[发明专利]相位信息读取方法及其三维形貌测量系统

权利要求书

1.一种相位信息读取方法，其特征在于，其包括下列步骤：

取得具有一物体表面形貌相位信息的一条纹影像；

取得所述条纹影像的一频谱影像，所述频谱影像具有关于所述物体表面形貌相位信息的一频谱区域，所述频谱区域具有一主要频谱信号区，其两侧分别具有延伸至所述频谱影像侧边的一次要频谱信号区；

以一滤波器在所述主要频谱信号区以及次要频谱信号区内读取一频谱信息，所述滤波器的形状是涵盖所述主要频谱信号区以及次要频谱信号区；以及

对所述频谱信息进行演算以得到对应的所述相位信息。

2.如权利要求1所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述滤波器是选择矩形滤波器、椭圆形滤波器、菱形滤波器或者是至少两种不同形状的滤波器相迭合的组合其中之一。

3.如权利要求1所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述滤波器的中心是所述具有相位信息区域上的局部最大值。

4.如权利要求2所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述椭圆形滤波器所具有的一长轴长度是所述频谱影像的在第一方向的影像长度的一半。

5.如权利要求2所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述椭圆形滤波器所具有的一短轴长度是小于等于所述频谱区域的局部最大值位置与相邻频谱区域在一第一方向上最靠近所述频谱区域的一最小垂直距离。

6.如权利要求2所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述椭圆形滤波器的所具有的一短轴长度是小于等于所述频谱区域的局部最大值位置与相邻频谱区域在一第一方向上最靠近所述频谱区域的一最小水平距离。

7.如权利要求1所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述条纹影像是通过一条纹结构光投射至所述物体所形成，所述条纹结构光的夹角是大于等于0度以及小于等于180度。

8.如权利要求1所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述条纹影像是通过一干涉式光学系统将一参考光以及具有所述物体表面形貌相位信息的一测物光干涉而形成。

9.如权利要求1所述的相位信息读取方法，其特征在于，其更包括有对所述滤波器进行最佳化的步骤，所述最佳化的步骤更包括有下列步骤：

以特定大小的一滤波器在关于具有至少一参考特征的一参考球面的频谱影像上具有相位信息的一频谱区域内读取一频谱信息，所述频谱区域是具有一主要频谱信号区，其两侧分别具有延伸至所述频谱影像侧边的一次要频谱信号区；

对所述频谱信息进行演算以得到对应的所述相位信息；

还原所述相位信息以得到关于所述参考球面的至少一特征值；

改变所述滤波器的频谱范围，并重复进行前述三个步骤以得到多组关于所述参考球面的至少一特征值；

将所述多组至少一特征值与所述参考球面的至少一参考特征进行误差比较；以及

选择误差最小的所述组至少一特征值所对应的滤波器为一中通滤波器。

10.如权利要求9所述的相位信息读取方法，其特征在于，所述特征值是真球度、半径以及前述的组合其中之一。

11.一种三维形貌测量系统，其特征在于，包括：

一结构光条纹投射单元，其是投射一条纹结构光至一物体上；

一影像读取装置，其是读取具有所述物体表面形貌相位信息的一条纹影像；以及

一控制单元，其是与所述影像读取装置通信连接，所述控制单元对所述条纹影像进行处理以得到对应的一频谱影像，所述频谱影像具有关于所述物体表面形貌相位信息的一频谱区域，所述频谱区域具有一主要频谱信号区，其两侧分别具有延伸至所述频谱影像侧边的一次要频谱信号区，以一滤波器于所述主要频谱信号区以及次要频谱信号区内读取一频谱信息，所述滤波器的形状是涵盖所述主要频谱信号区以及次要频谱信号区，再对所述频谱信息进行演算以得到对应的所述相位信息。

12.如权利要求11所述的三维形貌测量系统，其特征在于，所述结构光条纹投射单元更具有：

一光源投射部，其是可投射一测物光；以及

一光源调制部，其是将所述测物光调制成具有条纹的测物光以投射至所述物体上。

13.如权利要求12所述的三维形貌测量系统，其特征在于，所述光源调制部具有一光栅元件。