TWI454831B - 影像擷取系統及其影像擷取方法 - Google Patents

Description

影像擷取系統及其影像擷取方法

本發明係有關於一種影像擷取系統及其影像擷取方法，尤指一種只需單個影像感測器即可進行待測物的外輪廓影像擷取的影像擷取系統及其影像擷取方法。

現今的量測方法中，有一種是同時使用多個沿著待測物件的邊緣架設的光學系統組，並且每一個光學系統組包含一個影像感測器。當針對待測物件進行多個量測點的影像擷取時，需要使用多個模組來同時運算傳輸影像，會有影像感測器傳輸到電腦介面的頻寬問題，造成處理速度變慢，並且由於需要另外使用多個影像系統，所以將提高許多成本。再者，另一種方法是，採用高畫素的影像感測器來一次拍取物體的全尺寸輪廓，但是當所要拍取的物體尺寸越大時，由於所要求的輪廓解析度需要維持一樣的精細，所以所需要的高畫素感測器的畫素便要越高，其價格也會越貴。

本發明實施例在於提供一種影像擷取系統及其影像擷取方法，其只需單個影像感測器即可進行待測物的外輪廓影像擷取。

本發明其中一實施例所提供的一種影像擷取系統，其包括：一鏡頭單元、一感測單元及一反射單元。所述鏡頭單元包括多個設置於一待測物上方的第一鏡頭。所述感測單元包括一設置於所述待測物上方的影像感測器。所述反射單元包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第 一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件。

本發明其中再一實施例所提供的一種影像擷取系統，其包括：一鏡頭單元、一感測單元及一反射單元。所述鏡頭單元包括多個第一鏡頭及至少一第二鏡頭，其中多個所述第一鏡頭與至少一所述第二鏡頭皆設置於一待測物的上方。所述感測單元包括一設置於至少一所述第二鏡頭上方的影像感測器。所述反射單元包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件。

本發明另外一實施例所提供的一種影像擷取系統的影像擷取方法，其包括下列步驟：首先，提供一鏡頭單元、一感測單元及一反射單元，其中所述鏡頭單元包括多個設置於一待測物上方的第一鏡頭，所述感測單元包括一設置於所述待測物上方的影像感測器，且所述反射單元包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件；接著，一外加光源經過所述待測物的反射，以形成多個分別穿過多個所述第一鏡頭的第一反射光束；然後，多個所述第一反射光束分別經過多個所述第一反射件的反射，以形成多個分別投向多個所述第二反射件的第二反射光束；最後，多個所述第二反射光束分別經過多個所述第二反射件的反射，以形成多個同時投向所述影像感測器的第三反射光束。

本發明另外再一實施例所提供的一種影像擷取系統 的影像擷取方法，其包括下列步驟：首先，提供一鏡頭單元、一感測單元及一反射單元，其中所述鏡頭單元包括多個第一鏡頭及至少一第二鏡頭，多個所述第一鏡頭與至少一所述第二鏡頭皆設置於一待測物的上方，所述感測單元包括一設置於至少一所述第二鏡頭上方的影像感測器，且所述反射單元包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件；接著，一外加光源經過所述待測物的反射，以形成多個分別穿過多個所述第一鏡頭的第一反射光束及一穿過至少一所述第二鏡頭以直接投向所述影像感測器的直射光束；然後，多個所述第一反射光束分別經過多個所述第一反射件的反射，以形成多個分別投向多個所述第二反射件的第二反射光束；最後，多個所述第二反射光束分別經過多個所述第二反射件的反射，以形成多個同時投向所述影像感測器的第三反射光束。

本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的影像擷取系統及其影像擷取方法，其可透過“多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件”的設計，以使得本發明的影像擷取系統及其影像擷取方法只需單個影像感測器即可進行待測物的外輪廓影像擷取。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

〔第一實施例〕

請參閱圖1A至圖1C所示，其中圖1B只顯示圖1A中設置於兩相反側的其中兩個第一鏡頭11。本發明第一實施例提供一種影像擷取系統，其包括：一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3。

首先，配合圖1A與圖1B所示，鏡頭單元1包括多個設置於一待測物4上方的第一鏡頭11。感測單元2包括一設置於待測物4上方的影像感測器20(例如光感測器)。反射單元3包括多個分別設置在多個第一鏡頭11上方的第一反射件31(例如反射鏡或表面塗佈有反射層的任何反射物體)及多個分別鄰近多個第一反射件31且皆設置在影像感測器20下方的第二反射件32(例如反射鏡或表面塗佈有反射層的任何反射物體)。

