[發(fā)明專(zhuān)利]一種抑制激光光斑雜訊提升穩(wěn)定性的三維形貌掃描系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610946431.6
• 申請(qǐng)日: 2016-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106931899B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡政廷;翁義龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 致茂電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國(guó)

一種抑制激光光斑雜訊提升穩(wěn)定性的三維形貌掃描系統(tǒng)，包含線光源、旋轉(zhuǎn)鏡與影像擷取裝置。線光源提供線光束。旋轉(zhuǎn)鏡將線光束反射至待測(cè)面，以于待測(cè)面上形成照射區(qū)域。旋轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)使得照射區(qū)域擺動(dòng)，且不同時(shí)刻的照射區(qū)域互相重疊，借此達(dá)到模糊光斑的效果。影像擷取裝置用以擷取待測(cè)面上的照射區(qū)域的影像計(jì)算出立體形貌。三維形貌掃描系統(tǒng)因線光束于待測(cè)面上形成的照射區(qū)域會(huì)隨著時(shí)間擺動(dòng)，且不同時(shí)刻的照射區(qū)域互相重疊，因此即使線光束會(huì)在待測(cè)面上形成光斑，光斑亦會(huì)因擺動(dòng)的照射區(qū)域而模糊化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種三維形貌掃描系統(tǒng)。

背景技術(shù)

三維掃描技術(shù)是分析物體的外觀(或幾何形狀)，其掃描到的信號(hào)會(huì)進(jìn)行三維重建計(jì)算，以得出實(shí)際物體的數(shù)字信息。三角測(cè)距法為三維掃描技術(shù)的一種，其利用光源照射一物體，再通過(guò)影像擷取裝置得到物體上的光束信息。因光源、物體上的光束與影像擷取裝置形成一三角形，因此此種技術(shù)稱(chēng)為三角測(cè)距法。

在一些三角測(cè)距系統(tǒng)上，激光可作為光源以照射待測(cè)物。因激光具有高指向性、高同調(diào)性，因此待測(cè)物的特征較便于識(shí)別。然而因激光的高同調(diào)性，因此容易在粗糙表面上形成光斑(Speckle)，其來(lái)自于激光打至粗糙表面形成散射光之間的干涉效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生不規(guī)則的斑點(diǎn)圖形。這些光斑可能會(huì)造成影像干擾，使得后續(xù)分析數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。

發(fā)明內(nèi)容

本揭露提供一種三維形貌掃描系統(tǒng)，包含線光源、旋轉(zhuǎn)鏡與影像擷取裝置。線光源提供線光束。旋轉(zhuǎn)鏡將線光束反射至待測(cè)面，以于待測(cè)面上形成照射區(qū)域。旋轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)使得照射區(qū)域擺動(dòng)，且不同時(shí)刻的照射區(qū)域互相重疊。影像擷取裝置用以擷取待測(cè)面上的照射區(qū)域的影像。

在一些實(shí)施方式中，待測(cè)面上的照射區(qū)域具有延伸方向。旋轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)使得照射區(qū)域?qū)嵸|(zhì)沿延伸方向擺動(dòng)。

在一些實(shí)施方式中，待測(cè)面上的照射區(qū)域具有延伸方向。照射區(qū)域沿著延伸方向具有第一長(zhǎng)度，照射區(qū)域擺動(dòng)的擺幅小于照射區(qū)域的第一長(zhǎng)度。

在一些實(shí)施方式中，待測(cè)面上的照射區(qū)域具有延伸方向。照射區(qū)域沿著延伸方向具有第一長(zhǎng)度，且影像擷取裝置于待測(cè)面上具有取像區(qū)域，取像區(qū)域沿著延伸方向具有第二長(zhǎng)度，第二長(zhǎng)度小于第一長(zhǎng)度。

在一些實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)鏡具有旋轉(zhuǎn)頻率，且影像擷取裝置具有取像頻率，旋轉(zhuǎn)頻率等于取像頻率。

在一些實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)鏡具有旋轉(zhuǎn)頻率，且影像擷取裝置具有取像頻率，旋轉(zhuǎn)頻率大于取像頻率。

在一些實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)鏡包含反射鏡與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。反射鏡具有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)位于反射鏡的中心。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接反射鏡，使得反射鏡沿著旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

在一些實(shí)施方式中，線光源包含點(diǎn)光源與柱狀透鏡。點(diǎn)光源提供第一光束。柱狀透鏡用以將第一光束變形為線光束。

在一些實(shí)施方式中，線光束為激光光束。

在上述實(shí)施方式中，三維形貌掃描系統(tǒng)因線光束于待測(cè)面上形成的照射區(qū)域會(huì)隨著時(shí)間擺動(dòng)，且不同時(shí)刻的照射區(qū)域互相重疊，因此即使線光束會(huì)在待測(cè)面上形成光斑，光斑亦會(huì)因擺動(dòng)的照射區(qū)域而模糊化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的三維形貌掃描系統(tǒng)的立體圖；

圖2A為照射區(qū)域的影像的示意圖；

圖2B為旋轉(zhuǎn)鏡未旋轉(zhuǎn)時(shí)照射區(qū)域沿線段B-B’的亮度分布圖；

而圖2C為旋轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)照射區(qū)域沿線段B-B’的亮度分布圖；

圖3為圖1的照射區(qū)域的俯視圖；

圖4為圖1的照射區(qū)域的位置與影像擷取裝置的取像的時(shí)序圖；

圖5為圖1的線光源的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式