeugung eines Gesamtbildes jedes Messungsziels aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgen die Fotografie einer Kamera und die Bewegung eines Gitters gleichzeitig, wodurch sich die Messzeit für eine dreidimensionale Form erheblich verringert. Aufgrund der Verringerung der Messzeit lässt sich zudem die Fotografiezeit der Kamera soweit erhöhen, dass man die für die Fotografie benötigte Lichtmenge erhält.
Weiterhin werden mehrere Bilder mittels einer Vielzahl von zentralen Verarbeitungseinheiten arithmetisch verarbeitet, wodurch sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit für die Bilder erhöht.
Weiterhin wird bei der Bewegung eines Gitterelements mittels eines Projektionsabschnitts und einer Kamera und bei der Fotografie einer Vielzahl von Bildern, bei denen der Phasenübergang erfolgt ist, das Gitterelement während der Laufzeit der Kamera, in der keine Fotografie eines Bildes erfolgt, bewegt, so dass sich die Messzeit verringert.
Weiterhin wird bei der Fotografie eines Bildes eines Messungsziels mittels zumindest zwei Projektionsabschnitten das Gitterelement während eines Frame-Intervalls, in dem ein zugehöriger Projektionsabschnitt kein Licht einstrahlt, bewegt, so dass sich die Messzeit weiter verringert.
Weiterhin wird bei der Messung einer Prüfplatte, auf der eine Vielzahl von Messungszielen angebracht ist, nur ein Prüfbereich gemessen, in dem die Messungsziele angeordnet sind, so dass sich die Fotografiezeit einer Kamera verringert.
Weiterhin werden Bilddaten nur für einen Prüfbereich verwendet und lässt sich die zu verarbeitende Datenmenge verringern, wobei sich insbesondere die Datenmenge zum Vergleich bei der Bildkartierung verringern lässt, so dass sich die Messzeit erheblich verringert.
Die vorangehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende ausführliche Beschreibung dienen als Beispiel und Erläuterung und haben den Zweck, die beanspruchte Erfindung näher zu erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die angehängten Figuren, die zum besseren Verständnis der Erfindung beigefügt sind und als ein Bestandteil dieser Patentschrift in die Patentschrift aufgenommen sind, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form mittels einer konventionellen Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form darstellt.
2 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Treiben einer Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, die zwei Projektionsabschnitte aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Treiben einer Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, die zwei Projektionsabschnitte aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
6 und 7 sind Blockdiagramme, die ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder mittels einer einzelnen zentralen Verarbeitungseinheit darstellt.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
12 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
13 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
16 ist eine Draufsicht, in der eine Prüfplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
17 ist eine Draufsicht, in der ein Teilbild der Prüfplatte aus 16 dargestellt ist, das von einer Kamera fotografiert wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlicher beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt sind. Die vorliegende Erfindung kann indes auf mehrerlei verschiedene Weise ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt ausgelegt werden. Diese Ausführungsbeispiele dienen vielmehr der Gründlichkeit und Vollständigkeit dieser Offenbarung und vermitteln dem Fachmann den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Größe und relative Größe von Schichten und Regionen können in den Figuren um der Klarheit willen vergrößert dargestellt sein.
Wird ein Element oder eine Schicht als „auf” einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als „verbunden mit” oder „verkoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet, so kann es sich unmittelbar auf dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden, bzw. mit diesen verbunden oder verkoppelt sein, oder es kann dazwischen befindliche Elemente oder Schichten geben. Wird dagegen ein Element als „unmittelbar auf” einem anderen Element oder einer anderen Schicht befindlich oder als „unmittelbar verbunden mit” oder „unmittelbar verkoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet, so gibt es keine dazwischen befindlichen Elemente oder Schichten. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente. So wie der Begriff „und/oder” hier verwendet wird, umfasst er eine und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Elemente.
Auch wenn die Begriffe „erste/r/s”, „zweite/r/s”, „dritte/r/s”, usw. hier zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden, sollen diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht auf diese Begriffe beschränkt sein. Diese Begriffe dienen lediglich der Unterscheidung eines Elements, einer Komponente, Region, Schicht oder eines Abschnitts von einer anderen Region, Schicht oder einem anderen Abschnitt. Ein erstes Element, eine erste Komponente, eine erste Region, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, von denen nachfolgend die Rede ist, könnten also auch als zweites Element, zweite Komponente, zweite Region, zweite Schicht oder zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen Auf den Raum bezogene Begriffe wie „unterhalb”, „unter”, „untere/r/s”, „über”, „obere/r/s” und dergleichen können hier zur leichteren Beschreibung eines Verhältnisses eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element/anderen Elementen oder einem anderen Merkmal/anderen Merkmalen gemäß der Darstellung in den Figuren verwendet werden. Auf den Raum bezogene Begriffe sollen neben der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung in Gebrauch oder in Betrieb umfassen. Steht zum Beispiel die Vorrichtung in den Figuren auf dem Kopf, so wären Elemente, die als „unter” oder „unterhalb” anderen Elemente oder Merkmalen beschrieben werden, „über” den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet. Der Beispielbegriff „unter” kann mithin sowohl eine Ausrichtung „über” und „unter” umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig ausgerichtet sein (um 90° oder anderweitig gedreht), und die hier verwendeten Angaben zur räumlichen Beschreibung können dementsprechend ausgelegt werden.
Der hier verwendete Fachwortschatz dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Die nachfolgend verwendeten Singularformen „ein/e/r” und „der/die/das” sollen auch den Plural umfassen, sofern dies nicht durch den Kontext eindeutig anders vorgegeben ist. Werden in dieser Patentschrift die Begriffe „aufweist”, bzw. „aufweisend” verwendet, so wird mit ihnen das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente und/oder Komponenten bezeichnet, wobei indes nicht ausgeschlossen ist, dass es noch ein oder mehrere weitere Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben gibt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Querschnittansichten, die schematische Darstellungen idealisierter Ausführungsbeispiele (und dazwischen liegender Strukturen) der vorliegenden Erfindung sind, beschrieben. Es ist daher mit, zum Beispiel durch die Herstellungstechnik und/oder Toleranzen bedingten, Abweichungen von den Formen der Darstellungen zu rechnen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollten mithin nicht als Einschränkung auf bestimmte hier dargestellte Formen von Regionen begriffen werden, sondern können, beispielsweise durch die Herstellung bedingte, Abweichungen in Bezug auf die Formen aufweisen. So weist zum Beispiel eine als Rechteck dargestellte implantierte Region typischerweise abgerundete oder gekrümmte Merkmale und/oder eine Steigung der Konzentration der Implantation an ihren Rändern anstelle einer binären Änderung von einer implantierten zu einer nicht implantierten Region auf. Ebenso kann es bei einer durch Implantation ausgebildeten eingebetteten Region zu einer Implantation in der Region zwischen der eingebetteten Region und der Oberfläche, durch die hindurch die Implantation erfolgt, kommen. Die in den Figuren dargestellten Regionen sind mithin schematisch, und ihre Formen sollen nicht die tatsächliche Form einer Region einer Vorrichtung darstellen und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
Alle hier verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) haben – sofern dies nicht anderweitig definiert ist – die Bedeutung, die ein Fachmann auf dem Gebiet, dem diese Erfindung angehört, darunter versteht. Die Bedeutung von Begriffen, die in allgemeingebräuchlichen Wörterbüchern definiert sind, sollte der Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik entsprechend und nicht idealisiert oder allzu formal ausgelegt werden, sofern dies hier nicht ausdrücklich so definiert ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben.
2 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Gemäß 2 weist eine Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Projektionsabschnitte 110, deren Anzahl ,m' beträgt, einen Abbildungsabschnitt 120 und einen Steuerabschnitt 130 auf. ,M' ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2.
Jeder der Projektionsabschnitte 110 projiziert ein Gittermusterlicht auf ein Messungsziel 150, das an einer Arbeitsstufe 140 befestigt ist. Die Projektionsabschnitte 110 können derart angeordnet sein, dass sie Gittermusterlichter einstrahlen, die bezüglich einer Normalen des Messungsziels 150 in einem vorbestimmten Winkel schräg stehen. Die Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form kann zum Beispiel 2, 3, 4 oder 6 Projektionsabschnitte 110 aufweisen, wobei die Vielzahl der Projektionsabschnitte 110 bezüglich der Normalen des Messungsziels 150 symmetrisch angeordnet sein kann.
Jeder der Projektionsabschnitte 110 weist eine Lichtquelle 111 und ein Gitterelement 112 auf. Jeder Projektionsabschnitt 110 kann weiterhin einen Projektionslinsenteil 113 aufweisen. Die Lichtquelle 111 strahlt Licht zum Messungsziel 150. Das Gitterelement 112 wandelt das von der Lichtquelle 111 erzeugte Licht entsprechend einem Gittermuster des Gittermusterlichts in das Gittermusterlicht um. Das Gitterelement 112 wird mittels eines (nicht gezeigten) Gitterbewegungsmittels, wie eines Aktors, einmal um 2π/n und insgesamt n-mal bewegt, so dass Gittermusterlicht, bei dem der Phasenübergang erfolgt ist, erzeugt wird. ,N' ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2. Der Projektionslinsenteil 113 projiziert das vom Gitterelement 112 erzeugte Gittermusterlicht auf das Messungsziel 150. Der Projektionslinsenteil 113 kann zum Beispiel eine Kombination aus einer Vielzahl von Linsen aufweisen und fokussiert das vom Gitterelement 112 erzeugte Gittermusterlicht, so dass das fokussierte Gittermusterlicht auf das Messungsziel 150 projiziert wird. Während das Gittermusterelement 112 n-mal bewegt wird, projiziert somit jeder Projektionsabschnitt 110 das Gittermusterlicht bei jeder Bewegung auf das Messungsziel 150.
