[發明專利]一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構

在審

• 申請號: 202010319906.5
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111366103A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李延磊
• 申請（專利權）人: 昆山尚瑞智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構，涉及光學技術領域。包括白光LED、色散透鏡組、主平面、成像透鏡組和面陣CCD，所述白光LED位于色散透鏡組的進光口，所述色散透鏡組包括準直透鏡體、色散透鏡體和聚焦透鏡體并依次排列，所述主平面位于色散透鏡組和成像透鏡組的正下方，所述面陣CCD位于成像透鏡組的出光口。成像鏡頭組傾斜放置的主平面能清晰成像于傾斜放置的面陣CCD之上，從而使沿主平面方向均勻分布的彩色段差能被面陣CCD所捕獲，利于主平面彩色段差與主平面高度位置之間的對應關系，通過計算機可以計算出實際主平面處光切被測物體的實際剖面高度輪廓，方便快捷而且精準。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，具體為一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構。

背景技術

光切法是近十多年發展起來的一種三維曲面非接觸測量法。它用光平面照射被測物體，在其表面產生一條明亮的光帶，通過CCD攝像機及數字信號處理器DSP可獲得光帶的數字圖像，經計算機處理即得該目標物體表面的全部三維輪廓信息。

目前，對不規則物體的高度測量的方法有許多，從基本原理來看，主要有三類：坐標測量法、光幾何法和光干涉法。坐標測量法是一種接觸測量法，不適合測量腳面等軟材質的曲面，光幾何法與光干涉法是非接觸測量法，但不適于測量表面起伏變化很大的復雜表面。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構，具備測量精準方法簡單等優點，解決了目前對不規則物體的高度測量的方法局限性的問題。

(二)技術方案

為實現上述測量精準方法簡單的目的，本發明提供如下技術方案：一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構，包括白光LED、色散透鏡組、主平面、成像透鏡組和面陣CCD，所述白光LED位于色散透鏡組的進光口，所述色散透鏡組包括準直透鏡體、色散透鏡體和聚焦透鏡體并依次排列，所述主平面位于色散透鏡組和成像透鏡組的正下方，所述面陣CCD位于成像透鏡組的出光口。

作為本發明的一種優選技術方案，所述白光LED由LED芯片產生，通過光纖傳輸到準直透鏡體的焦點處。

作為本發明的一種優選技術方案，所述成像透鏡組由采用基于Ernosar結構的鏡頭對白光優化設計而成。

作為本發明的一種優選技術方案，所述主平面、成像透鏡組的成像鏡頭和面陣CCD之間相互傾斜放置，滿足Scheimpflug條件。

作為本發明的一種優選技術方案，所述色散透鏡組和成像透鏡組相對于主平面對稱放置。

(三)有益效果

與現有技術相比，本發明提供了一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構，具備以下有益效果：成像鏡頭組傾斜放置的主平面能清晰成像于傾斜放置的面陣CCD之上，從而使沿主平面方向均勻分布的彩色段差能被面陣CCD所捕獲，利于主平面彩色段差與主平面高度位置之間的對應關系，通過計算機可以計算出實際主平面處光切被測物體的實際剖面高度輪廓，方便快捷而且精準。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構的結構示意圖；

圖2為本發明提出的一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構的色散透鏡組結構示意圖；

圖3為本發明提出的一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構的成像透鏡組結構示意圖；

圖4為本發明提出的一種基于光切法的線彩色共焦測量光學結構的能量波長關系圖。

圖中：1、白光LED；2、色散透鏡組；201、準直透鏡體；202、色散透鏡體；203、聚焦透鏡體；3、主平面；4、成像透鏡組；5、面陣CCD。