三维测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明揭露一种三维测量系统，包含测量平台、投影模块、取像模块以及控制单元。测量平台用以承载一待测物体。投影模块包含发光单元、遮光转盘、光栅单元以及光反射环型结构。发光单元大致位于该测量平台的一垂直轴线上并用以产生一光线。遮光转盘设置于该发光单元与该待测物体之间，该遮光转盘上开设有一孔洞，随着该遮光转盘转动，借此通过孔洞的光线依时序形成多个区段光线。光栅单元用以将通过该孔洞各区段光线转换为多个条纹光线。光反射环型结构用以将该些条纹光线分别反射至该待测物体上。
【专利说明】三维测量系统
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种三维测量系统，且特别是有关于一种三维测量系统中的光学投影设置。
【背景技术】
[0002]近年来由于元件尺寸缩小，发展出许多自动化高精度检测设备，用来检测电子元件的外观、线路连接、对位关系等是否妥善。其中如自动锡膏检测机(Solder PasteInspection, SPI)便利用了三维测量技术，已被广泛采用在产线上精确测量基板上的锡膏尺寸，以作为印刷电路板制程管控的一个必要工具。
[0003]在测量待测物件的三维形状的方法中，已知常见的测量方法如采用摩尔纹(MoirePattern)投射，利用投影模块将条纹图案光线投射至待测物件上，更进一步基于相位平移法，由待测物件反射的影像而得到待测物件的三维形状。
[0004]根据该相位平移法，先取得多个在条纹图案光线下的反射影像，并且在考虑条纹图案光线的形式及测量平面的高度情况下，这些反射影像可被分析以得知待测物件的三维形状。
[0005]同时，为因应业界的应用需求，SPI相关技术也持续改善。例如，部分已知的做法中是由多个投射角度依序产生条纹图案光线，并分别投射至待测物体上，并对应地由反射影像而得到待测物件的三维形状，借此，追求更快的测量速度以及更高的测量精确度。
[0006]一般来说，产生多个投射角度的条纹图案光线的方式主要包含同时设置多个投影模块以及单一投影模块搭配光路切换结构。
[0007]其中，在不同角度上设置多个投影模块以产生相异入射角的多个条纹图案光线，其实现方式简单且操作容易，然而，这种已知作法，须要在同一三维影像测量装置须同时设置有多组投影模块，各自须具备发光源、光栅单元、投影透镜等内部元件。如此一来，将形成额外的制造成本，且多个投影模块可能占用额外装置空间。
[0008]另一方面，部分已知作法以单一投影模块搭配光路切换结构解决前述问题，请参阅图1以及图2，图1绘示目前已知的三维测量系统100及其所采用的光路切换结构的示意图。
[0009]如图1所示，已知的三维测量系统100其投射模块的发光源120产生光线L0，光线LO照射至旋转反射镜140上，其旋转反射镜140可被转动于不同位置，例如当旋转反射镜140转动至第一位置Pl时，光线LO被折射往左侧的第一光路LI，随后经折射至待侧物体200上。例如当旋转反射镜140转动至第二位置P2时，光线LO被折射往右侧的第二光路L2,随后经折射至待侧物体200上。图2绘示图1中的旋转反射镜140的结构示意图。
[0010]然而，如图2所示，已知技术中旋转反射镜140为光路作用件同时又为机构移动件。然而，旋转反射镜140其反射镜片在制程上可能存在光学误差，且旋转机构又可能存在机械偏移，因此，使旋转反射镜140存在双重精度疑虑(光学精度与机械精度)，使得测量结果可能产生误差而失准。[0011]请参阅图3以及图4，图3绘示三维测量系统100及其所采用另一种已知的光路切换结构142的示意图。图4绘示图3中的光路切换结构142的结构示意图。
[0012]如图3与图4所示，光路切换结构142具有斜面棱镜144，通过轨道改变斜面棱镜144的位置来进行光路的切换，例如当斜面棱镜144中滑动至第一位置Pl时，光线LO被折射往左侧的第一光路LI，随后经折射至待侧物体200上。例如当斜面棱镜144滑动至第二位置P2时，光线LO被折射往右侧的第二光路L2，随后经折射至待侧物体200上。同样地，在斜面棱镜144的光学打磨制程上可能存在光学偏移，且滑动机构又可能存在机械偏移，在上述已知方式下同样具有双重精度疑虑。
【发明内容】