Der Abbildungsabschnitt 120 fotografiert Gittermusterlicht, das vom Messungsziel 150 reflektiert wird, durch das Gittermusterlicht, das auf das Messungsziel 150 projiziert wird. Da die Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form m Projektionsabschnitte 110 aufweist und die Fotografie n-mal bezüglich jedes Projektionsabschnitts 110 erfolgt, fotografiert der Abbildungsabschnitt 120 das Gittermusterlicht n × m-mal. Der Abbildungsabschnitt 120 kann zur Fotografie des Gittermusterbildes eine Kamera 121 und einen Abbildungslinsenteil 122 aufweisen. Die Kamera 121 kann eine CCD- oder eine CMOS-Kamera verwenden. Das vom Messungsziel 150 reflektierte Gittermusterlicht wird mittels des Abbildungslinsenteils 122 von der Kamera 121 fotografiert.
Der Steuerabschnitt 130 steuert allgemein die in der Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form enthaltenen Komponenten. Der Steuerabschnitt 130 bewegt das Gitterelement 112 n-mal und steuert den Projektionsabschnitt 110 derart, dass er bei jeder Bewegung Gittermusterlicht auf das Messungsziel 150 projiziert. Der Steuerabschnitt 130 steuert zudem den Abbildungsabschnitt 120 derart, dass er das vom Messungsziel 150 reflektierte Gittermusterbild fotografiert.
Zur Verringerung der Gesamtmesszeit der Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form steuert der Steuerabschnitt 130 während der Fotografie des Gittermusterbildes mittels eines der m Projektionsabschnitte 110 das Gitterelement 112 zumindest eines weiteren Projektionsabschnitts 110 derart, dass es sich bewegt. Zum Beispiel wird das Gittermusterbild mittels eines Projektionsabschnitts 110 der m Projektionsabschnitte 110 fotografiert, wobei der Steuerabschnitt 130 dann während der unmittelbar folgenden Fotografiezeit eines weiteren Projektionsabschnitts 110 das Gitterelement 112 des einen Projektionsabschnitts 110 um 2π/n bewegen kann.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Treiben einer Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, die zwei Projektionsabschnitte aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Gemäß 2 und 3 weist die Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zwei Projektionsabschnitte 110 auf, zum Beispiel einen ersten Projektionsabschnitt 110a und einen zweiten Projektionsabschnitt 110b.
Der Steuerabschnitt 130 bewegt das Gitterelement 112 des zweiten Projektionsabschnitts 110b in einem Abstand entsprechend einer Phase von 2π/n, während er ein Gittermusterbild 1 mittels des ersten Projektionsabschnitts 110a einmal fotografiert. Dann bewegt der Steuerabschnitt 130 das Gitterelement 112 des ersten Projektionsabschnitts 110a in einem Abstand entsprechend einer Phase von 2π/n, während er ein Gittermusterbild 2 mittels des zweiten Projektionsabschnitts 110b einmal fotografiert. Anders ausgedrückt, wird das Gittermusterbild 1 mittels des ersten Projektionsabschnitts 110a fotografiert, wobei der Steuerabschnitt 130 dann während der unmittelbar folgenden Fotografiezeit des zweiten Projektionsabschnitts 110b das Gitterelement 112 des ersten Projektionsabschnitts 110a bewegt. Dann wiederholt der Steuerabschnitt 130 die oben genannten Verfahren mittels des ersten Projektionsabschnitts 110a und des zweiten Projektionsabschnitts 110b derart, dass er die Fotografie eines Gittermusterbildes 3 bis eines Gittermusterbildes 8 steuert.
Danach kombiniert der Steuerabschnitt 130 die mittels des ersten Projektionsabschnitts 110a fotografierten Gittermusterbilder 1, 3, 5 und 7 zum Erhalt einer ersten Phaseninformation und kombiniert die mittels des zweiten Projektionsabschnitts 110b fotografierten Gittermusterbilder 2, 4, 6 und 8 zum Erhalt einer zweiten Phaseninformation, wobei dann die dreidimensionale Form des Messungsziels 150 mittels der ersten Phaseninformation und der zweiten Phaseninformation gemessen wird.
Wie oben beschrieben, wird im Vergleich zu einem in 1 beschriebenen Verfahren die Messungszeit erheblich verringert, wenn die Fotografie durch die Kamera und die Bewegung des Gitters gleichzeitig erfolgen. Darüber hinaus lässt sich aufgrund der Verringerung der Messzeit die Fotografiezeit der Kamera erheblich steigern, was den Erhalt der für die Fotografie benötigten Lichtmenge ermöglicht.
In 3 ist zum Beispiel ein Verfahren mit 4-Buckets beschrieben, in dem die Fotografie 4-mal für jeden Projektionsabschnitt 110 erfolgt. Alternativ lässt sich das oben genannte Verfahren auf verschiedene Gucket-Verfahren, wie etwa ein Verfahren mit 3 Buckets, anwenden.
Weist die Vorrichtung 100 zur Messung einer dreidimensionalen Form drei oder mehr Projektionsabschnitte 110 auf, so steuert der Steuerabschnitt 130 die Fotografie des Gittermusterlichts m-mal, indem die Projektionsabschnitte, von einem ersten Projektionsabschnitt bis zu einem letzten Projektionsabschnitt, d. h., einem m-ten Projektionsabschnitt, jeweils einmal verwendet werden, und wird ein Gitterelement eines Projektionsabschnitts, der nicht für die m-malige Fotografiezeit verwendet wird, während der Nichtfotografiezeit um 2π/n bewegt. Unter Bezugnahme auf 4 soll zum Beispiel ein Treiberverfahren für den Fall beschrieben werden, dass die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form drei Projektionsabschnitte aufweist.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Treiben einer Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, die zwei Projektionsabschnitte aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Gemäß 4 kann eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form drei Projektionsabschnitte aufweisen, zum Beispiel einen ersten Projektionsabschnitt, einen zweiten Projektionsabschnitt und einen dritten Projektionsabschnitt. Drei Projektionsabschnitte können zum Beispiel derart angeordnet sein, dass sie in einem Winkel von 120° bezüglich der Mitte des Messungsziels voneinander beabstandet sind.
Während der Fotografie eines Gittermusterbildes 1 mittels des ersten Projektionsabschnitts der drei Projektionsabschnitte wird ein Gitterelement eines der verbleibenden Projektionsabschnitte, zum Beispiel des dritten Projektionsabschnitts in einem Abstand entsprechend einer Phase von 2π/n bewegt. Dann wird während der Fotografie eines Gittermusterbildes 2 mittels des zweiten Projektionsabschnitts ein Gitterelement eines der verbleibenden Projektionsabschnitte, zum Beispiel des ersten Projektionsabschnitts, in einem Abstand entsprechend einer Phase von 2π/n bewegt. Danach wird während der Fotografie eines Gittermusterbildes 3 mittels des dritten Projektionsabschnitts ein Gitterelement eines der verbleibenden Projektionsabschnitte, zum Beispiel des zweiten Projektionsabschnitts, in einem Abstand entsprechend einer Phase von 2π/n bewegt. Dann werden die oben beschriebenen Verfahren wiederholt, indem der erste Projektionsabschnitt, der zweite Projektionsabschnitt und der dritte Projektionsabschnitt zur Fotografie eines Gittermusterbildes 4 bis eines Gittermusterbildes 12 verwendet werden.
Aufgrund der Verringerung der Fotografiezeit lässt sich die Bewegungszeit des Gitterelements relativ gesehen steigern. Beträgt die Fotografiezeit zum Beispiel etwa 5 ms und die Bewegungszeit des Gitterelements etwa 7 ms, so wird die Bewegungszeit des Gitterelements um etwa 2 ms länger als die Fotografiezeit. Da das Gitterelement innerhalb einer Fotografiezeit nicht bewegbar ist, wird mithin die Bewegung des Gitterelements während zwei Fotografiezeiten durchgeführt. Dementsprechend kann vorzugsweise jeder Projektionsabschnitt vor zumindest zwei Fotografiezeiten vor der Projektion des Gittermusterlichts das Gitterelement desselben bewegen. Zum Beispiel kann vorzugsweise der erste Projektionsabschnitt vor der Fotografie des Gittermusterbildes 4 das Gitterelement desselben während zwei Fotografiezeiten des Gittermusterbildes 2 und des Gittermusterbildes 3 bewegen. Zu diesem Zweck kann vorzugsweise jeder Projektionsabschnitt das Gitterelement desselben unmittelbar nach der Fotografie des Gittermusterbildes bewegen.
Nach Abschluss der Fotografie des Gittermusterbildes 1 bis des Gittermusterbildes 12 werden die mittels des ersten Projektionsabschnitts fotografierten Gittermusterbilder 1, 4, 7 und 10 zum Erhalt einer ersten Phaseninformation kombiniert, während die mittels des zweiten Projektionsabschnitts fotografierten Gittermusterbilder 2, 5, 8 und 11 zum Erhalt einer zweiten Phaseninformation kombiniert werden und die mittels des dritten Projektionsabschnitts fotografierten Gittermusterbilder 3, 6, 9 und 12 zum Erhalt einer dritten Phaseninformation kombiniert werden. Dann wird die dreidimensionale Form des Messungsziels mittels der ersten Phaseninformation, der zweiten Phaseninformation und der dritten Phaseninformation gemessen.
