CN105137596A

CN105137596A - 扫描装置

Info

Publication number: CN105137596A
Application number: CN201510593284.4A
Authority: CN
Inventors: 王静慧; 林颖芳
Original assignee: Qisda Optronics Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Current assignee: Qisda Optronics Suzhou Co Ltd; Qisda Corp
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2035-09-17
Also published as: CN105137596B

Abstract

本发明提供一种扫描装置，包含投影、取像及接物模组。投影模组包含成像元件及第一分光元件，第一分光元件用以使投影光穿透以成为第一光。接物模组包含反射元件、四分之一波片及第二分光元件；反射元件用以反射第一光为第二光；第二光穿透四分之一波片成为第三光，第三光入射至物体经物体反射成为第四光，第四光穿透四分之一波片成为第五光；第二分光元件用以使第一光及第二光穿透，并反射第五光成为第六光，而第一分光元件另用以反射第六光成为第七光。取像模组用以接收自第一分光元件反射的第七光。当扫描装置操作于第一模式时，第二分光元件与四分之一波片具有第一夹角；当扫描装置操作于第二模式时，第二分光元件与四分之一波片具有第二夹角。

Description

扫描装置

技术领域

本发明有关于一种扫描装置，特别是一种可在不同模式下，调整自物体的反射光的接收角度的扫描装置。

背景技术

扫描装置可用来建立物体三维模型，并可被应用在许多不同的范畴当中。例如动画师可利用扫描装置建立物体的三维模型，以减少手动绘图的时间，又例如齿模师可利用扫描装置取得病患牙齿的三维模型，以制作适合病患的假牙。在先前技术当中，扫描装置可通过发射具有固定图案的光至待扫描的物体，并根据经物体反射后的光所呈现的图案来建立物体的三维模型。详言之，由于物体的表面可能具有花纹或凹凸等特征，经过待扫描物体反射后的光所呈现的图案会与原本的固定图案有所差异，而扫描装置即可根据两者的差异取得待扫描物体的特征以建立其三维模型。

由于在先前技术中，扫描装置发射图案及接受物体反射光的角度是固定的，因此若物体的表面细节较多时，则可能因为扫描装置的鉴别率不足，使得扫描装置所建立的三维模型失真。图1为利用扫描装置100扫描牙齿T的情境示意图。在图1中，牙齿T在A部位及B部位之间有一蛀洞C，由于蛀洞C的开口较小，因此若扫描装置100对待测物体的鉴别率不足时，则可能会使得蛀洞C无法被清楚地辨别，甚至导致扫描装置100所建立的三维模型失真。由于物体的表面特性不同，而先前技术的扫描装置100却只能以固定的鉴别率来扫描物体，因此可能会造成使用者在操作扫描装置100时的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扫描装置，以解决上述问题。

为了达到上述目的，第一方面，本发明提供一种可用来建构物体的三维模型的扫描装置，该扫描装置包含投影模组、取像模组及接物模组。该投影模组包含成像元件以及第一分光元件，该成像元件发出投影光以投射图案，该投影光具有第一偏振方向；该第一分光元件用以使该投影光穿透以成为具有该第一偏振方向的第一光。该接物模组用以传递该第一光，该接物模组包含反射元件、四分之一波片以及第二分光元件；该反射元件用以反射该第一光为第二光；该四分之一波片置于该反射元件与该物体间，其中该第二光穿透该四分之一波片成为第三光，该第三光入射至该物体，该第三光经该物体反射成为第四光，该第四光穿透该四分之一波片成为具有第二偏振方向的第五光，该第二偏振方向与该第一偏振方向垂直；该第二分光元件置于该反射元件及该四分之一波片间，该第二分光元件用以使该第一光及该第二光穿透，并反射该第五光成为第六光，而该第一分光元件另用以反射该第六光成为第七光。该取像模组用以接收自该第一分光元件反射的该第七光。其中，当该扫描装置操作于第一模式时，该第一光与该第六光具有第三夹角，及当该扫描装置操作于第二模式时，该第一光与该第六光具有第四夹角，且该第三夹角与该第四夹角相异。

