專利名稱：：掃描儀和操作掃描儀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及對(duì)三維物體進(jìn)行非接觸式檢測(cè)或測(cè)量的
技術(shù)領(lǐng)域：
。特別地，本發(fā)明涉及利用光學(xué)掃描來(lái)檢測(cè)表面起伏的掃描儀的子
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：已知的用于短距離物體掃描的掃描儀主要使用三角測(cè)量的方法，如圖7所示。其中，一個(gè)合適的光圖案從掃描儀700的光源705投影到待檢測(cè)的物體710上，而一個(gè)電子圖像接收器720則從一個(gè)不同的視角檢測(cè)生成的圖像。如圖7所示，物體710的表面輪廓可能分別在不同的方向730和740上扭曲或移位，這將導(dǎo)致投影的光圖案在參考平面750上產(chǎn)生偏移，據(jù)此就可以通過(guò)圖像處理算法計(jì)算出物體的坐標(biāo)。當(dāng)物體710和掃描儀700在所定義的方向上作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以獲得物體710的整個(gè)空間模型。這樣，圖7示出了一個(gè)根據(jù)三角測(cè)量原理工作的三維掃描儀。根據(jù)特定應(yīng)用，可以使用不同的光源，例如常規(guī)的具有陰影屏蔽投影儀用來(lái)進(jìn)行構(gòu)造(例如DE000010149750A1，US00006501554B1)或者例如對(duì)應(yīng)于DE000019721688A1的激光源。具有DE000019615685A1所述的用于生成光圖案的附加光學(xué)元件的光源或者具有DMD元件(DMD＝數(shù)字微設(shè)備)的光源也可以用來(lái)產(chǎn)生可通過(guò)電子方式控制的光圖案，例如EP000000927334B1，US000006611343B1，DE000019810495A1所述的光源。任何上述類型的已知裝置都使用片狀(DE000010149750A1或DE000019615685A1)或者至少是線形的圖像傳感器(例如在US000006501554B1中所公開(kāi)的)作為圖像接收器，但這是以CCD或CMOS技術(shù)為基礎(chǔ)的(CCD＝電荷耦合裝置＝可以在光線入射時(shí)累積電荷、以為一個(gè)讀取電子裝置的可適當(dāng)控制的電極供電的傳感器類型；CMOS＝互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體＝廣泛使用的、用于在硅片上集成立體電路的電路技術(shù)和制造工藝)。近來(lái)，利用所謂的微掃描鏡，可獲得新的可自如懸浮的微光學(xué)元件(這些元件被靜電激勵(lì)時(shí)接近它們的自然共振)和相關(guān)的控制電子裝置，例如下列文獻(xiàn)中詳細(xì)說(shuō)明的裝置Anewdrivingprincipleformicromechanicaltorsionalactuators(一種新的用于微機(jī)械扭轉(zhuǎn)執(zhí)行單元的驅(qū)動(dòng)原理)H.Schenk，P.Drr，D.Kunze，H.Kck；Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS-Vol.1，Conf.1999int.Mech.Eng.Congr.&Exh.，1999年11月14日-19日，Nashville，第333-338頁(yè)，1999ANovelElectrostaticallyDrivenTorsionalActuator(一種新穎的靜電驅(qū)動(dòng)扭轉(zhuǎn)執(zhí)行單元)H.Schenk，P.Drr，H.KckProc.3rdInt.Conf.OnMicroOptoElectroMechanicalSystems，Mainz，1999年8月30-9月1日，第3-10頁(yè)，1999MicroMirrorSpatialLightModulators(微鏡空間光調(diào)制器)P.Drr，A.Gehner，U.Dauderstdt，微光電機(jī)械系統(tǒng)(光MEMS)第三屆國(guó)際會(huì)議Proc.MEMS1999，Mainz，1999年，第60-65頁(yè)AResonantlyExcited2D-Micro-Scanning-MirrorwithLargeDeflection(具有大偏轉(zhuǎn)的共振激勵(lì)的二維微掃描鏡)H.Schenk，P.Drr，D.Kunze，H.Lakner，H.Kck傳感器和執(zhí)行單元，2001Sensors&Actuators，A89(2001)，第1-2期，ISSN0924-4247，第104-111頁(yè)LargeDeflectionMicromechanicalScanningMirrorsforLinearScansandPatternGeneration(用于線性掃描和圖案生成的大偏轉(zhuǎn)微機(jī)械掃描鏡)H.Schenk，P.Drr，T.Haase，D.Kunze，U.Sobe，H.Lakner，H.KckJournalofSelectedTopicsofQuantumElectronics6(2000)，第5期，ISSN1077-260X，第715-722頁(yè)AnElectrostaticallyExcited2D-Micro-Scanning-MirrorwithanIn-PlaneConfigurationoftheDrivingElectrodes(一種包含驅(qū)動(dòng)電極的平面結(jié)構(gòu)的靜電激勵(lì)二維微掃描鏡)H.Schenk，P.Drr，D.Kunze，H.Lakner，H.KckProc.MEMS2000，第十三屆國(guó)際微電機(jī)械系統(tǒng)大會(huì)，宮崎縣，日本，第473-478頁(yè)，2000年MechanicalandelectricalfailuresandreliabilityofMicroScanningMirrors(微掃描鏡的機(jī)械和電子故障及可靠性)E.Gaumont，A.Wolter，H.Schenk，G.Georgelin，M.Schmoger第九屆集成電路的物理和故障分析國(guó)際討論會(huì)(IPFA9)，2002年7月8日-12日，RafflesCityConventionCentre，新加坡，Proc.紐約，IEEE出版，2002年，ISBN0-7803-7416-9，第212-217頁(yè)Improvedlayoutforaresonant2DMicroScanningMirrorwithlowoperationvoltages(用于具有低工作電壓的共振二維微掃描鏡的改進(jìn)布圖)A.Wolter，H.Schenk，E.Gaumont，H.Lakner，SPIEConferenceonMOEMSDisplayandImagingSystems(mf07)，2003年1月28-29日，SanJose，加利福尼亞，美國(guó)，Proceedings，Bellingham，Wash.SPIE，2003(SPIEProceedingsSeries4985)ISBN0-8194-4785-4，第72-74頁(yè)US020040183149A1Micromechanicaldevice(微機(jī)械裝置)WO002003010545A1MikromechanischesBauelement(微機(jī)械裝置)WO002000025170A1，MikromechanischesBauelementMitSchwingkorper(包含振蕩體的微機(jī)械裝置)EP000001123526B1，US000006595055B1WO002004092745A1MikromechanischesBauelementMitEinstellbarerResonanzfrequenz(具有可調(diào)諧振頻率的微機(jī)械裝置)DriverASICforsynchronizedexcitationofresonantMicro-Mirror(用于同步激勵(lì)共振微鏡的驅(qū)動(dòng)器ASIC)K.