技术领域
[0001] 本发明有关于一种建模系统。更具体地来说，本发明有关于一种具有色差元件的建模系统。
相关背景技术
[0002] 3D建模是是一种计算并建构物体表面轮廓的过程，现今已被广泛地使用，例如影片、游戏、3D模型、以及虚拟工程等。然而，目前可将实际物体的外观轮廓扫描建模的装置通常十分复杂，且需花费较高的成本。因此，如何解决前述问题始成一重要的课题。
具体实施方式
[0048] 以下说明本发明实施例的建模系统和建模方法。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
[0049] 除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开本领域普通技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
[0050] 首先请参阅图1，本发明一实施例的建模系统10主要包括一光发射源100、一光路控制模组200、一色差元件300、一色差元件驱动组件400、一可切换式滤光元件500、以及一接收模组600。
[0051] 光发射源100可发射复合光L，且复合光L中可包括具有第一波长的主光线L1、具有第二波长的副光线L2、以及具有第三波长的另一副光线L3。举例而言，复合光L可为一白光，且主光线L1、副光线L2、以及副光线L3可分别为波长为550nm的绿光、波长为650nm的红光、以及波长为400nm的蓝光。复合光L亦可包括更多不同波长的光线，于一些实施例中，复合光L可包括420～600种不同波长的光线。
[0052] 光路控制模组200设置于光发射源100和色差元件300之间，且当使用者使用建模系统10取得一物体B的轮廓时，色差元件300会位于光发射源100和前述物体B之间。
[0053] 光路控制模组200例如可为一半反射镜，其反射面210朝向前述色差元件300，故光发射源100提供的复合光L可沿一发射路径P1直接穿过光路控制模组200而抵达色差元件300。当复合光L穿过色差元件300时，因为波长不同，主光线L1、副光线L2和副光线L3会分别聚焦在相异的平面上。因此，当复合光L沿发射路径P1射向物体B时，仅有对应各光线(主光线L1、副光线L2和副光线L3)焦距的距离处的表面会将光线完整反射回来，亦即，反射后的光线强度大致相等于反射前的光线强度。
[0054] 举例而言，通过色差元件300的主光线L1、副光线L2、以及副光线L3可分别聚焦于物体B的表面B1、B2、B3。因此，表面B1可完整地反射主光线L1，而副光线L2和副光线L3则不会被表面B1反射、或无法被表面B1完整反射。同理，表面B2可完整地反射副光线L2，主光线L1和副光线L3不会被表面B2反射、或无法被表面B2完整反射；表面B3可完整地反射副光线L3，主光线L1和副光线L2不会被表面B3反射、或无法被表面B3完整反射。
[0055] 色差元件驱动组件400可连接色差元件300，以驱动色差元件300相对于光发射源100沿X轴方向及/或Y轴方向移动，进而调整主光线L1、副光线L2和副光线L3的聚焦位置。
[0056] 于本实施例中，色差元件驱动组件400包括电磁驱动元件410和电磁驱动元件420，电磁驱动元件410设置于色差元件300上，电磁驱动元件420则相对于光发射源100固定。电磁驱动元件410可为线圈，而电磁驱动元件420则可包括磁性元件(例如磁铁)，因此，当电流通入线圈(电磁驱动元件410)时，线圈和磁性元件之间产生的电磁作用可使色差元件300相对于光发射源100移动。于一些实施例中，电磁驱动元件410可为磁性元件，而电磁驱动元件420则可为线圈。
[0057] 请参阅图2，反射后的主光线L1、副光线L2和副光线L3可沿一反射路径P2移动至接收模组600。在移动的过程中，主光线L1、副光线L2和副光线L3会首先再次穿过色差元件300，接着被光路控制模组200的反射面210反射，穿过可切换式滤光元件500后朝向接收模组600前进。
[0058] 可切换式滤光元件500包括复数个可切换使用的滤光片，因此当主光线L1、副光线L2和副光线L3通过前述可切换式滤光元件500后，将会仅剩下单一波长的光线通过(主光线L1、副光线L2或副光线L3)。又，可切换式滤光元件500可快速地切换不同的滤光片，因此可在短时间内让不同的光线进入接收模组600。
[0059] 如图3、图4所示，于本发明一些实施例中，可切换式滤光元件500的位置可依据需求变更。举例而言，可切换式滤光元件500可设置于光发射源100和光路控制模组200之间(图3)、或是设置于光路控制模组200和色差元件300之间(图4)。于一些实施例中，建模系统10亦可包括多个可切换式滤光元件500。
[0060] 请回到图2，前述接收模组600包括一本体610、一接收元件620、一空间滤波元件630、一第一驱动组件640、以及一第二驱动组件650。本体610可为一盒体，其仅在朝向光路控制模组200的一端开口，以利主光线L1、副光线L2或副光线L3进入。接收元件620和空间滤波元件630设置于此盒体内，其中接收元件620用以接收主光线L1、副光线L2和副光线L3，且空间滤波元件630位于光路控制模组200和接收元件620之间。