第二方面，本发明提供一种可用来建构物体的三维模型的扫描装置，该扫描装置包含投影模组、取像模组及接物模组。该投影模组包含成像元件以及第一分光元件，该成像元件发出投影光以投射图案，该投影光具有第一偏振方向；该第一分光元件用以使该投影光穿透以成为具有该第一偏振方向的第一光。该接物模组用以传递该第一光，该接物模组包含反射元件、四分之一波片以及第二分光元件；该反射元件用以反射该第一光为第二光；该四分之一波片置于该反射元件与该物体间，其中该第二光穿透该四分之一波片成为第三光，该第三光入射至该物体，该第三光经该物体反射成为第四光，该第四光穿透该四分之一波片成为具有第二偏振方向的第五光，该第二偏振方向与该第一偏振方向垂直；该第二分光元件置于该反射元件及该四分之一波片间，该第二分光元件用以使该第一光及该第二光穿透，并反射该第五光成为第六光，而该第一分光元件另用以反射该第六光成为第七光。该取像模组用以接收自该第一分光元件反射的该第七光。其中，当该扫描装置操作于第一模式时，该第二分光元件与该四分之一波片具有第一夹角，及当该扫描装置操作于第二模式时，该第二分光元件与该四分之一波片具有第二夹角，且该第一夹角与该第二夹角相异。

较佳的，该第一分光元件为分光偏振片。

较佳的，该成像元件通过数位微镜装置、动态光栅产生装置或固定光栅产生装置以投射该图案。

较佳的，该第二分光元件为分光偏振片，该反射元件为反射镜。

较佳的，该接物模组包含调整机构，该调整机构用以调整该分光偏振片与该反射镜间的夹角。

较佳的，该扫描装置还包括延伸机构，该接物模组另包含第一调整机构；该第一调整机构包含固定螺丝、滑槽以及转轴；该固定螺丝设置于该第二分光元件的一端，该滑槽设置于该延伸机构上，该固定螺丝突出于该滑槽，该转轴设置于该反射元件与该第二分光元件的相连处；该固定螺丝可相对该滑槽移动，以切换该扫描装置操作于该第一模式或该第二模式。

较佳的，该接物模组另包含第二调整机构；该第二调整机构的一端连接于该反射元件，该第二调整机构的另一端突出于该延伸机构；调整该第二调整机构的该另一端，以结合该第一调整机构切换该扫描装置操作于该第一模式或该第二模式。

较佳的，另包含：镜头；该镜头包含：第一端以及第二端，该第一端延伸自该投影模组且邻近该第一分光元件；该第二端相对该第一端。

较佳的，该接物模组邻接该第二端。

较佳的，该接物模组可拆卸地连接该镜头，以切换该扫描装置操作于该第一模式或该第二模式。

较佳的，该接物模组另包含：第一棱镜以及第二棱镜；该第一棱镜包含：第一面以及第二面，该第一面与该四分之一波片重叠，该第二面涂覆分光偏振层以形成该第二分光元件；该第二棱镜连接该第一棱镜，该第二棱镜包含：第三面以及第四面，该第三面涂覆全反射镀膜层以形成该反射元件，该第四面重叠该第二面。

较佳的，该第一棱镜另包含中继面，该中继面连接该第一面及该第二面，该第一光穿透中继面再入射该第三面，且该第二光垂直入射该第一面。

较佳的，该四分之一波片与该反射元件夹45度角。

与现有技术相比，本发明提供的扫描装置，使得使用者可根据物体表面的特性，调整扫描装置的鉴别率，因此可避免先前技术当中，因为物体表面特性的不同，而无法准确建立物体的三维模型的问题。

附图说明

图1为利用先前技术的扫描装置扫描牙齿的情境示意图。

图2为本发明一实施例的扫描装置的示意图。

图3为利用图2的扫描装置扫描一物体的情境示意图。

图4为利用图2的扫描装置扫描另一物体的情境示意图。

图5为利用本发明另一实施例的扫描装置扫描一物体的示意图。

图6为图5的扫描装置的调整机构的示意图。

图7为利用图5的扫描装置扫描另一物体的情境示意图。

图8为利用本发明另一实施例的扫描装置扫描一物体的示意图。

图9为图8的扫描装置的调整机构的示意图。

图10为利用图8的扫描装置扫描另一物体的情境示意图。

图11为利用本发明另一实施例的扫描装置扫描一物体的示意图。

图12为利用图11的扫描装置扫描另一物体的情境示意图。

图13为本发明另一实施例的扫描装置的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图2为本发明一实施例的扫描装置200的示意图。扫描装置200包含投影模组210、取像模组220及接物模组230。投影模组210包含光源元件212、成像元件214及第一分光元件216。光源元件212可发出入射光E1，而成像元件214则可接收入射光E1并根据入射光E1发射投影光E2以投射图案至物体O。在本发明的部分实施例中，成像元件214可通过数位微镜装置(DigitalMicromirrorDevice,DMD)、动态光栅产生装置或固定光栅产生装置以投射图案，而图案则例如但不限于方格图案。

