一種高精度光柵投影裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及三維掃描領域，是一種高精度光柵投影裝置。
【背景技術】
[0002]非接觸式三維測量方法主要以聲、光、電磁等為基礎，隨著數(shù)字投影技術和計算機視覺理論的快速發(fā)展，光學三維測量已經(jīng)成為非接觸式測量領域的主流方法。光柵投影法是一種結(jié)構(gòu)光三維測量技術，將光柵投影于被測物體表面，通過CCD相機獲取變形光柵圖像，計算機將采集到的變形條紋進行圖像處理，計算物體表面取樣點的空間坐標，重構(gòu)出物體表面的三維信息。在三維測量領域，高質(zhì)量的光柵條紋與將條紋投射出去的投影技術處于同等重要的位置，隨著計算全息技術的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以制造出任何一種需要的數(shù)字光柵條紋，并由DMD芯片將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號，再通過投影鏡頭將高質(zhì)量的光柵投影到待測物體上，在這一投影過程中，常使用低變形遠心鏡頭作投影鏡頭。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是針對以上不足之處，提供了一種可分別用于近場、中場和遠場投影，能有效節(jié)省硬件成本，實現(xiàn)一機多用的高精度光柵投影裝置。
[0004]本實用新型解決技術問題所采用的方案是，一種高精度光柵投影裝置，包括外殼，所述外殼內(nèi)部設置有投影端穿過外殼的至少三款可供選擇的超低變形遠心鏡頭，所述超低變形遠心鏡頭的豎向設置有光機，徑向設置有微調(diào)旋鈕，周側(cè)設置有主控制板、DMD芯片與電池端口，所述外殼內(nèi)部還設置有散熱器，所述散熱器與設置在外殼上的熱管對應，所述光機包括若干準直透鏡組、分光片、微透鏡陣列、反射鏡、會聚透鏡與棱鏡，所述光機的旁側(cè)設置有紅、綠、藍三色LED光源。
[0005]進一步的，所述超低變形遠心鏡頭的款式為三款分別適用于近場、中場和遠場投影時的畸變分別小于0.15%、0.45%和0.3%的鏡頭。
[0006]進一步的，所述超低變形遠心鏡頭近場投影的調(diào)焦范圍為500?300?200mm，中場投影的調(diào)焦范圍為2500?1500?500mm，遠場投影的調(diào)焦范圍為5000?600?200mm。
[0007]進一步的，所述超低變形遠心鏡頭距離300mm時單面可掃描400X300mm2的面積，測量景深為30?50mm，精度為0.002mm。
[0008]進一步的，所述DMD芯片為TI公司提供的0.45寸DMD芯片，亮度大于2601m，分辨率為720P。
[0009]進一步的，所述投影裝置的投影范圍可達300mm?5m，投影分辨率為1024X720，放大倍數(shù)為20?125倍。
[0010]進一步的，所述外殼周側(cè)表面還設置有若干用于散熱的通口。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:該高精度光柵投影裝置內(nèi)部設置有三款分別適用于近場、中場和遠場投影時的畸變分別小于0.15%、0.45%和0.3%的超低變形遠心鏡頭，主控制板負責生成光柵數(shù)字信號，DMD芯片將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成光信號，超低變形遠心鏡頭負責將光柵條紋投到被測物體表面，能有效節(jié)省硬件成本，實現(xiàn)一機多用，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型專利進一步說明。
[0013]圖1為該實用新型的主視圖；
[0014]圖2為該實用新型的側(cè)視圖；
[0015]圖3為圖1的A-A剖視圖；
[0016]圖4為圖2的B-B剖視圖；
[0017]圖5為該實用新型的工作狀態(tài)示意圖；
[0018]圖中:
[0019]1-外殼；101-通口 ；2_超低變形遠心鏡頭；3-光機；311_準直透鏡A ;312_準直透鏡B ；313-準直透鏡C ；321-分光片A ;322_分光片B ;33_微透鏡陣列；34_反射鏡；35_會聚透鏡；36_棱鏡；4_微調(diào)旋鈕；5-主控制板；6-DMD芯片；7_電池端口 ；8_散熱器；9_熱管；10-紅LED光源；11-綠LED光源；12-藍LED光源。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0021]如圖1?5所示，一種高精度光柵投影裝置，包括外殼1，所述外殼I內(nèi)部設置有投影端穿過外殼I的三款可供選擇的超低變形遠心鏡頭2，所述超低變形遠心鏡頭2的豎向設置有光機3，徑向設置有微調(diào)旋鈕4，周側(cè)設置有主控制板5、DMD芯片6與電池端口 7，所述外殼I內(nèi)部還設置有散熱器8，所述散熱器8與設置在外殼I上的熱管9對應，所述光機3包括若干準直透鏡A311、準直透鏡B312、準直透鏡C313，分光片A321、分光片B322，微透鏡陣列33、反射鏡34、會聚透鏡35與棱鏡36，所述光機3的旁側(cè)設置有紅、綠、藍三色LED光源10、11、12，所述主控制板5負責生成光柵數(shù)字信號，所述DMD芯片6將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成光信號，所述超低變形遠心鏡頭2負責將光柵條紋投到被測物體表面。
