一種可編程控制的光柵投影裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可編程控制的光柵投影裝置，包括有光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊、微型液晶顯示屏、顯示屏控制模塊、背光模組、鏡頭模組、電源控制模塊、殼體以及連接器，在使用過程中可以根據(jù)用戶需求編程控制改變光柵常數(shù)和相移變量，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光類型可變化，將不同類型的光柵轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖形信息，通過微型液晶顯示屏顯示光柵數(shù)字化，然后利用背光投影裝置和成像裝置，將其光柵條紋投射、成像到指定的位置，從而代替了機(jī)械式光柵裝置，具備高精度、無機(jī)械磨損、結(jié)構(gòu)光類型豐富、投射距離小和成像面積小的特點(diǎn)，適應(yīng)不同的被測(cè)物體材質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺測(cè)量領(lǐng)域、高精度非接觸式三維測(cè)量設(shè)備中。
【專利說明】一種可編程控制的光柵投影裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光柵裝置，具體是一種可編程控制的光柵投影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在三維測(cè)量及機(jī)器視覺領(lǐng)域，特別是運(yùn)用結(jié)構(gòu)光輪廓相移技術(shù)的測(cè)量設(shè)備必須通過光柵獲得條紋結(jié)構(gòu)光，同時(shí)，需要結(jié)構(gòu)光條紋需要按照一定的時(shí)間周期進(jìn)行相移變化，這就需要位置可變的光柵裝置來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的可變光柵主要是壓電陶瓷和微機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光柵，光柵本身一旦制作完成后其光柵類型和常數(shù)不可改變，僅僅通過改變壓電陶瓷的電壓值來改變光柵位置從而實(shí)現(xiàn)光柵的位移，可變范圍狹窄的問題，在使用中無法根據(jù)需求隨時(shí)改變光柵常數(shù)和結(jié)構(gòu)光類型，另外，使用精度會(huì)隨著機(jī)械磨損而下降，其精度標(biāo)定和誤差補(bǔ)償算法復(fù)雜，用戶在使用一段時(shí)間后需要不斷校正標(biāo)定參數(shù)以獲得精度補(bǔ)償。因此，使用傳統(tǒng)的機(jī)械光柵來獲得結(jié)構(gòu)光的方法無法實(shí)現(xiàn)靈活編程、無法快速更換光柵類型而獲得不同屬性的結(jié)構(gòu)光，需要有更先進(jìn)的方法來獲得可變結(jié)構(gòu)光并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。
[0003]市場(chǎng)上銷售的普通投影裝置也可以投影結(jié)構(gòu)光，在一般的大物體三維測(cè)量領(lǐng)域可以使用普通投影裝置來生成結(jié)構(gòu)光，但在投射高精度條紋時(shí)無法獲得微米級(jí)精度的條紋，因?yàn)槠胀ǖ耐队把b置并不是光柵投影裝置，這對(duì)于細(xì)微物體的高精度測(cè)量是個(gè)很大的障礙。另外，普通的光柵投影裝置沒有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘輸出，在實(shí)際的三維測(cè)量系統(tǒng)中，與攝像機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行頻率同步時(shí)無法精確控制拍攝頻率與楨同步操作。而市場(chǎng)上銷售的數(shù)字投影技術(shù)多用于視頻、圖像投影，廣泛運(yùn)用在商業(yè)投影方面。但并沒有專門針對(duì)精密三維測(cè)量的數(shù)字化光柵投影產(chǎn)品，主要原因在于現(xiàn)有投影產(chǎn)品不是針對(duì)結(jié)構(gòu)光投影來設(shè)計(jì)，而是針對(duì)圖像視頻應(yīng)用而設(shè)計(jì)開發(fā)，存在著投影距離、成像面積、成像精度等多個(gè)方面的沖突，同時(shí)，現(xiàn)有投影裝置只是作為一個(gè)顯示設(shè)備并不具備脈沖同步指令功能，無法驅(qū)動(dòng)CCD/CM0S相機(jī)來進(jìn)行測(cè)量拍攝。

【發(fā)明內(nèi)容】

·[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可根據(jù)需求改變光柵常數(shù)和相移變量的具備高精度、無機(jī)械磨損的可編程控制的光柵投影裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于包括有:
光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊，用于為裝置提供光柵數(shù)據(jù)源和切換工作模式；
上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊，用于與外界的上位機(jī)連接并獲得上位機(jī)的視頻信號(hào)；
