绘制表面轮廓的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种绘制表面轮廓的方法和装置。该方法包括：沿至少两个方向依次地向目标物体投射狭缝图案光，以获得由目标物体反射的图案图像，根据方向使用图案图像获得高度，获得示出高度的最大变化方向的矢量场，获得与至少两个方向对应的高度的可靠性指数，使用可靠性指数和矢量场获得整合的矢量场，以及，使用整合的矢量场计算目标物体的每个位置的高度。因此，提高了精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及用于绘制表面轮廓的方法和装置，或更具体地说，涉及用于绘制表面轮廓的非接触式方法和非接触式装置。
技术介绍
已经以各种方式研发出了各种绘制三维目标物体的表面轮廓的非接触式方法。在非接触式方法中，经常使用利用激光的方法和利用莫尔图案(moidpattern)的方法。根据使用激光的方法或使用莫尔图案的方法，激光或狭缝图案光沿倾斜方向照射目标物体。然而，当目标物体以大于激光或狭缝图案光照射角度的角度突出时，可能会产生激光或狭缝图案光无法到达的阴影区域。为了解决上述问题，激光或狭缝图案光沿各种方向照射到基板上，以通过获取基板的每个位置(X，y)的高度来获取目标物体的轮廓。然而，通过照射激光或狭缝图案光所获得的高度通常不一致，并且由于高度包含缺陷，导致难以获得精确的高度。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供了一种绘制表面轮廓的方法，其能够提高高度测量的精确度。本专利技术的示例性实施例还提供了能够实现上述方法的装置。本专利技术的附加特征将在下述说明中阐明，并且部分将从说明中明显地得出，或者可以通过实施本专利技术而获知。本专利技术的示例性实施例披露了一种绘制表面轮廓的方法，包括沿至少两个方向依次地向目标物体投射狭缝图案光，以获得由目标物体反射的图案图像，根据方向使用图案图像获得高度，获得示出高度的最大变化方向的矢量场，获得与至少两个方向对应的高度的可靠性指数，使用可靠性指数和矢量场获得整合的矢量场，以及，使用整合的矢量场计算目标物体的每个位置的高度。 例如，可靠性指数可以包括可见度指数、反射指数和阴影指数中的至少一者。 例如，当可见度大于可见度阈值时，可见度指数可以为逻辑值真(1)；而当可见度等于或小于可见度阈值时，可见度指数可以为逻辑值假(0)。当通过累加大于反射阈值的强度的逻辑值所生成的累积强度大于或等于整合的反射阈值时，反射指数可以为逻辑值真 (1)；而当累积强度小于整合的反射阈值时，反射指数可以为逻辑值假(0)。当通过累加小于阴影阈值的强度的逻辑值所生成的累积强度大于或等于整合的阴影阈值时，阴影指数可以为逻辑值真(1)；而当累积强度小于整合的阴影阈值时，阴影指数可以为逻辑值假(0)。与至少两个方向对应的高度的可靠性指数可以是使用可见度指数、反射指数和阴影指数获得的。例如，与至少两个方向对应的高度的可靠性指数可以是通过将可见度指数、反射指数和阴影指数逻辑相加而获得的。例如，与至少两个方向对应的高度的可靠性指数是通过将可见度指数与可选的逻辑值真或假相乘，将反射指数与可选的逻辑值相乘，将阴影指数与可选的逻辑值相乘，再将上述三个乘积逻辑相加而获得的。例如，整合的矢量场可以是通过选择可靠性指数的逻辑值为真的矢量场以及对所选择的矢量场进行取中位数操作而获得的。例如，计算目标物体的每个位置的高度可以是这样执行的列泊松方程，其中方程右侧通过对整合的矢量场应用散度算子而获得，方程的左侧通过对高度应用拉普拉斯算子而获得；以及，求解泊松方程，以得到与高度对应的解。例如，求解泊松方程可以是这样执行的将具有连续算子(^fecPMy)的泊松方程转换为具有离散算子的离散泊松方程；以及，利用傅里叶级数表示离散泊松方程的解，以得到傅里叶级数的系数。本专利技术的示例性实施例披露了一种绘制表面轮廓的装置，包括支撑部分，其支撑设有目标物体的基板；图案图像投射部分，其沿至少两个方向向目标物体投射狭缝图案光； 图像捕获部分，其捕获依次被目标物体反射的与至少两个方向对应的图案图像；存储单元， 其存储由图像捕获部分捕获的图案图像；以及，计算部分，其使用图案图像获得与至少两个方向对应的高度，通过对高度进行梯度操作获得与至少两个方向对应的矢量场，获得与至少两个方向对应的高度的可靠性指数，通过使用可靠性指数和矢量场获得整合的矢量场， 并且使用整合的矢量场计算目标物体的每个位置的高度。