接物模组230包含反射元件232、四分之一波片234及第二分光元件236。在本发明的一实施例中，投影光E2具有第一偏振方向，而第一分光元件216及第二分光元件236为分光偏振片，并皆可使具有第一偏振方向的光束穿透。第一分光元件216相对水平方向倾斜45度设置，可使具有第一偏振方向的投影光E2穿透以成为第一光L1。此外，第二分光元件236设置于反射元件232及四分之一波片234之间，因此第一光L1会穿透第二分光元件236，并继续入射反射元件232。在本发明的一实施例中，反射元件232为反射镜，因此反射元件232可反射第一光L1成为第二光L2。由于第二光L2亦具有第一偏振方向，因此第二光L2可穿透第二分光元件236，并可入射四分之一波片234。

四分之一波片234置于反射元件232与物体O之间。四分之一波片234可使第二光L2穿透成为第三光L3。在本发明的一实施例中，第一光L1是以平行四分之一波片234的方向(亦即水平方向)入射反射元件232，因此当四分之一波片234与反射元件232夹45度角(即四分之一波片234与反射元件232之间的夹角为45度)时，第三光L3即会以垂直四分之一波片234的方向(亦即垂直方向)入射物体O。

第三光L3经物体O反射后成为第四光L4，而第四光L4可穿透四分之一波片234成为第五光L5。由于四分之一波片234会将穿透四分之一波片234的光线的偏振方向偏转45度，因此第五光L5具有与第一偏振方向垂直的第二偏振方向。由于第五光L5具有第二偏振方向，因此第二分光元件236会反射第五光L5成为第六光L6，并将第六光L6导向第一分光元件216，而第一分光元件216即可反射第六光L6成为第七光L7，并使第七光L7入射至取像模组220。

取像模组220接收自第一分光元件216反射的第七光L7。由于投影光E2所投射的图案在经过物体O的反射后，会因为物体O表面的特征而产生变形(distortion)，因此藉由判断第七光L7所呈现图案与原图案的差异，即能够建构物体O的三维模型。

图3及图4分别说明使用扫描装置200扫描物体O1及O2的情境图。在图3中，扫描装置200在扫描物体O1的部位P1至P2时，会发出第三光L3_P1及L3_P2至部位P1及P2，并分别接收物体O1于部位P1及P2上的反射光，即第四光L4_P1及L4_P2。第四光L4_P1及L4_P2经过四分之一波片234之后成为第五光L5_P1及L5_P2。而第五光L5_P1及L5_P2在经过第二分光元件236反射后则成为第六光L6_P1及L6_P2，第六光L6_P1及L6_P2经第一分光元件216反射之后成为第七光L7_P1及L7_P2，第七光L7_P1及L7_P2即会入射取像模组220并形成成像点I_P1及I_P2。

在图3中，扫描装置200是操作在第一模式，此时，反射元件232与第二分光元件236之间的夹角为θ_A，而第二分光元件236与四分之一波片234之间的夹角为θ_B。在此实施例中，反射元件232与四分之一波片234之间的角度为45度，根据几何光学可以得知第六光L6_P1与第一光L1间的夹角θ_C(亦即第六光L6_P1与水平方向的夹角)实质上会等于2θ_A，而第七光L7_P1入射取像模组220的夹角θ_D亦会等于2θ_A。同样的，第六光L6_P2与第一光L1之间的夹角实质上会等于2θ_A，而第七光L7_P2入射取像模组220的夹角则亦会实质上等于2θ_A。

在此实施例中，第三光L3_P1及L3_P2间的距离为d1，经第二分光元件236反射后的第六光L6_P1及L6_P2间的距离以及经第一分光元件216反射后的第七光L7_P1及L7_P2之间的距离亦皆为d1，而取像模组220上形成的成像点I_P1及I_P2之间的距离d2则可表示为(d1/cosθ_D)或(d1/cos2θ_A)。申言之，当第二分光元件236与反射元件232之间的夹角θ_A越大时，亦即当第二分光元件236与四分之一波片234之间的夹角θ_B越小时，取像模组220上所形成的成像点I_P1及I_P2之间的距离d2会随着增加，进而提升扫描装置200的鉴别率。