微型液晶顯示屏，用于顯示光柵數(shù)字化圖形以實(shí)現(xiàn)光柵條紋；
顯示屏控制模塊，用于控制微型液晶顯示屏的液晶像素單元；
背光模組，用于將光源照射到微型液晶顯示屏上；
鏡頭模組，用于將微型液晶顯示屏上的光柵條紋投射、成像到指定的位置；
電源控制模塊，用于分別為光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊、顯示屏控制模塊和背光模組提供電壓；
殼體，用于安裝上述模塊和模組；
以及連接器，安裝于殼體上并用于與外界機(jī)械臂、工作臺(tái)或流水線檢測(cè)設(shè)備連接固定。
[0006]其中，上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊包括有:
存儲(chǔ)器，用于存放生成結(jié)構(gòu)光的基本幀數(shù)據(jù)和幀控制指令信息；
串口處理模塊，用于與上述的上位機(jī)進(jìn)行通訊和將預(yù)置光柵數(shù)據(jù)寫出存儲(chǔ)器；
以及系統(tǒng)模塊，用于將存儲(chǔ)器中的基本幀數(shù)據(jù)通過計(jì)算并轉(zhuǎn)換為上述顯示屏控制模塊可以識(shí)別處理的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0007]為了使該裝置具備脈沖同步指令功能以驅(qū)動(dòng)CCD/CM0S相機(jī)來進(jìn)行測(cè)量拍攝，本發(fā)明還包括有脈沖信號(hào)指令發(fā)生器，上述電源控制模塊為所述脈沖信號(hào)指令發(fā)生器提供電壓，所述脈沖信號(hào)指令發(fā)生器的時(shí)鐘同步信號(hào)來自上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊，當(dāng)上述微型液晶顯示屏的光柵信息每發(fā)生一次改變時(shí)所述脈沖信號(hào)指令發(fā)生器同步輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。
[0008]為了解決可變光柵的數(shù)字化問題，上述微型液晶顯示屏的像素小于lOum，所述微型液晶顯示屏包括透射式LCD或LCOS液晶屏。
[0009]本發(fā)明的鏡頭模組為遠(yuǎn)心投影鏡頭，通過一標(biāo)準(zhǔn)鏡頭卡口與上述殼體連接；所述鏡頭模組還可以采用市場(chǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)投影鏡頭以滿足不同投影距離和成像面積的要求。
[0010]本發(fā)明的電源控制模塊可以為獨(dú)立部件，通過連接器分別向上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊、顯示屏控制模塊、背光模組和脈沖信號(hào)指令發(fā)生器輸出電壓；也可以為集成板卡，與上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊、顯示屏控制模塊、背光模組和脈沖信號(hào)指令發(fā)生器共同集成在一起。
[0011]為了滿足系統(tǒng)散熱的要求，上述殼體為ABS工程塑料外殼或金屬保護(hù)外殼，所述殼體為ABS工程塑料外殼時(shí)其內(nèi)部嵌裝有散熱裝置，上述發(fā)熱量大的模塊或模組通過硅膠與所述散熱裝置或殼體為金屬保護(hù)外殼的內(nèi)殼面緊密結(jié)合。
[0012]本發(fā)明由于采用包括光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊、微型液晶顯示屏、顯示屏控制模塊、背光模組、鏡頭模組、電源控制模塊和殼體的光柵投影裝置，在使用過程中可以根據(jù)用戶需求編程控制改變光柵常數(shù)和相移變量，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光類型可變化，將不同類型的光柵轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖形信息，通過液晶微型顯示屏顯示光柵數(shù)字化圖形實(shí)現(xiàn)光柵，代替了傳統(tǒng)的實(shí)體光柵，然后利用背光模組將其光柵條紋投射、成像到指定的位置，從而代替了機(jī)械式光柵裝置，具備高精度、無機(jī)械磨損、結(jié)構(gòu)光類型豐富、投射距離小和成像面積小的特點(diǎn)；又由于還包括有脈沖信號(hào)指令發(fā)生器，故光柵相移時(shí)可輸出同步指令信號(hào)，進(jìn)而同步驅(qū)動(dòng)多部相機(jī)設(shè)備進(jìn)行拍攝，從而進(jìn)一步精確控制拍攝周期，降低等待時(shí)間從而提高系統(tǒng)處理效率。綜上所述，本發(fā)明所述的可編程控制的光柵投影裝置投影距離短，精度高，適應(yīng)不同的被測(cè)物體材質(zhì)，可封閉獨(dú)立存在，無需上位機(jī)也可工作，而且由計(jì)算機(jī)直接計(jì)算、校正，使用壽命長(zhǎng)，不存在磨損，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺測(cè)量領(lǐng)域、高精度非接觸式三維測(cè)量設(shè)備中。