[0013]为解决已知技术的问题，本发明的是在提供一种三维测量系统，于其中一技术方案中是通过投影模块中的遮光转盘相对旋转，进而使光线通过遮光转盘上的孔洞的区段光线随时间朝向不同的方向，各区段光线经转换为条纹光线后，经由固定的光反射结构将各条纹光线投射至待侧物体上。或于另一技术方案中，以多个发光二极管分别产生光线，各光线经转换为条纹光线后，经由固定的光反射结构将各条纹光线投射至待侧物体上。通过上述技术态样，可避免重复设置许多套投影模块，可节省制造成本与空间。此外，在光反射结构将通过孔洞的条纹光线反射至待测物体的过程中，光反射结构为固定结构而非机构移动件。因此，本发明可避免双重精度的问题，使测量误差能够尽可能降低，并获得更精准的三维测量结果。
[0014]本发明的一方面是在提供一种三维测量系统，其包含测量平台、投影模块、取像模块以及控制单元。其中，测量平台用以承载一待测物体。投影模块包含发光单元、遮光转盘、光栅单元以及光反射环型结构。发光单元用以产生一光线，该发光单元设置于该待测物体上方且大致位于该测量平台的一垂直轴线上。遮光转盘设置于该光源与该待测物体之间，且大致位于该垂直轴线上，该遮光转盘上开设有一孔洞，随着该遮光转盘转动该孔洞依时序位于相异的转动位置，通过该孔洞的该光线借此依时序形成多个区段光线。光栅单元位于该遮光转盘与该待测物体之间，用以将通过该孔洞各区段光线转换为多个条纹光线。光反射环型结构设置于该光栅单元与该待测物体之间，且环绕于该垂直轴线四周，用以将该些条纹光线分别反射至该待测物体上。取像模块用以撷取该待测物体于该些条纹光线下的多个条纹影像。控制单元用以控制该投影模块以及该取像模块，并经由该些条纹影像测量该待测物体的三维形状。投影模块可更进一步包含投影镜组，投影镜组可被设置于光栅单元以及光反射环型结构之间。
[0015]根据本发明的一实施例，该遮光转盘大致平行该测量平台并沿一旋转轴线转动，并且该旋转轴线与该垂直轴线重合或平行于该垂直轴线。
[0016]根据本发明的一实施例，该光反射环型结构包含多个平面反射镜，该些平面反射镜固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且面向该垂直轴线。于此实施例中，随着该遮光转盘上该孔洞依时序转动所产生的该些区段光线，转换为该些条纹光线后是各自对应至其中一个平面反射镜。
[0017]根据本发明的一实施例，该光反射环型结构包含一光反射环型腔体，该光反射环型腔体固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且该光反射环型腔体的一反射面面向该垂直轴线。于此实施例中，随着该遮光转盘上该孔洞依时序转动所产生的该些区段光线，转换为该些条纹光线后是各自照射于该光反射环型腔体上的相异位置。
[0018]根据本发明的一实施例，该些区段光线相对该垂直轴线是向外侧发散，而经该光反射环型结构反射后的该些条纹光线是向内侧聚集并投射至该待测物体上。
[0019]根据本发明的一实施例，该投影模块还包含一光栅移动器用以水平移动该光栅单元，借此形成该些条纹光线的各种相位角，该取像模块进一步撷取该待测物体于该些条纹光线的各种相位角下反射形成的该些条纹影像。
[0020]本发明的另一方面是在提供一种三维测量系统，其包含测量平台、投影模块、取像模块以及控制单元。测量平台用以承载一待测物体。投影模块包含基板、多个发光二极管、光栅单兀以及光反射环型结构。多个发光二极管设置于该基板，每一该些发光二极管依时序分别用以产生一指向光线，该些发光二极管设置于该待测物体上方且大致环绕该测量平台的一垂直轴线。光栅单元位于该些发光二极管与该待测物体之间，用以将该些发光二极管产生该些指向光线转换为多个条纹光线。光反射环型结构设置于该光栅单元与该待测物体之间，且环绕于该垂直轴线四周，用以将该些条纹光线分别反射至该待测物体上。取像模块用以撷取该待测物体于该些条纹光线下的多个条纹影像。控制单元用以控制该投影模块以及该取像模块，并经由该些条纹影像测量该待测物体的三维形状。投影模块可更进一步包含投影镜组，投影镜组可被设置于光栅单元以及光反射环型结构之间。