In 4 ist zum Beispiel ein Verfahren mit 4 Buckets beschrieben, bei dem die Fotografie viermal für jeden Projektionsabschnitt erfolgt. Alternativ lässt sich das oben genannte Verfahren auf verschiedene Bucket-Verfahren, wie etwa ein Verfahren mit 3 Buckets, anwenden. Das Verfahren in 4 kann zudem auf eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, die vier oder mehr Projektionsabschnitte aufweist, angewendet werden.
5 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Gemäß 5 weist eine Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Projektionsabschnitt 310, einen Kameraabschnitt 320 und einen Steuerabschnitt 330 auf. Die Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form misst zum Beispiel eine dreidimensionale Form eines vorbestimmten Messungsziels 20, das auf einer Grundplatte 10 ausgebildet ist.
Der Projektionsabschnitt 310 ist zur Einstrahlung von Licht auf das auf der Grundplatte 10 ausgebildete Messungsziel 20 über der Grundplatte 10 angeordnet. Der Projektionsabschnitt 310 weist zumindest eine Beleuchtungseinheit auf und kann zum Beispiel eine erste Beleuchtungseinheit 312 und eine zweite Beleuchtungseinheit 314 aufweisen.
Die erste Beleuchtungseinheit 312 ist zur Einstrahlung eines ersten Lichts in eine erste Richtung, die bezüglich dem Messungsziel 20 schrägt ist, über der Grundplatte 10 ausgebildet. Die zweite Beleuchtungseinheit 314 strahlt ein zweites Licht in eine zweite Richtung, die bezüglich der Grundplatte 10 symmetrisch zur ersten Richtung ist.
Insbesondere kann die erste Beleuchtungseinheit 312 ein erstes Gittermusterlicht zum Messungsziel 20 strahlen, während die zweite Beleuchtungseinheit 314 ein zweites Gittermusterlicht zum Messungsziel 20 strahlen kann.
In einem Ausführungsbeispiel kann sowohl die erste als auch die zweite Beleuchtungseinheit 312 und 314 eine (nicht gezeigte) Lichtquelle, die Licht erzeugt, eine Gittereinheit, durch die das Licht von der Lichtquelle zur Ausbildung des ersten Gittermusterlichts oder des zweiten Gittermusterlichts tritt, und eine (nicht gezeigte) Projektionslinse, die das erste Gittermusterlicht oder das zweite Gittermusterlicht auf das Messungsziel 20 projiziert, aufweisen.
Die Gittereinheit kann verschiedene Formen aufweisen. Zum Beispiel kann ein Gittermuster, das einen Abschirmabschnitt und einen Übertragungsabschnitt aufweist, zur Ausbildung der Gittereinheit auf einem Glassubstrat strukturiert werden, oder die Gittereinheit kann mittels einer Flüssigkristallanzeigetafel ausgebildet werden. Sowohl die erste als auch die zweite Beleuchtungseinheit 312 und 314 können weiterhin einen (nicht gezeigten) Aktor aufweisen, der die Gittereinheit exakt bewegt.
Die Projektionslinse kann zum Beispiel durch die Kombination einer Vielzahl von Linsen ausgebildet sein, wobei die Projektionslinse das erste Gittermusterlicht oder das zweite Gittermusterlicht, die von der Gittereinheit erzeugt werden, auf dem Messungsziel 20 fokussiert.
Der Kameraabschnitt 320 ist über der Grundplatte 10 zur Fotografie von vom Messungsziel 20 reflektiertem Reflexionslicht angeordnet. Anders ausgedrückt, kann der Kameraabschnitt 320 das erste Gittermusterlicht oder das zweite Gittermusterlicht, die vom Messungsziel 20 reflektiert werden, einfangen. Der Kameraabschnitt 320 kann in der Mitte zwischen der ersten und zweiten Beleuchtungseinheit 312 und 314 angeordnet sein.
Der Kameraabschnitt 320 kann zum Beispiel eine (nicht gezeigte) Kameraeinheit, die das erste Gittermusterlicht oder das zweite Gittermusterlicht einfängt, und eine (nicht gezeigte) Empfangslinse, die das erste Gittermusterlicht oder das zweite Gittermusterlicht fokussiert, zur Bereitstellung der Kameraeinheit aufweisen.
Der Steuerabschnitt 330 steuert den Projektionsabschnitt 310 und den Kameraabschnitt 320 und verarbeitet das vom Kameraabschnitt 320 eingefangene erste und zweite Gittermusterlicht, so dass eine zweidimensionale Form und/oder eine dreidimensionale Form gemessen werden/wird.
Insbesondere versorgt der Steuerabschnitt 330 den ersten und zweiten Projektionsabschnitt 312 und 314 jeweils mit einem ersten und zweiten Beleuchtungssteuersignal S1 und S2, wodurch er die Erzeugung, die Menge, die Lichtintensität, usw. des ersten und zweiten Gittermusterlichts steuert. Weiterhin versorgt der Steuerabschnitt 330 den Kameraabschnitt 320 mit einem Fotografiesteuersignal Con, wodurch er den Kameraabschnitt 320 derart steuert, dass dieser das erste und zweite Gittermusterlicht zur richtigen Zeit einfängt, und empfängt Daten Dat, die das eingefangene Gittermusterlicht vom Kameraabschnitt 320 aufweisen.
Anders als in 5 gezeigt, kann die Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form auch ein (nicht gezeigtes) großes Messungsziel, das eine relativ große Fläche aufweist, messen. Zur Messung einer dreidimensionalen Form des großflächigen Messungsziels kann es erforderlich sein, das großflächige Messungsziel in eine Vielzahl von Messbereichen zu unterteilen. Anders ausgedrückt, misst und kombiniert die Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form dreidimensionale Formen für die Messbereiche, wodurch sie eine dreidimensionale Form des großflächigen Messungsziels misst. Die Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form fotografiert somit ein Bild in einem Messbereich und muss dann eventuell ein Bild in einem weiteren Messbereich fotografieren.
Wird das Bild im „einen Messbereich”, das in einem früheren Zeitintervall fotografiert wird, als „früheres Bild” definiert und das Bild im „weiteren Messbereich”, das in einem anschließenden Zeitintervall fotografiert wird, als „jetziges Bild” definiert, so verarbeitet die Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form das bereits fotografierte frühere Bild arithmetisch mittels einer Vielzahl von zentralen Verarbeitungseinheiten während das jetzige Bild fotografiert wird. Der Steuerabschnitt 330 kann zum Beispiel eine erste und zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 zur arithmetischen Verarbeitung des früheren Bildes bei gleichzeitiger Fotografie des jetzigen Bildes aufweisen.
6 und 7 sind Blockdiagramme, die ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Insbesondere stellt 6 ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder mittels zwei zentraler Verarbeitungseinheiten CPU1 und CPU2 dar, während 7 ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder mittels drei zentraler Verarbeitungseinheiten CPU1, CPU2 und CPU3 darstellt.
In einem Ausführungsbeispiel entspricht die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form im Wesentlichen der Vorrichtung 300 zur Messung einer dreidimensionalen Form gemäß 5, so dass nähere Erläuterungen unterbleiben können.
Gemäß 6 kann in einem Ausführungsbeispiel das Messungsziel durch die Unterteilung in eine Vielzahl von Messbereichen FOV1, FOV2, FOV3, FOV4, ..., usw. gemessen werden. Die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form misst zum Beispiel eine dreidimensionale Form in einem ersten Messbereich FOV1, wobei eine Messungszielfläche dann zu einem zweiten Messbereich FOV2 bewegt wird. Danach misst eine Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form eine dreidimensionale Form im zweiten Messbereich FOV2, wobei die Messungszielfläche dann zu einem dritten Messbereich FOV3 bewegt wird. Wie oben beschrieben, kann die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form die Messung für die dreidimensionale Form und die Bewegung der Messungszielfläche für jeden Messbereich wiederholen.
Bei einem Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein erstes Bild im ersten Messbereich FOV1 des Messungsziels mittels der Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form fotografiert. Das erste Bild kann eine Vielzahl von Wegbildern aufweisen, die bezüglich des Messungsziels in verschiedenen Richtungen fotografiert werden. Das erste Bild kann zum Beispiel ein erstes und zweites Wegbild aufweisen. Das erste Wegbild wird vom Licht von der ersten Beleuchtungseinheit 312 in 5 ausgebildet, während das zweite Wegbild vom Licht von der zweiten Beleuchtungseinheit 314 in 5 ausgebildet wird.
Nach der Fotografie des ersten Bildes im ersten Messbereich FOV1 wird das erste Bild durch die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 arithmetisch verarbeitet. Ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung des ersten Bildes kann einen Schritt der arithmetischen Verarbeitung des ersten Wegbildes, einen Schritt der arithmetischen Verarbeitung des zweiten Wegbildes und einen Schritt des Zusammenfügens des ersten und zweiten Wegbildes aufweisen. Die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 kann im Steuerabschnitt 330 in 5 enthalten sein.
Während die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 das erste Bild arithmetisch verarbeitet, wird die Messungszielfläche der Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form vom ersten Messbereich FOV1 zum zweiten Messbereich FOV2 bewegt und wird ein zweites Bild im zweiten Messbereich FOV2 fotografiert. Das zweite Bild kann zwei Wegbilder aufweisen, wie dies auch beim ersten Bild der Fall ist.