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】[0014]圖1是本發(fā)明的簡(jiǎn)易平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊的簡(jiǎn)易平面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，該實(shí)施例所述的一種可編程控制的光柵投影裝置，包括有光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊1、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2、微型液晶顯示屏3、顯示屏控制模塊4、背光模組5、鏡頭模組6、電源控制模塊7、殼體10以及連接器9，在使用過程中可以根據(jù)用戶需求編程控制改變光柵常數(shù)和相移變量，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光類型可變化，將不同類型的光柵轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖形信息，通過微型液晶顯示屏3顯示光柵數(shù)字化圖形實(shí)現(xiàn)光柵，代替了傳統(tǒng)的實(shí)體光柵，然后利用背光模組5將其光柵條紋投射、成像到指定的位置，從而代替了機(jī)械式光柵裝置，具備高精度、無機(jī)械磨損、結(jié)構(gòu)光類型豐富、投射距離小和成像面積小的特點(diǎn)。
[0017]該實(shí)施例的光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊1，也是幀信號(hào)同步處理模塊，該模塊是本裝置的基本數(shù)據(jù)源，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光投影儀中，光柵或結(jié)構(gòu)光編碼屬性的源要么由機(jī)械光柵決定，要么由上位機(jī)編程輸出到投影模塊中，比如利用傳統(tǒng)投影儀技術(shù)的三維測(cè)量裝置必須連接電腦后才能正常投射出結(jié)構(gòu)光，而本裝置應(yīng)用數(shù)字光柵的核心思想就是將原本刻蝕在玻璃或其他材料上的光柵信息電子化，通常結(jié)構(gòu)光條紋投影儀或結(jié)構(gòu)光發(fā)生裝置多采用機(jī)械光柵，其光柵信息本身由機(jī)械光柵的物理屬性決定，考慮到結(jié)構(gòu)光投影的特殊應(yīng)用場(chǎng)景，本裝置融合了機(jī)械光柵和傳統(tǒng)投影的特點(diǎn)，采用獨(dú)立數(shù)字光柵與上位機(jī)輸入并存的混合模式:既保留了一種通過HDMI/DVI或USB接口由上位機(jī)獲得光柵參數(shù)信息的源接口，又創(chuàng)新了一種利用Flash/RAM芯片存儲(chǔ)預(yù)制光柵信息的光柵源模塊，這種光柵信息以離散的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)固化存儲(chǔ)在光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊I中。由于結(jié)構(gòu)光信息是預(yù)知的且具備時(shí)間周期，因此，可以根據(jù)最終用途的需要，預(yù)置基本幀數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)光幀率和幀變化值。例如正弦條紋的相移改變，a可以定義為1π/4、1π/2、3π/4和π四種相位，可以獲得四個(gè)矩陣數(shù)據(jù),這四個(gè)矩陣信息構(gòu)成了 4個(gè)基本幀。根據(jù)采樣頻率要求，4個(gè)基本幀可以再重復(fù)構(gòu)成符合微型液晶顯示屏3輸入格式的信號(hào)幀。例如，針對(duì)采樣頻率要求，I秒完成4個(gè)相移，且微型液晶顯示屏3的輸入刷新率為60ΗΖ，那么I個(gè)基本幀將重復(fù)15次，相應(yīng)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)被顯示屏控制模塊4轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)微型液晶顯示屏3中的液晶像素，從而在液晶面板上顯示出不同的光柵圖案。
[0018]如圖2所示，該實(shí)施例的光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊I包括存儲(chǔ)器11，用于存放生成結(jié)構(gòu)光的基本幀數(shù)據(jù)和幀控制指令信息；串口處理模塊12，用于與上位機(jī)進(jìn)行通訊和將預(yù)置光柵數(shù)據(jù)寫出存儲(chǔ)器11 ;以及系統(tǒng)模塊13，該系統(tǒng)模塊13為以ARM芯片為主的嵌入式系統(tǒng)模塊，用于將存儲(chǔ)器11中的基本幀數(shù)據(jù)通過計(jì)算并轉(zhuǎn)換為顯示屏控制模塊4可以識(shí)別處理的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0019]如圖1所示，該實(shí)施例還包括有脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8，標(biāo)準(zhǔn)TTL電平脈沖，采用上升沿觸發(fā)。