-U.Roscher，U.Fakesch，H.Schenk，H.Lakner，D.Schlebusch，SPIEConferenceonMOEMSDisplayandImagingSystems(mf07)，2003年1月28-29日，SanJose，加利福尼亞，美國(guó)，Proceedings，Bellingham，Wash.SPIE，2003(SPIEProceedingsSeries4985)ISBN0-8194-4785-4，第121-130頁(yè)MOMES(MOMES＝微光電機(jī)械系統(tǒng))的類型允許以一維或二維的電控方式偏轉(zhuǎn)光束，從而分別利用點(diǎn)狀光源或探測(cè)器元件相繼掃描或掃過(guò)一個(gè)區(qū)域或一個(gè)立體角度。為了投影的目的而使用共振微鏡已經(jīng)代表一種已知的解決方案，下列文獻(xiàn)可以作為示例DE000019615685A1LowCostprojectiondevicewitha2-dimensionalresonantmicroscanningmirror(包含二維共振維掃描鏡的低成本投影裝置)K.-U.Roscher，H.Grtz，H.Schenk，A.Wolter，H.LaknerMEMS/MOEMS顯示和成像系統(tǒng)II(2004)，第22-31頁(yè)WO002003032046A1，Projektionsvorrichtung(投影裝置)US020040218155A1，也是出于投影目的，鏡子還以其它方式被使用例如根據(jù)DE000010304187A1，DE000010304188A1和WO002004068211A1或者已經(jīng)提到的EP000000927334B1、US00000661134B1或DE000019810495A1描述的用于產(chǎn)生光圖案的DMD元件，以一種旋轉(zhuǎn)的方式移動(dòng)這些鏡子。在A.Wolter，H.Schenk，H.Korth和H.Lackner的“Torsionalstress，fatigueandfracturestrengthinsiliconhingesofamicroscanningmirror(微掃描鏡的硅鉸鏈中的扭轉(zhuǎn)壓力、疲勞和斷裂力)”(SPIEBellinghamWA2004；SPIE學(xué)報(bào)第5343卷)中提出一種對(duì)光束位置進(jìn)行一維檢測(cè)的可能性。這種對(duì)光束位置的一維檢測(cè)只提供了一種粗糙的、延遲確定光束位置的可能性，因?yàn)樗龅姆椒ㄒ蠊馐耆ㄟ^(guò)該光束的傳播路徑的兩個(gè)最大振幅。而且，對(duì)于下述發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域，相關(guān)地還有如下其他文獻(xiàn)EP000000999429A1Messinstrumentfr3DFormmitLaserScannerundDigitalkamera(三維形式的帶有激光掃描儀和數(shù)碼相機(jī)的測(cè)量工具)US020030202691A1Calibrationofmultiplecamerasforaturntable-based3Dscanner(基于轉(zhuǎn)盤(pán)的三維掃描儀的多個(gè)照相機(jī)的校準(zhǔn))US000006486963B1Precision3Dscannerbaseandmethodformeasuringmanufacturedparts(精密三維掃描儀基板和用于測(cè)量人造零件的方法)DE000019846145A1VerfahrenundAnordnungzur3D-Aufnahme(用于三維記錄的方法和系統(tǒng))DE000019613978A1VerfahrenzumZusammenfgenderMessdatenunterschiedlicherAnsichtenundObjektbereichebeideroptischen3D-KoordinatenmeβtechnikmittelsflchenhaftundaufderBasisvonMusterprojektenarbeitendenTriangulationssensoren(在光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)中利用以薄片方式工作并基于采樣投影的三角測(cè)量傳感器將不同視角和物體區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù)相聯(lián)系的方法)DE000019536287A1VerfahrenzurgeometrischenKalibrierungvonoptischen3D-SensorenzurdreidimensionalenVermessungvonObjektenundVorrichtunghierzu(對(duì)物體進(jìn)行三維測(cè)量的光學(xué)三維傳感器進(jìn)行幾何校準(zhǔn)的方法和裝置)DE000019536294A1VerfahrenzurgeometrischenNavigationvonoptischen3D-SensorenzumdreidimensionalenVermessenvonObjekten(用于對(duì)物體進(jìn)行三維測(cè)量的光學(xué)三維傳感器進(jìn)行幾何導(dǎo)航的方法)EP000001371969A1AusrichtungsverfahrenzumPositionierenvonSensorenfr3D-Meβsysteme(用于對(duì)三維測(cè)量系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行定位的對(duì)準(zhǔn)方法)WO002000077471A1VorrichtungzurBerhrungslosenDreidimensionalenVermessungyonKrpernundVerfahrenzurBestimmungeinesKoordinatensystemsfrMesspunktkoordinaten(用于對(duì)主體部分進(jìn)行非接觸式三維測(cè)量的裝置以及為測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)確定坐標(biāo)系的方法)EP000000916071B1Triangulation-Based3DImagingAndProcessingMethodAndSystem(基于三角測(cè)量的三維成像和處理方法及系統(tǒng))US000005546189ATriangulation-Based3Dimagingandprocessingmethodandsystem(基于三角測(cè)量的三維成像和處理方法及系統(tǒng))US000005654800ATriangulation-Based3Dimagingandprocessingmethodandsystem(基于三角測(cè)量的三維成像和處理方法及系統(tǒng))WO001998005923A1Triangulation-Based3DImagingAndProcessingMethodAndSystem(基于三角測(cè)量的三維成像和處理方法及系統(tǒng))CA000002365323A1MethodOfMeasuring3DObjectAndRendering3DObjectAcquiredByAScanner(測(cè)量三維物體以及通過(guò)掃描儀獲得三維物體的方法)DE000019721903C1VerfahrenundAnlagezurmeβtechnischenrumlichen3D-LageerfassungvonOberflchenpunkten(用于表面點(diǎn)的測(cè)量工藝上的空間三維位置檢測(cè)的方法和裝置)CA000002376103A1ActiveStructuralScannerForScanningIn3DModeDataofUnknownStructures(用于在未知結(jié)構(gòu)的三維模式數(shù)據(jù)中進(jìn)行掃描的有源結(jié)構(gòu)掃描儀)然而，所有這些現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法的缺陷在于它們都需要一個(gè)區(qū)域照相機(jī)或至少一個(gè)線形照相機(jī)來(lái)檢測(cè)該物體反射的圖像，或者只是通過(guò)對(duì)具備微機(jī)械電子馬達(dá)的微鏡的復(fù)雜控制來(lái)檢測(cè)該圖像的位置，從而由此檢測(cè)出該三維表面起伏。而且，對(duì)微鏡進(jìn)行復(fù)雜控制的解決方案還具有如下缺陷這一控制是機(jī)械敏感的、需要占用較大面積的、并且非常昂貴。而且，使用區(qū)域或線形照相機(jī)需要相當(dāng)大的空間，而且也是非常昂貴的。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)三維表面起伏的可行方案，其中該可行方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更好的分辨率，并且更加便宜、機(jī)械上更可靠、需要的空間也更小。這一目標(biāo)可以通過(guò)權(quán)利要求1所述的掃描儀和權(quán)利要求10所述的操作掃描儀的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種掃描儀，它提供了檢測(cè)物體表面起伏的可能性，其包括一個(gè)投影儀，被配置為將一個(gè)光束引導(dǎo)到表面起伏上的照明線內(nèi)，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域，該投影儀還被配置為輸出一個(gè)投影信號(hào)，從中可推導(dǎo)出光束在照明線內(nèi)的位置；以及一個(gè)采集器，其具有一個(gè)可以被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡，還具有一個(gè)點(diǎn)狀光探測(cè)器，所述采集器微鏡被振蕩設(shè)置在該照明線的第一個(gè)方向上和不同于第一個(gè)方向的第二個(gè)方向上，從而使得被照亮的區(qū)域在該采集器微鏡的掃描區(qū)域內(nèi)的反射可以借此在點(diǎn)狀光探測(cè)器上成像，而且該采集器還被配置為輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可推導(dǎo)出被照亮的區(qū)域在第一和第二個(gè)方向上的位置。另外，本發(fā)明還提供了一種操作用來(lái)提供檢測(cè)一個(gè)物體的表面起伏的可能性的掃描儀的方法，其中該掃描儀包括一個(gè)投影儀，該投影儀被配置為將一個(gè)光束引導(dǎo)到表面起伏上的照明線內(nèi)，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域，該投影儀還被配置為輸出一個(gè)投影信號(hào)，從中可推導(dǎo)出光束在照明線內(nèi)的位置；并且包括一個(gè)采集器，其具有一個(gè)可以被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡，還具有一個(gè)點(diǎn)狀光探測(cè)器，所述采集器微鏡被振蕩設(shè)置在該照明線的第一個(gè)方向上和不同于第一個(gè)方向的第二個(gè)方向上，從而使得被照亮的區(qū)域在該采集器微鏡的掃描區(qū)域內(nèi)的反射可以借此在點(diǎn)狀光探測(cè)器上成像，而且該采集器還被配置為輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可推導(dǎo)出被照亮的區(qū)域在第一和第二個(gè)方向上的位置。其中該方法包括以下步驟以線狀提供光束并將其引導(dǎo)到物體的表面起伏上的一條照明線內(nèi)，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域，引導(dǎo)光束的步驟還包括確定光束在該照明線內(nèi)的位置及輸出一個(gè)投影信號(hào)，從中可推導(dǎo)出光束在照明線內(nèi)的位置；并且利用被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡和點(diǎn)狀光探測(cè)器來(lái)檢測(cè)該被照亮的區(qū)域的位置，所述檢測(cè)步驟還包括借助于該采集器微鏡在第一和第二方向上的振蕩把該被照亮的區(qū)域的反射成像在光探測(cè)器上，并且所述檢測(cè)步驟還包括輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可推導(dǎo)出被照亮的區(qū)域在第一和第二個(gè)方向上的位置。本發(fā)明基于如下思想利用投影儀通過(guò)照明線內(nèi)的一個(gè)光束以線狀形式照亮待檢測(cè)的表面起伏，從而以線狀形式在表面起伏上引導(dǎo)一個(gè)光點(diǎn)?，F(xiàn)在可以進(jìn)行借助于具有可被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡和點(diǎn)狀光探測(cè)器的采集器來(lái)檢測(cè)表面起伏上的光點(diǎn)在物體參考平面中在照明線方向上、以及在與照明線方向垂直的方向上的位置，其中，借助于該表面起伏的可變的高度輪廓，不但能夠在照明線方向上檢測(cè)出表面起伏上的光點(diǎn)的反射，還能夠在垂直于該照明線的方向上進(jìn)行檢測(cè)。知道了光束在照明線內(nèi)的位置，就可以根據(jù)該光點(diǎn)與照明線所定義的軸上之間的偏移計(jì)算出該表面起伏的高度輪廓。具有優(yōu)點(diǎn)的是，一個(gè)物體的表面起伏可以通過(guò)了解表面起伏上光點(diǎn)的反射的位置以及關(guān)于光束在照明線內(nèi)的位置的信息被檢測(cè)出來(lái)，同時(shí)可以用一種節(jié)省空間、廉價(jià)的、機(jī)械可靠的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)表面起伏的檢測(cè)。