像單元的成像光軸33對稱交叉，即a = β。
[0030]投影鏡頭12的焦距為fp，投影鏡頭像方焦點(diǎn)到物體的距離為Xp ;成像鏡頭32的焦距為T1，成像鏡頭的物方焦點(diǎn)到物體的距離為X1 ;物體2的高度平面22到參考平面21的距離為Δ。
[0031]參考平面21上投影單元的放大倍數(shù)kp = Xp / fp;參考平面21上成像單元的放大倍數(shù) Ici = t / Xi ；
[0032]參考平面21上投影-成像放大倍數(shù)為K = IcpXki = (xp / fp) X (f； / Xi)。
[0033]本發(fā)明投影單元I的放大倍數(shù)與成像單元I的放大倍數(shù)互為倒數(shù)，也即參考平面21 上投影-成像放大倍數(shù) K = kpXk； = (xp / fp) X (f； / Xi) =10
[0034]高度平面22上投影單元的放大倍數(shù)為kp’ = (χρ+Λ) / fp ;高度平面22上成像單元的放大倍數(shù)為k/ = f； / (Xi+Δ)；
[0035]則高度平面22上投影-成像放大倍數(shù)為K’ =kp’ Xk/ = ((χρ+Δ) / fp) X(fi / (Xi+Δ)〕 =〔χρΧ(1+Δ / χρ) Xfi) / (fpX Xi X (1+ Δ / Xi))=〔(XpXfi) / (fpXx；) ) X ( (1+Δ / χρ) / (1+Δ / Xi) ) = KX ( (1+Δ / χρ) / (1+Δ / Xi)〕。
[0036]實(shí)施例一
[0037]如圖1所示，本實(shí)施例所述被測物體的高度平面22與參考平面21之間的距離為Δ，所述投影鏡頭12像方焦點(diǎn)到物體的距離為xp，所述成像鏡頭32的物方焦點(diǎn)到物體的距離為 Xi,滿足:Δ ?χρ 且 Δ <<x1 當(dāng) Δ ?χρ 且 Δ ?χ;時(shí)，Δ / χρ ?O 且 Δ / Xi ^ O,(1+Δ / χρ) / (1+Δ / X1)?1，則K’ = K，即參考平面21上投影-成像放大倍數(shù)近似等于高度平面22上投影-成像放大倍數(shù)，此時(shí)，景深范圍內(nèi)條紋圖像的條紋間距保持近似不變。
[0038]由于本發(fā)明測量裝置采用投影單元I投條紋圖像于被測物體2表面上，再成像單元3對被測物體2及其上的條紋圖像成像。根據(jù)投影透鏡和成像透鏡與被測物體之間測量的距離，因此，對于上述方案的進(jìn)一步方案，只需要滿足:Λ / Χρ小于0.3且Λ / Xl小于0.3，如此，(1+Λ / χρ) / (1+Δ / X1)?1，景深范圍內(nèi)條紋圖像的條紋間距保持近似不變。
[0039]實(shí)施例二
[0040]如圖2所示，本實(shí)施例所述的投影鏡頭與所述的成像鏡頭焦距相等，即，fp = f1；由于參考平面21上投影-成像放大倍數(shù)K = kpXk； = (xp / fp) X / Xi) = I,則xp =X1，因此，(1+Λ / xp) / (1+Δ / X1) = 1，則，K = K’，即參考平面21上投影-成像的放大倍數(shù)與高度平面22上投影-成像的放大倍數(shù)相等，使得景深范圍內(nèi)保持條紋圖像的條紋間距不變。
[0041]另外，由于投影單元I的放大倍數(shù)與成像單元I的放大倍數(shù)互為倒數(shù)，即參考平面21上投影-成像放大倍數(shù)K = kpXk； = (xp / fp) X (f； / Xi) =10因此,本實(shí)施例所述的測量裝置不但在參考平面上的投影條紋圖像的條紋間距相等，成像景深范圍內(nèi)的條紋圖像的條紋間距相等，而且參考平面與景深范圍內(nèi)的條紋圖像的條紋間距也相等，實(shí)現(xiàn)非遠(yuǎn)心光路上的“遠(yuǎn)心條紋”效果。
[0042]上述實(shí)施例中的實(shí)施方案僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，包括投影單元和成像單元， 投影單元，包括投影鏡頭、光源和條紋圖像發(fā)生器；光源照射條紋圖像發(fā)生器生成條紋圖像、投影鏡頭將條紋圖像投影至被測物體； 成像單元，包括成像元件和成像鏡頭，成像鏡頭將被測物體上的條紋圖像成像于成像元件上； 其特征在于:所述投影單元的投影光軸和成像單元的成像光軸對稱交叉，投影單元的放大倍數(shù)與成像單元的放大倍數(shù)互為倒數(shù)；所述的投影鏡頭與所述的成像鏡頭焦距相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，其特征在于:所述投影單元的條紋圖像發(fā)生器投影的條紋圖像為面結(jié)構(gòu)光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，其特征在于:所述投影單元的條紋圖像發(fā)生器投影的條紋圖像為線結(jié)構(gòu)光。4.一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，包括投影單元和成像單元， 投影單元，包括投影鏡頭、光源和條紋圖像發(fā)生器；光源照射條紋圖像發(fā)生器生成條紋圖像、投影鏡頭將條紋圖像投影至被測物體； 成像單元，包括成像元件和成像鏡頭，成像鏡頭將被測物體上的條紋圖像成像于成像元件上； 其特征在于:所述投影單元的投影光軸和成像單元的成像光軸對稱交叉，投影單元的放大倍數(shù)與成像單元的放大倍數(shù)互為倒數(shù)；所述被測物體的高度平面與參考平面之間的距離為Δ，所述投影鏡頭像方焦點(diǎn)到物體的距離為xp，所述成像鏡頭的物方焦點(diǎn)到物體的距離為 Xi, Δ〈〈χρ 且 ΔΚχ;。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，其特征在于:Λ/ Χρ小于0.3且Λ / X1小于0.3。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，其特征在于:所述投影單元的條紋圖像發(fā)生器投影的條紋圖像為面結(jié)構(gòu)光。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，其特征在于:所述投影單元的條紋圖像發(fā)生器投影的條紋圖像為線結(jié)構(gòu)光。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種遠(yuǎn)心條紋相位測量裝置，包括投影單元和成像單元，投影單元包括投影鏡頭、光源和條紋圖像發(fā)生器；光源照射條紋圖像發(fā)生器生成條紋圖像、投影鏡頭將條紋圖像投影至被測物體；成像單元包括成像元件和成像鏡頭，成像鏡頭將被測物體上的條紋圖像成像于成像元件上；所述投影單元的投影光軸和成像單元的成像光軸對稱交叉，投影單元的放大倍數(shù)與成像單元的放大倍數(shù)互為倒數(shù)；投影鏡頭與成像鏡頭焦距相等。本發(fā)明在景深范圍內(nèi)對投影條紋等間距成像，在微觀測量和宏觀測量領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)了非遠(yuǎn)心光路上的“遠(yuǎn)心條紋”效果；提高了相位測量精度。
【IPC分類】G01B11/25
【公開號(hào)】CN105203047
【申請?zhí)枴緾N201410274240
【發(fā)明人】劉浪, 萬曉新, 龐淑屏, 劉威
【申請人】沈陽同聯(lián)集團(tuán)高新技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月18日