電源控制模塊7為脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8提供電壓，該脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8的時(shí)鐘同步信號(hào)來自光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊1，當(dāng)微型液晶顯示屏3輸出的光柵參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，能同步輸出脈沖指令，這種脈沖指令是各類CCD或CMOS相機(jī)裝置的標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)，用來控制觸發(fā)相機(jī)裝置完成拍攝動(dòng)作，也可以用作其它同步裝置的指令來源。當(dāng)微型液晶顯示屏3中的光柵信息每發(fā)生一次改變(這種改變包括但不限于時(shí)序、相位或編碼格式的改變)，脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8都會(huì)同步輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)外部相機(jī)；當(dāng)采用上位機(jī)作為幀數(shù)據(jù)源時(shí)，幀同步信息由上位機(jī)通過串口發(fā)送，觸發(fā)光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊I給出同步指令。
[0020]該實(shí)施例的上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2設(shè)有DVI接口和VGA接口兩個(gè)輸入源接口，上位機(jī)通過相應(yīng)的插接頭與DVI接口或VGA接口相插接以獲得上位機(jī)的視頻信號(hào)。該上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2同步兼容傳統(tǒng)的投影技術(shù)，可以通過上位機(jī)輸出結(jié)構(gòu)光信息，其原理如光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊I中描述的一致，唯一差別就是上位機(jī)代替系統(tǒng)模塊13完成了幀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和同步處理指令。
[0021]該實(shí)施例的微型液晶顯示屏3，像素大小必須小于10um，包括透射式IXD或LCOS液晶屏。在實(shí)現(xiàn)方法上，需要考慮微型液晶顯示屏3參數(shù)包括對(duì)比度、分辨率和尺寸三項(xiàng)關(guān)鍵信息，該微型液晶顯示屏3要求采用高對(duì)比度、大分辨率和小尺寸的液晶屏，由于每個(gè)象素尺寸低于lOum，在進(jìn)行相移操作時(shí)，可以逐個(gè)像素移動(dòng)，以獲得極高的測(cè)量精度。
[0022]該實(shí)施例的顯示屏控制模塊4主要是針對(duì)微型液晶顯示屏3的液晶像素單元進(jìn)行控制，由于每一個(gè)液晶像素都是可以獨(dú)立控制的微小單元，整個(gè)液晶屏可以對(duì)應(yīng)成一個(gè)數(shù)字點(diǎn)陣陣列，電壓值不同則液晶分子扭角不同，從而對(duì)應(yīng)到明暗信息。顯示屏控制模塊與微型液晶顯示屏3配套，每一種型號(hào)的微型液晶顯示屏3都有對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片與之配套。
[0023]該實(shí)施例的背光模組5包括LED光源、反光杯、濾鏡、棱鏡以及透鏡，該LED光源通過反光杯、濾鏡、棱鏡和透鏡的聚焦、勻光后照射到微型液晶顯示屏3上。如果是反射式液晶屏，LED光源經(jīng)過聚焦、勻光后照射到液晶屏上，微型液晶顯示屏3反射出去的光包含了完整的光柵信息，并通過鏡頭模組6投射出去。如果是投射式液晶屏，LED光源經(jīng)過聚焦、勻光后照射到液晶屏上，微型液晶顯示屏3透射出去的光包含了完整的光柵信息。該背光模組5采用光通量大于1000流明的LED白光源，在特定應(yīng)用場(chǎng)景也可以采用單色LED光源。
[0024]該實(shí)施例的鏡頭模組6為遠(yuǎn)心投影鏡頭，通過一標(biāo)準(zhǔn)鏡頭卡口與殼體連接；該鏡頭模組6還可以采用市場(chǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)投影鏡頭以滿足不同投影距離和成像面積的要求。
[0025]該實(shí)施例的電源控制模塊7分別為光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊1、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2、顯示屏控制模塊4、背光模組5、脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8五個(gè)部分提供IV到24V的電壓，滿足這五個(gè)部分的供電需求。在安裝結(jié)構(gòu)上，電源控制模塊7既可為獨(dú)立部件，通過連接器分別向這五個(gè)部分輸出電壓，也可以設(shè)計(jì)為集成板卡，與光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊
1、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2、顯示屏控制模塊4、背光模組5、脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8集成在一起。電源控制模塊7外接220V標(biāo)準(zhǔn)電源，通過適配模塊將交流電改變?yōu)?4V直流電，然后進(jìn)一步根據(jù)以上五個(gè)部分各個(gè)部分的電壓需求，分別輸出不同電壓，其中背光模組5可根據(jù)LED功率靈活配置為5V、12V或24V的輸出電壓，以保證可采用不同功率參數(shù)的LED。具體而言，分離模式下電源控制模塊7提供4組不同電壓需求的接口用于應(yīng)對(duì)背光模組5的靈活配置，并針對(duì)不同實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了組合。而集成模式下背光模組5的輸入電壓參數(shù)已知，因此，無需提供多個(gè)接口，而只保留一個(gè)電壓值輸出，并且電路設(shè)計(jì)上直接與背光模組5集成。考慮到模塊化設(shè)計(jì)對(duì)于維修工作的便利性，分離式為相對(duì)較佳方案。
[0026]該實(shí)施例的殼體10為ABS工程塑料外殼或金屬保護(hù)外殼，如果采用工程塑料材質(zhì)，則必須將散熱裝置嵌入在內(nèi)；如果采用金屬材料，在實(shí)現(xiàn)方法上將殼體10本身設(shè)計(jì)為具備散熱功能的部件，其中光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊1、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2、顯示屏控制模塊4、背光模組5、電源控制模塊7、脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8等發(fā)熱較多的核心器件必須通過硅膠以及散熱組件與殼體10緊密結(jié)合，以滿足系統(tǒng)散熱的要求。
[0027]該實(shí)施例的連接器用于與機(jī)械臂、工作臺(tái)或流水線檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行固定。連接器9可以與殼體10集成一體，也可以獨(dú)立存在并采用機(jī)械連接機(jī)構(gòu)與殼體10固定在一起。該連接器9可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合理的連接方式。
[0028]該裝置由以上10個(gè)部分組成，構(gòu)成了一個(gè)可獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)方法為:電源控制模塊7在接通220V標(biāo)準(zhǔn)交流電源或適配電源后，啟動(dòng)光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊1、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2、顯示屏控制模塊4、背光模組5、脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8的電路模塊開始工作，將光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊I內(nèi)存儲(chǔ)的光柵數(shù)據(jù)即基本幀數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏控制模塊4，由顯示屏控制模塊4驅(qū)動(dòng)微型液晶顯示屏3生成光柵圖案，背光模組5發(fā)出高亮度的白色光照射到微型液晶顯示屏3上，通過鏡頭模組6將微型液晶顯示屏3上的光柵圖案成像到指定位置，整個(gè)系統(tǒng)即完成了功能指令要求輸出各種類型的結(jié)構(gòu)光與脈沖指令信號(hào)的基本過程。其中光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊I中系統(tǒng)模塊13的同步計(jì)算基本幀的改變情況，給出時(shí)鐘信號(hào)通知脈沖信號(hào)指令發(fā)生器8輸出脈沖指令，驅(qū)動(dòng)相機(jī)等外部設(shè)備同步工作。上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊2為備份模塊，用于兼容直接從上位機(jī)發(fā)來的光柵數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)光的投影距離和投影面積由投影鏡頭決定，通過匹配不同的投影鏡頭，能與單個(gè)或多個(gè)相機(jī)組合成三維測(cè)量裝置或產(chǎn)品檢測(cè)裝置，最終該裝置利用連接器9連接應(yīng)用到三維測(cè)量、機(jī)器視覺測(cè)量、檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)了一種全新的數(shù)字化光柵，該裝置可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械光柵被廣泛應(yīng)用，同時(shí)具備數(shù)字投影的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]盡管本發(fā)明是參照具體實(shí)施例來描述，但這種描述并不意味著對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制。