[0061] 接收元件620可包括一感光元件，而空间滤波元件630则可为一针孔片(pinhole)。当主光线L1、副光线L2或副光线L3通过空间滤波元件630时，光线中的高频杂讯可被过滤，因此接收元件620接收前述光线后可获得更清楚的讯号资讯。
[0062] 需特别说明的是，空间滤波元件630应设置于被反射面210反射后的主光线L1、副光线L2和副光线L3的焦点上。前述第一驱动组件640和第二驱动组件650可连接本体610和空间滤波元件630，以提供驱动力使空间滤波元件630相对于本体610移动。
[0063] 于本实施例中，第一驱动组件640包括电磁驱动元件641和电磁驱动元件642，分别设置于本体610和空间滤波元件630上且彼此相互对应。电磁驱动元件641可为磁性元件(例如磁铁)，电磁驱动元件642则可为线圈。当电流通入电磁驱动元件642时，电磁驱动元件641和电磁驱动元件642之间的电磁作用可产生驱动力，使空间滤波元件630相对于本体610沿X轴方向(第一方向)移动。于一些实施例中，电磁驱动元件641可为线圈，而电磁驱动元件642可为磁性元件。
[0064] 第二驱动组件650包括电磁驱动元件651和电磁驱动元件652，分别设置于本体610和空间滤波元件630上且彼此相互对应。电磁驱动元件651为磁性元件(例如磁铁)，电磁驱动元件652为线圈平板。当电流通入电磁驱动元件652时，电磁驱动元件651和电磁驱动元件652之间的电磁作用可产生驱动力，使空间滤波元件630相对于本体610沿Y轴方向及/或Z轴方向(第二方向)移动。于一些实施例中，电磁驱动元件651可为线圈平板，而电磁驱动元件
652则可为磁性元件。
[0065] 于一些实施例中，第一驱动组件640包括至少两个电磁驱动元件641和至少两个电磁驱动元件642。至少两个电磁驱动元件642分别设置于空间滤波元件630的相反侧，电磁驱动元件641则对应地设置于本体610上。藉由使不同大小的电流流入相异侧的电磁驱动元件642(或电磁驱动元件641)，可在空间滤波元件630的相反侧产生不同的驱动力，进而驱动空间滤波元件630绕一旋转轴R旋转。
[0066] 主光线L1、副光线L2和副光线L3通过前述空间滤波元件630后可被接收元件620接收，接收元件620再根据接受到的讯号资讯计算出前述物体B的轮廓。
[0067] 以下说明利用前述建模系统10建模的方法，请对应地参阅前述图式，首先，使用者可提供如图1、图3、图4中任一者的建模系统10，并使光发射源100朝向物体B发出一复合光L。
[0068] 复合光L穿过色差元件300后会被分离为主光线L1、副光线L2和副光线L3。主光线L1、副光线L2和副光线L3接触物体B的表面后会被反射，反射后的主光线L1、副光线L2和副光线L3将被光路控制模组200的反射面210反射至接收模组600。
[0069] 此时，使用者可利用第一驱动组件640和第二驱动组件650来调整空间滤波元件630的位置，使空间滤波元件630位于主光线L1的焦点(通常也是副光线L2的焦点/副光线L3的焦点)。然后，利用接收元件620接收主光线L1、副光线L2和副光线L3。
[0070] 于本实施例中，可切换式滤光元件500可快速地切换不同的滤光片，使接收元件620在短时间内依序接收主光线L1、副光线L2和副光线L3。于一些实施例中，接收元件620可同时处理不同波长的光线，因此可省略可切换式滤光元件500而同时接收主光线L1、副光线L2和副光线L3。
[0071] 最后，接收元件620可通过比较主光线L1、副光线L2和副光线L3来计算出物体B的轮廓。详细而言，接收元件620可透过主光线L1的讯号资讯建构初始平面，并根据主光线L1和副光线L2/副光线L3的焦点距离、以及副光线L2/副光线L3的的讯号资讯计算出物体B的轮廓。
[0072] 于一些实施例中，建模系统10可还包括一惯性感测元件和一控制元件(未图示)，其中惯性感测元件用以感测建模系统10的重力状态，控制元件则电性连接惯性感测元件和前述第一驱动组件640和第二驱动组件650。控制元件可根据惯性感测元件测量到的重力状态来控制第一驱动组件640及/或第二驱动组件650驱动空间滤波元件630移动。
[0073] 综上所述，本发明提供一种建模系统，包括一光发射源、一色差元件、以及一接收模组。光发射源可发射一复合光，其中复合光包括具有一第一波长的一主光线以及具有一第二波长的一副光线。主光线和副光线沿着一发射路径射向一物体，且抵达后会被前述物体反射。色差元件设置于发射路径上。接收模组包括一本体、一接收元件、一空间滤波元件、以及一第一驱动组件。接收元件设置于本体上，且主光线和副光线被物体反射后沿着一反射路径抵达接收元件。空间滤波元件活动地连接本体并设置于前述反射路径上。第一驱动组件则可驱动空间滤波元件相对于本体运动。
[0074] 虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何本领域普通技术人员可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
[0075] 虽然本发明以前述数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。
