影像测量仪及其图案光装置的制作方法
专利名称：影像测量仪及其图案光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种影像测量仪及其图案光装置。
背景技术：
影像测量仪是一种非接触式的三维测量设备，具有柔性好、快速高效的优点，其包 括一图像撷取装置及一光学装置，所述光学装置用于对被测工件进行光学成像，所述图像 攫取装置用来感应被测工件的影像。但是，当所述被测工件表面的光滑度非常高的时候，比 如一光滑的玻璃片，所述光学装置将很难对所述被测工件进行光学成像，此时则无法对所 述被测工件进行测量。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种影像测量仪，其可以对表面光滑度高的被测工件 进行对焦。还有必要提供一种图案光装置。一种影像测量仪，包括一光学装置、一图案光装置、一影像攫取装置及一光源，所 述光源用于照射一待测工件，所述光学装置包括一第一及一第二透镜，用于对所述待测工 件进行光学成像，所述影像攫取装置用于感应所述待测工件的像并将其转换为电信号以传 输给一电脑系统进行处理，所述图案光装置包括依次设置的一图案光源及一其上具有图案 的图案片，所述光学装置还于所述第一及第二透镜之间设置一与所述第二透镜不平行的半 透半反射镜，使得所述图案光源所发射的光线依次通过所述图案片、半透半反射镜及第二 透镜投射至所述待测工件的表面，以在所述待测工件的表面形成所述图案片上的图案。一种图案光装置，包括依次设置的一图案光源及一其上具有图案的图案片，所述 图案光源所发射的光线通过所述图案片投射于一待测工件的表面，以在所述待测工件的表 面形成所述图案片上的图案。上述影像测量仪包括所述图案光装置，如果所述待测工件表面的光滑度较高，则 利用所述图案光装置将图案片上的图案投射到所述待测工件的表面，以快速方便的对焦。
图1是本发明影像测量仪的较佳实施方式的立体图。图2是图1中辅助对焦装置的较佳实施方式的立体图。图3是图2的剖面图。图4为图1中图案片的示意图。图5为图1中所述光学装置、图案光装置及影像攫取装置的示意图。
具体实施例方式下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图1至图5，本发明影像测量仪1的较佳实施方式包括一与水平面平行的工作 台2、一跨设于该工作台2的龙门架3、一固设于该龙门架3中部的顶罩4、一光学装置5、一 图案光装置6、一影像攫取装置7及一光源，如一环形光源8。所述影像测量仪1还设有一 X轴传动系统、一 Y轴传动系统及一 Z轴传动系统(图未示)。所述X轴传动系统用以驱动 所述顶罩4沿如图1所示的机械坐标系的X轴移动，所述Y轴传动系统用以驱动所述工作 台2沿所述机械坐标系的Y轴移动。所述X轴及Y轴分别平行于所述工作台2。所述Z轴 传动系统用以驱动所述光学装置5、图案光装置6、影像撷取装置7及环形光源8沿所述机 械坐标的Z轴移动，用以使所述光学装置对一位于所述工作台2上的待测工件9对焦。所述光学装置5设置于所述影像攫取装置7及环形光源8的中间。所述环形光源 8用于照射所述待测工件9，所述光学装置5用于对所述待测工件9进行光学成像，所述影 像攫取装置7用于攫取由所述光学装置5所形成的待测工件9的图像。所述影像攫取装置 7还与一显示设置，如一电脑系统(图未示)相连用以显示所述影像撷取装置7所撷取的图 像。所述影像撷取装置7可以是一 CXD (Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像头。所述光学装置5包括一长筒形壳体50、两透镜51、52及一半透半反射镜53，所述 两透镜51及52分别设置于所述长筒形壳体50的两端，以对所述待测工件9进行光学成像， 所述半透半反射镜53位于所述两透镜51及52之间，且与所述长筒形壳体50的轴成45度 夹角。所述图案光装置6包括一壳体60、一装设于壳体60前端的图案光源61、一图案片 62、一同轴光源63及一倍率放大器64，所述图案光源61、图案片62、同轴光源63及倍率放 大器64依次设置于所述壳体60内部。所述图案片62为一玻璃片，其上具有如图4所示的 若干透明与不透明的方形，且所述若干透明与不透明的方形交替排布。所述倍率放大器64 包括两透镜641及642，通过调整两透镜641及642之间的距离，可以改变投射到所述待测 工件9的表面上的特征图案的大小。在其他实施方式中，所述图案片62上的图案也可以为 其它图案，如轮廓清晰的动物像、人物像或者风景均可。当所述待测工件9表面的光滑度较高时，开启所述图案光源61及同轴光源63，所 述图案光源61所发出的光线依次通过所述图案片62、两透镜631及632、半透半反射镜53 以及透镜52将所述图案片62的图形投射在所述待测工件9的表面，且所述同轴光源53所 发出的光线依次通过所述半透半反射镜53及透镜52照射到所述待测工件9的表面。此时， 所述光学装置5将对所述待测工件9的表面进行成像。