一种高精度光栅投影装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三维扫描领域，是一种高精度光栅投影装置。
【背景技术】
[0002]非接触式三维测量方法主要以声、光、电磁等为基础，随着数字投影技术和计算机视觉理论的快速发展，光学三维测量已经成为非接触式测量领域的主流方法。光栅投影法是一种结构光三维测量技术，将光栅投影于被测物体表面，通过CCD相机获取变形光栅图像，计算机将采集到的变形条纹进行图像处理，计算物体表面取样点的空间坐标，重构出物体表面的三维信息。在三维测量领域，高质量的光栅条纹与将条纹投射出去的投影技术处于同等重要的位置，随着计算全息技术的发展，现在已经可以制造出任何一种需要的数字光栅条纹，并由DMD芯片将数字信号转化为光信号，再通过投影镜头将高质量的光栅投影到待测物体上，在这一投影过程中，常使用低变形远心镜头作投影镜头。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种可分别用于近场、中场和远场投影，能有效节省硬件成本，实现一机多用的高精度光栅投影装置。
[0004]本实用新型解决技术问题所采用的方案是，一种高精度光栅投影装置，包括外壳，所述外壳内部设置有投影端穿过外壳的至少三款可供选择的超低变形远心镜头，所述超低变形远心镜头的竖向设置有光机，径向设置有微调旋钮，周侧设置有主控制板、DMD芯片与电池端口，所述外壳内部还设置有散热器，所述散热器与设置在外壳上的热管对应，所述光机包括若干准直透镜组、分光片、微透镜阵列、反射镜、会聚透镜与棱镜，所述光机的旁侧设置有红、绿、蓝三色LED光源。
[0005]进一步的，所述超低变形远心镜头的款式为三款分别适用于近场、中场和远场投影时的畸变分别小于0.15%、0.45%和0.3%的镜头。
[0006]进一步的，所述超低变形远心镜头近场投影的调焦范围为500?300?200mm，中场投影的调焦范围为2500?1500?500mm，远场投影的调焦范围为5000?600?200mm。
[0007]进一步的，所述超低变形远心镜头距离300mm时单面可扫描400X300mm2的面积，测量景深为30?50mm，精度为0.002mm。
[0008]进一步的，所述DMD芯片为TI公司提供的0.45寸DMD芯片，亮度大于2601m，分辨率为720P。
[0009]进一步的，所述投影装置的投影范围可达300mm?5m，投影分辨率为1024X720，放大倍数为20?125倍。
[0010]进一步的，所述外壳周侧表面还设置有若干用于散热的通口。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:该高精度光栅投影装置内部设置有三款分别适用于近场、中场和远场投影时的畸变分别小于0.15%、0.45%和0.3%的超低变形远心镜头，主控制板负责生成光栅数字信号，DMD芯片将数字信号转变成光信号，超低变形远心镜头负责将光栅条纹投到被测物体表面，能有效节省硬件成本，实现一机多用，结构简单，操作方便。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。
[0013]图1为该实用新型的主视图；
[0014]图2为该实用新型的侧视图；
[0015]图3为图1的A-A剖视图；
[0016]图4为图2的B-B剖视图；
[0017]图5为该实用新型的工作状态示意图；
[0018]图中:
[0019]1-外壳；101-通口 ；2_超低变形远心镜头；3-光机；311_准直透镜A ;312_准直透镜B ；313-准直透镜C ；321-分光片A ;322_分光片B ;33_微透镜阵列；34_反射镜；35_会聚透镜；36_棱镜；4_微调旋钮；5-主控制板；6-DMD芯片；7_电池端口 ；8_散热器；9_热管；10-红LED光源；11-绿LED光源；12-蓝LED光源。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0021]如图1?5所示，一种高精度光栅投影装置，包括外壳1，所述外壳I内部设置有投影端穿过外壳I的三款可供选择的超低变形远心镜头2，所述超低变形远心镜头2的竖向设置有光机3，径向设置有微调旋钮4，周侧设置有主控制板5、DMD芯片6与电池端口 7，所述外壳I内部还设置有散热器8，所述散热器8与设置在外壳I上的热管9对应，所述光机3包括若干准直透镜A311、准直透镜B312、准直透镜C313，分光片A321、分光片B322，微透镜阵列33、反射镜34、会聚透镜35与棱镜36，所述光机3的旁侧设置有红、绿、蓝三色LED光源10、11、12，所述主控制板5负责生成光栅数字信号，所述DMD芯片6将数字信号转变成光信号，所述超低变形远心镜头2负责将光栅条纹投到被测物体表面。
