具有用于聚焦和对准的双作用标线投影仪的视频测量系统技术方案

一种视频测量系统包括：成像系统；标线投影仪，以用于将标线片的图像通过成像系统投影到测试对象上；以及相机，以用于捕获测试对象的图像和通过成像系统投影到测试对象上的标线片图像。选择性反射器将标线片图像从测试对象之前沿成像系统的方位反射到相机中。模式选择器可在第一模式下操作以将标线片图像引导至测试对象并从测试对象引导至相机，并且可在第二模式下操作以将标线片图像引导至选择性反射镜并从选择性反射镜引导至相机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于聚焦和对准的双作用标线投影仪的视频测量系统
本专利技术涉及用于捕获和处理测试对象的图像的视频测量机，并且特别地涉及用于对这样的测量机进行聚焦和校准的系统。
技术介绍
通常需要视频测量机来测量具有不同高度（包括以不同放大倍率）的特征的测试对象，这可能需要进行调节以捕获适当焦点的图像。尽管许多此类机器都包括远心成像系统以避免放大倍率通过焦深发生变化，但通常需要进行调节以将测试对象或测试对象的特征保持在远心成像系统的最佳或至少可接受的聚焦方位以进行准确的测量。可以用各种方式完成聚焦，该方式包括通过相对于测试对象相对地移动成像系统的全部或一部分。也可以用各种方式完成识别合适的聚焦方位，该方式包括通过对所捕获图像内的图像对比度进行一次或多次测量。例如，可以通过测量强度变化或较高空间频率的能量含量来评估图像对比度。然而，某些测试对象的表面可能是反射性差的或者甚至是过于镜面的，这会减少所捕获图像内的对比度变化，并且由此减小依赖于对比度变化进行聚焦调节的准确性。为了克服此类型的障碍，向视频测量机添加了栅格投影仪，以用于将标线栅格投影到测试对象上。投影的栅格可以很容易地在相机内成像，其提供了进行适当的聚焦调节所需的必需对比度变化。已知的视频测量机可以被布置有各种照明系统，包括同轴或透镜穿透照明系统、倾斜照明系统和背光照明系统。尽管可以使用LED（发光二极管）和其他有效的光源，但是有时需要大量的能量才能达到适当的照明水平，而这可能会加热成像系统的光学元件或其支撑件。由热引起的材料膨胀以及不同设置之间的调节（诸如不同的放大倍率）可能会影响光学系统对准以及其他机器校准问题。为了监视和校正这种未对准和相关校准问题，已经使用另一种类型的栅格投影仪来将栅格通过成像系统的至少一部分投影到相机的像平面检测器上。该栅格包括居中特征（诸如同心圆），其可以被用于监视相机检测器上的图像方位和大小。用于在相反方向上通过成像系统投影不同栅格的附加装置增加了成像系统的成本、复杂性和体积。
技术实现思路
在一个或多个实施例中，视频测量机的单个投影仪将标线片图像通过成像系统投影到测试对象的表面上作为第一操作模式的一部分，并且在第二操作模式中，将相同或不同的标线片图像通过同一成像系统的一部分投影至反射器，该反射器将标线片图像通过成像系统的同一部分往回反射到相机检测器上。作为第一操作模式的另外的部分，被投影到测试部分表面上的标线片图像由成像系统成像到相机检测器上。具有重叠的光学路径的两种操作模式简化并关联了聚焦和校准功能，以确保视频测量机正常运行。根据一个或多个实施例的视频测量系统包括成像系统、用于将标线片的图像通过成像系统投影到测试对象上的标线投影仪，以及用于捕获测试对象的图像和通过成像系统投影到测试对象上的标线片图像的相机。选择性反射器将标线片图像从测试对象之前沿成像系统的方位反射到相机中。模式选择器可在第一模式下操作以用于将标线片图像引导至测试对象并从测试对象引导至相机，并且可在第二模式下操作以用于将标线片图像引导至选择性反射镜并从选择性反射器引导至相机。模式选择器可以包括：布置标线投影仪，以用于利用分别与第一模式和第二模式相关联的第一和第二类型的光来选择性地照射标线片；以及布置选择性反射器，以用于仅将两种类型的光中的第二种引导至相机。例如，选择性反射器可以表现出分束特性，以用于将两种类型的光中的第一种透射通过选择性反射器，并且用于将两种类型的光中的第二种从选择性反射器朝向相机反射。标线投影仪可以包括：照明器，其发射由第一波长带区分的第一类型的光，并且发射由第二不同的波长带区分的第二类型的光。就这一点而言，选择性反射器可以包括二向色分束器或反射镜以及阻挡第一类型的光的彩色滤光片。替换地，选择性反射器可以包括反射镜和快门，该快门被布置成在第二模式下打开，以用于支持第二类型的光的反射，以将标线片图像从选择性反射器引导至相机，并且被布置成在第一模式下关闭，以用于阻挡第一类型的光从选择性反射镜到相机的反射。