Nach der Fotografie des zweiten Bildes im zweiten Messbereich FOV2 wird das zweite Bild durch die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2, die sich von der ersten zentralen Verarbeitungseinheit CPU1 unterscheidet, arithmetisch verarbeitet. Ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung des zweiten Bildes entspricht im Wesentlichen dem Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung des ersten Bildes.
Während die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 das zweite Bild arithmetisch verarbeitet, wird die Messungszielfläche der Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form vom zweiten Messbereich FOV2 zum dritten Messbereich FOV3 bewegt, wobei ein drittes Bild im dritten Messbereich FOV3 fotografiert wird. Das dritte Bild kann zwei Wegbilder aufweisen, wie dies auch beim ersten und zweiten Bild der Fall ist.
In einem Ausführungsbeispiel wird dabei ein Verfahren, bei dem die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 das erste Bild arithmetisch verarbeitet, abgeschlossen, bevor die Fotografie des dritten Bildes beendet ist.
Nach der Fotografie des dritten Bildes im dritten Messbereich FOV3 verarbeitet die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 das dritte Bild arithmetisch. Ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung des dritten Bildes entspricht im Wesentlichen dem Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung des ersten und zweiten Bildes.
Wie oben beschrieben, wird eine Vielzahl von Bildern gemessen, während die Messungszielfläche der Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form für jeden Messbereich bewegt wird, wobei die Bilder mittels der ersten und zweiten zentralen Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 unterteilt und arithmetisch verarbeitet werden können. Anders ausgedrückt, kann die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 Bilder, die in ungeradzahligen Messbereichen fotografiert werden, arithmetisch verarbeiten, während die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 Bilder, die in geradzahligen Messbereichen fotografiert werden, arithmetisch verarbeiten kann.
Gemäß 7 können die Bilder, die in den Messbereichen des Messungsziels fotografiert werden, mittels der drei zentralen Verarbeitungseinheiten CPU1, CPU2 und CPU3 verarbeitet werden. Anders ausgedrückt, kann die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 Bilder arithmetisch verarbeiten, die in Messbereichen der Zahl 1, 4, 7, ..., usw. fotografiert werden, während die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 Bilder arithmetisch verarbeiten kann, die in Messbereichen der Zahl 2, 5, 8, ..., usw. fotografiert werden, und die dritte zentrale Verarbeitungseinheit CPU3 Bilder arithmetisch verarbeiten kann, die in Messbereichen der Zahl 3, 6, 9, ..., usw. fotografiert werden. Demzufolge kann die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 das im ersten Messbereich fotografierte erste Bild FOV1 von einem Zeitpunkt, an dem die Fotografie im ersten Messbereich FOV1 beendet ist, bis zu einem Zeitpunkt, an dem die Fotografie im vierten Messbereich FOV4 beendet ist, arithmetisch verarbeiten. Weiterhin können die zweite und dritte zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 ein Bild in jedem Messbereich im Wesentlichen während der gleichen Zeit verarbeiten, während derer die arithmetische Verarbeitung durch die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 erfolgen kann.
In 6 und 7 wird das Bild für jeden Messbereich mittels zwei oder drei zentraler Verarbeitungseinheiten arithmetisch verarbeitet. Alternativ kann das Bild für jeden Messbereich mittels vier oder mehr zentraler Verarbeitungseinheiten arithmetisch verarbeitet werden.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder mittels einer einzelnen zentralen Verarbeitungseinheit darstellt.
Gemäß 8 kann sich, wenn die mehreren Bilder, die in jedem Messbereich fotografiert werden, mittels einer einzelnen zentralen Verarbeitungseinheit CPU arithmetisch verarbeitet werden, die Messzeit bei der Messung der dreidimensionalen Form des Messungsziels verlängern. Wenn die einzelne zentrale Verarbeitungseinheit CPU sämtliche in jedem Messbereich fotografierten Bilder arithmetisch verarbeitet, kann also die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form eine Wartezeit zwischen Fotografierverfahren für die Messbereiche aufweisen. Dadurch lässt sich die Messzeit für die Fotografie der dreidimensionalen Form des Messungsziels verlängern.
In der vorliegenden Ausführungsform wird indes das Bild jedes Messbereichs mittels der Vielzahl zentraler Verarbeitungseinheiten arithmetisch verarbeitet, so dass die Wartezeit zwischen Fotografieverfahren für die Messbereiche entfallen kann, was eine Zeit für die Messung der dreidimensionalen Form des Messungsziels verringert.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Abgesehen von der arithmetischen Verarbeitung durch die erste und zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 entspricht das Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder in 9 im Wesentlichen dem in 6 beschriebenen Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder. Daher werden nähere Erläuterungen mit Ausnahme der Beschreibung der arithmetischen Verarbeitung durch die erste und zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 unterbleiben.
Gemäß 9 verarbeitet eine erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 einen Abschnitt des in jedem Messbereich fotografierten Bildes, während eine zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 einen verbleibenden Abschnitt des Bildes arithmetisch verarbeitet. Die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 verarbeitet zum Beispiel einen Abschnitt des im ersten Messbereich fotografierten ersten Bildes, während die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 einen verbleibenden Abschnitt des ersten Bildes arithmetisch verarbeitet.
In einem Ausführungsbeispiel weist das in jedem Messbereich fotografierte Bild ein erstes und zweites Wegbild auf, die in verschiedenen Richtungen fotografiert werden, weshalb die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 das erste Wegbild arithmetisch verarbeiten kann und die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 das zweite Wegbild arithmetisch verarbeiten kann. Entweder die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 oder die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 verarbeitet das Zusammenfügen der arithmetisch verarbeiteten Daten für das erste und zweite Wegbild arithmetisch.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeiten zentrale Verarbeitungseinheiten, deren Anzahl der Anzahl der Wegbilder entspricht, jeweils die Wegbilder, wenn das in jedem Messbereich fotografierte Bild eine Vielzahl von Wegbildern aufweist. Auf diese Weise lässt sich die Messzeit für die dreidimensionale Form des Messungsziels verringern.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Abgesehen von der arithmetischen Verarbeitung durch die erste und zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 entspricht das Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder in 10 im Wesentlichen dem in 6 beschriebenen Verfahren zur arithmetischen Verarbeitung mehrerer Bilder. Daher werden nähere Erläuterungen mit Ausnahme der Beschreibung der arithmetischen Verarbeitung durch die erste und zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 und CPU2 unterbleiben.
Gemäß 10 wird das in jedem Messbereich fotografierte Bild in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt, wobei die unterteilten Segmente mittels einer Vielzahl zentraler Verarbeitungseinheiten arithmetisch verarbeitet werden.
Weist das in jedem Messbereich fotografierte Bild ein erstes und zweites Wegbild auf, das in verschiedenen Richtungen fotografiert wird, so lässt sich zum Beispiel die arithmetische Verarbeitung sowohl für das erste als auch für das zweite Wegbild in acht Segmente F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7 und F8 unterteilen. Die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 kann ungeradzahlige Segmente F1, F3, F5 und F7 arithmetisch verarbeiten, während die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 geradzahlige Segmente F2, F4, F6 und F8 arithmetisch verarbeiten kann.
Auch das Verfahren zum Zusammenfügen der arithmetisch verarbeiteten Daten für das erste und zweite Wegbild lässt sich in eine Vielzahl von Segmente unterteilen. Zum Beispiel lässt sich das Verfahren zum Zusammenfügen in vier Segmente M1, M2, M3 und M4 unterteilen. Die erste zentrale Verarbeitungseinheit CPU1 kann das erste und dritte Segment M1 und M3 zusammenfügen, während die zweite zentrale Verarbeitungseinheit CPU2 das zweite und vierte Segment M2 und M4 zusammenfügen kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das in jedem Messbereich fotografierte Bild in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt, wobei eine Vielzahl zentraler Verarbeitungseinheiten die Segmente arithmetisch verarbeitet. Dadurch lässt sich die Messzeit für die dreidimensionale Form des Messungsziels verringern.
11 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Gemäß 11 weist eine Vorrichtung 500 zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stufe 540, die eine Platte 550, auf der ein Messungsziel ausgebildet ist, trägt und bewegt, zumindest einen Projektionsabschnitt 510, der Gittermusterlicht auf die Platte 550 einstrahlt, und eine Kamera 530, die ein von der Platte 550 reflektiertes Gitterbild fotografiert, auf. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 500 zur Prüfung einer Platte weiterhin einen Beleuchtungsabschnitt 520 aufweisen, der benachbart zur Stufe 540 angeordnet ist, so dass unabhängig von der Projektionslinse 510 Licht auf die Platte 550 eingestrahlt wird.
Der Projektionsabschnitt 510 strahlt Gittermusterlicht zum Erhalt einer dreidimensionalen Information, wie einer Höheninformation, einer Sichtbarkeitsinformation, usw. auf die Platte 550 ein, so dass eine dreidimensionale Form des auf der Platte 550 ausgebildeten Messungsziels gemessen wird. Der Projektionsabschnitt 510 weist zum Beispiel eine Lichtquelle 512, die Licht erzeugt, ein Gitterelement 514, das das Licht von der Lichtquelle 512 in Gittermusterlicht umwandelt, ein Gitterbewegungsmittel 516, das ein Gitterelement 514 schrittweise bewegt, und eine Projektionslinse 518, die das vom Gitterelement 514 umgewandelte Gittermusterlicht auf das Messungsziel einstrahlt, auf. Das Gitterelement 514 kann mittels eines Gitterbewegungsmittels 516, wie eines Piezoaktors (PZT-Aktor), einmal um 2π/n und insgesamt n – 1mal während eines Phasenübergangs des Gittermusterlichts bewegt werden. ,N' ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2. Eine Vielzahl von Projektionsabschnitten 710 kann derart angeordnet sein, dass sie in einem im Wesentlichen konstanten Winkel bezüglich der Mitte der Kamera 530 voneinander beabstandet sind, so dass sich die Prüfgenauigkeit erhöht.