[0021]根据本发明的一实施例，该光反射环型结构包含多个平面反射镜，该些平面反射镜固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且面向该垂直轴线。于此实施例中，该些发光二极管各自朝向其中一个平面反射镜，该些发光二极管产生的该些指向光线，转换为该些条纹光线后是各自投射至相对应的其中一个平面反射镜。
[0022]根据本发明的一实施例，该光反射环型结构包含一光反射环型腔体，该光反射环型腔体固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且该光反射环型腔体的一反射面面向该垂直轴线。于此实施例中，随着该些发光二极管产生的该些指向光线，转换为该些条纹光线后是各自照射于该光反射环型腔体上的相异位置。
[0023]根据本发明的一实施例，该些发光二极管产生的该些指向光线相对该垂直轴线是向外侧发散，而经该光反射环型结构反射后的该些条纹光线是向内侧聚集并投射至该待测物体上。
[0024]根据本发明的一实施例，该投影模块还包含一光栅移动器用以水平移动该光栅单元，借此形成该些条纹光线的各种相位角，该取像模块进一步撷取该待测物体于该些条纹光线的各种相位角下反射形成的该些条纹影像。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1绘示目前已知的三维测量系统及其所采用的光路切换结构的示意图；
[0026]图2绘示图1中的旋转反射镜的结构示意图；
[0027]图3绘示三维测量系统及其所采用另一种已知的光路切换结构的示意图；
[0028]图4绘示图3中的光路切换结构的结构示意图；
[0029]图5A以及图5B绘示根据本发明的一实施例中一种三维测量系统的示意图；
[0030]图6A、图6B以及图6C绘示根据本发明的相异实施例中投影模块的结构示意图；[0031]图7绘示根据本发明的另一实施例中一种三维测量系统的示意图；以及
[0032]图8绘示根据本发明其中一实施例中三维测量系统的投影模块的结构示意图。
[0033]【主要元件符号说明】[0034]100, 300, 500:三维测量系统
[0035]120:发光源
[0036]140:旋转反射镜
[0037]142:光路切换结构
[0038]144:斜面棱镜
[0039]200:待侧物体
[0040]310，510:可动部分
[0041]320，520:测量载具
[0042]322，522:测量平台
[0043]340, 540:投影模块
[0044]341, 541:投影镜组
[0045]342:发光单元
[0046]343:转动机构
[0047]344:遮光转盘
[0048]345:孔洞
[0049]346, 546:光栅单兀
[0050]347，547:光栅移动器
[0051]348，548:光反射环型结构
[0052]349，549:平面反射镜
[0053]349a:光反射环型腔体
[0054]350, 550:环型辅助光源模块
[0055]352，552:发光单元
[0056]360, 560:取像模块
[0057]380, 580:控制单元
[0058]400:待测物体
[0059]404:基材
[0060]402:物件
[0061]541:基板
[0062]542:发光二极管
【具体实施方式】
[0063]以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
[0064]请参阅图5A以及图5B，其绘示根据本发明的一实施例中一种三维测量系统300的示意图。如图5A所示，三维测量系统300包含测量载具320、投影模块340、取像模块360以及控制单元380。
[0065]测量载具320包含测量平台322。测量平台322用以承载待测物体400。于此实施例中，此外，如图5A、图5B所示，三维测量系统300中的可动部分310可相对待测物体400与测量载具320沿三维方向轴(如X，Y，Z等方向轴)移动，例如水平平移、旋转或倾斜偏转等，举例来说，可动部分310包含投影模块340以及取像模块360 (另可进一步包含环型辅助光源模块350)，借此使三维测量系统300中的投影模块340与取像模块360分别投影/撷取待测物体400上不同位置、不同相位或不同角度上的影像。其中，可动部分310中的投影模块340与取像模块360 (以及环型辅助光源模块350)为彼此连动，当三维测量系统300的可动部分310相对移动时，投影模块340与取像模块360 (以及环型辅助光源模块350)为同时一并移动。。
