三维扫描装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105333837A(43)申请公布日2016.02.17(21)申请号201510694467.5(22)申请日2015.10.21(71)申请人上海集成电路研发中心有限公司地址201210上海市浦东新区上海浦东张江高斯路497号申请人成都微光集电科技有限公司(72)发明人李琛(74)专利代理机构上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31275代理人吴世华尹英(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称三维扫描装置(57)摘要本发明公开了一种三维扫描装置，包括单光子传感器和处理单元。其中，单光子传感器向被照物表面的各个点发出特定波长和特定相位的单光子的发射激光，并接收这些发射激光被照物反射后的反射激光。处理单元则根据被照物表面每一点的二维坐标信息、每一发射激光与其反射后的反射激光的相位差计算出被照物表面每一点的三维坐标信息，从而也就可以得到被照物的三维轮廓信息。本发明能够在快速准确地获得被照物的三维轮廓信息。CN105333837ACN105333837A权利要求书1/1页1.一种三维扫描装置，其特征在于，包括：单光子传感器，其向被照物表面各点发出特定波长和特定相位的单光子的发射激光并接收所述发射激光被所述被照物反射后的反射激光；以及处理单元，根据所述被照物表面每一点的二维坐标信息、每一所述发射激光与其反射后的所述反射激光的相位差计算出所述被照物表面每一点的三维坐标信息，以得到所述被照物的三维轮廓信息。2.根据权利要求1所述的三维扫描装置，其特征在于，所述单光子传感器包括：单光子激光光源，用于发出所述特定波长和特定相位的单光子的发射激光；分束器，用于使所述发射激光以水平方向入射至被照物上，以及接收所述发射激光被所述被照物反射后的反射激光；以及单光子接收器，与所述分束器位于同一水平线上，用于接收来自所述分束器的所述反射激光。3.根据权利要求2所述的三维扫描装置，其特征在于，所述单光子传感器被一驱动机构移动以使所述发射激光遍历所述被照物的表面。4.根据权利要求1所述的三维扫描装置，其特征在于，所述处理单元包括：计算模块，其根据每一所述发射激光与其反射后的所述反射激光的相位差计算出该发射激光的传播距离，以得到所述被照物对应点的景深信息；存储模块，存储所述被照物每一点的景深信息及所述被照物每一点的二维坐标信息。5.根据权利要求2所述的三维扫描装置，所述被照物每一点的二维坐标信息由接收经该点反射的反射激光的单光子接收器的二维坐标信息获得。6.一种三维扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：向被照物表面各点发出特定波长和特定相位的单光子的发射激光并接收所述发射激光被所述被照物反射后的反射激光；S2：根据所述被照物表面每一点的二维坐标信息、每一所述发射激光与其反射后的所述反射激光的相位差计算出所述被照物每一点的三维坐标信息，以得到所述被照物的三维轮廓信息。7.利用权利要求6所述的三维扫描方法，其特征在于，步骤S1包括：向所述被照物的各点分别发出所述发射激光；使每一所述发射激光以水平方向入射至所述被照物上；以及接收每一所述发射激光被所述被照物反射后的反射激光。8.利用权利要求7所述的三维扫描方法，其特征在于，通过在不同位置将所述发射激光以水平方向入射所述被照物以使各所述发射激光遍历所述被照物的表面。9.利用权利要求6所述的三维扫描方法，其特征在于，步骤S2包括：根据每一所述发射激光与其反射后的所述反射激光的相位差计算出该发射激光的传播距离以得到所述被照物对应点的景深信息；以及根据所述被照物每一点的二维坐标、所述被照物每一点的景深信息计算出所述被照物每一点的三维坐标信息。10.利用权利要求6所述的三维扫描方法，其特征在于，所述被照物每一点的二维坐标由入射至该点的所述发射激光的二维坐标信息获得。2CN105333837A说明书1/4页三维扫描装置技术领域[0001]本发明涉及三维信息技术领域，特别涉及一种基于单光子传感器的三维扫描装置。背景技术[0002]随着信息通信技术的发展，获取图像的方法不仅仅限于使用各种摄像机、照相机等只能得到物体的平面图像，即物体的二维信息的图像扫描手段。在许多领域，需要获得物体的三维信息。三维扫描用于创建物体几何表面，是实现三维信息数字化的一种极为有效的工具。三维扫描的扫描点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点越可以创建更精确的模型。三维扫描仪可模拟为照相机，它们的视线范围都体现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。[0003]三维扫描属于非接触式测量，主要分两类。一类是被动方式，就是不需要特定的光源，完