[发明专利]三维测量系统及使用方法

说明书

本发明涉及一种三维测量系统，用于对样品进行3D测量，包括安装架、X‑Y振镜系统、激光测距仪、工业相机及反射光路系统，所述X‑Y振镜系统、所述激光测距仪、工业相机和所述反射光路系统设于所述安装架，所述X‑Y振镜系统和所述反射光路系统相邻设置，所述激光测距仪发射出的激光经由所述反射光路系统进入X‑Y振镜系统，所述X‑Y振镜系统用于调整所述激光的光路，使得所述激光依次扫描样品表面的不同位置，以测得样品表面不同位置的高度，实现3D测量；所述工业相机和所述X‑Y振镜系统相配合，获取若干样品局部照片，而后拼接得到一张完整的样品照片，实现大幅面2D测量。本发明三维测量系统能够对样品进行3D测量和大幅面2D测量，经济实用性强。

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，特别是涉及一种三维测量系统及使用方法。

背景技术

随着制造业的快速升级发展，对产品品质的要求不断提高，产品的外观与尺寸精度要求越来越严格，相应地，产品品质控制所需的显微测量系统，也面临着升级换代的巨大挑战与机遇。传统的显微测量系统包括机械式，如千分尺和游标卡尺；普通光学显微式，如投影仪和工具显微镜；视觉图像测量式，如机器视觉图像尺寸测量仪，根据灰度图像处理算法进行检测计算。然而能同时进行3D测量及大幅面2D测量的经济实用可推广的显微测量系统较少。

发明内容

基于此，有必要针对现有能够同时进行3D测量和大幅面2D测量的显微测量系统的经济实用性低的问题，提供一种三维测量系统。

一种三维测量系统，用于对样品进行3D测量和大幅面2D测量，包括安装架、X-Y振镜系统、激光测距仪、工业相机及反射光路系统，所述X-Y振镜系统、所述激光测距仪、所述工业相机和所述反射光路系统设于所述安装架，所述X-Y振镜系统和所述反射光路系统相邻设置，所述激光测距仪发射出的激光经由所述反射光路系统进入X-Y振镜系统，所述X-Y振镜系统用于调整所述激光的光路，使得所述激光依次扫描样品表面的不同位置，以测得样品表面不同位置的高度，实现3D测量；所述工业相机和所述X-Y振镜系统相配合，获取若干样品局部照片，而后拼接得到一张完整的样品照片，实现大幅面2D测量。

上述三维测量系统的激光测距仪发射出的激光经由反射光路系统反射而改变传播方向，进入X-Y振镜系统，再被反射至放置于测量区域的样品表面的任一点，而后沿逆方向传播并被激光测距仪接收，能够测得样品表面对应点的高度；通过控制X-Y振镜系统，使得激光依次扫描样品表面，测得样品表面任意点的高度数据，根据该高度数据与相应X-Y振镜系统的坐标，进行3D数据重建，实现3D测量；外界光线经由样品表面被反射进入X-Y振镜系统，经由反射光路系统进入工业相机，通过X-Y振镜系统调整，工业相机获取多张样品局部照片，而后拼接得到一张完整的样品照片，实现大幅面2D测量；本发明三维测量系统能够应用于微小型产品外观或特征检测、及品质管控等，且经济实用性强，便于推广。

在其中一个实施例中，所述X-Y振镜系统包括主体和与所述主体可拆卸连接的平场镜头，所述平场镜头露出于所述安装架。

在其中一个实施例中，所述主体包括X电机、X镜片、Y电机及Y镜片，所述X电机和所述Y电机设于所述安装架上；所述X镜片与所述X电机相连，所述Y镜片与所述Y电机相连，所述X电机驱动所述X镜片摆动，所述Y电机驱动所述Y镜片摆动，以使经过所述X镜片和所述Y镜片反射的激光依次扫描样品表面的不同位置。

在其中一个实施例中，所述反射光路系统包括壳体和容纳于所述壳体的第一镜片，所述第一镜片与所述壳体底壁呈45°夹角设置，所述壳体形成有相互垂直的第一光路通道和第二光路通道，所述激光测距仪正对所述第一光路通道设置，所述X-Y振镜系统邻接于所述第二光路通道。

在其中一个实施例中，所述壳体开设有出光口，所述工业相机正对所述出光口，所述反射光路系统还包括容纳于所述壳体的第二镜片，其中，所述第二镜片被配置为：光线经由X-Y振镜系统反射进入第二光路通道内，由第一镜片透射出来，而后被第二镜片反射进入工业相机内。