[0066]于此实施例中，待测物体400可包含基材404以及基材上的物件402，实际应用中，物件402可为基材404上的锡膏，亦可为线路或其它电子元件。本发明中的三维测量系统300可用以测量待测物体400中基材404及基材404上的各种物件402的三维形状。以下为说明上的方便，以待测物体400代表基材404及基材404任意形状的物件402。
[0067]如图5A所示，投影模块340包含发光单元342、遮光转盘344、光栅单元346以及光反射环型结构348。此外，投影模块340可更进一步包含投影镜组341，于此实施例中投影镜组341可设置于光栅单元346以及光反射环型结构348之间，但本发明并不以此为限。
[0068]请一并参阅图6A，其绘示根据本发明的一实施例中投影模块340的结构示意图。
[0069]如图5A及图6A所不，发光单兀342用以产生一光线La,发光单兀342设置于待测物体400上方且大致位于测量平台322的垂直轴线AXl上。
[0070]须补充的是，本揭示文件所提及的垂直轴线AXl仅为方便说明本揭示文件中各结构的相对位置关系，并不用以限定本案的实际元件配置，例如，于此例中，垂直轴线AXl可为测量平台322的中轴线(位于测量平台322中央且与测量平台322垂直)，但本发明并不以此为限。于另一实施例中，垂直轴线AXl亦可位于测量平台322其他位置，或与测量平台322的中轴线夹一特定角度。
[0071 ] 遮光转盘344设置于发光单元342与待测物体400之间，且大致位于垂直轴线AXl上，遮光转盘344上开设有孔洞345。于此实施例中，投影模块340进一步包含转动机构343用以转动遮光转盘344。
[0072]于此实施例中，遮光转盘344大致平行测量平台322并沿一旋转轴线转动，于此实施例中，旋转轴线与垂直轴线AXl重合，但本发明并不此以为限，旋转轴线亦可平行于垂直轴线AXl。
[0073]随着遮光转盘344在转动机构343的驱动下旋转，进而转动孔洞345依时序位于相异的转动位置，通过孔洞345的光线La借此依时序形成多个区段光线Lb。如图5A所示，当孔洞345转动至左侧时，通过孔洞345的光线La借此依时序形成图5A中投射往左侧的区段光线Lb。另一方面，如图5B所示，当孔洞345转动至右侧时，通过孔洞345的光线La借此依时序形成图5B中投射往右侧的区段光线Lb。
[0074]于此实施例中，因孔洞345的位置随着时间改变，使发光单元342产生的光线随时序形成多个区段光线Lb，且于此实施例中，区段光线Lb相对垂直轴线AXl大致向外侧发散。[0075]光栅单元346位于遮光转盘344与待测物体400之间，其中，光栅单元346可为具有条纹的透光镜片，上述条纹彼此间隔固定的栅距。光栅单元346用以将通过孔洞345各区段光线Lb转换为多个条纹光线Lc (如图6A所示)。
[0076]于此实施例中，投影模块340可进一步包含光栅移动器347，光栅移动器347用以水平移动光栅单元346，借此形成该些条纹光线Lc的各种相位角，随后，取像模块360可进一步撷取待测物体400于该些条纹光线Lc的各种相位角下反射形成的多个条纹影像，其动作细节为相位移法进行三维测量的作动原理，为已知技艺的人所熟知，在此不另赘述。
[0077]此外，投影模块340中的投影镜组341包含实际应用时光学投影所须的透镜组合，例如凸透镜与平光透镜等，于此实施例中投影镜组341可设置于光栅单元346以及光反射环型结构348之间，但本发明并不以此为限，实际应用中，投影镜组341的设置位置与透镜组成可因整体设计考量而有所不同，此为已知技艺的人所熟知。
[0078]于此实施例中，光反射环型结构348设置于光栅单元346与待测物体400之间，且环绕于垂直轴线AXl四周，用以将依时序不同而具有不同角度的该些条纹光线Lb (如图5A与图5B中分别往左右两侧投射的条纹光线Lb)分别反射至待测物体400上。也就是说，原先区段光线Lb相对垂直轴线AXl大致向外侧发散，经转换为多个条纹光线Lc仍大致向外侧发散，经光反射环型结构348反射后的条纹光线Ld(如图6A所示)是向内侧聚集并投射至待测物体400上。
[0079]取像模块360用以撷取待测物体400于反射后的该些条纹光线Ld下的多个条纹影像。控制单元380用以控制投影模块340以及取像模块360，并经由条纹影像测量待测物体400的三维形状。