Der Beleuchtungsabschnitt 520 kann eine kreisförmige Ringform aufweisen und benachbart zur Stufe 540 angeordnet sein. Der Beleuchtungsabschnitt 520 strahlt Licht auf die Platte 550 ein, so dass eine erste Ausrichtung, ein Prüfbereich, usw. der Platte 550 gebildet werden. Der Beleuchtungsabschnitt 520 kann zum Beispiel eine Leuchtstofflampe, die weißes Licht erzeugt, oder eine lichtemittierende Diode (LED), die eine rote LED und/oder eine grüne LED und/oder eine blaue LED aufweist, die jeweils rotes, grünes und blaues Licht erzeugen, aufweisen.
Die Kamera 530 fotografiert das Reflexionsgitterbild der Platte 550 mittels des Gittermusterlichts vom Projektionsabschnitt 510 sowie ein Reflexionsbild der Platte 550 mittels des Lichts vom Beleuchtungsabschnitt 520. Die Kamera 530 kann zum Beispiel über der Platte 550 angeordnet sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Kamera 530 eine Kamera verwenden, die einen Rolling-Shutter-Modus, bei dem ein CMOS-Sensor verwendet wird, aufweist. Die Kamera 530, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, fotografiert keine Momentaufnahme eines Gesamtbildes während eines Frame des Messungsziels, sondern tastet während eines Frame des Messungsziels ein Bild durch eine Linie oder Reihe von oben nach unten ab, um Bilddaten zu erhalten.
Die Vorrichtung 500 zur Prüfung der Platte, die die oben beschriebene Struktur aufweist, strahlt mittels des Projektionsabschnitts oder des Beleuchtungsabschnitts 520 Licht auf die Platte 550 ein, und das Bild der Platte 550 wird mittels der Kamera 530 fotografiert, so dass ein dreidimensionales Bild und ein zweidimensionales Bild der Platte 550 gemessen werden. Die in 11 dargestellte Vorrichtung 500 zur Prüfung einer Platte ist lediglich ein Beispiel, und die Vorrichtung 500 zur Prüfung einer Platte kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, so dass sie einen oder mehr Projektionsabschnitte und die Kamera aufweist.
Nachfolgend soll ein Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels der Vorrichtung 500 zur Prüfung einer Platte, die die oben genannte Struktur aufweist, ausführlich beschrieben werden.
12 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. In 12 wird ein Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels eines Projektionsabschnitts und einer Kamera, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, beschrieben.
Gemäß 11 und 12 öffnet die Kamera zur Fotografie eines Bildes des auf der Platte 550 ausgebildeten Messungsziels während eines Frame nacheinander einen Verschluss für jede Linie von einer ersten Linie 610 bis zu einer letzten Linie 620 von Pixeln, die in einer Matrixform angeordnet sind, so dass das von der Platte 550 reflektierte Reflexionsgitterbild empfangen wird. Das heißt, ein CMOS-Bildsensor weist eine elektronische Verschlussfunktion auf, und da die Funktion einem Rolling-Shutter-Modus entspricht, in dem zweidimensional angeordnete Pixel nacheinander für jede Linie abgetastet werden und Signale derselben erhalten werden, ist die Belichtungszeit pro Linie unterschiedlich. Der Verschluss der Kamera 530 wird somit von der ersten Linie 610 bis zur letzten Linie 610 später geöffnet. Der Verschluss der Kamera wird zum Beispiel von einer Öffnungszeit P0 der ersten Linie 610 bis zu einer Öffnungszeit P1 der letzten Linie 620 um eine Laufzeit RT verschoben.
Der Projektionsabschnitt 510 strahlt das Gittermusterlicht während eines vorbestimmten ersten Zeitintervalls t1, das zwischen einer ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet wird, und einer zweiten Zeit P2, in der der Verschluss für die erste Linie 610 geschlossen wird, liegt, auf das Messungsziel ein. Anders ausgedrückt, erzeugt die im Projektionsabschnitt 510 enthaltene Lichtquelle 512 während des ersten Zeitintervalls t1 Licht, und das von der Lichtquelle 512 erzeugte Licht wird mittels des Gitterelements 514 in Gittermusterlicht umgewandelt, so dass das auf der Platte 550 ausgebildete Messungsziel beleuchtet wird.
Wird Licht während der Laufzeit RT eingestrahlt, die einem Zeitintervall zwischen der Öffnungszeit P0, in der der Verschluss für die erste Linie 610 geöffnet ist, und der ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet ist, so besteht die Gefahr, dass die Kamera eventuell während eines Frame ein Gesamtbild nicht perfekt fotografieren kann. Daher kann das Gittermusterlicht in einer Zeit außer der Laufzeit RT eingestrahlt werden, damit die Messqualität aufrechterhalten wird. Zur Aufrechterhaltung der Messqualität und damit die Messzeit möglichst kurz sein kann, strahlt zudem zum Beispiel der Projektionsabschnitt 510 das Gittermusterlicht während des ersten Zeitintervalls t1 von der ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet ist, auf das Messungsziel ein. Das erste Zeitintervall t1 gibt zumindest eine Zeit an, in der die Kamera 530 ein Bild während eines Frame gut genug fotografieren kann. Der Projektionsabschnitt 510 kann das Gittermusterlicht während einer Zeit, die länger als das erste Zeitintervall t1 ist, auf das Messungsziel einstrahlen.
Ist die Fotografie des Reflexionsgitterbildes während eines Frame durch die einmalige Einstrahlung des Gittermusterlichts abgeschlossen, so wird das Gitterelement 514 mittels des Gitterbewegungsmittels 516 um 2π/n bewegt, und das Reflexionsgitterbild wird während eines nächsten Frame fotografiert. ,N' ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2.
Zur Verringerung der Prüfzeit wird das Gitterelement 514 während eines Zeitintervalls, in dem der Verschluss von der ersten Linie 610 bis zur letzten Linie 620 geöffnet ist, bewegt. Zum Beispiel wird das Gitterelement 514 während eines zweiten Zeitintervalls t2 zwischen einer dritten Zeit P3, in der die Einstrahlung durch den Projektionsabschnitt 510 abgeschlossen wird, und einer vierten Zeit P4, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geschlossen wird, bewegt. Anders ausgedrückt, wird das Gitterelement 514 unter Inanspruchnahme einer Zeit, in der die Lichtquelle 512 kein Licht erzeugt, und der Laufzeit RT des Verschlusses bewegt. Anders ausgedrückt, wird das Gitterelement 514 während eines Zeitintervalls, in dem sämtliche Linien der Kamera 530 das Reflexionsgitterbild gleichzeitig empfangen, nicht bewegt. Allgemein ist das zweite Zeitintervall t2, in dem das Gitterelement 514 einmal mittels des Gitterbewegungsmittels 516, wie eines Piezoaktors (PZT-Aktor), bewegt wird, länger als das erste Zeitintervall t1, in dem die Einstrahlung zum Erhalt eines Bildes erfolgt, und länger als die oder gleich der Laufzeit RT der Kamera 530.
Daher entspricht eine Zeit, die zur Fotografie eines Bildes während eines Frame erforderlich ist, einer Zeit des ersten Zeitintervalls t1, in dem der Projektionsabschnitt 510 das Gittermusterlicht einstrahlt, plus des zweiten Zeitintervalls t2, in dem das Gitterelement 514 bewegt wird.
Da die Vorrichtung 500 zur Prüfung der Platte einen n-Bucket-Algorithmus verwendet, wird das Gitterelement 514 einmal um 2π/n und insgesamt n – 1mal bewegt und empfängt die Kamera 530 das Reflexionsgitterbild n-mal entsprechend der Bewegung des Gitterelements 514.
Wie oben beschrieben, wird bei der Fotografie einer Vielzahl von Bildern, bei denen der Phasenübergang erfolgt ist, während das Gitterelement 514 mittels eines Projektionsabschnitts 510 und der Kamera 530 bewegt wird, das Gitterelement 514 während der Laufzeit RT der Kamera 530, in der ein Bild im Wesentlichen nicht fotografiert wird, bewegt, so dass die Messqualität aufrechterhalten wird und die Messzeit verringert wird.
13 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. In 13 ist ein Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels zwei oder mehrerer Projektionsabschnitte und einer Kamera, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, beschrieben.
Gemäß 11 und 13 öffnet zur Fotografie eines Bildes des auf der Platte 550 ausgebildeten Messungsziels die Kamera 530 während eines Frame nacheinander einen Verschluss für jede Linie von einer ersten Linie 610 bis zu einer letzten Linie 620 von Pixeln, die in einer Matrixform angeordnet sind. Der Verschluss wird von einer Öffnungszeit P0, in der die erste Linie 610 geöffnet ist, bis zu einer Öffnungszeit P1, in der die letzte Linie 620 geöffnet ist, um eine Laufzeit RT verschoben.
