[发明专利]用于测量三维数据的装置和方法

权利要求书

1.用于对所观察对象进行光学测量的装置，包括：

用于照亮所观察对象的光源(8)；

用于生成平行光线的多束平行光束的装置(11，22，26，27)，所述的每束平行光束都包含被照亮的所观察对象(7)的图像信息，并且所述平行光线的平行光束彼此分开；

用于收集所述平行光束中的光线，并将它们引入成像装置中的装置(9，17)；

用于生成平行光线的平行光束图像的成像装置(2)，其中，每一幅图像与一束特定的平行光束相对应，生成的图像在用两个坐标轴描述的两维图像区域(12)中彼此分开；以及

用于从对应光线入射点的坐标值中提取所观察对象(7)的长、宽、高的分析装置(10)。对应光线是指从对象(7)的同一点(h₁-h₅)上发出，但经过不同的平行光束到达所述两维成像区域(12)的。

2.用于对所观察对象进行光学测量的方法，包括以下步骤：

照亮所观察对象(7)；

生成平行光线的多束平行光束，所述的每束平行光束都包含被照亮的所观察对象(7)的图像信息，并且所述每束平行光束彼此分开；

收集所述平行光束中的光线；

生成平行光线的平行光束图像，其中，每一幅图像与一束特定的平行光束相对应，生成的图像在用两个坐标轴描述的两维图像区域(12)中彼此分开；以及

从对应光线入射点的坐标值中提取对象的长、宽、高的分析装置。对应光线是指从所观察对象的同一点上发出，但经过不同的平行光束到达所述两维成像区域的光线。

3.根据权利要求1所述的装置或根据权利要求2所述的方法，其中，使用两图像分光器(11)、三图像分光器(22)、四图像分光器(26)、或五图像分光器(27)生成平行光线的多束平行光束。

4.根据权利要求3所述的装置或根据权利要求3所述的方法，其中，分别用楔形棱镜、截断楔形棱镜、锥形棱镜、或截断锥形棱镜作为两图像分光器(11)、三图像分光器(22)、四图像分光器(26)、或五图像分光器(27)。

5.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置或根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，使用远心透镜(9)、长光学透镜、或具有可变放大倍数的远心透镜收集所述平行光线的平行光束中的光线。

6.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置或根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，使用包含对可见光、和/或红外光、和/或紫外光、和/或X光敏感的像素单元的成像传感器，生成平行光的入射平行光束。

7.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置或根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，成像传感器是一个视频摄像机(2)，一个线扫描摄像机，CCD摄像机，或一个X光成像传感器。

8.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置或根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，使用计算机器作为分析装置(10)，用于得到所观察对象的长、宽、高信息。

9.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置或根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，生成平行光线的多束平行光束的装置(9，17)可相对于生成平行光线的入射平行光束图像的成像装置(2)旋转。

10.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置或根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，用于照亮所观察对象的一个单色光源(8)或，其中，用于照亮所观察的对象(7)的一个蓝色单色光源，一个红色单色光源，和一个绿色单色光源。

11.根据前述装置权利要求中的任何一项所述的装置，其中，集成在所述装置(9)外壳中的所述光源(8)用于收集所述平行光线的平行光束中的光线，将其置于与所述生成平行光线的多束平行光束的装置成预置空间关系的位置上。

12.根据前述方法权利要求中的任何一项所述的方法，其中，将一个已知尺寸的参考对象(13，14，15)放在与产生平行光线的多束平行光束的装置(11，22，26，27)预置的距离上，用于在所述两维成像区域(12)中提供校准坐标值，作为所观察未知尺寸对象的度量标准。