具有相位和间距调整的扫描装置制造方法及图纸

一种用于确定物体的表面上的物点的三维坐标的方法，该方法包括下述步骤：设置具有第一区域和第二区域的透明板，第二区域具有不同于第一区域的楔角；将第一光束分束为第一光线和第二光线；发送第一光线使其通过第一区域或第二区域；对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生条纹图案，条纹图案的间距依赖于第一光线行进所通过的楔角；将物点成像到光敏阵列上的阵列点上以获得电气数据值；至少部分地基于电气数据值确定第一物点的三维坐标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于确定物体的表面上的物点的三维坐标的方法，该方法包括下述步骤：设置具有第一区域和第二区域的透明板，第二区域具有不同于第一区域的楔角；将第一光束分束为第一光线和第二光线；发送第一光线使其通过第一区域或第二区域；对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生条纹图案，条纹图案的间距依赖于第一光线行进所通过的楔角；将物点成像到光敏阵列上的阵列点上以获得电气数据值；至少部分地基于电气数据值确定第一物点的三维坐标。【专利说明】具有相位和间距调整的扫描装置相关申请的交叉引用本申请要求2011年7月14日提交的美国临时专利申请第61/507，763号的权益，其全部内容通过引用合并于本申请中。
技术介绍
本公开内容涉及一种坐标测量装置。一套坐标测量装置属于通过将光的图案投射到物体上并且采用摄像装置记录该图案来测量点的三维(3D)坐标的一类仪器。—种特定类型的坐标测量装置(有时被称为云纹干涉仪(accordion fringeinterferometer))通过由两个小的密集的光斑所发出的发散波前的光的干涉来形成投射的光的图案。对所得到的被投射在物体上的条纹图案进行分析以在摄像装置中的每个单独像素中寻找表面点的3D坐标。在云纹干涉仪的一个实现中包括:衍射光栅、电容反馈传感器、挠性平台、多个激光源以及多个物镜。这种类型的云纹干涉仪的制造相对昂贵并且在执行测量时相对慢。所需要的是一种改进的寻找3D坐标的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，一种用于确定物体的表面上的第一物点的三维坐标的方法包括下述步骤:设置具有第一透明区域和第二透明区域的第一透明板，第一区域具有第一表面、第二表面、第一折射率以及第一楔角，第一楔角是第一表面与第二表面之间的角，第二区域具有第三表面、第四表面、第二折射率以及第二楔角，第二楔角是第三表面与第四表面之间的角；将第一光束分束为第一光线和第二光线，第一光线和第二光线是互相相干的。该方法还包括:在第一种情况下，发送第一光线使其通过第一区域，第一光线穿过第一表面和第二表面，第一区域配置为以第一偏转角改变第一光线的方向，第一偏转角与第一楔角和第一折射率相对应；在第二种情况下，发送第一光线使其通过第二区域，第一光线穿过第三表面和第四表面，第二区域配置为以第二偏转角改变第一光线的方向，第二偏转角与第二楔角和第二折射率相对应，其中，第二偏转角不同于第一偏转角。该方法还包括:在第一种情况下，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第一条纹图案，第一条纹图案在第一物点处具有第一间距，第一间距与第一偏转角相对应；在第二种情况下，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第二条纹图案，第二条纹图案在第一物点处具有第二间距，第二间距与第二偏转角相对应，第二间距不同于第一间距；在第一种情况下，将第一物点成像到光敏阵列上的第一阵列点上以从光敏阵列获得第一电气数据值；在第二种情况下，将第一物点成像到光敏阵列上的第一阵列点上以从光敏阵列获得第二电气数据值；至少部分地基于第一电气数据值和第二电气数据值确定第一物点的三维坐标；以及存储第一物点的三维坐标。根据本专利技术的另一实施例，一种用于确定物体的表面上的第一物点的三维坐标的方法包括下述步骤:将第一光束分束为第一光线和第二光线，第一光线和第二光线是互相相干的；设置包括透明板和旋转机构的第一透明板装配体，第一透明板具有第一表面、第二表面、第一折射率、第一厚度,第一表面和第二表面基本上是平行的，第一厚度是第一表面与第二表面之间的距离，旋转机构配置为对第一透明板进行旋转。该方法还包括:在第一实例中，对第一透明板进行旋转以获得第一表面关于第一光线的第一入射角；在第二实例中，对第一透明板进行旋转以获得第一表面关于第一光线的第二入射角，第二入射角不等于第一入射角；在第三实例中，对第一透明板进行旋转以获得第一表面关于第一光线的第三入射角，第三入射角不等于第一入射角或第二入射角。该方法还包括:在第一实例中，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第一条纹图案；在第二实例中，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第二条纹图案；在第三实例中，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第三条纹图案；在第一实例中，将第一物点成像到光敏阵列上的第一阵列点上以从光敏阵列获得第一电气值；在第二实例中，将第一物点成像到第一阵列点上以从光敏阵列获得第二电气值；在第三实例中，将第一物点成像到第一阵列点上以从光敏阵列获得第三电气值；至少部分地基于第一电气数据值、第二电气数据值、第三电气数据值、第一厚度、第一折射率、第一入射角、第二入射角以及第三入射角确定第一物点的三维坐标；以及存储第一物点的三维坐标。