In einem ersten Frame strahlt zum Beispiel ein erster Projektionsabschnitt 510a, der einem von zumindest zwei Projektionsabschnitten 510 entspricht, Gittermusterlicht während eines ersten Zeitintervalls t1 zwischen einer ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet ist, und einer zweiten Zeit P2, in der der Verschluss für die erste Linie 610 geschlossen ist, auf das Messungsziel ein. Anders ausgedrückt, erzeugt die im ersten Projektionsabschnitt 510a enthaltene Lichtquelle 512 während des ersten Zeitintervalls t1 Licht, und das von der Lichtquelle 512 erzeugte Licht wird vom Gitterelement 514 in Gittermusterlicht umgewandelt, so dass das auf der Platte 550 ausgebildete Messungsziel beleuchtet wird. Der Projektionsabschnitt 510 kann während eines Zeitintervalls, das länger als das erste Zeitintervall t1 ist, entsprechend der Produktspezifikation Gittermusterlicht einstrahlen.
Zur Aufrechterhaltung der Messqualität und damit die Messzeit möglichst kurz sein kann, strahlt zudem zum Beispiel der erste Projektionsabschnitt 510a das Gittermusterlicht während des ersten Zeitintervalls t1 von der ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet ist, auf das Messungsziel ein. Das erste Zeitintervall t1 gibt zumindest eine Zeit an, in der die Kamera 530 ein Bild während eines Frame gut genug fotografieren kann.
Wenn die Fotografie des Bildes während des ersten Frame mittels des ersten Projektionsabschnitts 510a abgeschlossen ist, wird das Gitterelement 514 bewegt und muss das Bild erneut fotografiert werden. Wie in 12 gezeigt, entspricht bei der nacheinander erfolgenden Durchführung der Einstrahlung der Lichtquelle 512 und Bewegung des Gitterelements 514 zumindest eine zur Fotografie des Bildes während eines Frame erforderliche Zeit einer Zeit für die Einstrahlung der Lichtquelle 512, plus einer Zeit zur Bewegung des Gitterelements 514. In 12 werden indes, wenn zumindest zwei Projektionsabschnitte 510 verwendet werden, die Bilder durch die alternierende Verwendung der Projektionsabschnitte 510 fotografiert, so dass sich die Messzeit weiter verringert.
Insbesondere wird das Bild während des ersten Frame mittels des ersten Projektionsabschnitts 510a fotografiert, während das Bild während des folgenden zweiten Frame mittels eines weiteren Projektionsabschnitts 510 außer dem ersten Projektionsabschnitt 510a, zum Beispiel mittels eines zweiten Projektionsabschnitts 510b, fotografiert wird. Das heißt, dass im zweiten Frame der zweite Projektionsabschnitt 510b das Gittermusterlicht während eines ersten Zeitintervalls t1 zwischen einer ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet ist, und einer zweiten Zeit P2, in der der Verschluss für die erste Linie 610 geschlossen ist, auf das Messungsziel einstrahlt. Anders ausgedrückt, erzeugt die im zweiten Projektionsabschnitt 510b enthaltene Lichtquelle 512 während des ersten Zeitintervalls t1 Licht, und das von der Lichtquelle 512 erzeugte Licht wird vom Gitterelement 514 in Gittermusterlicht umgewandet, so dass das auf der Platte 550 ausgebildete Messungsziel vom ersten Projektionsabschnitt 510a in einer anderen Richtung beleuchtet wird.
Zur Verringerung der Prüfzeit wird das Gitterelement 514 während eines Frame-Intervalls, in dem der Projektionsabschnitt 510 kein Licht einstrahlt, bewegt. Zum Beispiel wird ein im zweiten Projektionsabschnitt 510b enthaltenes zweites Gitterelement 514 während des ersten Frame, in dem das Reflexionsgitterbild mittels des ersten Projektionsabschnitts 510a fotografiert wird, bewegt, und wird ein im ersten Projektionsabschnitt 510a enthaltenes erstes Gitterelement 514 während des zweiten Frame, in dem das Reflexionsgitterbild mittels des zweiten Projektionsabschnitts 510b fotografiert wird, bewegt. Anders ausgedrückt, wird während des ersten Frame das im zweiten Projektionsabschnitt 510b enthaltene zweite Gitterelement 514 während eines vorbestimmten zweiten Zeitintervalls t2 bewegt, das zwischen der ersten Zeit P1, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geöffnet ist, und der dritten Zeit P3, in der der Verschluss für die letzte Linie 620 geschlossen ist, liegt. Zum Beispiel wird das zweite Gitterelement 514 während des zweiten Zeitintervalls t2 von der ersten Zeit P1 an bewegt. Allgemein ist das zweite Zeitintervall t2, in dem das Gitterelement 514 einmal mittels des Gitterbewegungsmittels 516, wie eines Piezo-Aktors (PZT-Aktor), bewegt wird, länger als das erste Zeitintervall t1, in dem die Einstrahlung zum Erhalt eines Bildes erfolgt, und länger als die oder gleich der Laufzeit RT der Kamera 530.
Daher entspricht eine Zeit, die zur Fotografie eines Bildes während eines Frame erforderlich ist, einer Zeit des ersten Zeitintervalls t1, in dem die Lichtquelle 512 das Licht einstrahlt, plus der Laufzeit RT von der Öffnungszeit P0, in der die erste Linie 610 geöffnet ist, bis zur Öffnungszeit P1, in der die letzte Linie 620 geöffnet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform werden als Beispiel zwei Projektionsabschnitte 510 verwendet. Alternativ lässt sich im Wesentlichen das gleiche Prüfverfahren anwenden, wenn drei oder mehr Projektionsabschnitte 510 verwendet werden.
Wie oben beschrieben, wird bei der Fotografie des Bildes des Messungsziels mittels zwei oder mehr Projektionsabschnitten 510 das Gitterelement 514 während eines Frame-Intervalls bewegt, in dem der zugehörige Projektionsabschnitt 510 kein Licht einstrahlt, so dass die Messqualität aufrechterhalten und die Messzeit weiter verringert wird.
14 ist eine schematische Darstellung, in der eine Vorrichtung zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. In 14 lässt sich eine Platte oder eine Prüfpatte mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnen.
Gemäß 14 weist eine Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stufe 740, die eine Platte 750, auf der ein Messungsziel ausgebildet ist, trägt und bewegt, zumindest einen Projektionsabschnitt 710, der Musterlicht auf die Platte 750 einstrahlt, und eine Kamera 730, die ein Bild der Platte 750 fotografiert, auf. Die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte kann zudem weiterhin einen Beleuchtungsabschnitt 720 aufweisen, der benachbart zur Stufe 740 angeordnet ist, so dass Licht unabhängig vom Projektionsabschnitt 710 auf die Platte 750 eingestrahlt wird.
Der Projektionsabschnitt 710 strahlt das Musterlicht zum Erhalt einer dreidimensionalen Information, wie einer Höheninformation, einer Sichtbarkeitsinformation, usw. auf die Platte 750 ein, um eine dreidimensionale Form des auf der Platte 750 ausgebildeten Messungsziels zu messen. Der Projektionsabschnitt 710 weist eine Lichtquelle 712, die Licht erzeugt, ein Gitterelement 714, das das Licht von der Lichtquelle 712 in Musterlicht umwandelt, ein Gitterbewegungsmittel 716, das ein Gitterelement 714 schrittweise bewegt, und eine Projektionslinse 718, die das vom Gitterelement 714 umgewandelte Musterlicht auf das Messungsziel projiziert, auf. Das Gitterelement 714 kann mittels eines Gitterbewegungsmittels 716, wie eines Piezoaktors (PZT-Aktor), einmal um 2π/n und insgesamt n – 1mal während des Phasenübergangs des Musterlichts bewegt werden. ,N' ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2. Eine Vielzahl von Projektionsabschnitten 710 kann derart angeordnet sein, dass sie in einem im Wesentlichen konstanten Winkel bezüglich der Kamera 730 voneinander beabstandet sind, so dass sich die Prüfgenauigkeit erhöht.
Der Beleuchtungsabschnitt 720 kann eine kreisförmige Ringform aufweisen und benachbart zur Stufe 740 angeordnet sein. Der Beleuchtungsabschnitt 720 strahlt Licht auf die Platte 750 ein, so dass eine erste Ausrichtung, ein Prüfbereich, usw. der Platte 750 gebildet werden. Der Beleuchtungsabschnitt 720 kann zum Beispiel eine Leuchtstofflampe, die weißes Licht erzeugt, oder eine lichtemittierende Diode (LED), die eine rote LED und/oder eine grüne LED und/oder eine blaue LED aufweist, die jeweils rotes, grünes und blaues Licht erzeugen, aufweisen.
Die Kamera 730 fotografiert ein Bild der Platte 750 durch das Musterlicht vom Projektionsabschnitt 710, sowie ein Bild der Platte 750 durch das Licht vom Beleuchtungsabschnitt 720. Die Kamera 730 kann zum Beispiel über der Platte 750 angeordnet sein. Die Kamera 730 kann eine Kamera, die einen Rolling-Shutter-Modus, bei dem ein CMOS-Sensor verwendet wird, aufweisen. Die Kamera 730, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, tastet zweidimensional angeordnete Pixel durch eine Linieneinheit zum Erhalt von Bilddaten ab. Alternativ kann die Kamera 730 eine Kamera verwenden, die einen Global-Shutter-Modus, bei dem ein CCD-Sensor verwendet wird, aufweist. Die Kamera 730, die einen Global-Shutter-Modus aufweist, fotografiert eine Momentaufnahme eines Bildes innerhalb eines Sichtfeldes zum einmaligen Erhalt von Bilddaten.
