理采集装置和投影镜头的第一实施方式的纵向切面图；
[0032]图3A是根据本发明的3D测量及纹理采集装置和投影镜头的第二实施方式的纵向切面图；
[0033]图3B是根据本发明的3D测量及纹理采集装置和投影镜头的第三实施方式的纵向切面图；
[0034]图3C是根据本发明的3D测量及纹理采集装置和投影镜头的第四实施方式的纵向切面图；
[0035]图3D是根据本发明的3D测量及纹理采集装置和投影镜头的第五实施方式的纵向切面图；
[0036]图4是根据本发明的照明装置的第一实施方式的光路结构示意图；
[0037]图5是根据本发明的照明装置的第二实施方式的光路结构示意图；
[0038]图6A-6C是根据本发明的照明装置的第三实施方式的光路结构示意图；
[0039]图7A-7D是根据本发明的照明装置的第四实施方式的光路结构示意图；
[0040]图8A-8B是根据本发明的照明装置的第五实施方式的光路结构示意图；
[0041]图9A-9B是根据本发明的照明装置的第六实施方式的光路结构示意图；
[0042]图1OA-图1OB是根据本发明的使用光栅底片的照明装置的光路结构示意图；
[0043]图11是根据本发明的时序控制电路的某个实施例的逻辑示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，将结合附图对本发明作进一步地详细描述。这种描述是通过示例而非限制的方式介绍了与本发明的原理相一致的【具体实施方式】，这些实施方式的描述是足够详细的，以使得本领域技术人员能够实践本发明，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以使用其他实施方式并且可以改变和/或替换各要素的结构。因此，不应当从限制性意义上来理解以下的详细描述。
[0045]参见图1，本发明的彩色3D测量系统，包括:照明装置200、3D测量及纹理采集装置100、时序控制电路300，照明装置200进一步包括投影镜头210。时序控制电路300，连接到照明装置200和3D测量及纹理采集装置100。在第一周期内，时序控制电路300控制照明装置200投射编码图案，并且同步控制3D测量及纹理采集装置100获取第一图像数据;在第二周期内，时序控制电路300控制照明装置200投射白光，并且同步控制3D测量及纹理采集装置100获取第二图像数据。第一图像为用于生成三维数据的图像数据，第二图像为被测物体彩色纹理的图像数据。显然，第一周期和第二周期没有时间上的先后顺序，即本领域技术人员能够充分理解该优选实施方式也可以在第一周期内获得第二图像数据，在第二周期内获得第一图像数据。
[0046]图2A-2B是根据本发明的3D测量及纹理采集装置和投影镜头的第一实施方式的纵向切面图，图4是根据本发明的照明装置的第一实施方式的光路结构示意图。以下将参考图2A-2B和图4详细说明本发明的第一优选实施方式。
[0047]如图2A所示，本发明的3D测量及纹理采集装置100包括第一单色相机110、第二单色相机120和彩色相机130。其中，第一单色相机110和第二单色相机120用于获取第一图像数据，彩色相机130用于获取第二图像数据。第一单色相机110和第二单色相机120的型号和/或参数可以相同，也可以不相同，但优选相同。
[0048]优选的，第一单色相机110、第二单色相机120和彩色相机130均采用远心光路镜头。
[0049]对于投影镜头、单色相机和彩色相机的位置关系来说，优选的一种实施方式如图2A所示，包括:投影镜头被放置在中间，第一单色相机和第二单色相机位于投影镜头的左右或上下两侧，彩色相机相应的位于投影镜头的上/下部或左/右部。优选的另一种实施方式如图2B所示，包括:投影镜头被放置在中间，第一单色相机、第二单色相机和彩色相机被放置在8点、4点和12点的位置上，与投影镜头的连线均成120度角。显然，图2A和图2B所示的位置关系是示例性的，而非限制性的。例如，投影镜头可以位于中间位置，也可以不位于中间位置;再如，当投影镜头处于中间位置时，第一单色相机、第二单色相机和彩色相机与投影镜头之间的距离可以相同，也可以不同。需要指出的是，本领域技术人员完全有能力根据彩色3D测量系统的机械设计要求，调整投影镜头、单色相机和彩色相机的位置关系从而达到与图2A和图2B所示位置关系相同或类似的3D测量及纹理采集功能，因此投影镜头、单色相机和彩色相机的不同位置关系均落入本发明的保护范围。
[0050]而且，本领域技术人员也能够充分理解图3A-3D所示的本发明的3D测量及纹理采集装置和投影镜头的第二到第五实施方式也遵从上述说明，因此在相应实施方式的说明中不再赘述。
[0051]如图4所示，本发明的照明装置200包括第一照明单元、第二照明单元、投影镜头210、半反半透分光镜220。其中，第一照明单元包括第一光源232、第一底片234，第二照明单元包括第二光源236、第二底片238。第一光源232和第二光源236的型号和/或参数可以相同，也可以不相同，但优选相同。第一光源和第二光源优选为LED光源。
[0052]第一底片234为编码底片，编码优选使用可以通过单帧采集就能够生成三维数据的编码，以提高第一图像的获取效率。更优选的，编码使用散斑，相应的编码底片为散斑底片，从而能够适用于更广泛的材料或颜色表面。第二底片238为白光底片，优选使用具有匀光作用的透光材料片，例如毛玻璃片等。显然，图4所示的光源和底片位置关系是示例性的，而非限制性的。例如，第一底片234和第二底片238的位置可以如图4所示，也可以二者互换位置;第一光源232和第二光源236的位置可以如图4所示，也可以二者互换位置。
[0053]投影镜头210用于将底片上的编码图案/白光投影出形成结构光。
[0054]在第一优选实施方式中，时序控制电路300电连接到照明装置200和3D测量及纹理采集装置100。具体的，时序控制电路300至少电连接到3D测量及纹理采集装置100的第一单色相机110、第二单色相机120和彩色相机130;时序控制电路300还至少电连接到照明装置200的第一光源232和第二光源236。在第一周期内，时序控制电路300驱动第一光源232照亮第一底片234，同时控制第一单色相机110和第二单色相机120获取第一图像数据。在第二周期内，时序控制电路300驱动第二光源236照亮第二底片238，同时控制彩色相机130获取第二图像数据。
[0055]如图11所示，本发明的时序控制电路包括控制器、陀螺仪、用于驱动第一光源的第一驱动电路，用于驱动第二光源的第二驱动电路。在控制器的同步下，两个单色相机和彩色相机交替对两个光源图像进行图像采集，在图像采集时刻控制器记录陀螺仪当前的数据。控制器与主机进行通信，并在主机的控制下传输采集的图像数据。在主机完成序列判断处理和计算等复杂算法，实现实时的图像拼接和显示复原。控制器可以实现为FPGA、单片机或其他任意类型的处理器或微处理器。
[0056]半反半透分光镜220为既能够允许部分光线透射，又能够允许另一部分光线反射的分光镜。例如，半反半透分光镜可以为受电压控制的分光镜，即在第一电压下