[發明專利]一種光柵三維形貌測量儀

有效

• 申請號: 201410708218.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN105698707B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉曉輝;韓林;劉廣建
• 申請（專利權）人: 上海航天動力科技工程有限公司
• 主分類號: G01B11/245
• 分類號: G01B11/245;G01B11/25
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種光柵三維形貌測量儀，用于微小視場的檢測，包括支架以及與支架連接的投影組件、采集組件和控制處理器，所述的投影組件和采集組件分別與控制處理器連接，所述的投影組件包括由內向外依次連接的DMD芯片、LED投影光源、菲爾透鏡、鏡頭透鏡和成像板，待檢測物設置在菲爾透鏡和鏡頭透鏡之間，所述的待檢測物與鏡頭透鏡之間設有中繼鏡頭，所述的鏡頭透鏡為短焦透鏡，所述的待檢測物與鏡頭透鏡的距離大于或等于2倍鏡頭透鏡的焦距。與現有技術相比，本發明具有測量精度高、操作便捷、測量物體范圍更廣、應用范圍廣等優點。

技術領域

本發明涉及一種測量系統，尤其是涉及一種光柵三維形貌測量儀。

背景技術

三坐標測量機測量精度較高，普遍可達到微米級，并且測量穩定度較高。但其對環境要求苛刻，對溫度及震動比較敏感，設備便攜性差，測量方式單一，最大缺點是接觸式測量，易對被測物體本身造成觸碰傷害，并且設備的探針對于被測物體復雜表面(比如微米級凹槽/坑的深度)無法實現測量。

高精度的影像儀的測量精度可以到達微米級，但是影像儀只能實現二維信息的測量，無法實現三維信息整體形貌的檢測和測量，具有很大的局限性。

普通的光柵掃描儀利用光柵投射裝置在被測物體上投射若干編碼的結構光，利用CCD相機采集編碼圖像，然后在計算機中進行分析計算，利用三角測量原理得到被測物體的外形三維信息。

圖3為普通的光柵掃描儀的投影光路圖，圖中LED投影光源12發出結構光經過菲爾透鏡13后變為平行光束，平行光束照射到待投影實物后的投影光經過鏡頭透鏡15后成像，對于普通投影鏡頭，由于鏡頭透鏡15焦距較長，鏡頭透鏡15到待檢測物4的距離在1倍焦距與2倍焦距之間，根據透鏡成像原理，只能在2倍鏡頭透鏡15焦距距離外獲得放大的實像。但是，很多待測物體的表面形貌復雜，投射出的物像的幅面大于10mm*10mm，降低了投影分辨率。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種測量精度高、操作便捷、測量物體范圍更廣、應用范圍廣的光柵三維形貌測量儀。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種光柵三維形貌測量儀，用于微小視場的檢測，包括支架以及與支架連接的投影組件、采集組件和控制處理器，所述的投影組件和采集組件分別與控制處理器連接，所述的投影組件包括由內向外依次連接的DMD芯片、LED投影光源、菲爾透鏡、鏡頭透鏡和成像板，待檢測物設置在菲爾透鏡和鏡頭透鏡之間，所述的待檢測物與鏡頭透鏡之間設有中繼鏡頭，所述的鏡頭透鏡為短焦透鏡，所述的待檢測物與鏡頭透鏡的距離大于或等于2倍鏡頭透鏡的焦距。

所述的采集組件包括分別與控制處理器連接第一工業相機和第二工業相機，所述的第一工業相機的光軸與LED投影光源的光軸在一平面內，并且兩條光軸的夾角為10-35度，所述的第一工業相機的光軸與第二工業相機的光軸設置在與前一平面垂直的平面內，并且兩條光軸的夾角為5-35度。

所述的第一工業相機和第二工業相機上均設有濾光片，所述的濾光片為兩層，第一層為偏振鏡，第二層為藍色濾光鏡。

所述的第一工業相機和第二工業相機為工業CCD相機。

所述的LED投影光源設置在菲爾透鏡一倍菲爾透鏡焦距處。

所述的光柵三維形貌測量儀的投射幅面的范圍為1mm*1mm-10mm*10mm。

所述的支架底部設有固定在平臺上的安裝孔。