更進一步來說，待測物4可為一電池或任何需要進行外觀檢測的待測物，尤其是需要檢測外輪廓的待測物。另外，多個第一鏡頭11可設置且定位在一支撐架5上，此支撐架5具有多個對應於第一鏡頭11的穿孔(圖未示)，以使得投射至待測物4的外加光源L可以通過支撐架5的穿孔而傳送至相對應的第一鏡頭11。再者，多個第一鏡頭11皆可位於同一水平面上，且多個第一反射件31與多個第二反射件32皆可位於同一水平面上。另外，多個第一反射件31可分別位於多個第一鏡頭11的正上方，多個第二反射件32可分別位於多個第一反射件31的正側邊且皆位於影像感測器20的正下方，並且多個第二反射件32可以一體成型地連接在一起，以形成單個一體成型的反射單元 3。然而本發明所使用的鏡頭單元1、感測單元2及反射單元3不以上述第一實施例所舉的例子為限。

配合圖1B與圖1C所示，透過上述影像擷取系統的使用，本發明第一實施例可以提供一種影像擷取系統的影像擷取方法，其包括下列步驟：首先，提供一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3，其中鏡頭單元1包括多個設置於一待測物4上方的第一鏡頭11，感測單元2包括一設置於待測物4上方的影像感測器20，且反射單元3包括多個分別設置在多個第一鏡頭11上方的第一反射件31及多個分別鄰近多個第一反射件31且皆設置在影像感測器20下方的第二反射件32(S100)；接著，一外加光源L經過待測物4的反射，以形成多個分別穿過多個第一鏡頭11的第一反射光束R1(S102)；然後，多個第一反射光束R1分別經過多個第一反射件31的反射，以形成多個分別投向多個第二反射件32的第二反射光束R2(S104)；最後，多個第二反射光束R2分別經過多個第二反射件32的反射，以形成多個同時投向影像感測器20的第三反射光束R3(S106)。

藉此，由於多個第三反射光束R3可以同時投向影像感測器20，所以使得影像感測器20可以輕易獲得待測物4的表面影像，尤其是可以擷取到待測物4的外輪廓影像。更進一步來說，本發明在只有使用1個影像感測器20的情況下，即可輕易透過每一個相對應的第一反射件31與每一個相對應的第二反射件32的配合，以擷取到待測物4的表面影像，尤其是可以擷取到待測物4的外輪廓影像。因此，與習知需要同時使用多個影像感測器的技術相 比較，本發明相對上可以大大降低感測單元2在使用上的成本。

〔第二實施例〕

請參閱圖2所示，本發明第二實施例提供一種影像擷取系統，其包括：一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3。由圖2與圖1A的比較可知，本發明第二實施例與第一實施例最大的差別在於：在第二實施例中，每一個第一反射件31可活動地設置在一已預先定位在支撐架5的固定支架60上，並且每一個第一反射件31可以透過一設置在固定支架60上的調整桿61來調整所需要的斜傾角度。換言之，使用者可以輕易透過調整桿61的使用，來調整每一個第一反射件31所需要的斜傾角度(光學路徑)。

〔第三實施例〕

請參閱圖3A與圖3B所示，其中圖3B只顯示圖3A中設置於兩相反側的其中兩個第一鏡頭11。本發明第三實施例提供一種影像擷取系統，其包括：一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3。鏡頭單元1包括多個第一鏡頭11及至少一第二鏡頭12，其中多個第一鏡頭11與第二鏡頭12皆設置於一待測物4的上方。感測單元2包括一設置於第二鏡頭12上方的影像感測器20。反射單元3包括多個分別設置在多個第一鏡頭11上方的第一反射件31及多個分別鄰近多個第一反射件31且皆設置在影像感測器20下方的第二反射件32。

更進一步來說，待測物4可為一電池或任何需要進行外觀檢測的待測物，尤其是需要檢測外輪廓的待測物。另外，多個第一鏡頭11可設置且定位在一支撐架5上，此支 撐架5具有多個對應於第一鏡頭11的穿孔(圖未示)，以使得投射至待測物4的外加光源L可以通過支撐架5的穿孔而傳送至相對應的第一鏡頭11。再者，多個第一鏡頭11與第二鏡頭12皆位於同一水平面上，且多個第一反射件31與多個第二反射件32皆位於同一水平面上。另外，影像感測器20位於第二鏡頭12的正上方，多個第一反射件31可分別位於多個第一鏡頭11的正上方，多個第二反射件32可分別位於多個第一反射件31的正側邊且皆位於影像感測器20的正下方，並且多個第二反射件32可以一體成型地連接在一起，以形成單個一體成型的反射單元3。然而本發明所使用的鏡頭單元1、感測單元2及反射單元3不以上述第一實施例所舉的例子為限。