所述影像攫取装置7感应所述待测 工件9的表面的像并将其转换为电信号以传输给所述电脑系统，从而运算得到所述待测工 件9的表面的像的清晰度及对比度。所述电脑系统根据其清晰度及对比度即可判断得到所 述待测工件9的焦点位置。当所述待测工件9表面的光滑度满足对焦要求时，开启所述同轴光源61及环形光 源8，所述同轴光源61的光线依次经过所述半透半反射镜53及透镜52照射到所述待测工 件9的表面，同时通过控制所述环形光源8的照明区域照亮所述待测工件9的指定区域，此 时，所述光学装置5将对所述待测工件9的表面进行成像。所述影像攫取装置7感应所述 待测工件9的表面的像并将其转换为电信号以传输给所述电脑系统，从而运算得到所述待 测工件9的表面的像的清晰度及对比度。所述电脑系统根据其清晰度及对比度即可判断得 到所述待测工件9的焦点位置。
上述影像测量仪1包括所述图案光装置6，如果所述待测工件9表面的光滑度较高,则利用所述图案光装置6将图案片62的图形投射到所述待测工件9的表面，以方便对 焦；如果所述待测工件9表面的光滑度较低，则直接通过所述环形光源7及同轴光源63照 亮所述待测工件9即可。
权利要求
一种影像测量仪，包括一光学装置、一影像攫取装置及一光源，所述光源用于照射一待测工件，所述光学装置包括一第一及一第二透镜，用于对所述待测工件进行光学成像，所述影像攫取装置用于感应所述待测工件的像并将其转换为电信号以传输给一电脑系统进行处理，其特征在于所述影像测量仪还包括一图案光装置，所述图案光装置包括依次设置的一图案光源及一其上具有图案的图案片，所述光学装置还于所述第一及第二透镜之间设置一与所述第二透镜不平行的半透半反射镜，使得所述图案光源所发射的光线依次通过所述图案片、半透半反射镜及第二透镜投射至所述待测工件的表面，以在所述待测工件的表面形成所述图案片上的图案。
2.如权利要求1所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一同轴光源， 所述同轴光源设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面，所述同轴光源所发射的光 线依次通过所述半透半反射镜及第二透镜照射至所述待测工件的表面。
3.如权利要求2所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一倍率放大 器，所述倍率放大器设置于靠近所述同轴光源与图案片不相邻的一面，所述倍率放大器包 括一第三及第四透镜。
4.如权利要求1所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一倍率放大 器，所述倍率放大器设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面，所述倍率放大器包 括一第三及一第四透镜。
5.如权利要求1-4其中任一项所述的影像测量仪，其特征在于所述图案片上的图案 为若干透明与不透明的方形，所述若干透明与不透明的方形交替排布。
6.一种图案光装置，包括依次设置的一图案光源及一具有图案的图案片，所述图案光 源所发射的光线通过所述图案片投射于一待测工件的表面，以在所述待测工件的表面形成 所述图案片上的图案。
7.如权利要求6所述的图案光装置，其特征在于所述图案光装置还包括一同轴光源， 所述同轴光源设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面。
8.如权利要求7所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一倍率放大 器，所述倍率放大器设置于靠近所述同轴光源与图案片不相邻的一面，所述倍率放大器包 括一第三及第四透镜。
9.如权利要求6所述的图案光装置，其特征在于所述图案光装置还包括一同轴光源， 所述同轴光源设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面。
10.如权利要求6-9其中任一项所述的图案光装置，其特征在于所述图案片上的图案 为若干透明与不透明的方形，所述若干透明与不透明的方形交替排布。
全文摘要
一种影像测量仪，包括一光学装置、一图案光装置、一影像攫取装置及一光源，所述光源用于照射一待测工件，所述光学装置包括一第一透镜、一第二透镜及一半透半反射镜，用于对所述待测工件进行光学成像，所述影像攫取装置用于感应所述待测工件的像并将其转换为电信号以传输给一电脑系统进行处理，所述图案光装置包括依次设置的一图案光源及一图案片，所述半透半反射镜位于所述第一及第二透镜之间且与所述第二透镜不平行，所述图案光源所发射的光线依次通过所述图案片、半透半反射镜及第二透镜投射至所述待测工件的表面，以在所述待测工件上形成所述图案片上的图案。上述影像测量仪可以快速方便的对表面光滑度较高的待测工件进行对焦。
文档编号G01B11/00GK101825430SQ20091030063
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者张恒, 张旨光 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种影像测量仪及其图案光装置。