本發(fā)明所述方案可以用一種特別節(jié)省空間的方式實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)椴槐厥褂脜^(qū)域照相機(jī)或線形照相機(jī)，而可以通過(guò)把可受激振蕩的采集器鏡和點(diǎn)狀光探測(cè)器相結(jié)合，非常緊湊地裝配該采集器。本發(fā)明所述方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于由于使用可受激振蕩的采集器微鏡，不再需要對(duì)采集器微鏡進(jìn)行復(fù)雜而昂貴的控制(例如通過(guò)很小的電子馬達(dá)才能控制)。此外，本發(fā)明所述方案還具有如下優(yōu)點(diǎn)由于避免了使用區(qū)域或線形照相機(jī)，從而可以使用便宜得多的檢測(cè)單元，例如獨(dú)立的光電二極管形式的檢測(cè)單元，這可以大大降低相應(yīng)采集器的制造成本。可以省去使用諸如微機(jī)械電子馬達(dá)所進(jìn)行的復(fù)雜控制，這使得該結(jié)構(gòu)在機(jī)械上更加可靠。下面將參考附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的一些實(shí)施例，其中圖1示出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2示出了對(duì)物體的一個(gè)表面區(qū)域進(jìn)行采樣的示意圖；圖3示出了在采集器內(nèi)處理的信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4a示出了采集器的快門(mén)(shutter)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4b示出了用于描述當(dāng)使用圖4a中所示的快門(mén)時(shí)一個(gè)光電二極管接收到的信號(hào)的曲線圖；圖5示出了投影儀的快門(mén)的一個(gè)實(shí)施例；圖6a示出了使用圖4a和圖5所示的快門(mén)的本發(fā)明所述掃描儀的另一個(gè)實(shí)施例的平面圖；圖6b示出了對(duì)應(yīng)于交叉線AA’的一個(gè)截面的另一個(gè)實(shí)施例的剖面圖；圖6c示出了本發(fā)明所述的用于操作掃描儀的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；以及圖7示出了常規(guī)掃描儀的三角測(cè)量原理的示意圖。在附圖中，相同或相似的元件使用相同或相似的附圖標(biāo)記來(lái)表示，其中省去了對(duì)那些元件的重復(fù)描述。具體實(shí)施例方式圖1示意性地描述了本發(fā)明所述掃描儀的第一個(gè)實(shí)施例。其中圖1包括一個(gè)具有光源12和投影儀微掃描鏡14的投影儀10，以及一個(gè)具有采集器微鏡14和光傳感器18的采集器16。投影儀10和采集器16的兩個(gè)微鏡14彼此相隔一段距離放置，作為三角測(cè)量的基礎(chǔ)。通過(guò)光源12(最好是點(diǎn)狀光源)，一束光被引向投影儀10的微鏡14，其中該微鏡把光束20反射到物體710上，從而可以分別得到光點(diǎn)或被照亮的區(qū)域22。被照亮的區(qū)域22于是形成一個(gè)反射24，該反射從采集器16的微鏡14被映射到最好為點(diǎn)狀的光探測(cè)器18(例如一個(gè)光電二極管)上。相應(yīng)地，光源12可以是一個(gè)LED(LED＝發(fā)光二極管)或激光二極管。如果現(xiàn)在移動(dòng)物體71，例如在圖中所示的運(yùn)動(dòng)方向73和74上移動(dòng)，那么隨著光束20的持續(xù)照明，被照亮的區(qū)域22的位置就會(huì)移向區(qū)域22’，從而形成另一個(gè)反射24’，該反射在采集器16的微鏡14上產(chǎn)生一個(gè)偏轉(zhuǎn)，與反射24形成一個(gè)夾角26。下面利用采集器16的微鏡14的二維振蕩，就可以掃描物體710的表面或表面起伏的特定部分，還可以記錄下被照亮的區(qū)域22到移位后的被照亮區(qū)域22’的移動(dòng)，從而就可以在一個(gè)圖1中沒(méi)有示出的信號(hào)處理單元中確定物體710的表面起伏。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，在應(yīng)用已知的三角測(cè)量法時(shí)，可以使用多個(gè)微鏡作為對(duì)物體進(jìn)行三維檢測(cè)的掃描儀。根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，微掃描鏡具有如下應(yīng)用不僅可以用于把經(jīng)過(guò)構(gòu)造的照明投影到物體上，而且可以在光接收器(即采集器16)內(nèi)檢測(cè)后向散射光。特別具有新穎性的是為了在采集器內(nèi)獲得圖像，點(diǎn)狀光探測(cè)器18(或光傳感器)和一個(gè)二維振蕩的微鏡結(jié)合使用，其中該微鏡通過(guò)它的瞬時(shí)移位定義了探測(cè)器的各個(gè)“觀察方向”。根據(jù)圖1，諸如激光二極管的點(diǎn)狀光源例如可以用在投影儀一側(cè)，而諸如光電二極管的探測(cè)器則可以用在采集器一側(cè)。然而，值得注意的是，由于二維振蕩(即為了檢測(cè)該參考平面上的一個(gè)區(qū)域，微鏡在兩個(gè)維度中移動(dòng))，在探測(cè)器一側(cè)結(jié)合使用振蕩微鏡和點(diǎn)狀光探測(cè)器特別具有如下優(yōu)點(diǎn)性價(jià)比很高、提高了可靠性并節(jié)省了空間，這是因?yàn)樘厥獾亩S傾斜和對(duì)常規(guī)微掃描鏡的相應(yīng)控制必須付出很大的代價(jià)和成本，而且機(jī)械上也容易發(fā)生故障，并由于使用相應(yīng)的控制元件而需要大量的空間。但是，具有點(diǎn)狀光源和相應(yīng)可以做一維振蕩的微掃描鏡的投影儀的實(shí)現(xiàn)僅僅是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，而不是獲得所希望的優(yōu)點(diǎn)的必不可少的條件，因?yàn)橐痪S控制不會(huì)付出和二維控制同樣多的代價(jià)。換句話說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)，可以受激進(jìn)行一維振蕩的微鏡在投影儀中并不是必需的，投影儀也可以通過(guò)不同方式被構(gòu)造為使照明線內(nèi)的光束掃過(guò)表面起伏。但是在隨后的討論中，出于示意性說(shuō)明的目的，將繼續(xù)描述使用微掃描鏡的實(shí)施例，但并不限制本發(fā)明的通用性。由于上述優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)低成本、設(shè)計(jì)緊湊的三維掃描儀。為了檢測(cè)待掃描的物體的表面起伏，還要進(jìn)一步使用一個(gè)流程，下面將詳細(xì)闡述該流程。當(dāng)使用微鏡時(shí)(例如用于對(duì)物體進(jìn)行照明以及用于檢測(cè)后向散射光)，主要必須考慮的是每個(gè)振蕩的微鏡子在任何時(shí)刻都只精確地指向該物體的一點(diǎn)(光斑)。