根据本专利技术的又一实施例，一种用于确定物体的表面上的第一物点的三维坐标的方法包括下述步骤:将第一光束分束为第一光线和第二光线，第一光线和第二光线是互相相干的；设置包括透明板和旋转机构的第一透明板装配体，第一透明板具有第一表面、第二表面、第一折射率、第一厚度,第一表面和第二表面基本上是平行的，第一厚度是第一表面与第二表面之间的距离，旋转机构配置为对第一透明板进行旋转。该方法还包括:在第一实例中，对第一透明板进行旋转以获得第一表面关于第一光线的第一入射角；在第二实例中，对第一透明板进行旋转以获得第一表面关于第一光线的第二入射角，第二入射角不等于第一入射角；在第三实例中，对第一透明板进行旋转以获得第一表面关于第一光线的的第三入射角，第三入射角不等于第一入射角或第二入射角。该方法还包括:在第一实例中，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第一条纹图案；在第二实例中，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第二条纹图案；在第三实例中，对第一光线和第二光线进行组合以在物体的表面上产生第三条纹图案；在第一实例中，将第一物点成像到光敏阵列上的第一阵列点上以从光敏阵列获得第一电气值；在第二实例中，将第一物点成像到第一阵列点上以从光敏阵列获得第二电气值；在第三实例中，将第一物点成像到第一阵列点上以从光敏阵列获得第三电气值；至少部分地基于第一电气数据值、第二电气数据值、第三电气数据值、第一厚度、第一折射率、第一入射角、第二入射角以及第三入射角确定第一物点的三维坐标；以及存储第一物点的三维坐标。【专利附图】【附图说明】现在参照附图示出了示例性的实施例，该示例性的实施例不应被理解为是对关于本公开内容的整个范围的限制，并且其中在几幅附图中以相同的方式对元件进行编号:图1是示出了 3D测量装置的操作的三角测量原理的示意图；图2是示出了依照本专利技术的实施例的示例性投影机的元件的框图；图3是示出了依照本专利技术的实施例的示例性投影机的主要元件的示意图；包括图4A和图4B的图4是示出了与将光的两个准直光束发送到透镜相关的效果的不意图；图5是对于将光发送到示例性投影机中的物镜的两种不同方式、在工件上所观测到的干涉图案的曲线图；图6是对穿过倾斜窗口和非倾斜窗口的光射线的几何结构进行比较的示意图；图7是示出了穿过一对倾斜窗口的光射线的几何结构的示意图；图8A和图SB是示出了依照本专利技术的实施例在不同旋转角度下的相位调节器机构的顶视图的图；图9A和图9B是分别示出了依照本专利技术的实施例的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定物体的表面（130）上的第一物点（124）的三维坐标的方法，所述方法包括下述步骤：设置具有第一透明区域（1212，1310，1510）和第二透明区域（1210，1315，1508）的第一透明板（1100，1200，1300，1400，1500，1620），第一区域具有第一表面（1112，1422）、第二表面（1114，1420）、第一折射率以及第一楔角，所述第一楔角是所述第一表面与所述第二表面之间的角，第二区域具有第三表面（1112，1422）、第四表面（1114，1420）、第二折射率以及第二楔角，所述第二楔角是所述第三表面与所述第四表面之间的角；将第一光束分束为第一光线（386，382）和第二光线（382，386），所述第一光线和所述第二光线是互相相干的；在第一种情况下，发送所述第一光线使其通过所述第一区域，所述第一光线穿过所述第一表面和所述第二表面，所述第一区域被配置为以第一偏转角改变所述第一光线的方向，所述第一偏转角与所述第一楔角和所述第一折射率相对应；在第二种情况下，发送所述第一光线使其通过所述第二区域，所述第一光线穿过所述第三表面和所述第四表面，所述第二区域被配置为以第二偏转角改变所述第一光线的方向，所述第二偏转角与所述第二楔角和所述第二折射率相对应，其中，所述第二偏转角不同于所述第一偏转角；在所述第一种情况下，对所述第一光线和所述第二光线进行组合以在所述物体的表面上产生第一条纹图案（275，510，520），所述第一条纹图案在所述第一物点处具有第一间距，所述第一间距与所述第一偏转角相对应；在所述第二种情况下，对所述第一光线和所述第二光线进行组合以在所述物体的表面上产生第二条纹图案（275，510，520），所述第二条纹图案在所述第一物点处具有第二间距，所述第二间距与所述第二偏转角相对应，所述第二间距不同于所述第一间距；在所述第一种情况下，将所述第一物点成像到光敏阵列（146）上的第一阵列点（128）上以从所述光敏阵列获得第一电气数据值（152）；在所述第二种情况下，将所述第一物点成像到所述光敏阵列上的所述 第一阵列点上以从所述光敏阵列获得第二电气数据值；至少部分地基于所述第一电气数据值和所述第二电气数据值确定所述第一物点的所述三维坐标；以及存储所述第一物点的所述三维坐标。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·E·布里奇斯，瑞安·克鲁泽，龚昱，保罗·麦科马克，埃马纽埃尔·拉丰，
申请(专利权)人：法罗技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US