Die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte, die die oben genannte Struktur aufweist, strahlt das Licht mittels des Projektionsabschnitts 710 oder des Beleuchtungsabschnitts 720 auf die Platte 750 ein, und das Bild der Platte 750 wird mittels der Kamera 730 fotografiert, so dass ein dreidimensionales Bild und ein zweidimensionales Bild der Platte 750 gemessen werden. Die in 14 dargestellte Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte ist lediglich ein Beispiel, und die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, so dass sie einen oder mehr Projektionsabschnitte 710 und die Kamera 730 aufweist.
Nachfolgend soll ein Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels der Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte, die die oben genannte Struktur aufweist, ausführlich beschrieben werden. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Prüfung verschiedener Messungsziele, zum Beispiel von LED-Leuchtstäben, die auf einer Prüfplatte, wie einem Montagegestell, angebracht sind, beschrieben.
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Prüfung einer Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 16 ist eine Draufsicht, in der eine Prüfplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Gemäß 14, 15 und 16 wird zur Prüfung eines Messungsziels die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte mit der Prüfplatte 750 beschickt, auf der eine Vielzahl von Messungszielen 810 angeordnet ist (vgl. Schritt S100). Ein Messungsziel 810 kann zum Beispiel einen LED-Leuchtstab aufweisen, auf dem in regelmäßigen Abständen LED-Chips 812 angebracht sind. Die Prüfplatte 750 kann zum Beispiel einem Befestigungsträger entsprechen, wobei an dem Befestigungsträger Nuten zur Aufnahme des Messungsziels 810 ausgebildet sind. Die Messungsziele 810 können zum Beispiel derart auf der Prüfplatte 750 angeordnet sein, dass sie in einer Vielzahl von Reihen mit einer konstanten Richtung angeordnet sind.
Nach der Beschickung der Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte mit der Prüfplatte 750 wird die Prüfplatte 750 entsprechend der Bewegung der Stufe 740 zu einem Messort bewegt.
Nach der Bewegung der Prüfplatte 750 zum Messort wird das Bild der Prüfplatte 750 mittels des Projektionsabschnitts 710 oder des Beleuchtungsabschnitts 720 und der Kamera 730 fotografiert. Nach der Einstrahlung des Musterlichts auf die Prüfplatte 750 mittels des Projektionsabschnitts 710 fängt die Kamera 730 somit das von den Messungszielen 810 reflektierte Musterlicht ein, um das Bild der Prüfplatte 750 zu fotografieren. Ist die Prüfplatte 750 groß, so liegt die Gesamtfläche der Prüfplatte 750 eventuell nicht in einem Sichtfeld FOV der Kamera 730. Wie in 16 gezeigt, wird daher die Prüfplatte 750 in eine Vielzahl von Bereichen entsprechend dem Sichtfeld FOV der Kamera 730 unterteilt und gemessen.
17 ist eine Draufsicht, in der ein Teilbild der Prüfplatte aus 16 dargestellt ist, das von einer Kamera fotografiert wird.
Gemäß 14, 15 und 17 gibt es, wenn ein spezifischer Bereich der Prüfplatte 750 mittels der Kamera 730 fotografiert wird, wie dies in 17 gezeigt ist, einen Abschnitt, in dem sich das Messungsziel 810 im Sichtfeld FOV der Kamera 730 befindet, und einen Abschnitt, in dem sich das Messungsziel 810 nicht im Sichtfeld FOV der Kamera 730 befindet. Daher prüft die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte lediglich einen Abschnitt, in dem sich die Messungsziele 810 befinden mit Ausnahme eines Bereichs, in dem sich die Messungsziele 810 nicht befinden, wodurch sich die Messzeit verringert.
Insbesondere unterteilt die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte Prübereiche (Window of interest) WOI, in denen die Messungsziele 810 im Sichtfeld FOV der Kamera 730 angeordnet sind, so dass man Bilddaten für jeden der Prüfbereiche WOI erhält (vgl. Schritt S110). Der Prüfbereich WOI ist derart festgelegt, dass er zumindest genauso groß wie das Messungsziel 810 oder etwas größer als das Messungsziel 810 ist, so dass das Messungsziel 810 gemessen wird. Ist der Prüfbereich WOI größer, so werden die zu verarbeitenden Bilddaten mehr, weshalb der Prüfbereich WOI derart festgelegt wird, dass er einem im Wesentlichen zu messenden Bereich des Messungsziels 810 ähnlich ist, wodurch die zu verarbeitenden Daten weniger werden und sich die Datenverarbeitungszeit verringert.
Der Prüfbereich WOI wird vor dem Erhalt der Bilddaten bestimmt. Zum Beispiel lässt sich der Prüfbereich WOI durch ein Verfahren bestimmen, bei dem ein Benutzer selbst der Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte einen Ort des Messungsziels 810 auf der Prüfplatte 750 eingibt. Alternativ lässt sich der Prüfbereich WOI durch die Angabe der Prüfplatte 750 mittels der Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte bestimmen. Das heißt, dass die mit der Prüfplatte 750 beschickte Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte durch die Kamera 730 fotografiert wird, so dass ein Bereich, in dem sich das Messungsziel 810 befindet, gekennzeichnet wird und der gekennzeichnete Bereich als Prüfbereich WOI bestimmt wird. Die wie oben beschrieben erhaltene Information über den Prüfbereich WOI kann für Basisdaten zur später erfolgenden Kartierung verwendet werden.
Entsprechend den Arten der Kamera 730 kann ein Verfahren zum Erhalt der Bilddaten auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden.
Zum Beispiel kann die Kamera 730 eine Kamera verwenden, die einen Rolling-Shutter-Modus, bei dem ein CMOS-Bildsensor verwendet wird, aufweist. Die Kamera 730, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, tastet nacheinander zweidimensional angeordnete Pixel durch eine Linieneinheit zum Erhalt von Bilddaten ab. Die Kamera 730, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, tastet nicht die gesamte Fläche des Sichtfeldes FOV der Kamera 730 ab, sondern tastet lediglich die bestimmten Prüfbereiche WOI durch eine Linieneinheit ab, so dass sie die Bilddaten für jeden Prüfbereich WOI erhält.
Wie oben beschrieben, wird der Prüfbereich WOI im Sichtfeld FOV der Kamera 730 durch die Kamera 730, die einen Rolling-Shutter-Modus aufweist, selektiv abgetastet, wodurch sich eine Abtastzeit der Kamera 730 und eine Gesamtfotografiezeit der Kamera 730 verringern.
Alternativ kann die Kamera 730 eine Kamera verwenden, die einen Global-Shutter-Modus, bei dem ein CCD-Bildsensor verwendet wird, aufweist. Die Kamera 730, die einen Global-Shutter-Modus aufweist, fotografiert eine Momentaufnahme einer Gesamtfläche des Sichtfeldes FOV, so dass sie die Bilddaten für die Prüfbereiche WOI selektiv aus der Gesamtfläche des Sichtfeldes FOV erhält.
Nach dem Erhalt der Bilddaten für jeden Prüfbereich WOI werden Formen der Messungsziele 810 mittels der Bilddaten geprüft (vgl. Schritt S120).
Bei der Prüfung des Messungsziels 810 wird ein Messungsziel 810 entsprechend dem Sichtfeld FOV der Kamera 730 in eine Vielzahl von zu fotografierenden Bereichen unterteilt. Dadurch werden die fotografierten Bilder für jeden Bereich derart kombiniert, dass sie ein Gesamtbild des Messungsziels 810 ausbilden.
Insbesondere fotografiert bei der Unterteilung der Prüfplatte 750 in eine Vielzahl von Sichtfeldern FOV und bei der Fotografie der Sichtfelder FOV die Vorrichtung 700 zur Prüfung einer Platte die Sichtfelder FOV derart, dass sie etwas überlappen, wobei die fotografierten Bilder derart kartiert werden, dass sie das Gesamtbild des Messungsziels 810 ausbilden.
Bei der Kartierung der Bilder werden die Bilddaten in einem überlappenden Bereich miteinander verglichen, so dass ein Bild eines Grenzabschnitts zwischen den Sichtfeldern FOV ausgebildet wird. Bei der Kartierung der Bilder werden die Bilddaten bezüglich einer Gesamtfläche des überlappenden Bereichs nicht verglichen, sondern es werden nur die Bilddaten verglichen, die den Prüfbereichen WOI entsprechen. Anders ausgedrückt, werden die Bilder mittels der Bilddaten für jeden Prüfbereich WOI kartiert, die man durch die Messung der Prüfbereiche WOI erhält.
Wie oben beschrieben, werden bei der Kartierung der Bilder bezüglich der überlappenden Bereiche zwischen den Sichtfeldern FOV der Kamera 730 nur die Bilddaten, die den Prüfbereichen WOI entsprechen, und nicht eine Gesamtfläche miteinander verglichen, wodurch die zu verarbeitenden Daten weniger werden und sich die Datenverarbeitungszeit verringert.
Das Messungsziel 810 wird mittels der Bilddaten für das Gesamtbild des Messungsziels 810 geprüft, die man durch die oben beschriebene Bildkartierung erhält. Falls das Messungsziel 810 ein LED-Leuchtstab ist, wird zum Beispiel geprüft, ob LED-Chips 812 genau auf der Platte angebracht sind.
Das oben beschriebene Verfahren zur Prüfung einer Platte lässt sich auf einen Fall anwenden, in dem ein Bereich zur Prüfung auf einer Platte abgetrennt wird, sowie auf einen Fall, in dem die Messungsziele separat auf einer Prüfplatte angebracht sind.