在图4中，扫描装置200是以第二模式扫描物体O2的部位P1′至P2′。当扫描装置200操作于第二模式时，反射元件232与第二分光元件236之间的夹角θ_A′会大于扫描装置200操作于第一模式时反射元件232与第二分光元件236之间的夹角θ_A。由于在图3及图4中，反射元件232与四分之一波片234之间的夹角维持不变，因此在图4中第二分光元件236与四分之一波片234之间的夹角θ_B'会小于图3中第二分光元件236与四分之一波片234之间的夹角θ_B，在图4中第六光L6_P1与第一光L1间的夹角θ_C'会大于图3中第六光L6_P1与第一光L1间的夹角θ_C，而在图4中第七光L7_P1入射取像模组220的夹角θ_D'会大于图3中第七光L7_P1入射取像模组220的夹角θ_D，如此一来，虽然在第3及图4中，第三光L3_P1及L3_P2间的距离皆为d1，然而在图4中取像模组220上所形成的成像点I_P1’及I_P2’之间的距离d2′会大于在图3中取像模组220上所形成的成像点I_P1及I_P2之间的距离d2。申言之，在第二模式下，扫描装置200能够呈现物体O2的部位P1至P2间的更多细节，因此使用者可根据物体的表面特征，切换扫描装置200的操作模式以选择适当的鉴别率。

在图2的实施例中，为使扫描装置200在不同模式下，入射第二分光元件236的第一光L1与自第二分光元件236反射的第六光L6间的夹角具有不同的大小，接物模组230还会包含调整机构238。在反射元件232及四分之一波片234的位置不变的情况下，调整机构238可改变第二分光元件236的分光偏振片与反射元件232的反射镜间的夹角θ_A，同时也会改变第二分光元件236的分光偏振片与四分之一波片234之间的夹角θ_B，藉此改变第一光L1与第六光L6间的夹角θ_C以及第七光L7入射取像模组220的角度θ_D。如此一来，扫描装置200即可在不同的模式下，通过调整机构238来调整入射第二分光元件236的第一光L1与自第二分光元件236反射的第六光L6间的夹角，进而使用者便可根据物体O的表面特性，调整扫描装置200的鉴别率。

图5为利用本发明另一实施例的扫描装置300扫描物体O1的示意图，扫描装置300可包含投影模组210、取像模组220及接物模组330。接物模组330包含反射元件232、四分之一波片234、第二分光元件236及调整机构338(即本实施所示的扫描装置300与图2所示的扫描装置200的不同之处在于，本实施例所示的扫描装置300的接物模组330与接物模组230相比设置的调整机构为调整机构338)。扫描装置300与扫描装置200的操作原理相似，然而为了方便将投影光E2投射位于各种不同环境的物体，例如但不限于病患口腔中的牙齿，在一较佳实施例中，可将扫描装置300的接物模组330设置在形状狭长的延伸机构340的一端，而投影模组210及取像模组220则可设置在握把机构350中，延伸机构340与握把机构350可组合成完整的手持机构，以方便使用者手持操作。

此外，为了避免第六光L6在通过延伸机构340时，入射到延伸机构340的内壁导致取像模组220无法接收到来自物体O1的反射光，扫描装置300还可包含镜头360。镜头360可包含第一端360A、第二端360B及透镜360C。镜头360的第一端360A可延伸自投影模组210且邻近第一分光元件216，而镜头360的第二端360B则与第一端360A相对，且延伸机构340可套住镜头360使得接物模组330可与镜头360的第二端360B相邻接。透镜360C可设置于第二端360B，用以接收自第二分光元件236反射的第六光L6，并可用以调整第六光L6的行进方向，以确保第六光L6在镜头360的传递过程中不会入射到延伸机构340及镜头360的内壁。