计算机处理单元，用于解译由相机捕获的标线片的图像，以测量相机内的图像对比度和图像对准。该标线片可以包括在第一模式下对于测量图像对比度有效的第一图案，和在第二模式下对于测量相机内的图像对准有效的第二不同的图案。第一分束器可以被用来将标线片图像从成像系统引导到选择性反射器中，并且从选择性反射器往回引导到成像系统中。第二分束器可以被用来将标线片图像从标线投影仪引导到成像系统中，并且用以将测试对象的图像从成像系统引导至相机。第一分束器还可以被用来将标线片图像引导至测试对象，并且从测试对象朝向相机引导。根据一个或多个实施例的另一个视频测量系统包括：具有第一放大倍率相机的第一放大倍率成像系统和具有第二放大倍率相机的第二放大倍率成像系统。该第一放大倍率成像系统以与第二放大倍率系统不同的放大倍率进行操作。共同物镜为第一放大倍率成像系统和第二放大倍率成像系统两者收集照射测试对象的光。第一分束器将由共同物镜收集的光引导到第一放大倍率成像系统和第二放大倍率成像系统两者中。标线投影仪将标线片的图像投影到第二放大倍率成像系统中。第二分束器将来自标线投影仪的光引导到第二放大倍率成像系统中，并且将第二放大倍率成像系统内的光引导至第二放大倍率相机。选择性反射器通过第一分束器将标线片图像反射到第一放大倍率成像系统和第二放大倍率成像系统中。模式选择器可在第一模式下操作以用于将标线片图像引导至测试对象并从测试对象引导至第一放大倍率相机和第二放大倍率相机，并且其可在第二模式下操作以用于将标线片图像引导至选择性反射镜并从选择性反射镜引导至第一放大倍率相机和第二放大倍率相机。模式选择器可以包括：布置标线投影仪，以用于利用分别与第一模式和第二模式相关联的第一和第二类型的光来选择性地照射标线片；以及布置选择性反射器，以用于仅将两种类型的光中的第二种引导至第一放大倍率相机和第二放大倍率相机。附图说明图1是具有双用途标线投影仪的双重放大系统的示意性布局。图2是用于双用途使用的标线片的平面图。图3是标线片的放大脱离的（broken-away）中心部分。具体实施方式如图1所示的双重放大的视频放大系统10提供于利用低放大倍率成像系统14和高放大倍率成像系统16来同时或顺序地测量测试对象12。可以由常规照明系统来照射测试对象12，该常规照明系统在图1中被描绘为背光系统18，但是也可以被布置为同轴或透镜穿透照明系统或被布置为倾斜的照明系统。在这里，背光系统包括光源20和准直透镜22。共同物镜24为低放大倍率成像系统14和高放大倍率成像系统16两者收集照射测试对象12的光。分束器26将收集的光引导到低放大倍率成像系统14和高放大倍率成像系统16两者中。收集的光的一部分被分束器26反射到低放大倍率成像系统14中，并且收集的光的另一部分通过分束器26透射到高放大倍率成像系统16中。低放大倍率成像系统14包括折叠镜27、低放大倍率光学器件28和低放大倍率相机30，该低放大倍率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于测量测试对象的视频测量系统，包括：/n成像系统；/n标线投影仪，以用于将标线片的图像通过所述成像系统投影到所述测试对象上；/n相机，以用于捕获所述测试对象的图像和通过所述成像系统投影到所述测试对象上的标线片图像，/n选择性反射器，以用于将所述标线片图像从所述测试对象之前沿所述成像系统的方位反射到所述相机中；以及/n模式选择器，其可在第一模式下操作以用于将所述标线片图像引导至所述测试对象并从所述测试对象引导至所述相机，并且可在第二模式下操作以用于将标线片图像引导至所述选择性反射器并从所述选择性反射器引导至所述相机。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 US 15/7056321.用于测量测试对象的视频测量系统，包括：
成像系统；
标线投影仪，以用于将标线片的图像通过所述成像系统投影到所述测试对象上；
相机，以用于捕获所述测试对象的图像和通过所述成像系统投影到所述测试对象上的标线片图像，
选择性反射器，以用于将所述标线片图像从所述测试对象之前沿所述成像系统的方位反射到所述相机中；以及
模式选择器，其可在第一模式下操作以用于将所述标线片图像引导至所述测试对象并从所述测试对象引导至所述相机，并且可在第二模式下操作以用于将标线片图像引导至所述选择性反射器并从所述选择性反射器引导至所述相机。