Wie oben beschrieben, wird bei der Messung einer Prüfplatte, auf der eine Vielzahl von Messungszielen angebracht ist, ein Prüfbereich, in dem die Messungsziele angeordnet sind, nur selektiv gemessen, wodurch sich die Fotografiezeit einer Kamera verringert. Da nur Bilddaten des Prüfbereichs verwendet werden, werden darüber hinaus die zu verarbeitenden Daten weniger, wobei speziell die Daten zum Vergleich bei der Bildkartierung reduziert werden, so dass sich die Messzeit erheblich verringert.
Bei der vorliegenden Erfindung können in dem Fachmann geläufiger Weise verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden, ohne den Geist oder Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung deckt mithin die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung ab, sofern sie innerhalb des Schutzbereichs der anhängenden Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.

Claims

Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form, aufweisend: m Projektionsabschnitte, von denen jeder eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist und bei jeder Bewegung Gittermusterlicht auf ein Messungsziel projiziert, während das Gitterelement n-mal bewegt wird, wobei ,n' und ,m' natürliche Zahlen sind, die größer als oder gleich 2 sind, einen Abbildungsabschnitt, der ein vom Messungsziel reflektiertes Gittermusterbild fotografiert; und einen Steuerabschnitt, der steuert, dass, während er das Gittermusterbild mittels eines der m Projektionsabschnitte fotografiert, ein Gitterelement zumindest eines weiteren Projektionsabschnitts bewegt wird.
Die Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form nach Anspruch 1, wenn m 2 ist, wobei der Steuerabschnitt, während er das Gittermusterbild einmal mittels eines ersten Projektionsabschnitts fotografiert, das Gitterelement eines zweiten Projektionsabschnitts um 2π/n bewegt, und wobei der Steuerabschnitt dann, während er das Gittermusterbild einmal mittels des zweiten Projektionsabschnitts fotografiert, das Gitterelement des ersten Projektionsabschnitts um 2π/n bewegt.
Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form nach Anspruch 1, wenn m größer als oder gleich 3 ist, wobei der Steuerabschnitt das Gittermusterbild m-mal fotografiert, indem er die Projektionsabschnitte, von einem ersten Projektionsabschnitt bis zu einem m-ten Projektionsabschnitt, jeweils einmal verwendet, und wobei ein Gitterelement eines Projektionsabschnitts, das während der m-maligen Fotografiezeit nicht verwendet wird, während der Nicht-Fotografiezeit um 2π/n bewegt wird.
Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form nach Anspruch 3, wobei der Steuerabschnitt steuert, dass jeder Projektionsabschnitt das Gitterelement desselben vor zumindest zwei Fotografiezeiten vor der Projektion des Musterlichts bewegt.
Vorrichtung zur Messung einer dreidimensionalen Form nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt steuert, dass das Gittermusterbild mittels eines Projektionsabschnitts der m Projektionsabschnitte fotografiert wird, und dass dann während einer unmittelbar folgenden Fotografiezeit eines weiteren Projektionsabschnitts ein Gitterelement des eines Projektionsabschnitts bewegt wird.
Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form, aufweisend: Fotografie eines ersten Bildes in einem ersten Messbereich eines Messungsziels; arithmetische Verarbeitung des ersten Bildes durch eine erste zentrale Verarbeitungseinheit zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im ersten Messbereich; Fotografie eines zweiten Bildes in einem zweiten Messbereich des Messungsziels, während die erste zentrale Verarbeitungseinheit das erste Bild arithmetisch verarbeitet; und arithmetische Verarbeitung des zweiten Bildes durch eine zweite zentrale Verarbeitungseinheit zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im zweiten Messbereich.
Verfahren nach Anspruch 6 weiterhin aufweisend: Fotografie eines dritten Bildes in einem dritten Messbereich des Messungsziels während der arithmetischen Verarbeitung des zweiten Bildes durch die zweite zentrale Verarbeitungseinheit; und arithmetische Verarbeitung des dritten Bildes durch die erste zentrale Verarbeitungseinheit zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im dritten Messbereich.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei sowohl das erste als auch das zweite Bild eine Vielzahl von Wegbildern aufweisen, die bezüglich des Messungsziels in verschiedenen Richtungen fotografiert werden, und die arithmetische Verarbeitung sowohl des ersten als auch des zweiten Bildes durch die unabhängig voneinander erfolgende arithmetische Verarbeitung jedes Bildes und das arithmetische Zusammenfügen der verarbeiteten Daten für das erste und zweite Bild erfolgt.
Verfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form, aufweisend: Fotografie eines ersten Bildes in einem ersten Messbereich eines Messungsziels in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung; Fotografie eines zweiten Bildes in einem zweiten Messbereich des Messungsziels zumindest in der ersten Richtung und der zweiten Richtung nach der Fotografie des ersten Bildes; und Unterteilung des ersten Bildes in ein Bild entsprechend der ersten Richtung und ein Bild entsprechend der zweiten Richtung und arithmetische Verarbeitung der unterteilten Bilder durch eine Vielzahl von zentralen Verarbeitungseinheiten zur Herstellung einer dreidimensionalen Form im ersten Messbereich.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zentralen Verarbeitungseinheiten aufweisen: eine erste zentrale Verarbeitungseinheit, die das Bild entsprechend der ersten Richtung arithmetisch verarbeitet; und eine zweite zentrale Verarbeitungseinheit, die das Bild entsprechend der zweiten Richtung arithmetisch verarbeitet, und wobei die erste und/oder die zweite zentrale Verarbeitungseinheit die arithmetisch verarbeiteten Daten für das Bild entsprechend der ersten Richtung und das Bild entsprechend der zweiten Richtung zusammenfügen/zusammenfügt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Unterteilung des ersten Bildes und die arithmetische Verarbeitung der unterteilten Bilder zur Herstellung der dreidimensionalen Form die Unterteilung des ersten Bildes in eine Vielzahl von Segmente und die arithmetische Verarbeitung der unterteilten Segmente durch die zentralen Verarbeitungseinheiten aufweist.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte, aufweisend: eine Stufe, die eine Platte trägt; einen Projektionsabschnitt, der eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist, wobei der Projektionsabschnitt Gittermusterlicht auf die Platte einstrahlt; und eine Kamera, die nacheinander von einer ersten Linie bis zu einer letzten Linie geöffnet wird, so dass sie ein von der Platte reflektiertes Reflexionsgitterbild empfängt, wobei das Gitterelement während zumindest eines Zeitintervalls, in dem die Kamera von der ersten Linie bis zur letzten Linie geöffnet ist, bewegt wird.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 12, wobei das Gitterelement während eines Zeitintervalls, in dem sämtliche Linien der Kamera das Reflexionsgitterbild gleichzeitig empfangen, nicht bewegt wird.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 13, wobei das Gittermusterlicht vom Projektionsabschnitt während eines vorbestimmten Zeitintervalls eingestrahlt wird, das zwischen einer Zeit, in der die letzte Linie geöffnet wird und einer Zeit, in der die erste Linie geschlossen wird, liegt.
Vorrichtung zur Prüfung einer Platte nach Anspruch 13, wobei das Gitterelement einmal um 2π/n und insgesamt n – 1-mal bewegt wird, und die Kamera das Reflexionsgitterbild n-mal entsprechend der Bewegung des Gitterelements empfängt, wobei ,n' eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2 ist.
Verfahren zur Prüfung einer Platte mittels zumindest zwei Projektionsabschnitten, von denen jeder eine Lichtquelle und ein Gitterelement aufweist, und einer Kamera, wobei das Verfahren aufweist: die nacheinander erfolgende Öffnung der Kamera von einer ersten Linie bis zu einer letzten Linie; Einstrahlung von Gittermusterlicht auf die Platte mittels eines ersten Projektionsabschnitts der Projektionsabschnitte; und Bewegung eines Gitterelements, das in zumindest einem zweiten Projektionsabschnitt, der sich vom ersten Projektionsabschnitt unterscheidet, enthalten ist, während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das zwischen einer Zeit, in der die letzte Linie geöffnet wird, und einer Zeit, in der die letzte Linie geschlossen wird, liegt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erste Projektionsabschnitt das Gittermusterlicht während eines vorbestimmten Zeitintervalls einstrahlt, das zwischen einer Zeit, in der die letzte Linie geöffnet wird, und einer Zeit, in der die erste Linie geschlossen wird, liegt.
Verfahren zur Prüfung einer Platte, aufweisend: Beschickung einer Prüfvorrichtung mit einer Prüfplatte, auf der eine Vielzahl von Messungszielen angeordnet ist; Unterteilung von Prüfbereichen, in denen die Messungsziele angeordnet sind, in einem Sichtfeld einer Kamera zum Erhalt von Bilddaten für jeden Prüfbereich; und Prüfung von Formen der Messungsziele mittels der erhaltenen Bilddaten für jeden Prüfbereich.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Unterteilung der Prüfbereiche zum Erhalt der Bilddaten aufweist: Einstrahlung von Musterlicht auf die Messungsziele und Empfang von Reflexionsmusterlichtern, die von den Messungszielen reflektiert werden, mittels der Kamera.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Messungsziele Platten entsprechen, die in einer Vielzahl von Reihen mit einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Prüfplatte einem Befestigungsträger entspricht, mit dem die Messungsziele befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Prüfung der Formen der Messungsziele die Kartierung der erhaltenen Bilddaten für jeden Prüfbereich zur Erstellung eines Gesamtbildes jedes Messungsziels aufweist.