背景技术：
影像测量仪是一种非接触式的三维测量设备，具有柔性好、快速高效的优点，其包 括一图像撷取装置及一光学装置，所述光学装置用于对被测工件进行光学成像，所述图像 攫取装置用来感应被测工件的影像。但是，当所述被测工件表面的光滑度非常高的时候，比 如一光滑的玻璃片，所述光学装置将很难对所述被测工件进行光学成像，此时则无法对所 述被测工件进行测量。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种影像测量仪，其可以对表面光滑度高的被测工件 进行对焦。还有必要提供一种图案光装置。一种影像测量仪，包括一光学装置、一图案光装置、一影像攫取装置及一光源，所 述光源用于照射一待测工件，所述光学装置包括一第一及一第二透镜，用于对所述待测工 件进行光学成像，所述影像攫取装置用于感应所述待测工件的像并将其转换为电信号以传 输给一电脑系统进行处理，所述图案光装置包括依次设置的一图案光源及一其上具有图案 的图案片，所述光学装置还于所述第一及第二透镜之间设置一与所述第二透镜不平行的半 透半反射镜，使得所述图案光源所发射的光线依次通过所述图案片、半透半反射镜及第二 透镜投射至所述待测工件的表面，以在所述待测工件的表面形成所述图案片上的图案。一种图案光装置，包括依次设置的一图案光源及一其上具有图案的图案片，所述 图案光源所发射的光线通过所述图案片投射于一待测工件的表面，以在所述待测工件的表 面形成所述图案片上的图案。上述影像测量仪包括所述图案光装置，如果所述待测工件表面的光滑度较高，则 利用所述图案光装置将图案片上的图案投射到所述待测工件的表面，以快速方便的对焦。
图1是本发明影像测量仪的较佳实施方式的立体图。图2是图1中辅助对焦装置的较佳实施方式的立体图。图3是图2的剖面图。图4为图1中图案片的示意图。图5为图1中所述光学装置、图案光装置及影像攫取装置的示意图。
具体实施例方式下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图1至图5，本发明影像测量仪1的较佳实施方式包括一与水平面平行的工作 台2、一跨设于该工作台2的龙门架3、一固设于该龙门架3中部的顶罩4、一光学装置5、一 图案光装置6、一影像攫取装置7及一光源，如一环形光源8。所述影像测量仪1还设有一 X轴传动系统、一 Y轴传动系统及一 Z轴传动系统(图未示)。所述X轴传动系统用以驱动 所述顶罩4沿如图1所示的机械坐标系的X轴移动，所述Y轴传动系统用以驱动所述工作 台2沿所述机械坐标系的Y轴移动。所述X轴及Y轴分别平行于所述工作台2。所述Z轴 传动系统用以驱动所述光学装置5、图案光装置6、影像撷取装置7及环形光源8沿所述机 械坐标的Z轴移动，用以使所述光学装置对一位于所述工作台2上的待测工件9对焦。所述光学装置5设置于所述影像攫取装置7及环形光源8的中间。所述环形光源 8用于照射所述待测工件9，所述光学装置5用于对所述待测工件9进行光学成像，所述影 像攫取装置7用于攫取由所述光学装置5所形成的待测工件9的图像。所述影像攫取装置 7还与一显示设置，如一电脑系统(图未示)相连用以显示所述影像撷取装置7所撷取的图 像。所述影像撷取装置7可以是一 CXD (Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像头。所述光学装置5包括一长筒形壳体50、两透镜51、52及一半透半反射镜53，所述 两透镜51及52分别设置于所述长筒形壳体50的两端，以对所述待测工件9进行光学成像， 所述半透半反射镜53位于所述两透镜51及52之间，且与所述长筒形壳体50的轴成45度 夹角。所述图案光装置6包括一壳体60、一装设于壳体60前端的图案光源61、一图案片 62、一同轴光源63及一倍率放大器64，所述图案光源61、图案片62、同轴光源63及倍率放 大器64依次设置于所述壳体60内部。所述图案片62为一玻璃片，其上具有如图4所示的 若干透明与不透明的方形，且所述若干透明与不透明的方形交替排布。所述倍率放大器64 包括两透镜641及642，通过调整两透镜641及642之间的距离，可以改变投射到所述待测 工件9的表面上的特征图案的大小。在其他实施方式中，所述图案片62上的图案也可以为 其它图案，如轮廓清晰的动物像、人物像或者风景均可。当所述待测工件9表面的光滑度较高时，开启所述图案光源61及同轴光源63，所 述图案光源61所发出的光线依次通过所述图案片62、两透镜631及632、半透半反射镜53 以及透镜52将所述图案片62的图形投射在所述待测工件9的表面，且所述同轴光源53所 发出的光线依次通过所述半透半反射镜53及透镜52照射到所述待测工件9的表面。此时， 所述光学装置5将对所述待测工件9的表面进行成像。所述影像攫取装置7感应所述待测 工件9的表面的像并将其转换为电信号以传输给所述电脑系统，从而运算得到所述待测工 件9的表面的像的清晰度及对比度。所述电脑系统根据其清晰度及对比度即可判断得到所 述待测工件9的焦点位置。当所述待测工件9表面的光滑度满足对焦要求时，开启所述同轴光源61及环形光 源8，所述同轴光源61的光线依次经过所述半透半反射镜53及透镜52照射到所述待测工 件9的表面，同时通过控制所述环形光源8的照明区域照亮所述待测工件9的指定区域，此 时，所述光学装置5将对所述待测工件9的表面进行成像。所述影像攫取装置7感应所述 待测工件9的表面的像并将其转换为电信号以传输给所述电脑系统，从而运算得到所述待 测工件9的表面的像的清晰度及对比度。所述电脑系统根据其清晰度及对比度即可判断得 到所述待测工件9的焦点位置。