參照本發(fā)明的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于包括有: 光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊(I)，用于為裝置提供光柵數(shù)據(jù)源和切換工作模式； 上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊(2)，用于與外界的上位機(jī)連接并獲得上位機(jī)的視頻信號(hào)； 微型液晶顯示屏(3)，用于顯示光柵數(shù)字化圖形以實(shí)現(xiàn)光柵條紋； 顯示屏控制模塊(4)，用于控制微型液晶顯示屏(3)的液晶像素單元； 背光模組(5 )，用于將光源照射到微型液晶顯示屏(3 )上； 鏡頭模組(6)，用于將微型液晶顯示屏(3)上的光柵條紋投射、成像到指定的位置； 電源控制模塊(7)，用于分別為光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊(I)、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊(2)、顯示屏控制模塊(4)和背光模組(5)提供電壓； 殼體(10)，用于安裝上述模塊和模組； 以及連接器(9)，安裝于殼體(10)上并用于與外界機(jī)械臂、工作臺(tái)或流水線檢測(cè)設(shè)備連接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊(I)包括有: 存儲(chǔ)器(11)，用于存放生成結(jié)構(gòu)光的基本幀數(shù)據(jù)和幀控制指令信息； 串口處理模塊(12)，用于與上述的上位機(jī)進(jìn)行通訊和將預(yù)置光柵數(shù)據(jù)寫出存儲(chǔ)器(11)； 以及系統(tǒng)模塊(13)，用于將存儲(chǔ)器(11)中的基本幀數(shù)據(jù)通過計(jì)算并轉(zhuǎn)換為上述顯示屏控制模塊(4)可以識(shí)別處理的數(shù)據(jù)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于還包括有脈沖信號(hào)指令發(fā)生器(8)，上述電源控制模塊(7)為所述脈沖信號(hào)指令發(fā)生器(8)提供電壓，所述脈沖信號(hào)指令發(fā)生器(8)的時(shí)鐘同步信號(hào)來自上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊(1)，當(dāng)上述微型液晶顯示屏(3)的光柵信息每發(fā)生一次改變時(shí)所述脈沖信號(hào)指令發(fā)生器(8)同步輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊(2)設(shè)有DVI接口和VGA接口兩個(gè)輸入源接口，上述上位機(jī)通過相應(yīng)的插接頭與DVI接口或VGA接口相插接以獲得上位機(jī)的視頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述微型液晶顯示屏(3)的像素小于10um，所述微型液晶顯示屏(3)包括透射式IXD或LCOS液晶屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述背光模組(5)包括LED光源、反光杯、濾鏡、棱鏡以及透鏡，所述LED光源通過反光杯、濾鏡、棱鏡和透鏡的聚焦、勻光后照射到上述微型液晶顯示屏(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述鏡頭模組(6)為遠(yuǎn)心投影鏡頭，通過一標(biāo)準(zhǔn)鏡頭卡口與上述殼體(10)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述電源控制模塊(7)為獨(dú)立部件，通過連接器分別向上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊(I)、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊(2)、顯示屏控制模塊(4)、背光模組(5)和脈沖信號(hào)指令發(fā)生器(8)輸出電壓。`
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述電源控制模塊(7)為集成板卡，與上述光柵儲(chǔ)存與信號(hào)發(fā)生模塊(I)、上位信號(hào)轉(zhuǎn)換控制模塊(2)、顯示屏控制模塊(4)、背光模組(5)和脈沖信號(hào)指令發(fā)生器(8)共同集成在一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程控制的光柵投影裝置，其特征在于上述殼體(10)為ABS工程塑料外殼或金屬保護(hù)外殼，所述殼體(10)為ABS工程塑料外殼時(shí)其內(nèi)部嵌裝有散熱裝置，上述發(fā)熱量大的模塊或模組通過硅膠與所述散熱裝置或殼體(10)為金屬保護(hù)外殼的內(nèi)殼面緊密結(jié)合。
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK103712576SQ201310707505
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】殷長(zhǎng)志, 黃漢鋒 申請(qǐng)人:上海瑞立柯信息技術(shù)有限公司