利用ＬＣＤ的三维形貌测量装置制造方法及图纸

提供了一种利用ＬＣＤ的三维形貌测量装置，将正弦波图案形成在测量物上，借此用摄像机及上述正弦波图案获得测量物的影像信息，然后分析影像信息来测得测量物的形貌，所述装置包括ＬＣＤ投影仪，该ＬＣＤ投影仪包括：向前方照射光的光源；位于光源的前方，产生具有多个相位和多个周期的正弦波图案的ＬＣＤ面板；配置在ＬＣＤ面板的前方及后方的偏转板；隔开配置在ＬＣＤ面板的前方，使由ＬＣＤ面板产生的正弦波图案成像在测量物上的第一聚焦透镜；以及支承上述光源、ＬＣＤ面板、偏转板及第一聚焦透镜的壳体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用IXD的三维形貌测量装置，更具体地涉及一种在测量物上形成正弦波图案，借此用由摄像机及上述正弦波图案获得测量物的影像信息，分析影像信息 来测得测量物形貌的利用LCD的三维形貌测量装置。
技术介绍
所谓利用穆尔干涉条纹的三维形貌测量装置一般是指如下装置将在要检测的测 量物的表面照射具有一定形态的光而出现的网格图案和作为基准的网格图案重迭来形成 穆尔干涉条纹，并测量及解析该干涉条纹而得到物体的表面高度的信息。这种测量方法可 以简单且快速地得到测量物的三维形貌，所以被广泛应用在医学、工业领域。这种利用穆尔干涉条纹的测量三维形貌的方式大致可分为投影式和影子式。影子 式是不使用透镜而利用由出现在测量物表面的网格图案的影子生成的穆尔条纹来检测测 量物的表面形貌的方式。投影式是利用由通过透镜投影到测量物的网格的图像生成的穆尔 条纹来测量测量物的表面形貌的方式。图1为传统的影子式测量装置的示意图。参照图1，在影子式测量装置中，从光 源100出射的光通过网格103在测量物P的表面形成网格形态的影子，或者由于塔尔博特 (Talbot)效应形成网格形态的图像。这里使用的网格103具有改变所透射光的强度的功 能。上述网格103的影子图像和网格103本身的图案合成而形成穆尔条纹，将这样形成的 穆尔条纹称为影子式穆尔。利用二维影像传感元件排列来检测所述穆尔条纹，此时为了计 算穆尔条纹的相位，需要相位偏移的多个穆尔条纹。为得到相位偏移的穆尔条纹，通过驱动单元D向接近测量物P或远离测量物P的 方向移动上述网格103。此时由于干涉条纹的相位随着上述网格103的移动而变化，可以得 到至少偏移3个相位的穆尔条纹。如此移动上述网格103而生成的相位偏移的穆尔条纹通 过聚焦透镜109而成像到影像传感元件110上。通过上述影像传感元件110依次重复进行 相位偏移的穆尔条纹的图像检测及上述网格103的移动。利用在此得到的多个相位偏移的 穆尔条纹，可以通过公知的解析方法得到物体的三维形貌信息。这种影子式测量装置具有设备简单的优点，但是需要利用网格影子，因此，具有仅 能够在可以使网格图案和测量物充分接近的情况下应用的缺点。为了解决上述影子式测量 装置的缺点，投影式测量装置得到人们的青睐。图2为传统的投影式测量装置的示意图。参照图2，投影式穆尔测量装置通过第一 聚焦透镜113将从光源111照射的光通过第一网格112形成的图像成像在测量物P上，并 通过第二聚焦透镜114，将该测量物P的图像成像在第二网格115上。通过第三聚焦透镜 116，将成像在第二网格115上的图像和第二网格115本身的图案成像在影像传感元件117 上而得到穆尔条纹。在这种投影式穆尔测量装置中，通过驱动单元D上下移动第一网格112及第二网 格115来得到相位偏移的穆尔条纹。将在此得到的相位偏移的信号通过公知的方法解析，从而可以得到测量物的三维形貌信息。然而在投影式穆尔测量装置下，为了把成像在测量 物P上的网格图案成像在第二网格115上生成穆尔条纹，并将该穆尔条纹成像在影像传感 元件上117，需要高价的精密光学系统。因此，亟待提出一种不需要第二聚焦透镜114和第 二网格115的简化的系统。为此，提出了一种将结构化形态的图案投影到测量物来测量形貌的结构化的图案投影方式的装置，以便进一步简化投影式测量装置。图3为传统的应用结构化的图案投影方式的投影式测量装置示意图。如图3所示， 将从光源120照射的光通过网格121而形成的图像，通过第一聚焦透镜122成像在测量物 P上，将测量物P的图像通过第二聚焦透镜124成像在影像传感元件127上，从而得到网格 121投影其上的测量物P的影像。这里，为了提取三维形貌，可通过水平移动网格121或移 动第一聚焦透镜122或第二聚焦透镜124来获得各种相位的投影网格影像。