因此，最好對(duì)兩個(gè)鏡子都進(jìn)行控制，使得探測(cè)器可以檢測(cè)該物體的表面起伏上的由投影儀產(chǎn)生的光斑。為了檢測(cè)這個(gè)所生成的光斑(即圖1中分別用附圖標(biāo)記22或22’來(lái)表示的的被照亮的區(qū)域)，如圖2所述，可以使用下述方法控制微掃描鏡。值得注意的是，這個(gè)具有微掃描鏡的投影儀的實(shí)施例代表一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，然而實(shí)際上也可以使用這樣一個(gè)投影儀利用該投影儀，可以對(duì)物體表面起伏進(jìn)行具有不同設(shè)計(jì)的線狀照明。但是，下面將利用微掃描鏡詳細(xì)闡述下列方法。圖2示出了一個(gè)用于對(duì)需要掃描的物體的表面起伏的一個(gè)區(qū)域30進(jìn)行線形照明的投影儀10。光束20沿著位移角32掃過(guò)表面起伏的區(qū)域30，使得光束20照亮照明線34內(nèi)的表面起伏。當(dāng)照亮區(qū)域30內(nèi)的表面起伏時(shí)，高度輪廓就會(huì)產(chǎn)生一條光點(diǎn)22和22’的軌跡36，其水平位移可以通過(guò)采集器16來(lái)確定。換句話說(shuō)，光束20可以在圖2所示的坐標(biāo)系38的y方向上掃過(guò)照明線34中的表面起伏，其中z方向上的高度輪廓會(huì)導(dǎo)致光點(diǎn)22在x方向上發(fā)生位移。這一位移可以由采集器16通過(guò)受激進(jìn)行二維振蕩的微鏡來(lái)檢測(cè)，從而可以按照?qǐng)D2所示的Lissajous圖40的形式對(duì)區(qū)域30進(jìn)行光柵掃描。這種二維位移從而導(dǎo)致由采集器16的微鏡在點(diǎn)狀光探測(cè)器上形成的區(qū)域30中的點(diǎn)發(fā)生旋轉(zhuǎn)(圖2中沒(méi)有示出)。最好有兩個(gè)鏡子平行于三角測(cè)量平面進(jìn)行掃描的原理可以按如下方式表述其中術(shù)語(yǔ)“三角測(cè)量平面”表示由參考平面和兩個(gè)鏡子中的圖像域的中心和/或三角測(cè)量角所定義的平面1.投影儀的鏡子只在一個(gè)振蕩方向y(這里是垂直方向)上發(fā)生位移，因此光斑22表示參考平面上的一條虛擬線(垂直箭頭和/或照明線34)。2.現(xiàn)在對(duì)采集器的鏡子進(jìn)行激勵(lì)，使之也在這個(gè)方向上振蕩，最好和投影儀同步，即可以在上面提到的那條線上“看到”投影的光斑的瞬時(shí)高度位置。為此，投影儀的微鏡和采集器的微鏡的兩個(gè)y振蕩在頻率、幅度和相位上應(yīng)當(dāng)盡可能匹配。3.虛擬線(即照明線34)被物體的表面輪廓和/或表面起伏扭曲成圖2中可見(jiàn)的一條曲線36，作為白色軌跡。根據(jù)三角測(cè)量原理，這也會(huì)導(dǎo)致光斑22或22’分別在x方向上發(fā)生位移，通過(guò)同時(shí)進(jìn)行水平振蕩的采集器微鏡可以檢測(cè)出該位移。如果兩個(gè)鏡子的y振蕩繼續(xù)同步進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)可以在掃描的x方向上找到所期望的光斑位置，如果它在垂直振幅所確定的可接受范圍內(nèi)的話。4.由于x和y振蕩的相互疊加，在點(diǎn)狀光探測(cè)器上的采集器微鏡的“觀察方向”描述了一個(gè)Lissajous圖，其形狀取決于在x和y方向上的振蕩頻率和相位關(guān)系的比率。Lissajous圖40的擴(kuò)展與x和y方向上的振蕩幅度相關(guān)聯(lián)。為了獲得物體的細(xì)節(jié)，必須在Lissajous圖40中獲得最大線密度。為了獲得所得到的Lissajous圖40這樣的線密度，還要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡子在x和y方向上振蕩的控制，使得振幅、振蕩相位和振蕩頻率的比率可以通過(guò)對(duì)鏡子的控制(例如通過(guò)一個(gè)數(shù)字控制器)來(lái)調(diào)節(jié)。5.如果物體的表面起伏具有對(duì)投影光斑進(jìn)行漫反射的性質(zhì)，那么根據(jù)Lambert法則，光功率就會(huì)在反射區(qū)域前面的整個(gè)立體角度上傳播。因此原則上只有直接到達(dá)的輻射功率可以被小面積的探測(cè)器(例如圖1或2中所示的點(diǎn)狀光探測(cè)器18)所使用。如圖1或2所示，當(dāng)輻射的光束20的功率只有幾毫瓦時(shí)，反向散射功率為每平方毫米幾毫微瓦的數(shù)量級(jí)。因此，最好使用一個(gè)高度敏感的光傳感器，其能夠以低噪聲處理并放大光探測(cè)器所接收到的模擬輸出信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)，例如可以使用圖3中詳細(xì)示出的一個(gè)電子電路。圖3示出了一個(gè)用于處理非常微弱的光信號(hào)的電路，其首先包括一個(gè)用于提供電壓(例如約為200伏特)的偏壓生成單元32。接著把該偏壓傳遞到一個(gè)雪崩式光電二極管APD上，其中該APD順次連接到由一個(gè)電阻器52和一個(gè)放大器54組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)上。電阻器52和放大器54組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)(例如可以實(shí)現(xiàn)為OPA657型的運(yùn)算放大器)被稱為跨導(dǎo)放大器56。該跨導(dǎo)放大器56進(jìn)一步與第一個(gè)低通濾波器58耦合，其中該低通濾波器順次連接到一個(gè)電壓放大器60(例如一個(gè)OPA656型的運(yùn)算放大器)上。另一個(gè)低通濾波器62和電壓放大器60相連，但其不必與跨導(dǎo)放大器56和電壓放大器60之間的低通濾波器具有相同的特性。最后，在第二個(gè)低通濾波器62后面連接有一個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(例如其分辨率為12個(gè)比特，最大時(shí)鐘頻率為20MHz)，從而可以把微弱的光信號(hào)66轉(zhuǎn)換成一個(gè)放大的數(shù)字輸出信號(hào)68，該信號(hào)由傳感器信號(hào)掃描的數(shù)字流組成。根據(jù)這一數(shù)據(jù)流，可以分別檢測(cè)出被照亮的區(qū)域22或22’的位置，然后通過(guò)與相應(yīng)的鏡子位置進(jìn)行相關(guān)，可以確定三維形式的物體坐標(biāo)(即物體的表面起伏)。6.為了使兩個(gè)鏡子(即投影儀的微掃描鏡和探測(cè)器的微掃描鏡)的y振蕩精確同步，可以在掃描儀中分別添加用于測(cè)量投影儀的微鏡或采集器的微鏡的振蕩的幅度、相位和頻率的測(cè)量裝置。為此，如圖4A所示，例如可以在采集器處使用帶有多個(gè)LED的類似于方框形式的快門(mén)70。在對(duì)著采集器的微掃描鏡14的一側(cè)，采集器16的類似于方框形式的快門(mén)70包括一個(gè)或多個(gè)置于快門(mén)70的內(nèi)光圈74的一個(gè)邊緣處的LED72。