上述影像测量仪1包括所述图案光装置6，如果所述待测工件9表面的光滑度较高,则利用所述图案光装置6将图案片62的图形投射到所述待测工件9的表面，以方便对 焦；如果所述待测工件9表面的光滑度较低，则直接通过所述环形光源7及同轴光源63照 亮所述待测工件9即可。
权利要求
一种影像测量仪，包括一光学装置、一影像攫取装置及一光源，所述光源用于照射一待测工件，所述光学装置包括一第一及一第二透镜，用于对所述待测工件进行光学成像，所述影像攫取装置用于感应所述待测工件的像并将其转换为电信号以传输给一电脑系统进行处理，其特征在于所述影像测量仪还包括一图案光装置，所述图案光装置包括依次设置的一图案光源及一其上具有图案的图案片，所述光学装置还于所述第一及第二透镜之间设置一与所述第二透镜不平行的半透半反射镜，使得所述图案光源所发射的光线依次通过所述图案片、半透半反射镜及第二透镜投射至所述待测工件的表面，以在所述待测工件的表面形成所述图案片上的图案。
2.如权利要求1所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一同轴光源， 所述同轴光源设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面，所述同轴光源所发射的光 线依次通过所述半透半反射镜及第二透镜照射至所述待测工件的表面。
3.如权利要求2所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一倍率放大 器，所述倍率放大器设置于靠近所述同轴光源与图案片不相邻的一面，所述倍率放大器包 括一第三及第四透镜。
4.如权利要求1所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一倍率放大 器，所述倍率放大器设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面，所述倍率放大器包 括一第三及一第四透镜。
5.如权利要求1-4其中任一项所述的影像测量仪，其特征在于所述图案片上的图案 为若干透明与不透明的方形，所述若干透明与不透明的方形交替排布。
6.一种图案光装置，包括依次设置的一图案光源及一具有图案的图案片，所述图案光 源所发射的光线通过所述图案片投射于一待测工件的表面，以在所述待测工件的表面形成 所述图案片上的图案。
7.如权利要求6所述的图案光装置，其特征在于所述图案光装置还包括一同轴光源， 所述同轴光源设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面。
8.如权利要求7所述的影像测量仪，其特征在于所述图案光装置还包括一倍率放大 器，所述倍率放大器设置于靠近所述同轴光源与图案片不相邻的一面，所述倍率放大器包 括一第三及第四透镜。
9.如权利要求6所述的图案光装置，其特征在于所述图案光装置还包括一同轴光源， 所述同轴光源设置于靠近所述图案片与图案光源不相邻的一面。
10.如权利要求6-9其中任一项所述的图案光装置，其特征在于所述图案片上的图案 为若干透明与不透明的方形，所述若干透明与不透明的方形交替排布。
全文摘要
一种影像测量仪，包括一光学装置、一图案光装置、一影像攫取装置及一光源，所述光源用于照射一待测工件，所述光学装置包括一第一透镜、一第二透镜及一半透半反射镜，用于对所述待测工件进行光学成像，所述影像攫取装置用于感应所述待测工件的像并将其转换为电信号以传输给一电脑系统进行处理，所述图案光装置包括依次设置的一图案光源及一图案片，所述半透半反射镜位于所述第一及第二透镜之间且与所述第二透镜不平行，所述图案光源所发射的光线依次通过所述图案片、半透半反射镜及第二透镜投射至所述待测工件的表面，以在所述待测工件上形成所述图案片上的图案。上述影像测量仪可以快速方便的对表面光滑度较高的待测工件进行对焦。
文档编号G01B11/00GK101825430SQ20091030063
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者张恒, 张旨光 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司
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