在图5中，调整机构338包含固定螺丝338A、滑槽338B及转轴338C。图6为调整机构338的外观示意图。固定螺丝338A设置于第二分光元件236的一端，滑槽338B则设置于延伸机构340上，且固定螺丝338A突出于滑槽338B。转轴338C设置于反射元件232与第二分光元件236的相连处。如此一来，使用者即可在延伸机构340的外侧拨动固定螺丝338A，以使固定螺丝338A在滑槽338B内移动。由于反射元件232与第二分光元件236之间是通过转轴338C相连，因此当固定螺丝338A在滑槽338B内移动时，反射元件232与第二分光元件236之间的夹角θ_A也会随着被改变。

在图5中，扫描装置300是操作在第一模式下来扫描物体O1。图7则是将扫描装置300操作在第二模式下来扫描物体O2的示意图。由于物体O2的表面具有较多的细节，如蛀洞，因此扫描装置300需要以较高的鉴别率来建立其立体模型。在图7中，使用者可通过拨动调整机构338的固定螺丝338A来调整反射元件232与第二分光元件236间的角度，藉此切换扫描装置300的操作模式。由于图7中的固定螺丝338A较图5中的固定螺丝338A而言更接近四分之一波片234，因此在图7中反射元件232与第二分光元件236间的角度θ_A′会大于在图5中反射元件232与第二分光元件236间的角度θ_A，而在图7中第二分光元件236与四分之一波片234之间的角度θ_B'则会小于在图5中第二分光元件236与四分之一波片234之间的角度θ_B，因此在图7中入射第二分光元件236的第一光L1与自第二分光元件反射236的第六光L6间的夹角θ_C'会大于在图5中第一光L1及第六光L6之间的角度θ_C，而在图7中第七光L7入射取像模组220的角度会也会大于在图5中第七光L7入射取像模组220的角度。如此一来，取像模组220即可取得物体O2表面上更多的细节，而扫描装置300的鉴别率即可提升。

综上所述，使用者可通过调整机构238或338来调整第二分光元件236的位置来进一步调整入射第二分光元件的第一光L1与自第二分光元件反射的第六光L6间的夹角，以切换扫描装置200或300在不同模式，进而调整扫描装置200或300的鉴别率。如此即可避免先前技术当中，使用者无法根据物体表面特性的不同调整扫描装置的鉴别率，造成无法准确建立物体的三维模型的问题。

图8为本发明另一实施例的扫描装置400的示意图。扫描装置400与扫描装置300的差别在于扫描装置400的接物模组430中包含除了包含反射元件232、四分之一波片234、第二分光元件236及调整机构338之外，还包含调整机构438。图9为调整机构438的外观示意图。调整机构438的一端连接于反射元件232，而另一端则突出于延伸机构340。在一实施例中，调整机构438可为调整螺丝。使用者藉由改变调整螺丝拴入延伸机构340的深浅，即可改变反射元件232与第二分光元件236之间的距离，进而调整反射元件232与第二分光元件236之间的角度。

图10为扫描装置400的另一示意图。在图10中，由于使用者将调整螺丝进一步拴入延伸机构340当中，因此在图10中反射元件232与第二分光元件236之间的距离会比在图8中反射元件232与第二分光元件236之间的距离来得小。亦即，在图8中，反射元件232与第二分光元件236之间的夹角θ_A会比在图10中反射元件232与第二分光元件236之间的夹角θ_A′还大。

如此一来，使用者即可通过调整机构338及438调整扫描装置400的反射元件232与第二分光元件236之间的夹角。此外，当利用调整机构438来调整反射元件232与第二分光元件236之间的夹角时，也会同时改变反射元件232与四分之一波片236之间的夹角，进而改变光线入射四分之一波片236的角度。因此使用者亦可根据实际需求，选择适当的方式操作调整机构338及438，以配合扫描物体的需求。

图11为本发明另一实施例的扫描装置500扫描物体O1的情境示意图。扫描装置500可包含投影模组210、取像模组220、接物模组530、延伸机构540、握把机构550及镜头560。接物模组530包含反射元件232、四分之一波片234及第二分光元件236。镜头560包含第一端560A、第二端560B及透镜560C。镜头560的第一端560A可延伸自投影模组210且邻近第一分光元件216，而镜头560的第二端560B则与第一端560A相对，透镜360C可设置于第二端360B。扫描装置500与扫描装置300的操作原理相似，差别在于扫描装置500的接物模组530并未包含调整机构338，然而接物模组530为可拆卸地连接至镜头560，例如延伸机构540可为与镜头560(或握把机构550)自由拆卸或组装的机构。由于接物模组530可自镜头560上拆卸，使用者利用扫描装置500扫描不同的物体时，可根据物体表面的特征，选择适合的接物模组并组装在镜头560上。

