[发明专利]利用棱镜的三维形状测量装置

说明书

本发明涉及利用棱镜获得测量对象物的高度信息的三维形状测量装置，所述三维形状测量装置可以包括：照明部，其向所述测量对象物照射光；棱镜部，其接收从所述测量对象物反射的反射光，使所述反射光向成像透镜行进；摄像部，其从所述棱镜部接收所述反射光而进行摄像；及高度测量部，其以所述摄像部摄像的图像为基础，测量所述测量对象物的高度。

技术领域

本发明涉及对测量对象物的三维形状进行测量的装置，更具体而言，涉及一种利用棱镜获得测量对象物的高度信息的三维形状测量装置。

本发明是从作为知识经济部的产业核心技术开发事业的一环而执行的研究中导出的[课题固有编号：10040097，课题名：基于医疗手术机器人影像的耳鼻喉科及神经外科手术用微创多自由度手术机器人系统技术开发]。

背景技术

一般而言，在电子装置内具备至少一个印刷电路板(PCB)，在这种印刷电路板上贴装有多样形状的元件。为了检查这些元件的不良等，使用普通三维形状测量装置。

以往的三维形状测量装置向诸如印刷电路板的测量对象物照射光，利用摄像头拍摄对此的反射图像。接着，利用拍摄的所述反射图像，测量基于测量对象物的高度的三维形状。

所述装置包括向所述测量对象物提供光的照明部及通过所述测量对象物反射的反射光而拍摄所述测量对象物的图像的摄像头。其中，所述摄像头以所述反射光穿过的成像透镜及接收穿过所述成像透镜的所述反射光来拍摄所述测量对象物的图像的摄像部。

图1是以往的三维形状测量装置的构成图。如果参照图1，照明部1通过分束器2，向测量对象物照射光。从测量对象物反射的光通过物镜(Objective lens)3、光圈4、成像透镜5及针孔6行进到摄像部7。控制部8使摄像部7沿z轴(基板的法线方向)移动，以便摄像部7摄像的图像聚焦。如图1的a和b所示，当测量对象物的高度不同，为h1和h2时，测量对象物的成像位置不同，因此，如果按照以往方式，借助于控制部8而变更摄像部7位置并对测量对象物的高度进行测量。在图1中，摄像部7应根据高度差(h1-h2)而按距离d的大小进行移动。

这种以往方式的三维形状测量装置存在的问题是，由于在摄像部拍摄的图像聚焦的情况下，可以借助于高度测量部而测量高度，为此，摄像部需要根据测量对象物的高度而沿z轴移动并扫描，因而当对测量对象物的三维形状进行测量时，必须需要xyz轴扫描。

针对以往方式的三维形状测量装置，记载于韩国公开专利公报第10-2011-0086222号中。

发明内容

解决的技术问题

为了解决所述问题，在三维形状测量方面，要求一种无需另外的z轴扫描，仅通过xy轴扫描，测量包括测量对象物的高度在内的三维形状的方法。

技术方案

在本发明一个实施例的利用棱镜获得测量对象物的高度信息的三维形状测量装置中，所述三维形状测量装置包括：照明部，其向所述测量对象物照射光；棱镜部，其接收从所述测量对象物反射的反射光，使所述反射光向成像透镜行进；摄像部，其从所述棱镜部接收所述反射光而进行摄像；及高度测量部，其以所述摄像部摄像的图像为基础，测量所述测量对象物的高度。

另外，在所述三维形状测量装置中，其特征可以在于，所述棱镜部根据所述测量对象物的高度来变化所述反射光的相位。

另外，在所述三维形状测量装置中，其特征可以在于，穿过所述棱镜部的反射光以根据变化的相位而具有互不相同直径的图像提供给所述摄像部。

另外，在所述三维形状测量装置中，其特征可以在于，所述棱镜部为顶点朝向所述测量对象物的圆锥形。