例如，计算部分可以包括高度计算单元，其依次使用图案图像计算与至少两个方向对应的高度；可靠性指数计算单元，其计算与至少两个方向对应的高度的可靠性指数； 存储单元，其存储计算出的高度和计算出的可靠性指数；矢量场计算单元，其计算矢量场； 整合的矢量场计算单元，其使用与至少两个方向对应的可靠性指数和矢量场计算整合的矢量场；边界设定单元，其设定目标物体的边界；以及泊松方程求解单元，其通过对由边界设定单元设定的边界应用边界条件来求解泊松方程，泊松方程的右侧通过对整合的矢量场应用散度算子而获得，泊松方程的左侧通过对高度应用拉普拉斯算子而获得。应当理解，前述概括说明和以下的详细说明是示例性和说明性的，其目的在于为本专利技术提供进一步的说明。附图说明为提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术包含并入说明书并且构成说明书的一部分的附图，附图示出本专利技术的实施例并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是示出根据本专利技术的示例性实施例的绘制表面轮廓的方法的流程图。图2是示出根据本专利技术的示例性实施例的绘制表面轮廓的装置的示意图。图3是示出根据示例性实施例的图2中的存储单元和计算部分的框图。具体实施例方式在下文中，将参考示出了本专利技术的实施例的附图更详细描述本专利技术。然而，本专利技术可以体现为多种不同的形式，并且不应解释为仅局限于在此列举的实施例。相反，提供这些示例性实施例，使得本公开完整，并且将本专利技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清晰可见，可能夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。图中相似的附图标记代表相似的元件。下面，将参考附图详细地描述本专利技术。图1是示出根据本专利技术的示例性实施例的绘制表面轮廓的方法的流程图。参考图1，根据本专利技术的绘制表面轮廓的方法，狭缝图案光依次沿至少两个方向照射到目标物体上，并且依次获得被目标物体反射的目标物体的图案图像(步骤S110)。例如，狭缝图案光可以沿斜角照射到目标物体上，并且可以通过使光传送光栅图案来生成狭缝图案光，该光栅图案上选择性地形成有透明部分和不透明部分。当狭缝图案光沿一个方向照射到目标物体上以测量该目标的高度时，狭缝图案光可能不会到达目标物体的相反部分，从而产生了阴影区域。在这种情况下，狭缝图案光可以沿其他方向照射到目标物体上，以便补偿目标物体的相反部分。因此，可以测量得到更精确的高度。在照射狭缝图案光时，例如沿每个方向移动光栅图案而获得图案图像。例如，在3 桶算法中，通过将光栅图案移动与光栅图案的栅距的1/3相等的距离，获得3个图案图像； 并且在4桶算法中，通过将光栅图案移动与光栅图案的栅距的1/4相等的距离，获得4个图案图像。然后，使用每个方向上的图案图像计算目标物体的高度(步骤S120)。根据穿过光栅图案的狭缝图案光的图案图像可以近似为下述表达式1所示的正弦函数。表达式权利要求1.一种绘制表面轮廓的方法，包括沿至少两个方向依次地向目标物体投射狭缝图案光，以获得由所述目标物体反射的图案图像；根据所述方向使用图案图像获得高度； 获得示出高度的最大变化方向的矢量场； 获得与至少两个方向对应的高度的可靠性指数； 使用所述可靠性指数和所述矢量场获得整合的矢量场；以及使用所述整合的矢量场计算所述目标物体的每个位置的高度。2.根据权利要求1所述的绘制表面轮廓的方法，其中，所述可靠性指数包括可见度指数、反射指数和阴影指数中的至少一者。3.根据权利要求2所述的绘制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶夫根尼·沃罗比耶夫，
申请(专利权)人：株式会社高永科技，
类型：发明
国别省市：