图12为扫描装置500扫描另一物体O2的情境图。在图11中，由于物体O1的表面较为平滑，因此扫描装置500无须以高鉴别率来建立其立体模型，此时扫描装置500可操作于第一模式，亦即使用者将接物模组530连接至镜头560，使得扫描装置500较低的鉴别率来扫描物体O1，而入射第二分光元件236的第一光L1与自第二分光元件236反射的第六光L6会具有角度较小的夹角θ_C。然而在图12中，当利用扫描装置500扫描物体O2时，由于物体O2的表面具有较多细节而较为粗糙，此时使用者可将延伸机构540自镜头560拆卸下来，并将延伸机构540′连接至镜头560，位于延伸机构540′中的接物模组530′(接物模组530′中第二分光元件236与反射元件232间的夹角大于图11中接物模组530中第二分光元件236与反射元件232间的夹角)使得扫描装置500操作于第二模式，此时第二分光元件236′与反射元件232′之间具有角度较大的夹角θ_A'(即夹角θ_A'大于夹角θ_A)，那么第二分光元件236′与四分之一波片234′之间具有角度较小的夹角θ_B'(即夹角θ_B'小于夹角θ_B)，且此时入射第二分光元件236′的第一光L1与自第二分光元件236′反射的第六光L6会具有角度较大的夹角θ_C'(亦即夹角θ_C'大于夹角θ_C)，进而提升扫描装置500的鉴别率。

如此一来，使用者即可根据物体表面的特征，将适合的接物模组连接至镜头560以调整扫描装置500的鉴别率。因此通过扫描装置500即可避免先前技术当中，因为无法依物体表面特性的不同调整鉴别率，而无法准确建立物体的三维模型的问题。

此外，虽然上述实施例中的反射元件232为反射镜，而第二分光元件236为分光偏振片，然而在实作上，若欲使每个接物模组中，其反射镜及分光偏振片之间都具有相同角度，则可能会增加制程的复杂度，并使得良率较低，因此在本发明的其他实施例中，亦通过棱镜来实作反射元件及第二分光元件。

图13为本发明另一实施例的扫描装置600的示意图。扫描装置600包含投影模组210、取像模组220、接物模组630、延伸机构540、握把机构550及镜头560。接物模组630包含反射元件632、四分之一波片634及第二分光元件636。扫描装置600与扫描装置500的操作原理相似，差别在于接物模组630另包含第一棱镜638A及第二棱镜638B。第一棱镜638A包含第一面M1及第二面M2，第二棱镜638B包含第三面M3及第四面M4。第一棱镜638A的第一面M1与四分之一波片634重叠，而第一棱镜638A的第二面M2可涂覆分光偏振层以形成第二分光元件636。第二棱镜638B连接于第一棱镜628A，第二棱镜638B的第三面M3可涂覆全反射镀膜层以形成反射元件632，而第二棱镜638B的第四面M4则重叠于第一棱镜638A的第二面M2。

此外，第一棱镜638A另包含中继面M5，中继面M5连接第一面M1及第二面M2，而第一光L1即可依序穿透中继面M5，再入射第二面M2、第四面M4及第三面M3，而第一光L1经第三面M3反射所产生的第二光L2即可垂直入射第一面M1。由于扫描装置600的接物模组630可利用棱镜来实作反射元件及第二分光元件，因此反射元件及第二分光元件间的夹角可直接由棱镜的夹角直接决定，而无须再做调整，进而可提升制造扫描装置600的良率。

此外，根据折射定律，当第六光L6穿出第一棱镜638A的中继面M5(光密介质)至空气(光疏介质)时，穿出中继面M5后的第六光L6与第一光L1之间的角度还会被提升，亦即在图13中，入射中继面M5的第六光L6与第一光L1之间的夹角θ_E会小于穿出中继面M5的第六光L6与第一光L1之间的夹角θ_E'。如此一来，利用改变入射第二分光元件236的第一光L1与自第二分光元件236反射的第六光L6间的角度以调整扫描装置600的鉴别率的效果将会更加显著。

综上所述，通过本发明的实施例所提供的扫描装置，使用者即可根据物体表面的特性，调整扫描装置的鉴别率，因此可避免先前技术当中，因为物体表面特性的不同，而无法准确建立物体的三维模型的问题。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims

