[发明专利]表面形貌的量测方法

说明书

一种表面形貌的量测方法，包含：(a)决定多个投影像素与多个影像感测像素之间于待测面上的对应关系。(b)利用投影像素提供校正光至待测面。(c)决定至少一投影像素于第一曝光时间的亮度调整幅度。投影像素利用亮度调整幅度能够让影像感测像素于待测面上感测到亮度实质均匀的校正光。(d)提供具亮度调整幅度的第一结构光至待测面以测量表面形貌。第一结构光是由投影像素所产生，且投影像素产生至少二幅不同的投影图案以叠加成第一结构光。本揭露的表面形貌的量测方法可防止影像感测像素处于饱和状态，同时提供足够调制解析度的第一结构光，以提高形貌量测的解析度与准确度。

技术领域

本揭露是有关于一种表面形貌的量测方法。

背景技术

三维扫描技术是分析物体的外观(或几何形状)，其扫描到的信号会进行三维重建计算，以得出实际物体的数字信息。在一些量测方法中，可利用光源提供结构光以照射一物体，再通过影像撷取装置得到物体上的光束信息。由结构光的相位信息、间距或宽度变化，以分析出表面形貌。然而，因物体表面的反射率可能会不同，其量测到的结构光强度可能会不均匀，使得感测元件部分呈饱和状态，同时另一部分的感测强度十分弱，因此大幅降低表面形貌量测的解析度与准确性。

发明内容

本揭露提供一种表面形貌的量测方法，包含(a)决定多个投影像素与多个影像感测像素之间于待测面上的对应关系。(b)利用投影像素提供校正光至待测面。(c)决定至少一投影像素于第一曝光时间的亮度调整幅度。投影像素利用亮度调整幅度能够让影像感测像素于待测面上感测到亮度实质均匀的校正光。(d)提供具亮度调整幅度的第一结构光至待测面以测量表面形貌。第一结构光是由投影像素所产生，且投影像素产生至少二幅不同的投影图案以叠加成第一结构光。

在一或多个实施方式中，每一幅投影图案具有一光束调制时间，第一曝光时间大于光束调制时间。

在一或多个实施方式中，步骤(c)包含：(c1)将待测面上的校正光的暗区的亮度调整至预定灰阶值，并得出第一曝光时间与预定灰阶值的关系式。

在一或多个实施方式中，步骤(b)包含：(b1)提供光束至投影像素。(b2)投影像素调制光束以形成校正光。

在一或多个实施方式中，量测方法还包含(e)提高光束的亮度以缩短第一曝光时间。

在一或多个实施方式中，步骤(a)包含：(a1)提供第二结构光至待测面，其中第二结构光是由投影像素所产生。(a2)根据待测面的第二结构光以定义投影像素与影像感测像素之间的对应关系。

在一或多个实施方式中，步骤(d)包含：(d1)根据亮度调整幅度以决定至少一的投影像素的可调制灰阶深度。(d2)决定第一结构光的灰阶调制深度。(d3)根据可调制灰阶深度与灰阶调制深度以决定投影图案的张数与灰阶值。(d4)叠加投影图案以形成第一结构光。(d5)提供第一结构光至待测面。

在一或多个实施方式中，步骤(d3)包含：(d31)调整投影图案的调制方式以减少投影图案的数量。

通过上述实施方式所提供的表面形貌的量测方法，可防止影像感测像素处于饱和状态，同时提供足够解析度的第一结构光，以提高形貌量测的解析度与准确度。

附图说明

图1为本揭露一实施方式的表面形貌的量测方法的流程图；

图2为本揭露一实施方式的量测系统的示意图；

图3为图2的调制元件、感测元件与待测面的示意图；

图4与图5为图1的步骤Sa的方法示意图；

图6至图8分别为校正时各阶段的影像感测像素感测待测面的灰阶值分布图；

图9为曝光时间与灰阶值的关系图；

图10为图1的步骤Sd的流程图；