專利名稱：影像測量儀及其圖案光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像測量儀及其圖案光裝置。
背景技術(shù)：
影像測量儀是一種非接觸式的三維測量設(shè)備，具有柔性好、快速高效的優(yōu)點(diǎn)，其包 括一圖像擷取裝置及一光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置用于對被測工件進(jìn)行光學(xué)成像，所述圖像 攫取裝置用來感應(yīng)被測工件的影像。但是，當(dāng)所述被測工件表面的光滑度非常高的時候，比 如一光滑的玻璃片，所述光學(xué)裝置將很難對所述被測工件進(jìn)行光學(xué)成像，此時則無法對所 述被測工件進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種影像測量儀，其可以對表面光滑度高的被測工件 進(jìn)行對焦。還有必要提供一種圖案光裝置。一種影像測量儀，包括一光學(xué)裝置、一圖案光裝置、一影像攫取裝置及一光源，所 述光源用于照射一待測工件，所述光學(xué)裝置包括一第一及一第二透鏡，用于對所述待測工 件進(jìn)行光學(xué)成像，所述影像攫取裝置用于感應(yīng)所述待測工件的像并將其轉(zhuǎn)換為電信號以傳 輸給一電腦系統(tǒng)進(jìn)行處理，所述圖案光裝置包括依次設(shè)置的一圖案光源及一其上具有圖案 的圖案片，所述光學(xué)裝置還于所述第一及第二透鏡之間設(shè)置一與所述第二透鏡不平行的半 透半反射鏡，使得所述圖案光源所發(fā)射的光線依次通過所述圖案片、半透半反射鏡及第二 透鏡投射至所述待測工件的表面，以在所述待測工件的表面形成所述圖案片上的圖案。一種圖案光裝置，包括依次設(shè)置的一圖案光源及一其上具有圖案的圖案片，所述 圖案光源所發(fā)射的光線通過所述圖案片投射于一待測工件的表面，以在所述待測工件的表 面形成所述圖案片上的圖案。上述影像測量儀包括所述圖案光裝置，如果所述待測工件表面的光滑度較高，則 利用所述圖案光裝置將圖案片上的圖案投射到所述待測工件的表面，以快速方便的對焦。


圖1是本發(fā)明影像測量儀的較佳實(shí)施方式的立體圖。圖2是圖1中輔助對焦裝置的較佳實(shí)施方式的立體圖。圖3是圖2的剖面圖。圖4為圖1中圖案片的示意圖。圖5為圖1中所述光學(xué)裝置、圖案光裝置及影像攫取裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
參考圖1至圖5，本發(fā)明影像測量儀1的較佳實(shí)施方式包括一與水平面平行的工作 臺2、一跨設(shè)于該工作臺2的龍門架3、一固設(shè)于該龍門架3中部的頂罩4、一光學(xué)裝置5、一 圖案光裝置6、一影像攫取裝置7及一光源，如一環(huán)形光源8。所述影像測量儀1還設(shè)有一 X軸傳動系統(tǒng)、一 Y軸傳動系統(tǒng)及一 Z軸傳動系統(tǒng)(圖未示)。所述X軸傳動系統(tǒng)用以驅(qū)動 所述頂罩4沿如圖1所示的機(jī)械坐標(biāo)系的X軸移動，所述Y軸傳動系統(tǒng)用以驅(qū)動所述工作 臺2沿所述機(jī)械坐標(biāo)系的Y軸移動。所述X軸及Y軸分別平行于所述工作臺2。所述Z軸 傳動系統(tǒng)用以驅(qū)動所述光學(xué)裝置5、圖案光裝置6、影像擷取裝置7及環(huán)形光源8沿所述機(jī) 械坐標(biāo)的Z軸移動，用以使所述光學(xué)裝置對一位于所述工作臺2上的待測工件9對焦。所述光學(xué)裝置5設(shè)置于所述影像攫取裝置7及環(huán)形光源8的中間。