| 主权项 |
1.一种数位结构光微三维共焦表面轮廓量测系统, 包括: 一光学投影单元,包括一DLP投影机以及一光学投影 镜组; 一影像撷取单元,包括一显微系统以及一影像感测 元件; 一精密平移台单元,由一X、Y、Z三轴精密平移台所 组成;以及 一主控制单元; 该精密平移台单元系设置于该影像撷取单元的显 微系统之下,用以放置待测物;该主控制单元系连 接该光学投影单元,经由该主控制单元编写并由该 DLP投影机产生一任意图案之数位结构光源,该数位 结构光源经过该光学投影镜组进行该图案的缩影 、减光、滤波与聚焦后,投射进入该显微系统内, 藉由该显微系统配合该待测物之尺寸与高度,以调 整该光源之景深与可量测范围,并将该数位结构光 源投射至该待测物上,再由该影像感测元件撷取该 待测物表面反射讯号,该影像感测元件系连接该主 控制单元,可将撷取之讯号传输至该主控制单元, 以进行分析。 2.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该光学投影镜组系为 光学准直镜、线性偏光板、半圆柱镜片、光学聚 焦透镜所组成之构造者。 3.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该光学投影镜组系由 一光学准直镜、一线性偏光板,以及一半圆柱镜片 所组成。 4.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该显微系统系为聚焦 物镜、分光镜、光学聚焦透镜、针孔所组成之构 造者。 5.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该显微系统系由一聚 焦物镜、一分光镜、二光学聚焦透镜,以及一针孔 所组成。 6.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该数位结构光源系由 该主控制单元编写并由该DLP投影机产生,并依序通 过该半圆柱镜片、该线性偏光板、与该光学准直 镜,再投射进入该显微系统之分光镜上,由该分光 镜与该聚焦物镜调整该光源之景深与可量测范围, 并将该数位结构光源投射至该待测物上。 7.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该影像感测元件系为 CCD显像感测元件。 8.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该光学投影单元,更 进一步包含一光强度控制装置,用以调整该DLP投影 机之光源强度,以获得良好空间解析度之数位结构 光源。 9.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该影像撷取单元,更 进一步包含一高速影像处理器装置,用以提供影像 之撷取与处理。 10.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该主控制单元系为一 计算机装置,包含一以RS-232为介面的PZT位移装置, 以及一影像撷取卡。 11.如申请专利范围第1项所述之数位结构光微三维 共焦表面轮廓量测系统,其中该数位结构光源之图 案系为一沿水平与垂直方向正弦变化之数位结构 光图案,该图案如下列所示: 该T1为水平方向的条纹间距,T2为垂直方向的条纹 间距,1为水平方向的条纹相位,2为垂直方向的 条纹相位,A,B为水平与垂直方向的光强振幅。 12.一种微三维轮廓量测方法,系使用如申请专利范 围第1项所述之数位结构光微三维共焦表面轮廓量 测系统,包含下列步骤: 步骤一 光学投影步骤,藉由该主控制单元编写并 由该DLP投影机产生一任意图案之数位结构光源,该 数位结构光源经过该光学投影镜组进行该图案的 缩影、减光、滤波与聚焦后,投射进入该显微系统 内,藉由该显微系统配合待测物之尺寸与高度,以 调整该光源之景深与可量测范围,并将该数位结构 光源投射至待测物上; 步骤二 影像撷取步骤,该待测物表面之反射讯号 经由该显微系统与该影像感测元件所撷取,该显微 系统可根据不同待测物之尺寸大小,调整量测景深 与可量测范围以适应不同待测物之量测需求,撷取 待测物于不同扫瞄深度下之影像至该影像感测元 件内,该影像感测元件可将影像资讯输出至该主控 制单元,以进行分析; 步骤三 演算法计算步骤,在固定该显微系统之聚 焦物镜的情况下,设定该待测物之初始扫描位置, 并进行该待测物之深度扫描,可由该影像感测元件 撷取该待测物在不同深度扫描位置下,因距离该聚 焦物镜位置之不一而产生不同聚焦程度之影像,将 不同聚焦程度之影像经由聚焦函数进行评估,求取 最大聚焦函数评估値处之位置,即为该待测物到达 该聚焦物镜聚焦面之位置,亦为该待测物之真实表 面高度値,根据此原理,即可完成待测物之三维轮 廓扫描。 图式简单说明: 图一为本发明数位结构光微三维共焦表面轮廓量 测系统装置示意图; 图二为不同正弦波周期之校正块阶高误差图; 图三为不同主动光强之校正块阶高误差图; 图四为不同垂直扫描间距之校正块阶高误差图;以 及 图五为重覆性之量测结果。 |
