[发明专利]双目共焦立体视觉扫描振镜位置误差矫正装置和方法

权利要求书

1.一种双目共焦立体视觉扫描振镜位置误差矫正装置，其特征在于，包括：由待测样品(1)、摄影镜头(2)、场镜一(3)、物镜一(4)、二向色镜一(5)、1/4波片(6)、管镜(7)、场镜二(8)、扫描透镜(9)、二维扫描振镜(10)、二向色镜二(11)、PBS一(12)、激光器一(13)、聚焦透镜一(14)、针孔一(15)、PMT探测器一(16)、激光器二(17)、PMT探测器二(18)、针孔二(19)、聚焦透镜二(20)、PBS二(21)、标准样品(22)和物镜二(23)组成的测量光路，所述物镜二(23)与物镜一(4)完全相同，聚焦透镜二(20)与聚焦透镜一(14)完全相同，所述物镜一(4)焦点与场镜(3)光心重合，所述管镜(7)焦点、扫描透镜(9)焦点和场镜二(8)光心重合，所述激光器一(13)发出波长633nm红色激光，激光器二(17)发出532nm波长绿色激光，二向色镜一(5)与二向色镜二(11)对红色激光完全透过，对绿色激光完全反射，激光器一(13)发出633nm红色激光后经PBS一(12)反射并完全透过二向色镜二(11)，经二维扫描振镜(10)反射与扫描透镜(9)聚焦于场镜(8)光心位置，光线被管镜(7)扩束后经过1/4波片(6)，再通过二向色镜一(5)经物镜一(4)聚焦于场镜(3)光心位置，光束通过摄影镜头(2)聚焦于待测样品(1)表面，经待测样品(1)反射后原路返回通过PBS一(12)和聚焦透镜一(14)通过针孔一(15)被PMT探测器一(16)接收，激光器二(17)发出波长532nm绿色激光，经PBS二(21)并被二向色镜二(11)完全反射，光线经二维扫描振镜(10)反射与扫描透镜(9)聚焦于场镜(8)光心位置，再被管镜(7)扩束后经过1/4波片(6)，再被二向色镜一(5)完全反射，光束经物镜二(23)聚焦至标准样品(22)表面并经其反射后原路返回至PBS二(21)，光束完全透过后经聚焦透镜二(20)聚焦，通过针孔二(19)后被PMT探测器二(18)接收。

2.一种基于权利要求1所述的双目共焦立体视觉扫描振镜位置误差矫正装置的双目共焦立体视觉扫描振镜位置误差矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、开启激光器一(13)与激光器二(17)，控制二维扫描振镜(10)，使两路激光在待测样品(22)和标准样品(1)表面偏转，分别完成对待测样品(1)及标准样品(22)的扫描，相应的PMT探测器一(16)和PMT探测器二(18)得到两个探测信号I₁₁和I₁₂；

步骤b、给待测样品(1)表面一个形变，再次开启激光器一(13)与激光器二(17)，控制二维扫描振镜(10)，使两路激光在待测样品(22)和标准样品(1)表面偏转，分别完成对待测样品(1)及标准样品(22)的扫描，相应的PMT探测器一(16)和PMT探测器二(18)得到两个探测信号I₂₁和I₂₂；

步骤c、将PMT探测器二(18)对标准样品的两次测量信号进行亚像素匹配，得到由扫描振镜在两次测量过程中带来的随机误差信号I_δ；

步骤d、为了得到待测样品的形变量，需将随机误差信号补偿到PMT探测器一(16)对待测样品的两次测量中，即计算出实际的两次测量的每一个像素点的移动步长。

3.根据权利要求2所述的双目共焦立体视觉扫描振镜位置误差矫正方法，其特征在于，所述步骤c和所述步骤d可完成对扫描振镜位置误差的实时矫正。