[0080]须特别说明的是，本申请文件中所称的光反射环型结构348并非仅限于一体成型的单一环型元件。请参阅第6A至图6C，其分别绘示根据本发明中三个相异实施例中投影模块340及其光反射环型结构348的示意图。
[0081]首先，于图6A的实施例中，光反射环型结构348包含三面平面反射镜349，三面平面反射镜349固定地环绕设置于垂直轴线AXl四周，且其反射面皆面向垂直轴线AX1。经光反射环型结构348反射后的条纹光线Ld，是向内侧聚集并投射至待测物体400上。
[0082]于图6A的实施例中，随着遮光转盘344上孔洞345依时序转动(例如转动到O度、120度以及240度等位置)所产生的区段光线Lb，转换为条纹光线Lc后是各自对应至其中一个平面反射镜349。
[0083]本发明的光反射环型结构348并不以三个平面反射镜349为限，请参见图6B，其绘示根据本发明的另一实施例中投影模块340的结构示意图。于图6B的实施例中，光反射环型结构348包含四面平面反射镜349，固定地环绕设置于垂直轴线AXl四周，且其反射面皆面向垂直轴线AXl。随着遮光转盘344上孔洞345依时序转动(例如转动到O度、90度、180度以及270度等位置)所产生的区段光线Lb，转换为条纹光线Lc后是各自对应至其中一个平面反射镜349。
[0084]也就是说，本发明的光反射环型结构348可由多个平面反射镜349环绕设置而组成，且不限于特定数目的平面反射镜349。
[0085]本发明的光反射环型结构348并不以多个平面反射镜349组成为限，请参见图6C，其绘示根据本发明的再一实施例中投影模块340的结构示意图。于图6C的实施例中，该光反射环型结构348包含一光反射环型腔体349a，光反射环型腔体349a固定地环绕设置于垂直轴线AXl四周，且光反射环型腔体349a的反射面面向垂直轴线AX1。随着遮光转盘344上孔洞345依时序转动时，产生的区段光线Lb，转换为该些条纹光线Lc后是各自照射于光反射环型腔体349a上的相异位置，而经光反射环型结构349a反射后的条纹光线Ld是向内侧聚集并投射至待测物体400上。
[0086]此外，如图5A、图5B、图6A以及图6B所示，三维测量系统300可更进一步包含环型辅助光源模块350，环型辅助光源模块350可包含多个发光单元352，图6A以及图6B中绘示环型辅助光源模块350包含四个发光单元352，但本发明并不以此为限。于实际应用中，环型辅助光源模块350可包含两个、三个或四个以上的发光单元352。多个发光单元352以环型方式设置并面向待测物体400，可由不同角度提供光线至待测物体400上。
[0087]综上所述，通过投影模块中的遮光转盘相对旋转，进而使光线通过遮光转盘上的孔洞的区段光线随时间朝向不同的方向，各区段光线经转换为条纹光线后，经由固定的光反射结构将各条纹光线投射至待侧物体上。借此，可避免重复设置许多套投影模块，可节省制造成本与空间。此外，在光反射结构将通过孔洞的条纹光线反射至待测物体的过程中，光反射结构为固定结构而非机构移动件。因此，本发明可避免双重精度的问题，使测量误差能够尽可能降低，并获得更精准的三维测量结果。
[0088]此外，本发明的三维测量系统其投影模块并不限定于设置有前述实施例中的遮光转盘。
[0089]请参阅图7以及图8，图7绘示根据本发明的另一实施例中一种三维测量系统500的示意图。
[0090]如图7所示，三维测量系统500包含测量载具520、投影模块540、取像模块560以及控制单元580。测量载具520包含测量平台522。测量平台522用以承载待测物体400。投影模块540包含基板541、多个发光二极管542、光栅单兀546以及光反射环型结构548。此外，投影模块540可更进一步包含投影镜组541，于此实施例中投影镜组541可设置于光栅单元546以及光反射环型结构548之间，但本发明并不以此为限。