[0022]在本实施例中，所述超低变形远心镜头2的款式为三款分别适用于近场、中场和远场投影时的畸变分别小于0.15%、0.45%和0.3%的镜头。
[0023]在本实施例中，所述超低变形远心镜头2近场投影的调焦范围为500?300?200mm，中场投影的调焦范围为2500?1500?500mm，远场投影的调焦范围为5000?600?200mmo
[0024]在本实施例中，所述超低变形远心镜头2距离300mm时单面可扫描400 X 300mm2的面积，测量景深为30?50mm，精度为0.002mm。
[0025]在本实施例中，所述DMD芯片6为TI公司提供的0.45寸DMD芯片6，亮度大于2601m，分辨率为720P。
[0026]在本实施例中，所述投影装置的投影范围可达300mm?5m，投影分辨率为1024X720，放大倍数为20?125倍。
[0027]在本实施例中，所述外壳I周侧表面还设置有若干用于散热的通口 101。
[0028]具体实施过程:一种高精度光栅投影装置，包括外壳1，所述外壳I内部设置有投影端穿过外壳I的三款可供选择的超低变形远心镜头2，所述超低变形远心镜头2的竖向设置有光机3，径向设置有微调旋钮4，周侧设置有主控制板5、DMD芯片6与电池端口 7，所述外壳I内部还设置有散热器8，所述散热器8与设置在外壳I上的热管9对应，所述光机3包括若干准直透镜A311、准直透镜B312、准直透镜C313，分光片A321、分光片B322，微透镜阵列33、反射镜34、会聚透镜35与棱镜36，所述光机3的旁侧设置有红、绿、蓝三色LED光源10、11、12，所述主控制板5负责生成光栅数字信号，所述DMD芯片6将数字信号转变成光信号，所述超低变形远心镜头2负责将光栅条纹投到被测物体表面。
[0029]首先，将待测物体放置于超低变形远心投影镜头2的正前方，在主控制板5的控制下，利用计算全息技术制造出所需要的数字光栅条纹，并由DMD芯片6将数字信号转化为光信号，再通过超低变形远心投影镜头2将光栅投影到待测物体上，用CCD相机获取待测物体表面的变形光栅图像，并通过计算机将采集到的变形条纹进行图像处理，计算物体表面取样点的空间坐标，就能重构出物体表面的三维信息。
[0030]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高精度光栅投影装置，包括外壳，其特征在于:所述外壳内部设置有投影端穿过外壳的至少三款可供选择的超低变形远心镜头，所述超低变形远心镜头的竖向设置有光机，径向设置有微调旋钮，周侧设置有主控制板、DMD芯片与电池端口，所述外壳内部还设置有散热器，所述散热器与设置在外壳上的热管对应，所述光机包括若干准直透镜组、分光片、微透镜阵列、反射镜、会聚透镜与棱镜，所述光机的旁侧设置有红、绿、蓝三色LED光源。
2.根据权利要求1所述的高精度光栅投影装置，其特征在于:所述超低变形远心镜头的款式为三款分别适用于近场、中场和远场投影时的畸变分别小于0.15%、0.45%和0.3%的镜头O
3.根据权利要求2所述的高精度光栅投影装置，其特征在于:所述超低变形远心镜头近场投影的调焦范围为500?300?200mm，中场投影的调焦范围为2500?1500?500mm，远场投影的调焦范围为5000?600?200mm。
4.根据权利要求3所述的高精度光栅投影装置，其特征在于:所述超低变形远心镜头距离300mm时单面可扫描400 X 300mm2的面积，测量景深为30?50mm，精度为0.002mm。
5.根据权利要求1所述的高精度光栅投影装置，其特征在于:所述DMD芯片为TI公司提供的0.45寸DMD芯片，亮度大于2601m，分辨率为720P。
6.根据权利要求1所述的高精度光栅投影装置，其特征在于:所述投影装置的投影范围可达300mm?5m，投影分辨率为1024X 720，放大倍数为20?125倍。
7.根据权利要求1所述的高精度光栅投影装置，其特征在于:所述外壳周侧表面还设置有若干用于散热的通口。
【专利摘要】本实用新型涉及一种高精度光栅投影装置，包括外壳，所述外壳内部设置有投影端穿过外壳的至少三款可供选择的超低变形远心镜头，所述超低变形远心镜头的竖向设置有光机，径向设置有微调旋钮，周侧设置有主控制板、DMD芯片与电池端口，所述外壳内部还设置有散热器，所述散热器与设置在外壳上的热管对应，所述光机包括若干准直透镜组、分光片、微透镜阵列、反射镜、会聚透镜与棱镜，所述光机的旁侧设置有红、绿、蓝三色LED光源。该高精度光栅投影装置设有三款可供选择的超低变形远心镜头，可分别用于近场、中场和远场投影，能有效节省硬件成本，实现一机多用。
【IPC分类】G01B11-25
【公开号】CN204479037
【申请号】CN201520117876
【发明人】杨敏, 王兰, 刘青, 马帅
【申请人】福建浩蓝光电有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月27日