[发明专利]绘制表面轮廓的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年11月19日提交的韩国专利申请No.10-2010-0115351的优先权，为了在此充分列举的目的，该专利以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(moirépattern)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。

发明内容

本发明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。

本发明的示例性实施例还提供了能够实现上述方法的装置。

本发明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发明而获知。

本发明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。

本发明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。