[发明专利]一种斜率拼接检测平面元件面形的方法与装置

摘要

本发明提出了一种斜率拼接检测平面元件的方法。使用该方法检测平面元件时，其基本器件包括针孔相机、显示器和被测元件。在一个针孔相机的测量区域无法覆盖整个被测元件的情况下。为避免测量过程中移动测量装置或被测元件，节省测量时间，并实现高精度测量。可以使用多个针孔相机同时测量被测元件的不同区域，相邻区域之间有一定的重叠面积，得到各针孔相机测量的斜率数据后，可使用本发明提出的斜率拼接方法，完全矫正各重叠区域内不同相机由于标定和调整不同而出现的斜率误差，最终得到被测元件的完整斜率。本发明的优势是：测量精度高，能够一次完成测量，测量速度快且节省工作距离。

主权项

1.一种斜率拼接检测平面元件面形的方法，其特征在于，其基本器件包括针孔相机、显示器和被测元件；检测时，多个针孔相机同时检测被测元件的不同区域，在测量装置和被测元件无需移动的情况下就可一次完成检测，使用的斜率拼接算法能够矫正不同针孔相机间由于标定和调整问题而出现的测量相对误差，进而得到高精度的元件完整斜率，检测过程包括以下步骤：第一步，检测系统中的所有针孔相机各自检测元件上的部分区域，相邻区域间有一定的重叠面积，所有针孔相机的检测区域能够覆盖整个被测元件，这样可以得到每个针孔相机各自测量部分的斜率，即S_1x、S_1y、S_2x、S_2y...S_nx、S_ny，其中S表示测量得到的斜率，下标1,2,3…n表示针孔相机的编号，一共有n个针孔相机，其中n≥2，x和y表示x和y方向的斜率；第二步，相邻针孔相机重叠区域内的斜率数据关系为：S_1x‑S_2x＝T_x+A_xx+B_xy+C_xx²+D_xy²+E_xxyS_1y‑S_2y＝T_y+A_yx+B_yy+C_yx²+D_yy²+E_yxy其中S_1x、S_1y分别表示1号针孔相机测量得到的x和y方向的斜率，将1号针孔相机作为参考针孔相机；S_2x、S_2y分别表示2号针孔相机测量得到的x和y方向的斜率，作为待矫正的针孔相机斜率，T、A、B、C、D、E为对应项的拼接系数；第三步，利用相邻针孔相机间重叠区域内的采样点斜率计算拼接系数：其中，n为相邻针孔相机间重叠区域内的采样点数目，利用上述公式解出x和y方向的拼接系数T、A、B、C、D、E；第四步，利用计算出的拼接系数矫正2号针孔相机测量得到的所有斜率数据：其中，S_2x和S_2y分别表示2号针孔相机直接测量得到的x和y方向的斜率，S₂′_x和S₂′_y分别表示2号针孔相机经过矫正后的x和y方向的斜率，M表示2号针孔相机所测量区域内所有数据点的总数，n表示重叠区域内所有数据点的总数；第五步，对所有需要拼接的相邻区域重复第二到第四步，最后将矫正后的所有斜率拼接在一起，即可得到被测元件拼接后的完整斜率，然后使用区域法或模式法重建就可以得到被测元件的面形。