[0022]在本實施例中，所述超低變形遠心鏡頭2的款式為三款分別適用于近場、中場和遠場投影時的畸變分別小于0.15%、0.45%和0.3%的鏡頭。
[0023]在本實施例中，所述超低變形遠心鏡頭2近場投影的調(diào)焦范圍為500?300?200mm，中場投影的調(diào)焦范圍為2500?1500?500mm，遠場投影的調(diào)焦范圍為5000?600?200mmo
[0024]在本實施例中，所述超低變形遠心鏡頭2距離300mm時單面可掃描400 X 300mm2的面積，測量景深為30?50mm，精度為0.002mm。
[0025]在本實施例中，所述DMD芯片6為TI公司提供的0.45寸DMD芯片6，亮度大于2601m，分辨率為720P。
[0026]在本實施例中，所述投影裝置的投影范圍可達300mm?5m，投影分辨率為1024X720，放大倍數(shù)為20?125倍。
[0027]在本實施例中，所述外殼I周側(cè)表面還設置有若干用于散熱的通口 101。
[0028]具體實施過程:一種高精度光柵投影裝置，包括外殼1，所述外殼I內(nèi)部設置有投影端穿過外殼I的三款可供選擇的超低變形遠心鏡頭2，所述超低變形遠心鏡頭2的豎向設置有光機3，徑向設置有微調(diào)旋鈕4，周側(cè)設置有主控制板5、DMD芯片6與電池端口 7，所述外殼I內(nèi)部還設置有散熱器8，所述散熱器8與設置在外殼I上的熱管9對應，所述光機3包括若干準直透鏡A311、準直透鏡B312、準直透鏡C313，分光片A321、分光片B322，微透鏡陣列33、反射鏡34、會聚透鏡35與棱鏡36，所述光機3的旁側(cè)設置有紅、綠、藍三色LED光源10、11、12，所述主控制板5負責生成光柵數(shù)字信號，所述DMD芯片6將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成光信號，所述超低變形遠心鏡頭2負責將光柵條紋投到被測物體表面。
[0029]首先，將待測物體放置于超低變形遠心投影鏡頭2的正前方，在主控制板5的控制下，利用計算全息技術制造出所需要的數(shù)字光柵條紋，并由DMD芯片6將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號，再通過超低變形遠心投影鏡頭2將光柵投影到待測物體上，用CCD相機獲取待測物體表面的變形光柵圖像，并通過計算機將采集到的變形條紋進行圖像處理，計算物體表面取樣點的空間坐標，就能重構(gòu)出物體表面的三維信息。
[0030]上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種高精度光柵投影裝置，包括外殼，其特征在于:所述外殼內(nèi)部設置有投影端穿過外殼的至少三款可供選擇的超低變形遠心鏡頭，所述超低變形遠心鏡頭的豎向設置有光機，徑向設置有微調(diào)旋鈕，周側(cè)設置有主控制板、DMD芯片與電池端口，所述外殼內(nèi)部還設置有散熱器，所述散熱器與設置在外殼上的熱管對應，所述光機包括若干準直透鏡組、分光片、微透鏡陣列、反射鏡、會聚透鏡與棱鏡，所述光機的旁側(cè)設置有紅、綠、藍三色LED光源。
2.根據(jù)權利要求1所述的高精度光柵投影裝置，其特征在于:所述超低變形遠心鏡頭的款式為三款分別適用于近場、中場和遠場投影時的畸變分別小于0.15%、0.45%和0.3%的鏡頭O
3.根據(jù)權利要求2所述的高精度光柵投影裝置，其特征在于:所述超低變形遠心鏡頭近場投影的調(diào)焦范圍為500?300?200mm，中場投影的調(diào)焦范圍為2500?1500?500mm，遠場投影的調(diào)焦范圍為5000?600?200mm。
4.根據(jù)權利要求3所述的高精度光柵投影裝置，其特征在于:所述超低變形遠心鏡頭距離300mm時單面可掃描400 X 300mm2的面積，測量景深為30?50mm，精度為0.002mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的高精度光柵投影裝置，其特征在于:所述DMD芯片為TI公司提供的0.45寸DMD芯片，亮度大于2601m，分辨率為720P。
6.根據(jù)權利要求1所述的高精度光柵投影裝置，其特征在于:所述投影裝置的投影范圍可達300mm?5m，投影分辨率為1024X 720，放大倍數(shù)為20?125倍。
7.根據(jù)權利要求1所述的高精度光柵投影裝置，其特征在于:所述外殼周側(cè)表面還設置有若干用于散熱的通口。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高精度光柵投影裝置，包括外殼，所述外殼內(nèi)部設置有投影端穿過外殼的至少三款可供選擇的超低變形遠心鏡頭，所述超低變形遠心鏡頭的豎向設置有光機，徑向設置有微調(diào)旋鈕，周側(cè)設置有主控制板、DMD芯片與電池端口，所述外殼內(nèi)部還設置有散熱器，所述散熱器與設置在外殼上的熱管對應，所述光機包括若干準直透鏡組、分光片、微透鏡陣列、反射鏡、會聚透鏡與棱鏡，所述光機的旁側(cè)設置有紅、綠、藍三色LED光源。該高精度光柵投影裝置設有三款可供選擇的超低變形遠心鏡頭，可分別用于近場、中場和遠場投影，能有效節(jié)省硬件成本，實現(xiàn)一機多用。
【IPC分類】G01B11-25
【公開號】CN204479037
【申請?zhí)枴緾N201520117876
【發(fā)明人】楊敏, 王蘭, 劉青, 馬帥
【申請人】福建浩藍光電有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月27日