配合圖3A與圖3B所示，透過上述影像擷取系統的使用，本發明第三實施例可以提供一種影像擷取系統的影像擷取方法，其包括下列步驟：首先，提供一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3，其中鏡頭單元1包括多個第一鏡頭11及至少一第二鏡頭12，其中多個第一鏡頭11與第二鏡頭12皆設置於一待測物4的上方，感測單元2包括一設置於第二鏡頭12上方的影像感測器20，且反射單元3包括多個分別設置在多個第一鏡頭11上方的第一反射件31及多個分別鄰近多個第一反射件31且皆設置在影像感測器20下方的第二反射件32(S300)；然後，一外加光源L經過待測物4的反射，以形成多個分別穿過多個第一鏡頭11的第一反射光束R1及一穿過第二鏡頭12以直接投向影像感測器20的直射光束L’(S302)；接著，多個第一反射光束R1分別經過多個第一反射件31的反射，以 形成多個分別投向多個第二反射件32的第二反射光束R2(S304)；最後，多個第二反射光束R2分別經過多個第二反射件32的反射，以形成多個同時投向影像感測器20的第三反射光束R3(S306)。

藉此，由於所述穿過第二鏡頭12以直接投向影像感測器20的直射光束L’與多個第三反射光束R3可以同時投向影像感測器20，所以使得影像感測器20可以輕易獲得待測物4的表面影像，尤其是可以擷取到待測物4的外輪廓影像。更進一步來說，本發明在只有使用1個影像感測器20的情況下，即可輕易透過每一個相對應的第一反射件31與每一個相對應的第二反射件32的配合，以擷取到待測物4的表面影像，尤其是可以擷取到待測物4的外輪廓影像。因此，與習知需要同時使用多個影像感測器的技術相比較，本發明相對上可以大大降低感測單元2在使用上的成本。

〔第四實施例〕

請參閱圖4所示，本發明第四實施例提供一種影像擷取系統，其包括：一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3。由圖4與圖1B的比較可知，本發明第四實施例與第一實施例最大的差別在於：在第四實施例中，感測單元2更進一步包括一設置在影像感測器20的正下方且位於影像感測器20與反射單元3的多個第二反射件32之間的感測器用鏡頭21。因此，多個第三反射光束R3可以通過感測器用鏡頭21以同時投向影像感測器20。

〔第五實施例〕

請參閱圖5所示，本發明第五實施例提供一種影像擷 取系統，其包括：一鏡頭單元1、一感測單元2及一反射單元3。由圖5與圖3A的比較可知，本發明第五實施例與第三實施例最大的差別在於：在第五實施例中，感測單元2更進一步包括一設置在影像感測器20的正下方的感測器用鏡頭21。因此，多個第三反射光束R3與直射光束L’可以通過感測器用鏡頭21以同時投向影像感測器20。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明實施例所提供的影像擷取系統及其影像擷取方法，其可透過“多個分別設置在多個第一鏡頭11上方的第一反射件31及多個分別鄰近多個第一反射件31且皆設置在影像感測器20下方的第二反射件32”的設計，以使得本發明的影像擷取系統及其影像擷取方法只需單個影像感測器20即可進行待測物4的外輪廓影像擷取。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。

1‧‧‧鏡頭單元

11‧‧‧第一鏡頭

12‧‧‧第二鏡頭

2‧‧‧感測單元

20‧‧‧影像感測器

21‧‧‧感測器用鏡頭

3‧‧‧反射單元

31‧‧‧第一反射件

32‧‧‧第二反射件

4‧‧‧待測物

5‧‧‧支撐架

60‧‧‧固定支架

61‧‧‧調整桿

L‧‧‧外加光源

L’‧‧‧直射光束

R1‧‧‧第一反射光束

R2‧‧‧第二反射光束

R3‧‧‧第三反射光束

圖1A為本發明第一實施例的影像擷取系統的立體示意圖。

圖1B為本發明第一實施例的影像擷取系統的部分側視示意圖。

圖1C為本發明第一實施例的影像擷取系統的影像擷取方法的流程圖。

圖2為本發明第二實施例的影像擷取系統的立體示意圖。

圖3A為本發明第三實施例的影像擷取系統的部分側視示意圖。

圖3B為本發明第三實施例的影像擷取系統的影像擷取方法的流程圖。

圖4為本發明第四實施例的影像擷取系統的部分側視示意圖。

圖5為本發明第五實施例的影像擷取系統的部分側視示意圖。

1‧‧‧鏡頭單元

11‧‧‧第一鏡頭

2‧‧‧感測單元

20‧‧‧影像感測器

3‧‧‧反射單元

31‧‧‧第一反射件

32‧‧‧第二反射件

4‧‧‧待測物

L‧‧‧外加光源

R1‧‧‧第一反射光束

R2‧‧‧第二反射光束

R3‧‧‧第三反射光束

Claims (10)