所述環(huán)形光源 8用于照射所述待測工件9，所述光學(xué)裝置5用于對所述待測工件9進(jìn)行光學(xué)成像，所述影 像攫取裝置7用于攫取由所述光學(xué)裝置5所形成的待測工件9的圖像。所述影像攫取裝置 7還與一顯示設(shè)置，如一電腦系統(tǒng)(圖未示)相連用以顯示所述影像擷取裝置7所擷取的圖 像。所述影像擷取裝置7可以是一 CXD (Charge Coupled Device，電荷耦合器件)攝像頭。所述光學(xué)裝置5包括一長筒形殼體50、兩透鏡51、52及一半透半反射鏡53，所述 兩透鏡51及52分別設(shè)置于所述長筒形殼體50的兩端，以對所述待測工件9進(jìn)行光學(xué)成像， 所述半透半反射鏡53位于所述兩透鏡51及52之間，且與所述長筒形殼體50的軸成45度 夾角。所述圖案光裝置6包括一殼體60、一裝設(shè)于殼體60前端的圖案光源61、一圖案片 62、一同軸光源63及一倍率放大器64，所述圖案光源61、圖案片62、同軸光源63及倍率放 大器64依次設(shè)置于所述殼體60內(nèi)部。所述圖案片62為一玻璃片，其上具有如圖4所示的 若干透明與不透明的方形，且所述若干透明與不透明的方形交替排布。所述倍率放大器64 包括兩透鏡641及642，通過調(diào)整兩透鏡641及642之間的距離，可以改變投射到所述待測 工件9的表面上的特征圖案的大小。在其他實(shí)施方式中，所述圖案片62上的圖案也可以為 其它圖案，如輪廓清晰的動物像、人物像或者風(fēng)景均可。當(dāng)所述待測工件9表面的光滑度較高時，開啟所述圖案光源61及同軸光源63，所 述圖案光源61所發(fā)出的光線依次通過所述圖案片62、兩透鏡631及632、半透半反射鏡53 以及透鏡52將所述圖案片62的圖形投射在所述待測工件9的表面，且所述同軸光源53所 發(fā)出的光線依次通過所述半透半反射鏡53及透鏡52照射到所述待測工件9的表面。此時， 所述光學(xué)裝置5將對所述待測工件9的表面進(jìn)行成像。所述影像攫取裝置7感應(yīng)所述待測 工件9的表面的像并將其轉(zhuǎn)換為電信號以傳輸給所述電腦系統(tǒng)，從而運(yùn)算得到所述待測工 件9的表面的像的清晰度及對比度。所述電腦系統(tǒng)根據(jù)其清晰度及對比度即可判斷得到所 述待測工件9的焦點(diǎn)位置。當(dāng)所述待測工件9表面的光滑度滿足對焦要求時，開啟所述同軸光源61及環(huán)形光 源8，所述同軸光源61的光線依次經(jīng)過所述半透半反射鏡53及透鏡52照射到所述待測工 件9的表面，同時通過控制所述環(huán)形光源8的照明區(qū)域照亮所述待測工件9的指定區(qū)域，此 時，所述光學(xué)裝置5將對所述待測工件9的表面進(jìn)行成像。所述影像攫取裝置7感應(yīng)所述 待測工件9的表面的像并將其轉(zhuǎn)換為電信號以傳輸給所述電腦系統(tǒng)，從而運(yùn)算得到所述待 測工件9的表面的像的清晰度及對比度。所述電腦系統(tǒng)根據(jù)其清晰度及對比度即可判斷得 到所述待測工件9的焦點(diǎn)位置。
上述影像測量儀1包括所述圖案光裝置6，如果所述待測工件9表面的光滑度較高,則利用所述圖案光裝置6將圖案片62的圖形投射到所述待測工件9的表面，以方便對 焦；如果所述待測工件9表面的光滑度較低，則直接通過所述環(huán)形光源7及同軸光源63照 亮所述待測工件9即可。
權(quán)利要求