1.一种扫描装置，用来建构物体的三维模型，其特征在于，该扫描装置包含：

投影模组，包含：

成像元件，发出投影光以投射图案，该投影光具有第一偏振方向；及

第一分光元件，用以使该投影光穿透以成为具有该第一偏振方向的第一光；

接物模组，用以传递该第一光，包含：

反射元件，用以反射该第一光为第二光；

四分之一波片，置于该反射元件与该物体间，其中该第二光穿透该四分之一波片成为第三光，该第三光入射至该物体，该第三光经该物体反射成为第四光，该第四光穿透该四分之一波片成为具有第二偏振方向的第五光，该第二偏振方向与该第一偏振方向垂直；及

第二分光元件，置于该反射元件及该四分之一波片间，该第二分光元件用以使该第一光及该第二光穿透，并反射该第五光成为第六光，而该第一分光元件另用以反射该第六光成为第七光；及

取像模组，用以接收自该第一分光元件反射的该第七光；

其中，当该扫描装置操作于第一模式时，该第一光与该第六光具有第三夹角，及当该扫描装置操作于第二模式时，该第一光与该第六光具有第四夹角，且该第三夹角与该第四夹角相异。

2.一种扫描装置，用来建构物体的三维模型，其特征在于，该扫描装置包含：

投影模组，包含：

接物模组，用以传递该第一光，包含：

反射元件，用以反射该第一光为第二光；

取像模组，用以接收自该第一分光元件反射的该第七光；

其中，当该扫描装置操作于第一模式时，该第二分光元件与该四分之一波片具有第一夹角，及当该扫描装置操作于第二模式时，该第二分光元件与该四分之一波片具有第二夹角，且该第一夹角与该第二夹角相异。

3.如权利要求1或2所述的扫描装置，其特征在于，该第一分光元件为分光偏振片。

4.如权利要求1或2所述的扫描装置，其特征在于，该成像元件通过数位微镜装置、动态光栅产生装置或固定光栅产生装置以投射该图案。

5.如权利要求1或2所述的扫描装置，其特征在于，该第二分光元件为分光偏振片，该反射元件为反射镜。

6.如权利要求5所述的扫描装置，其特征在于，该接物模组另包含调整机构，用以调整该分光偏振片与该反射镜间的夹角。

7.如权利要求1或2所示的扫描装置，其特征在于，该扫描装置还包括延伸机构，该接物模组另包含第一调整机构；该第一调整机构包含固定螺丝、滑槽以及转轴；该固定螺丝设置于该第二分光元件的一端，该滑槽设置于该延伸机构上，该固定螺丝突出于该滑槽，该转轴设置于该反射元件与该第二分光元件的相连处；该固定螺丝可相对该滑槽移动，以切换该扫描装置操作于该第一模式或该第二模式。

8.如权利要求7所示的扫描装置，其特征在于，该接物模组另包含第二调整机构；该第二调整机构的一端连接于该反射元件，该第二调整机构的另一端突出于该延伸机构；调整该第二调整机构的该另一端，以结合该第一调整机构切换该扫描装置操作于该第一模式或该第二模式。

9.如权利要求1或2所述的扫描装置，其特征在于，另包含：

镜头，包含：

第一端，延伸自该投影模组且邻近该第一分光元件；及

第二端，相对该第一端。

10.如权利要求9所述的扫描装置，其特征在于，该接物模组邻接该第二端。

11.如权利要求10所述的扫描装置，其特征在于，该接物模组可拆卸地连接该镜头，以切换该扫描装置操作于该第一模式或该第二模式。

12.如权利要求10所述的扫描装置，其特征在于，该接物模组另包含：

第一棱镜，包含：

第一面，与该四分之一波片重叠；及

第二面，涂覆分光偏振层以形成该第二分光元件；及

第二棱镜，连接该第一棱镜，包含：

第三面，涂覆全反射镀膜层以形成该反射元件；及

第四面，重叠该第二面。

13.如权利要求12所述的扫描装置，其特征在于，该第一棱镜更包含中继面，该中继面连接该第一面及该第二面，该第一光穿透中继面再入射该第三面，且该第二光垂直入射该第一面。

14.如权利要求1或2所述的扫描装置，其特征在于，该四分之一波片与该反射元件夹45度角。