[发明专利]偏振调制高分辨力立体视觉测量系统与方法

权利要求书

1.偏振调制高分辨力立体视觉测量系统，其特征在于，包括：

至少两个偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置和三维物体；

偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置包括激光照明模块、视觉摄像模块和扫描放大测量模块；

所述的激光照明模块按照照明光传播方向依次为：激光器(11)、起偏器(15)、PBS(10)、二维振镜(9)、扫描透镜(8)、场镜1(7)、管镜(6)、1/4玻片(5)、物镜(4)、场镜2(3)和摄影镜头(2)；

所述的视觉摄像模块为：摄影镜头(2)、场镜2(3)、物镜(4)、1/4玻片(5)、管镜(6)、场镜1(7)、扫描透镜(8)、二维振镜(9)、PBS(10)、检偏器(16)、聚焦透镜(12)、针孔(13)和PMT探测器(14)；

所述的扫描放大测量模块按照信号光传播方向依次为：激光器(11)、起偏器(15)、PBS(10)、二维振镜(9)、扫描透镜(8)、场镜1(7)、管镜(6)、1/4玻片(5)、物镜(4)、场镜2(3)、物镜(4)、1/4玻片(5)、管镜(6)、场镜1(7)、扫描透镜(8)、二维振镜(9)、PBS(10)、检偏器(16)、聚焦透镜(12)、针孔(13)和PMT探测器(14)；

所述的激光照明模块、视觉摄像模块、扫描放大测量模块共用场镜2(3)、物镜(4)、1/4玻片(5)、管镜(6)、场镜1(7)、扫描透镜(8)、二维振镜(9)、PBS(10)；

所述的激光照明模块、视觉摄像模块还共用摄影镜头(2)；

所述的激光照明模块、扫描放大测量模块共用起偏器(15)、激光器(11)；

所述的视觉摄像模块、扫描放大测量模块共用检偏器(16)、聚焦透镜(12)、针孔(13)和PMT探测器(14)；

所述的激光照明模块中激光器(11)发出激光，准直后形成平行光，经过起偏器(15)和PBS(10)反射后再经过二维振镜(9)和扫描透镜(8)后聚焦于场镜1(7)光心位置处，光束经过管镜(6)后形成平行光后经1/4玻片(5)后被物镜(4)聚焦于场镜2(3)光心位置，再经摄影镜头(2)聚焦于三维被测样品(1)表面形成聚焦光斑，所述的聚焦光斑照射样品表面的发出反射光；

所述三维被测样品(1)表面发出的反射光依次经过摄影镜头(2)、场镜2(3)、物镜(4)、1/4玻片(5)、管镜(6)、场镜1(7)、扫描透镜(8)、二维振镜(9)、PBS(10)和检偏器(16)、聚焦透镜(12)、针孔(13)后被PMT探测器(14)收集。

2.根据权利要求1所述的偏振调制高分辨力立体视觉测量系统，其特征在于，所述偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置中在定焦摄像镜头后加上了一整套扫描放大测量系统用来提高整个系统的等效焦距，提高的倍率取决于所选的扫描放大测量系统，从而提高整个立体视觉系统的分辨力。

3.根据权利要求1所述的偏振调制高分辨力立体视觉测量系统，其特征在于，所述偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置的成像方式为振镜扫描成像，扫描放大测量系统针孔的引入可以提高收集信号的信噪比。

4.根据权利要求1所述的偏振调制高分辨力立体视觉测量系统，其特征在于，所述偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置中场镜1和场镜2的引入可以匹配视场从而无需额外的运动扫描机构即可实现全摄像物镜视场成像。

5.根据权利要求1所述的偏振调制高分辨力立体视觉测量系统，其特征在于，所述偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置中每一目激光经过起偏器都有不同的偏振方向，同时相应的检偏器对应着同样的起偏方向。

6.根据权利要求1所述的偏振调制高分辨力立体视觉测量系统实现偏振调制高分辨力立体视觉测量的测量方法，其特征在于，所包括以下步骤：

步骤a、根据具体需求选择使用几个偏振调制高分辨力立体视觉单目测量装置组成偏振调制高分辨力立体视觉测量装置；

步骤b、对每一目装置进行单目矫正；

步骤c、对整体立体视觉测量系统进行矫正；

步骤d、将三维物体放置在清晰成像处并对三维物体进行成像并计算形貌。