[0091]请参阅图8，其绘示根据本发明其中一实施例中三维测量系统500的投影模块540的结构示意图。投影模块540所包含的多个发光二极管542(于图8的实施例中为四个发光二极管542)设置于基板541,每一发光二极管542依时序分别用以产生指向光线(directional light) Le，发光二极管542设置于待测物体400上方且大致环绕测量平台522的垂直轴线AX1。光栅单元546位于发光二极管542与待测物体400之间，用以将该些发光二极管542分别产生的该些指向光线Le转换为多个条纹光线Lc。光反射环型结构548设置于光栅单元546与待测物体400之间，且环绕于垂直轴线AXl四周，用以将反射条纹光线Lc，随后，经反射后的条纹光线Ld投射至待测物体400上。取像模块580用以撷取待测物体400于该些条纹光线Ld下的多个条纹影像。控制单元用以控制投影模块540以及取像模块560，并经由该些条纹影像测量待测物体400的三维形状。
[0092]于图8的实施例中，光反射环型结构548包含四面平面反射镜549，固定地环绕设置于垂直轴线AXl四周，且其反射面皆面向垂直轴线AX1。随着发光二极管542依时序点亮所产生的指向光线Le，转换为条纹光线Lc后是各自对应至四面平面反射镜549其中一个平面反射镜549。[0093]但本发明的光反射环型结构548包含四面平面反射镜549为限，亦可包含不同数量的平面反射镜549并搭配不同数量的发光二极管542，可对照图5A的实施例，其作法大致相似，在此不另赘述。
[0094]或是，于另一实施例中，光反射环型结构548亦可包含光反射环型腔体，该光反射环型腔体固定地环绕设置于垂直轴线AXl四周，且光反射环型腔体的反射面面向垂直轴线。随着该些发光二极管产生的该些指向光线，转换为该些条纹光线后是各自照射于该光反射环型腔体上的相异位置，可对照图6C的实施例，其作法大致相似，在此不另赘述。
[0095]投影模块540可进一步包含光栅移动器547，光栅移动器547用以水平移动光栅单元546，借此形成该些条纹光线Lc的各种相位角，随后，取像模块560可进一步撷取待测物体400于该些条纹光线Lc的各种相位角下反射形成的多个条纹影像，其动作细节为相位移法进行三维测量的作动原理，为已知技艺之人所熟知，在此不另赘述。
[0096]此外，如图7以及图8所示，三维测量系统500可更进一步包含环型辅助光源模块550，环型辅助光源模块550可包含多个发光单元552，图8中绘示环型辅助光源模块550包含四个发光单元552，但本发明并不以此为限。于实际应用中，环型辅助光源模块550可包含两个、三个或四个以上的发光单元552。多个发光单元552以环型方式设置并面向待测物体400，可由不同角度提供光线至待测物体400上。
[0097]于此实施例中，此外，如图7所示，三维测量系统500中的可动部分510可相对待测物体400与测量载具520延三维方向轴(如X，Y, Z等方向轴)移动，例如水平平移、旋转或倾斜偏转等，举例来说，可动部分510包含投影模块540以及取像模块560 (另可进一步包含环型辅助光源模块550)，借此使三维测量系统500中的投影模块540与取像模块560分别投影/撷取待测物体400上不同位置、不同相位或不同角度上的影像。其中，可动部分510中的投影模块540与取像模块560 (以及环型辅助光源模块550)为彼此连动，当三维测量系统500的可动部分510相对移动时，投影模块540与取像模块560 (以及环型辅助光源模块550)为同时一并移动。综上所述，以多个发光二极管分别产生光线，各光线经转换为条纹光线后，经由固定的光反射结构将各条纹光线投射至待侧物体上。借此，亦可避免重复设置许多套投影模块，可节省制造成本与空间。此外，在光反射结构将通过孔洞的条纹光线反射至待测物体的过程中，光反射结构为固定结构而非机构移动件。因此，本发明可避免双重精度的问题，使测量误差能够尽可能降低，并获得更精准的三维测量结果。
[0098]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种三维测量系统，其特征在于，包含: 一测量平台，用以承载一待测物体； 一投影模块，包含； 一发光单元，用以产生一光线，该发光单元设置于该待测物体上方且位于该测量平台的一垂直轴线上； 一遮光转盘，设置于该发光单元与该待测物体之间，且位于该垂直轴线上，该遮光转盘上开设有一孔洞，随着该遮光转盘转动该孔洞依时序位于相异的转动位置，通过该孔洞的该光线借此依时序形成多个区段光线； 一光栅单元，位于该遮光转盘与该待测物体之间，用以将通过该孔洞各区段光线转换为多个条纹光线；以及 一光反射环型结构，设置于该光栅单元与该待测物体之间，且环绕于该垂直轴线四周，用以将该些条纹光线分别反射至该待测物体上； 一取像模块，用以撷取该待测物体于该些条纹光线下的多个条纹影像；以及一控制单元，用以控制该投影模块以及该取像模块，并经由该些条纹影像测量该待测物体的三维形状。