根據(jù)圖4A所示，一個(gè)LED72置于快門(mén)70的光圈74的四個(gè)內(nèi)側(cè)之一上，其中這個(gè)LED72也可以實(shí)現(xiàn)為一條沿著相應(yīng)的光圈部分的整個(gè)內(nèi)側(cè)的LED線。還可以只在光圈74的邊緣處的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上實(shí)現(xiàn)一個(gè)LED或一條LED線。圖4B詳細(xì)示出了快門(mén)70是如何工作的。為此，圖4B上方的子圖首先示出了隨時(shí)間在x和y坐標(biāo)中的掃描區(qū)域的曲線76。需要注意的是，對(duì)于基本操作模式，只在一個(gè)方向上的掃描(即x方向或y方向)必須被表示為在類似執(zhí)行的相應(yīng)的另一個(gè)方向上掃描。如果在圖4B所示的光圈74內(nèi)的一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)被微掃描鏡14掃描到，則曲線76在光圈區(qū)域78內(nèi)移動(dòng)。如果微掃描鏡14把快門(mén)方框上的一個(gè)位置映射到光電探測(cè)器APD上，那么當(dāng)光圈74的邊緣處設(shè)置了光電二極管時(shí)它就會(huì)掃過(guò)該光電二極管72，從而可以在光探測(cè)器APD上檢測(cè)到相應(yīng)的光信號(hào)和/或相應(yīng)提高了的光探測(cè)器亮度。對(duì)于限制信號(hào)80，從圖4B下方的子圖可以明顯看到LED72是否像圖4B上方的子圖所示那樣置于LED坐標(biāo)82上。如果掃描區(qū)域(即光圈74)內(nèi)檢測(cè)到一個(gè)光信號(hào)，就像圖4B上方的子圖中坐標(biāo)84的情況那樣，這將產(chǎn)生更多光信號(hào)86(如圖4B下方子圖所示)。特別是利用參考光源72和/或LED產(chǎn)生的限制信號(hào)80的瞬時(shí)位置，就可以推斷出微掃描鏡14的振蕩頻率、相位和已知光圈74的尺寸時(shí)的振幅，而不必利用已定義的相位、幅度或頻率信號(hào)對(duì)掃描鏡本身進(jìn)行相應(yīng)的控制。這樣，可以對(duì)微掃描鏡14的振蕩進(jìn)行非常簡(jiǎn)單的檢測(cè)。類似地，圖1所示的投影儀10的微掃描鏡14的一維振蕩也可以通過(guò)相應(yīng)的快門(mén)來(lái)檢測(cè)，例如如圖5所示。然而，為此必須相應(yīng)地將光發(fā)送元件和光檢測(cè)元件互換，使得光電二極管92和/或其他相應(yīng)的適當(dāng)?shù)墓馓綔y(cè)器置于相應(yīng)的快門(mén)90的內(nèi)部邊緣上，接收來(lái)自光源12的光束20(例如來(lái)自一個(gè)激光二極管的激光束)的碰撞，并以和圖4B類似的方式對(duì)其進(jìn)行分析，以獲得投影儀10的微掃描鏡14的振蕩幅度、振蕩頻率和振蕩相位。投影儀快門(mén)的具體設(shè)計(jì)可以和采集器快門(mén)的設(shè)計(jì)類似。圖6A示出了為投影儀和采集器中的每一個(gè)使用一個(gè)快門(mén)的本發(fā)明所述掃描儀的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。在采集器中，使用了一個(gè)如圖4A所示的帶有LED的類似方框形式的快門(mén)，其每個(gè)側(cè)面都可根據(jù)它們的亮度獨(dú)立控制和/或改變，從而限制了采集器的觀察范圍。如果這一Lissajous圖通過(guò)一個(gè)接通的LED，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)傳感器信號(hào)(即限制新號(hào))，利用這一信號(hào)以及LED的已知位置，就可以計(jì)算出采集器鏡的振蕩的幅度和相位。此外，還可以實(shí)現(xiàn)其它優(yōu)點(diǎn)例如，對(duì)應(yīng)于被照亮的區(qū)域的待檢測(cè)的反射光的顏色和/或不同強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)、以及不同強(qiáng)度的光源，使用相應(yīng)的不同顏色的LED，從而可以唯一地、毫無(wú)疑義地檢測(cè)到一個(gè)非常接近光圈74的光斑位置。而且，例如通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉各個(gè)快門(mén)邊緣上的LED(或LED線)，也可以檢測(cè)振蕩的相位。如果在每個(gè)快門(mén)邊緣一側(cè)使用多個(gè)LED(或其它諸如激光二極管的光源或光導(dǎo)終端)，那么通過(guò)對(duì)各個(gè)LED和/或其它在快門(mén)各個(gè)邊緣上的光源的亮度進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)就可以執(zhí)行精確的位置確定。此外，發(fā)射不同亮度或波長(zhǎng)的光也可以使兩個(gè)相對(duì)的光源不同，從而可以確定“掃描光束”的移動(dòng)和/或振蕩的精確相位。一個(gè)類似的快門(mén)連接到投影儀上，只是它包含兩個(gè)相對(duì)的光電二極管，而不是LED，接著當(dāng)被光斑照亮?xí)r，其提供一個(gè)用于計(jì)算投影儀微鏡的y振蕩的幅度和相位的信號(hào)，同時(shí)限制光斑的位移。圖6A接著示出了一個(gè)光源12，此光源可以輸出一個(gè)垂直于制圖平面的光束，此光束被投影儀10的微掃描鏡14投影到快門(mén)90上，接著被投影到可通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器100和馬達(dá)102所轉(zhuǎn)動(dòng)的物體710上。這將產(chǎn)生一個(gè)亮斑22，其反射24通過(guò)采集器的快門(mén)70、微掃描鏡14和置于微掃描鏡14下方的光探測(cè)器APD被投射。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器100可以通過(guò)帶有投影儀10和采集器16的掃描儀來(lái)控制，從而可以完全檢測(cè)出物體710的表面起伏。圖6B示出了一個(gè)沿著圖6A中的點(diǎn)A和A’之間的剖面線分開(kāi)的剖面圖。所示的外殼104封裝了該掃描儀。在外殼104內(nèi)，放置了一塊導(dǎo)線板106，在該導(dǎo)線板上安裝了一個(gè)光源12，例如一個(gè)激光二極管。光源12輸出一個(gè)光束20，該光束在微掃描鏡14上反射。圖6B還示出了一個(gè)用于微掃描鏡14的激勵(lì)單元108，其相應(yīng)地對(duì)微掃描鏡14進(jìn)行激勵(lì)，以使其進(jìn)行一維振蕩。圖6C示出了一個(gè)用于操作一個(gè)掃描儀的本發(fā)明所述方法的實(shí)施例。第一個(gè)步驟110包括提供一個(gè)光束，使該光束掃過(guò)表面起伏，并確定光束在照明線(在該照明線中光束掃過(guò)表面起伏)中的位置。第二個(gè)步驟112包括輸出一個(gè)投影信號(hào)，由該投影信號(hào)可得出光束在照明線中的位置。接著，第三個(gè)步驟114包括利用被激勵(lì)振蕩的采集器中的微鏡來(lái)檢測(cè)表面起伏的被照亮的區(qū)域。