2.根据权利要求1所述的视频测量系统，其中，所述模式选择器包括：所述标线投影仪，其被布置成用于利用分别与所述第一模式和第二模式相关联的第一和第二类型的光来选择性地照射所述标线片；以及所述选择性反射器，其被布置成用于仅将两种类型的光中的第二种引导至所述相机。


3.根据权利要求2所述的视频测量系统，其中，所述选择性反射器与分束特性相关联，所述分束特性用于将两种类型的光中的第一种透射通过所述选择性反射器，并且用于将两种类型的光中的第二种从所述选择性反射器朝向所述相机反射。


4.根据权利要求2所述的视频测量系统，其中，所述标线投影仪包括：照明器，其发射由第一波长带区分的第一类型的光，并且发射由第二不同的波长带区分的第二类型的光。


5.根据权利要求4所述的视频测量系统，其中，所述选择性反射器包括二向色分束器。


6.根据权利要求4所述的视频测量系统，其中，所述选择性反射器包括反射镜和阻挡第一类型的光的彩色滤光片。


7.根据权利要求2所述的视频测量系统，其中，所述选择性反射器包括反射镜和快门，所述快门被布置成在所述第二模式下打开，以用于支持第二类型的光的反射，以将所述标线片图像从所述选择性反射器引导至所述相机，并且被布置成在所述第一模式下关闭，以用于阻挡第一类型的光从所述选择性反射器到所述相机的反射。


8.根据权利要求1所述的视频测量系统，其中，所述选择性反射器包括反射镜和快门，所述快门被布置成在所述第二模式下打开，以用于支持所述标线片图像从所述选择性反射器到所述相机的反射，并且被布置成在所述第一模式下关闭，以用于阻挡所述标线片图像从所述选择性反射器到所述相机的反射。


9.根据权利要求1所述的视频测量系统，其中，所述选择性反射器包括反射镜和致动器，所述致动器用于在第一方位与第二方位之间移动所述反射镜，所述第一方位用于支持所述标线片图像从所述选择性反射器到所述相机的反射，所述第二方位用于不支持所述标线片图像从所述选择性反射器到所述相机的反射。


10.根据权利要求1所述的视频测量系统，其中，所述相机和至少一部分成像系统中的至少一个的方位是可调节的，以用于将所述标线片图案聚焦在所述测试对象上。


11.根据权利要求1所述的视频测量系统，进一步包括：计算机处理单元，以用于解译由所述相机捕获的所述标线片的图像，以测量所述相机内的图像对比度和图像对准。


12.根据权利要求1所述的视频测量系统，其中，所述标线片包括：在所述第一模式下对于测量图像对比度有效的第一图案，和在所述第二模式下对于测量所述相机内的图像对准有效的第二不同的图案。


13.根据权利要求1所述的视频测量系统，进一步包括：第一分束器，以用于将所述标线片图像从所述成像系统引导到所述选择性反射器中，并且从所述选择性反射器引导至所述成像系统。


14.根据权利要求13所述的视频测量系统，进一步包括：第二分束器，以用于将所述标线片图像从所述标线投影仪引导到所述成像系统中，并且用于将所述测试对象的图像从所述成像系统引导至所述相机。


15.根据权利要求14所述的视频测量系统，其中，所述第一分束器将所述标线片图像引导至所述测试对象，并且从所述测试对象朝向所述相机引导。

【专利技术属性】
技术研发人员：SM布洛赫，
申请(专利权)人：优质视觉技术国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US