发明名称 快速三维高度测量方法与系统
摘要 本发明提供一种Fast Moire Interferometry(FMI)方法与系统用于仅使用其二影像来测量一3D物体的维度。该方法与系统实施该物体之高度映象或一部分之该物体的高度映象。本发明可被用以评估受到检查之一物体的表面之品质。其亦可被用以评估该受到检查的体积。
申请公布号 TWI291040 申请公布日期 2007.12.11
申请号 TW092132591 申请日期 2003.11.20
申请人 索维逊股份有限公司 发明人 坎汀 米契尔;尼奇汀 亚历山大;奎瑞里恩 班洛伊特
分类号 G02B27/22(2006.01);G01B11/25(2006.01);G01B11/00(2006.01) 主分类号 G02B27/22(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种用于针对一基准表面实施该物体之高度映 象之方法,该方法包含之步骤为: 获取将该物体特征化的一第一强度,其上被投射一 强度模型之物体被一边缘对比函数M(x,y)特征化,且 该强度模型相对于该物体被置于一第一位置; 获取将该物体特征化的一第二强度,在该物体被投 射之强度模型的一第二位置由该第一位置被平移; 使用该等强度与该边缘对比函数M(x,y)计算将该物 体特征化之一相位値; 以藉由比较该相位値与被配以该基准表面之一基 准相位値来获取该物体之高度映象。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中获取该等 强度包含投射该强度模型至该物体上及测量该等 强度。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该高度映 象包含该物体之起伏。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基准相 位値包含由将该物体特征化之一部分相位値外插 所产生的一相位値。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基准相 位値包含一电脑产生的虚拟相位値。 6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该基准表 面对应于类似于该物体之一模型物体,且进一步地 其中该获取该高度映象包含侦测该模型物体与该 物体间之瑕疵。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该物体为 在时间t之物体且该基准表面为在一先前时间t-T的 物体表面,且进一步地其中该获取该高度映象包含 侦测该物体表面针对时间之变异。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中将该物体 特征化之该强度包含可见光强度。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该强度模 型包含一正弦模型。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该第 二位置之该平移包含由该第一位置平移90度。 11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该第 二位置之该平移包含由该第一位置平移180度。 12.如申请专利范围第11项所述之方法,进一步包含 将该等第一与第二强度相加而可不需该模型地获 取该物体之一影像。 13.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含 沿着相对于一侦测轴倾斜角度之一投射轴投射 该强度,其中该侦测轴为该等第一与第二强度沿着 其被获取的方向。 14.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含 依照该物体之高度选择该强度模型以因而获取该 整个物体之高度映象。 15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该选择 包含调整一投射轴与一侦测轴间之一角度,其中 该投射轴平行于该强度模型沿其被投射之方向,且 其中该侦测轴平行于该等第一与第二强度沿其被 取得之方向。 16.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该获取 该等第一与第二强度包含依照该物体之一所欲的 高度映象提供一取得解析度。 17.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含 获取该物体之一部分的高度映象,该部分对应于一 物体层。 18.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含 获取将该物体特征化之至少另一强度,在其上该强 度模型被投射之物体具有至少另一位置由该等第 一与第二位置被平移。 19.如申请专利范围第18项所述之方法,进一步包含 在该第一强度、该第二强度与该至少另一强度间 选择至少二强度。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该选择 包含选择部分之该等强度。 21.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该选择 包含依据至少一特定准则选择强度。 22.如申请专利范围第20项所述之方法,其中该选择 包含依据至少一特定准则选择至少一该等强度及 该等部分之该等强度。 23.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该获取 进一步包含将该等强度平均。 24.如申请专利范围第19项所述之方法,其中该获取 进一步包含将该等被选择之强度相加而不需该模 型地获取该物体之一影像。 25.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含: 决定该物体之该高度映象与一基准高度映象间之 差; 使用该差以评估该物体之一品质。 26.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包含 由该高度映象评估该物体之体积。 27.如申请专利范围第26项所述之方法,进一步包含: 决定该物体之体积与一基准体积间之差; 使用该差以评估该物体之一品质。 28.一种用于针对一基准表面实施一物体之高度映 象的系统,该系统包含: 一模型投影总成用于在该物体上投射被一边缘对 比函数M(x,y)特征化之一强度模型; 平移设施用于在被选择之位置将该强度模型相对 于该物体定位; 一侦测总成用于为该模型相对于该物体的每一个 被选择之位置取得将该物体特征化之一强度; 计算设施用于使用为该等每一个被选择之位置被 取得之该强度来计算将该物体特征化之一相位値; 以及进一步藉由比较该相位値与被配以该基准表 面之一基准相位値而决定该物体之该高度映象。 29.如申请专利范围第28项所述之系统,其中该模型 投射总成包含一照明总成、一模型与光学元件用 于提供该强度模型。 30.如申请专利范围第28项所述之系统,其中该侦测 总成包含一侦测装置与光学装置用于取得将该物 体特征化之该强度。 31.如申请专利范围第28项所述之系统,其中该侦测 总成包含一CCD相机。 32.如申请专利范围第28项所述之系统,其中该平移 设施包含一机械式平移装置。 33.如申请专利范围第28项所述之系统,其中该计算 设施包含一电脑。 34.如申请专利范围第28项所述之系统,进一步包含 一控制器用于控制至少一该模型投影总成、该平 移设施、该侦测总成或该计算设施。 35.如申请专利范围第28项所述之系统,进一步包含 储存设施用于储存至少一将该物体特征化之该强 度、将该物体特征化之该相位値与该基准値作为 影像。 36.如申请专利范围第35项所述之系统,进一步包含 管理设施用于管理该等影像。 37.如申请专利范围第34项所述之系统,其中该控制 器包含调整该强度模型之特征。 38.如申请专利范围第34项所述之系统,其中该控制 器包含相对于该物体调整该强度模型之定位。 39.如申请专利范围第34项所述之系统,其中该控制 器包含由相对于该物体之一先前位置至相对于该 物体之一所欲的位置调整该强度模型之平移,其中 该物体位于一固定的位置。 40.如申请专利范围第34项所述之系统,其中该控制 器包含控制该侦测总成之该光学特征。 41.如申请专利范围第34项所述之系统,进一步包含 一介面以管理该控制系统。 42.如申请专利范围第34项所述之系统,进一步包含 储存设施用于储存至少一将该物体特征化之该强 度、将该物体特征化之该相位値与该基准値作为 影像。 43.如申请专利范围第42项所述之系统,进一步包含 管理设施用于管理该等影像。 图式简单说明: 第1图被标示为习知技艺,其为在习知技艺中习知 的一相位步进轮廓测量系统之示意图; 第2图为依据本发明一实施例实施一物体之高度映 象方法的流程图; 第3图为依据本发明一实施例实施一物体之高度映 象系统的示意图;以及 第4图为一方块图,描述依据本发明一实施例之系 统元件与一控制器间之关系。
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