第四個(gè)步驟116包括輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，由該檢測(cè)信號(hào)可得出表面起伏上被照亮的區(qū)域的位置。本發(fā)明所述方法的該實(shí)施例的最后一個(gè)步驟118包括處理投影信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)，以由此獲得表面起伏?？傊梢哉f(shuō)本文所公開(kāi)的新穎的三維掃描儀帶有一個(gè)投影儀(最好包含點(diǎn)狀光源和一個(gè)微掃描鏡)和一個(gè)采集器，其中采集器包括一個(gè)微掃描鏡和一個(gè)點(diǎn)狀光探測(cè)器，來(lái)自待檢測(cè)的物體的表面起伏的一個(gè)光點(diǎn)的反射可以被微掃描鏡投影到該探測(cè)器上。此外，還可提供一個(gè)帶有連接到主機(jī)計(jì)算機(jī)的接口的一個(gè)相應(yīng)的電子電路，用于控制和進(jìn)一步處理所獲得的數(shù)據(jù)。此外，本文還進(jìn)一步公開(kāi)了一種用于激勵(lì)該三維掃描儀的兩個(gè)微掃描鏡的方法，從而可以通過(guò)采集器微掃描鏡和光探測(cè)器在探測(cè)區(qū)域內(nèi)實(shí)際找到由投影儀微掃描鏡所產(chǎn)生的光斑，這是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的投影儀鏡只在一個(gè)垂直于三角測(cè)量平面的方向上以限定的頻率和幅度振蕩，采集器微鏡最好被同步激勵(lì)，并具有相同的幅度，且最好和三角測(cè)量平面垂直，另外采集器微鏡還在三角測(cè)量平面上同時(shí)執(zhí)行第二個(gè)振蕩，以檢測(cè)根據(jù)測(cè)量原理產(chǎn)生的光斑位移。此外，本文所公開(kāi)的一個(gè)裝置(例如用于上述三維掃描儀)最好允許對(duì)兩個(gè)鏡子依據(jù)激勵(lì)方法在垂直于三角測(cè)量平面的方向上的振蕩進(jìn)行同步，該裝置包括一個(gè)位于投影儀的光學(xué)鏈路中的、包含光電二極管的快門(mén)，和/或一個(gè)位于采集器的光學(xué)鏈路中的、具有類似設(shè)計(jì)但使用LED的快門(mén)，利用所述快門(mén)，可以獲得關(guān)于微掃描鏡的一個(gè)或兩個(gè)振蕩的瞬時(shí)幅度和相位的信號(hào)。另外，還公開(kāi)了一種電子電路，它可以以一種調(diào)節(jié)方式對(duì)這些鏡子進(jìn)行控制，例如對(duì)一個(gè)微鏡的激勵(lì)頻率、相位或幅度進(jìn)行控制，例如用于提高Lissajous圖的線密度，從而可以提高發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)反射的概率。這里所述的發(fā)明從而具備以下優(yōu)點(diǎn)無(wú)需區(qū)域或線形照相機(jī)就可以操作，因此也不需要區(qū)域或線形圖像傳感器以及對(duì)應(yīng)的相關(guān)的復(fù)雜的映射光學(xué)器件。而且，微掃描鏡的尺寸很小，機(jī)械上是可靠的，而且可以以低成本生產(chǎn)制造。因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于其本身可以減少空間需求和生產(chǎn)成本，同時(shí)也可以提高了機(jī)械可靠性。上述用于處理微弱光信號(hào)的電路還能提高光學(xué)分辨能力。因此，上述三維掃描儀可以不斷地以一種空間上非常緊湊的方式來(lái)裝配。所需的信號(hào)處理(例如檢測(cè)傳感器數(shù)據(jù)流中的激光光斑)至少有一部分可以用硬件實(shí)現(xiàn)，例如可以集成在掃描儀中，從而可以顯著減少處理控制主機(jī)獲得的數(shù)據(jù)的相應(yīng)運(yùn)算開(kāi)銷，因此可以顯著加快對(duì)相應(yīng)物體的表面起伏的檢測(cè)，而且減小了在主機(jī)計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的相應(yīng)算法的復(fù)雜度。這樣，無(wú)需為了從二維圖像中提取感興趣的區(qū)域而進(jìn)行圖像處理操作。根據(jù)具體環(huán)境，本發(fā)明所述的用于操作掃描儀的方法可以用硬件或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一實(shí)現(xiàn)可以在一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)(特別是磁盤(pán)或包含電子可讀的控制信號(hào)的CD)上執(zhí)行，該介質(zhì)可以和一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)同工作，從而可以執(zhí)行相應(yīng)的方法。通常說(shuō)來(lái)，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含存儲(chǔ)在機(jī)器可讀取的載體中的程序代碼，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述代碼可用于執(zhí)行本發(fā)明的方法。換句話說(shuō)，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)為一個(gè)包含程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述代碼可用于執(zhí)行該方法。權(quán)利要求1.一種用于提供檢測(cè)物體(71)的表面起伏的可能性的掃描儀，其包括投影儀(10)，其被配置為在表面起伏上的一條照明線(34)內(nèi)引導(dǎo)一個(gè)光束(20)，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域(22)，該投影儀(10)還被配置為輸出一個(gè)投影信號(hào)，從中可得出光束(20)在照明線(34)內(nèi)的位置；以及采集器(16)，其具有一個(gè)可以被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡(14)，還具有一個(gè)點(diǎn)狀光探測(cè)器(18)，該采集器微鏡(14)的振蕩位于該照明線(34)的第一個(gè)方向上和不同于第一個(gè)方向的第二個(gè)方向上，從而使得在該采集器微鏡(14)的掃描區(qū)域(30)內(nèi)的被照亮的區(qū)域(22)的反射可以通過(guò)它在點(diǎn)狀光探測(cè)器(18)上成像，并且該采集器(16)被配置為輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可得出被照亮的區(qū)域(22)在第一和第二個(gè)方向上的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中投影儀(10)包括一個(gè)點(diǎn)狀光源(12)和一個(gè)可被激勵(lì)進(jìn)行一維振蕩的投影儀微鏡(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，還包括一個(gè)信號(hào)處理單元，該信號(hào)處理單元被配置為根據(jù)投影信號(hào)、檢測(cè)信號(hào)、以及投影儀(10)和采集器(16)相互之間的已知幾何結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)表面起伏。