并且，网格121 可替代为具有其它周期的网格。在这种测量装置中，用第一聚焦透镜122将网格121的图案成像在测量物P上后， 用影像传感元件127测量成像在测量物P上的影像，然后由该影像和在计算器中生成的基 准网格生成穆尔条纹后检测测量物P的三维形貌。但是，由于网格121的水平移动网格121，为了在网格121移动之后通过第一聚焦 透镜122在测量物P上形成网格121的图像，需要与网格121的移动对应地移动第一聚焦 透镜122。并且，成像在测量物P上的网格图像随后在影像传感元件127获得。而为了在影 像传感元件127上准确地成像上述成像图像，从上述网格121到测量物P的光学移动距离 必须对应于从成像在上述测量物P上的网格图像到影像传感元件127的光学移动距离。但 此时需要水平移动网格121，而由于随之产生的第一聚焦透镜122的移动或第二聚焦透镜 124的移动而难以准确对准光学移动距离。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种没有网格的移动及替换也可以在测量物上形成具有多个相位和 多种周期的正弦波图案的利用LCD的三维形貌测量装置。本专利技术还提供一种没有聚焦透镜的移动也可以在测量物上形成具有多个相位的 正弦波图案的利用IXD的三维形貌测量装置。本专利技术还提供一种三维形貌测量装置，该装置为了更容易地向测量物传递正弦波 图案，并为了更容易地获得成像的图像而包括透镜系统。技术方案作为用于解决上述课题的手段，提供了一种利用IXD的三维形貌测量装置，将正 弦波图案形成在测量物上，借此用摄像机及上述正弦波图案获得测量物的影像信息，然后 分析影像信息来测量测量物的形貌，其中包括LCD投影仪，该LCD投影仪包括光源，向前方 照射光；LCD面板，位于所述光源的前方，产生具有多个相位和多个周期的正弦波图案；偏 转板，配置在上述IXD面板的前方及后方；第一聚焦透镜，隔开配置在上述IXD面板的前方， 使由上述LCD面板产生的正弦波图案成像在测量物上；以及壳体，固定支承上述光源、上述IXD面板、上述偏转板及上述第一聚焦透镜。上述壳体可在其内侧包含插入上述第一聚焦透镜的槽，插入上述槽中的第一聚焦 透镜与上述IXD面板隔开一定距离设置。上述壳体可包括在其内设置光源的光源用壳体、在其内设置液态IXD面板的IXD 用壳体、及在其内设置上述第一聚焦透镜的透镜用壳体，这样有利于制造工艺。上述IXD面板可与上述IXD用壳体的后方表面结合。从上述IXD投影仪到测量物的光学移动距离与从测量物到摄像机的光学移动距 离基本相同。这样摄像机正确获得测量物的影像信息。该装置还包括透镜系统，该透镜系统将上述IXD投影仪产生的正弦波图案传递到 测量物，将基于上述正弦波图案的测量物的影像信息传递到摄像机。上述透镜系统可包括具有两个镜筒的立体型透镜系统。另外，上述透镜系统可包括可以调节为多种倍率的变焦透镜。有益效果本专利技术的利用IXD的三维形貌测量装置，具有即使不移动网格也可以在测量物上 形成多个相位和多种周期的正弦波图案的效果。此外，具有即使不移动聚焦透镜也可以在测量物上形成多个相位的正弦波图案的 效果。此外，由于包括透镜系统，具有更可容易地向测量物传递正弦波图案，并且更容易 地获得成像图像的效果。另外，通过多种周期的正弦波图案投影，可以测量宽范围高度的测量物。 附图说明通过参照附图详细地描述其典型的实施方式，本专利技术的上述特征和优点将更显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用ＬＣＤ的三维形貌测量装置，将正弦波图案形成在测量物上，借此用摄像机及上述正弦波图案获得上述测量物的影像信息，对上述影像信息进行分析来测得上述测量物的形貌，上述装置包括ＬＣＤ投影仪，该ＬＣＤ投影仪包括：向前方照射光的光源；位于上述光源的前方，产生具有多个相位和多个周期的正弦波图案的ＬＣＤ面板；分别配置在上述ＬＣＤ面板的前方及后方的偏转板；隔开配置在上述ＬＣＤ面板的前方，使由上述ＬＣＤ面板产生的上述正弦波图案成像在上述测量物上的第一聚焦透镜；以及支承上述光源、上述ＬＣＤ面板、上述偏转板及上述第一聚焦透镜的壳体。

【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：朴喜载，李日焕，崔洵民，李正缟，
申请(专利权)人：株式会社SNU精密，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]