1. 一種影像擷取系統，用以檢測一待測物的外輪廓，所述影像擷取系統包括：一鏡頭單元，其包括多個設置於一待測物上方的第一鏡頭；一支撐架，其具有多個對應於多個所述第一鏡頭的穿孔；一感測單元，其包括一設置於所述待測物上方的影像感測器；以及一反射單元，其包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件；其中，投射至所述待測物的外加光源，通過所述支撐架的多個所述穿孔，而傳送至相對應的所述第一鏡頭，再經過多個所述第一反射件及多個所述第二反射件的反射，以投向所述影像感測器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取系統，其中多個所述第一鏡頭皆位於同一水平面上，且多個所述第一反射件與多個所述第二反射件皆位於同一水平面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取系統，其中多個所述第一反射件分別位於多個所述第一鏡頭的正上方，且多個所述第二反射件分別位於多個所述第一反射件的正側邊且皆位於所述影像感測器的正下方。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取系統，其中多個所述第二反射件一體成型地連接在一起。
5. 一種影像擷取系統，用以檢測一待測物的外輪廓，所述 影像擷取系統包括：一鏡頭單元，其包括多個第一鏡頭及至少一第二鏡頭，其中多個所述第一鏡頭與至少一所述第二鏡頭皆設置於一待測物的上方；一支撐架，其具有多個對應於多個所述第一鏡頭的穿孔；一感測單元，其包括一設置於至少一所述第二鏡頭上方的影像感測器；以及一反射單元，其包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件；其中，投射至所述待測物的外加光源，通過所述支撐架的多個所述穿孔，而傳送至相對應的所述第一鏡頭，再經過多個所述第一反射件及多個所述第二反射件的反射，以投向所述影像感測器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取系統，其中多個所述第一鏡頭與至少一所述第二鏡頭皆位於同一水平面上，且多個所述第一反射件與多個所述第二反射件皆位於同一水平面上。
7. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取系統，其中所述影像感測器位於至少一所述第二鏡頭的正上方，多個所述第一反射件分別位於多個所述第一鏡頭的正上方，且多個所述第二反射件分別位於多個所述第一反射件的正側邊且皆位於所述影像感測器的正下方。
8. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取系統，其中多個所述第二反射件一體成型地連接在一起。
9. 一種影像擷取系統的影像擷取方法，用以檢測一待測物的外輪廓，所述影像擷取系統的影像擷取方法包括下列步驟：提供一鏡頭單元、一支撐架、一感測單元及一反射單元，其中所述鏡頭單元包括多個設置於一待測物上方的第一鏡頭，所述支撐架具有多個對應於多個所述第一鏡頭的穿孔，所述感測單元包括一設置於所述待測物上方的影像感測器，且所述反射單元包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件；一外加光源經過所述待測物的反射，以形成多個分別通過所述穿孔，並穿過多個所述第一鏡頭的第一反射光束；多個所述第一反射光束分別經過多個所述第一反射件的反射，以形成多個分別投向多個所述第二反射件的第二反射光束；以及多個所述第二反射光束分別經過多個所述第二反射件的反射，以形成多個同時投向所述影像感測器的第三反射光束。
10. 一種影像擷取系統的影像擷取方法，用以檢測一待測物的外輪廓，所述影像擷取系統的影像擷取方法包括下列步驟：提供一鏡頭單元、一支撐架、一感測單元及一反射單元，其中所述鏡頭單元包括多個第一鏡頭及至少一第二鏡頭，多個所述第一鏡頭與至少一所述第二鏡頭皆設 置於一待測物的上方，所述支撐架具有多個對應於多個所述第一鏡頭的穿孔，所述感測單元包括一設置於至少一所述第二鏡頭上方的影像感測器，且所述反射單元包括多個分別設置在多個所述第一鏡頭上方的第一反射件及多個分別鄰近多個所述第一反射件且皆設置在所述影像感測器下方的第二反射件；一外加光源經過所述待測物的反射，以形成多個分別穿過多個所述第一鏡頭的第一反射光束及一穿過至少一所述第二鏡頭以直接投向所述影像感測器的直射光束；多個所述第一反射光束分別經過多個所述第一反射件的反射，以形成多個分別投向多個所述第二反射件的第二反射光束；以及多個所述第二反射光束分別經過多個所述第二反射件的反射，以形成多個同時投向所述影像感測器的第三反射光束。