2.根据权利要求1所述的三维测量系统，其特征在于，该遮光转盘平行该测量平台并沿一旋转轴线转动，并且该旋转轴线与该垂直轴线重合或平行于该垂直轴线。
3.根据权利要求1所述的三维测量系统，其特征在于，该光反射环型结构包含多个平面反射镜，该些平面反射镜固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且面向该垂直轴线。
4.根据权利要求3所述的三维测量系统，其特征在于，随着该遮光转盘上该孔洞依时序转动所产生的该些区段光线，转换为该些条纹光线后是各自对应至其中一个平面反射镜。
5.根据权利要求1所述的三维测量系统，其特征在于，该光反射环型结构包含一光反射环型腔体，该光反射环型腔体固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且该光反射环型腔体的一反射面面向该垂直轴线。
6.根据权利要求5所述的三维测量系统，其特征在于，随着该遮光转盘上该孔洞依时序转动所产生的该些区段光线，转换为该些条纹光线后是各自照射于该光反射环型腔体上的相异位置。
7.根据权利要求1所述的三维测量系统，其特征在于，该些区段光线相对该垂直轴线是向外侧发散，而经该光反射环型结构反射后的该些条纹光线是向内侧聚集并投射至该待测物体上。
8.根据权利要求1所述的三维测量系统，其特征在于，该投影模块还包含一光栅移动器用以水平移动该光栅单元，借此形成该些条纹光线的各种相位角，该取像模块进一步撷取该待测物体于该些条纹光线的各种相位角下反射形成的该些条纹影像。
9.一种三维测量系统，其特征在于，包含: 一测量平台，用以承载一待测物体； 一投影模块，包含； 一基板； 多个发光二极管，设置于该基板，每一该些发光二极管依时序分别用以产生一指向光线，该些发光二极管设置于该待测物体上方且环绕该测量平台的一垂直轴线；以及 一光栅单元，位于该些发光二极管与该待测物体之间，用以将该些发光二极管产生的该些指向光线转换为多个条纹光线；以及 一光反射环型结构，设置于该光栅单元与该待测物体之间，且环绕于该垂直轴线四周，用以将该些条纹光线分别反射至该待测物体上； 一取像模块，用以撷取该待测物体于该些条纹光线下的多个条纹影像；以及 一控制单元，用以控制该投影模块以及该取像模块，并经由该些条纹影像测量该待测物体的三维形状。
10.根据权利要求9所述的三维测量系统，其特征在于，该光反射环型结构包含多个平面反射镜，该些平面反射镜固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且面向该垂直轴线。
11.根据权利要求10所述的三维测量系统，其特征在于，该些发光二极管各自朝向其中一个平面反射镜，该些发光二极管产生的该些指向光线，转换为该些条纹光线后是各自投射至相对应的其中一个平面反射镜。
12.根据权利要求9所述的三维测量系统，其特征在于，该光反射环型结构包含一光反射环型腔体，该光反射环型腔体固定地环绕设置于该垂直轴线四周，且该光反射环型腔体的一反射面面向该垂直轴线。
13.根据权利要求12所述的三维测量系统，其特征在于，随着该些发光二极管产生的该些指向光线，转换为该些条 纹光线后是各自照射于该光反射环型腔体上的相异位置。
14.根据权利要求9所述的三维测量系统，其特征在于，该些发光二极管产生的该些指向光线相对该垂直轴线是向外侧发散，而经该光反射环型结构反射后的该些条纹光线是向内侧聚集并投射至该待测物体上。
15.根据权利要求9所述的三维测量系统，其特征在于，该投影模块还包含一光栅移动器用以水平移动该光栅单元，借此形成该些条纹光线的各种相位角，该取像模块进一步撷取该待测物体于该些条纹光线的各种相位角下反射形成的该些条纹影像。
【文档编号】G01B11/25GK103528541SQ201210229984
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】余良彬, 林栋 , 蔡知典 申请人:德律科技股份有限公司