一種影像測量儀，包括一光學(xué)裝置、一影像攫取裝置及一光源，所述光源用于照射一待測工件，所述光學(xué)裝置包括一第一及一第二透鏡，用于對所述待測工件進(jìn)行光學(xué)成像，所述影像攫取裝置用于感應(yīng)所述待測工件的像并將其轉(zhuǎn)換為電信號以傳輸給一電腦系統(tǒng)進(jìn)行處理，其特征在于所述影像測量儀還包括一圖案光裝置，所述圖案光裝置包括依次設(shè)置的一圖案光源及一其上具有圖案的圖案片，所述光學(xué)裝置還于所述第一及第二透鏡之間設(shè)置一與所述第二透鏡不平行的半透半反射鏡，使得所述圖案光源所發(fā)射的光線依次通過所述圖案片、半透半反射鏡及第二透鏡投射至所述待測工件的表面，以在所述待測工件的表面形成所述圖案片上的圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的影像測量儀，其特征在于所述圖案光裝置還包括一同軸光源， 所述同軸光源設(shè)置于靠近所述圖案片與圖案光源不相鄰的一面，所述同軸光源所發(fā)射的光 線依次通過所述半透半反射鏡及第二透鏡照射至所述待測工件的表面。
3.如權(quán)利要求2所述的影像測量儀，其特征在于所述圖案光裝置還包括一倍率放大 器，所述倍率放大器設(shè)置于靠近所述同軸光源與圖案片不相鄰的一面，所述倍率放大器包 括一第三及第四透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的影像測量儀，其特征在于所述圖案光裝置還包括一倍率放大 器，所述倍率放大器設(shè)置于靠近所述圖案片與圖案光源不相鄰的一面，所述倍率放大器包 括一第三及一第四透鏡。
5.如權(quán)利要求1-4其中任一項(xiàng)所述的影像測量儀，其特征在于所述圖案片上的圖案 為若干透明與不透明的方形，所述若干透明與不透明的方形交替排布。
6.一種圖案光裝置，包括依次設(shè)置的一圖案光源及一具有圖案的圖案片，所述圖案光 源所發(fā)射的光線通過所述圖案片投射于一待測工件的表面，以在所述待測工件的表面形成 所述圖案片上的圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的圖案光裝置，其特征在于所述圖案光裝置還包括一同軸光源， 所述同軸光源設(shè)置于靠近所述圖案片與圖案光源不相鄰的一面。
8.如權(quán)利要求7所述的影像測量儀，其特征在于所述圖案光裝置還包括一倍率放大 器，所述倍率放大器設(shè)置于靠近所述同軸光源與圖案片不相鄰的一面，所述倍率放大器包 括一第三及第四透鏡。
9.如權(quán)利要求6所述的圖案光裝置，其特征在于所述圖案光裝置還包括一同軸光源， 所述同軸光源設(shè)置于靠近所述圖案片與圖案光源不相鄰的一面。
10.如權(quán)利要求6-9其中任一項(xiàng)所述的圖案光裝置，其特征在于所述圖案片上的圖案 為若干透明與不透明的方形，所述若干透明與不透明的方形交替排布。
全文摘要
一種影像測量儀，包括一光學(xué)裝置、一圖案光裝置、一影像攫取裝置及一光源，所述光源用于照射一待測工件，所述光學(xué)裝置包括一第一透鏡、一第二透鏡及一半透半反射鏡，用于對所述待測工件進(jìn)行光學(xué)成像，所述影像攫取裝置用于感應(yīng)所述待測工件的像并將其轉(zhuǎn)換為電信號以傳輸給一電腦系統(tǒng)進(jìn)行處理，所述圖案光裝置包括依次設(shè)置的一圖案光源及一圖案片，所述半透半反射鏡位于所述第一及第二透鏡之間且與所述第二透鏡不平行，所述圖案光源所發(fā)射的光線依次通過所述圖案片、半透半反射鏡及第二透鏡投射至所述待測工件的表面，以在所述待測工件上形成所述圖案片上的圖案。上述影像測量儀可以快速方便的對表面光滑度較高的待測工件進(jìn)行對焦。
文檔編號G01B11/00GK101825430SQ20091030063
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者張恒, 張旨光 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司