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的掃描儀，其中信號(hào)處理單元至少有一部分是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中點(diǎn)狀光探測(cè)器(18)包括一個(gè)雪崩式光電二極管APD，采集器(16)還包括一個(gè)跨導(dǎo)放大器、一個(gè)低通濾波器、一個(gè)電壓放大器和一個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，它們與雪崩式光電二極管相耦合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中投影儀(10)和采集器(16)相耦合，以使得照明線(34)內(nèi)的光束(20)的引導(dǎo)可以與該照明線(34)的第一個(gè)方向上的采集器微鏡(14)的振蕩同步。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中投影儀(10)包括一個(gè)用于限定照明線(34)的快門(mén)(90)，所述快門(mén)包括一個(gè)光學(xué)傳感器(92)，如此設(shè)置該光學(xué)傳感器使得當(dāng)移動(dòng)光束(20)時(shí)可以建立光束(20)在照明線(34)內(nèi)的位置信息，并且投影儀(10)進(jìn)一步被配置為根據(jù)所建立的信息形成投影信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中采集器(16)包括一個(gè)用于限定掃描區(qū)域(30)的快門(mén)(70)，所述快門(mén)(70)包括一個(gè)參考光源(72)，如此設(shè)置該參考光源使得在采集器微鏡(14)振蕩時(shí)，來(lái)自參考光源(72)的光束被偏轉(zhuǎn)到光探測(cè)器(18)上，并且該光探測(cè)器被配置為在接收到來(lái)自參考光源(72)的光束時(shí)輸出一個(gè)參考信號(hào)(80)，從中可以得出關(guān)于采集器微鏡(14)的振蕩特性的信息，采集器(16)還被配置為根據(jù)關(guān)于采集器微鏡(14)的振蕩特性的信息確定該檢測(cè)信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的掃描儀，還包括一個(gè)用于激勵(lì)采集器微鏡(14)的振蕩的振蕩激勵(lì)單元和一個(gè)控制單元，該控制單元被配置為根據(jù)參考信號(hào)來(lái)控制采集器微鏡(14)振蕩的振蕩頻率、振蕩幅度或振蕩相位。10.一種用于操作提供檢測(cè)物體(71)的表面起伏的可能性的掃描儀的方法，該掃描儀包括一個(gè)投影儀(10)，其被配置為引導(dǎo)表面起伏上方的照明線(34)內(nèi)的一個(gè)光束(20)，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域(22)，該投影儀(10)還被配置為輸出一個(gè)投影信號(hào)，從中可得出光束(20)在照明線(34)內(nèi)的位置；并且包括一個(gè)采集器(16)，其具有一個(gè)可以被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡(14)，還具有一個(gè)點(diǎn)狀光探測(cè)器(18)，該采集器微鏡(14)的振蕩位于照明線(34)的第一個(gè)方向上和不同于第一個(gè)方向的第二個(gè)方向上，從而使得在該采集器微鏡(14)的掃描區(qū)域(30)內(nèi)的被照亮的區(qū)域(22)的反射可以通過(guò)它在點(diǎn)狀光探測(cè)器(18)上成像，而且該采集器(16)還被配置為輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可得出被照亮的區(qū)域(22)在第一和第二個(gè)方向上的位置；其中該方法包括以下步驟以線狀方式在物體的表面起伏上方的一條照明線(34)內(nèi)提供(110)并引導(dǎo)光束(20)，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域(22)，引導(dǎo)光束的步驟還包括確定光束(20)在該照明線(34)內(nèi)的位置并輸出(112)一個(gè)投影信號(hào)，從中可獲得光束(20)在照明線(34)內(nèi)的位置；并且利用可被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡(14)和所述點(diǎn)狀光探測(cè)器(18)來(lái)檢測(cè)(114)該被照亮的區(qū)域(22)的位置，檢測(cè)步驟還包括通過(guò)采集器微鏡(14)在第一和第二方向上的振蕩，把該被照亮的區(qū)域(22)的反射(24)成像到光探測(cè)器(18)上，檢測(cè)步驟還包括輸出(116)一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可得出被照亮的區(qū)域(22)在第一和第二個(gè)方向上的位置。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟處理(118)投影信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)，以提供檢測(cè)物體(71)表面起伏的可能性。12.一種計(jì)算機(jī)程序，其具有程序代碼，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行權(quán)利要求10或11所述的方法。全文摘要一種用于提供檢測(cè)物體的表面起伏的可能性的掃描儀，其包括投影儀，其被配置為在表面起伏上的一條照明線內(nèi)引導(dǎo)一個(gè)光束，從而在該表面起伏上獲得一個(gè)被照亮的區(qū)域，該投影儀還被配置為輸出一個(gè)投影信號(hào)，從中可得出光束在照明線內(nèi)的位置。另外，該掃描儀包括采集器，其具有一個(gè)可以被激勵(lì)在兩個(gè)維度上振蕩的采集器微鏡，還具有一個(gè)點(diǎn)狀光探測(cè)器，該采集器微鏡的振蕩位于該和照明線相同的第一個(gè)方向上和不同于第一個(gè)方向的第二個(gè)方向上，從而使得在該采集器微鏡的掃描區(qū)域內(nèi)的被照亮的區(qū)域的反射可以通過(guò)它在點(diǎn)狀光探測(cè)器上成像，并且該采集器被配置為輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，從中可得出被照亮的區(qū)域在第一和第二個(gè)方向上的位置。文檔編號(hào)G01B11/25GK1808059SQ20061000636公開(kāi)日2006年7月26日申請(qǐng)日期2006年1月17日優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日發(fā)明者烏維·謝林斯基,邁克爾·朔勒斯,亞歷山大·沃爾特申請(qǐng)人:弗蘭霍菲爾運(yùn)輸應(yīng)用研究公司