【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及結構光測量，特別是涉及一種結構光投射裝置和3d測量系統。
技術介紹
1、條紋投影輪廓術(fringe?projection?profilometry，簡稱fpp)是一種結構光3d測量技術，其通過投射裝置將正弦條紋圖像投影到待測物表面，再通過圖像采集裝置采集并分析待測物表面的反射條紋得到待測物表面的3d形狀。采用多種頻率和/或相位的投影方法投影多幅正弦條紋圖像到待測物表面，可提高測量的精度。以兩頻三步相移法為例，需要先后投影6幅正弦條紋圖像，其中包括2種條紋頻率，每種頻率又包括3種相位。
2、多幅正弦條紋圖像需要多個背光源，且需要沿同一個光軸投影出去。相關技術中，通常采用機械運動的方式以實現投影的合軸。然而，機械運動在長期使用中很難保證較高的重復精度，難以滿足結構光產品對正弦條紋圖像的重復性的要求，不利于商業化應用。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，提出了本專利技術以便提供一種結構光投射裝置和3d測量系統以克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，能夠精準地將多幅正弦條紋圖像合軸并投影，以滿足商業化應用的要求。
2、本專利技術的一個進一步的目的，是減少正弦條紋圖像在合軸時的強度損失，提高投射裝置的效率。
3、本專利技術的又一個進一步的目的，增加可合軸的正弦條紋圖像的種類，從而提高投射裝置的測量精度和擴展投射裝置的應用場景。
4、具體地，本專利技術提供了如下技術方案：
5、一種結構光投射裝置，包括顯示部、合軸部和投
6、所述顯示部包括至少兩個顯示模塊。所述顯示模塊配置成至少生成一種具有周期性光強變化的正弦條紋圖像，并沿其投出光軸投出。各所述正弦條紋圖像具有不同的頻率和/或相位。任意兩所述顯示模塊的所述投出光軸均不重疊。所述合軸部配置成將各所述顯示模塊投出的所述正弦條紋圖像軸向對準到第一光軸。所述投影部配置成將所述第一光軸的所述正弦條紋圖像向外投影。
7、可選地，所述合軸部包括至少一個分束鏡。所述分束鏡為半透半反鏡、二色鏡、合色棱鏡和偏振分光鏡中至少一種。
8、可選地，所述合軸部包括第一二色鏡。
9、所述顯示部包括第一顯示模塊和第二顯示模塊。
10、所述第一顯示模塊的第一投出光軸與所述第一光軸重疊，所述第一顯示模塊發出第一波長的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第二顯示模塊的第二投出光軸與所述第一光軸垂直，所述第二顯示模塊發出第二波長的光線以形成所述正弦條紋圖像。
11、其中，所述第一波長不等于所述第二波長。所述第一二色鏡配置成對所述第一波長的透過率大于所述第二波長，且對所述第二波長的反射率大于所述第一波長。
12、可選地，所述合軸部還包括第二二色鏡。
13、所述顯示部還包括第三顯示模塊。所述第三顯示模塊發出第三波長的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第三波長不等于所述第一波長和所述第二波長。
14、所述第三顯示模塊的第三投出光軸與所述第二投出光軸平行，所述第二顯示模塊和所述第三顯示模塊在所述第一光軸的方向上間隔地設置。所述第二二色鏡配置成對所述第一波長和所述第二波長的透過率均大于所述第三波長，且對所述第一波長和所述第二波長的反射率均小于所述第三波長。
15、可選地，所述第三顯示模塊的第三投出光軸與所述第一投出光軸平行，所述第一顯示模塊和所述第三顯示模塊在所述第二投出光軸的方向上間隔地設置。所述第二二色鏡配置成對所述第二波長的透過率大于所述第三波長，且對所述第三波長的反射率大于所述第二波長。所述第一二色鏡還配置成對所述第一波長的透過率大于所述第三波長，且對所述第三波長的反射率大于所述第一波長。
16、可選地，所述合軸部包括第一偏振分光鏡。
17、所述顯示部包括第四顯示模塊和第五顯示模塊。
18、所述第四顯示模塊的第四投出光軸與所述第一光軸重疊，所述第四顯示模塊發出第一偏振態的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第五顯示模塊的第五投出光軸與所述第一光軸垂直，所述第五顯示模塊發出第二偏振態的光線以形成所述正弦條紋圖像。
19、其中，所述第一偏振態和所述第二偏振態的正交。所述第一偏振分光鏡配置成對所述第一偏振態的透過率大于所述第二偏振態，且對所述第二偏振態的反射率大于所述第一偏振態。
20、可選地，所述合軸部還包括第二偏振分光鏡和偏振改變器，所述偏振改變器處于所述第一偏振分光鏡和所述第二偏振分光鏡之間。
21、所述顯示部還包括第六顯示模塊。所述第六顯示模塊的第六投出光軸與所述第五投出光軸平行，所述第五顯示模塊和所述第六顯示模塊在所述第一光軸的方向上間隔地設置。
22、所述偏振改變器配置成將所述第二偏振態轉換為所述第一偏振態。所述第六顯示模塊發出所述第二偏振態的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第二偏振分光鏡配置成對所述第一偏振態的透過率大于所述第二偏振態，且對所述第二偏振態的反射率大于所述第一偏振態。
23、可選地，所述偏振改變器配置成將所述第一偏振態轉換為所述第二偏振態。所述第六顯示模塊發出所述第一偏振態的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第二偏振分光鏡配置成對所述第二偏振態的透過率大于所述第一偏振態，且對所述第一偏振態的反射率大于所述第二偏振態。
24、可選地，所述合軸部包括第一合色棱鏡。
25、所述顯示部包括第七顯示模塊、第八顯示模塊和第九顯示模塊。
26、所述第七顯示模塊的第七投出光軸與所述第一光軸重疊，所述第七顯示模塊發出第四波長的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第八顯示模塊的第八投出光軸與所述第一光軸垂直，所述第八顯示模塊發出第五波長的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第九顯示模塊與所述第八顯示模塊相向地設置，所述第九顯示模塊發出第六波長的光線以形成所述正弦條紋圖像。所述第一合色棱鏡處于所述第八顯示模塊和所述第九顯示模塊之間。
27、其中，所述第四波長、所述第五波長和所述第六波長均不相等。所述第一合色棱鏡配置成對所述第四波長的透過率大于所述第五波長和所述第六波長，且對所述第五波長和所述第六波長的反射率均大于所述第四波長。
28、可選地，所述顯示模塊包括沿第一方向延伸的條狀發光區和條紋生成結構。
29、所述條紋生成結構蓋設于所述條狀發光區的前側。所述條紋生成結構配置成將所述條狀發光區發出的光線形成所述正弦條紋圖像，所述正弦條紋圖像在所述第一方向上具有周期性光強變化。
30、所述條狀發光區為沿第二方向間隔設置的n個。所述第二方向垂直于所述第一方向。所述n大于或等于3。
31、其中，屬于同一所述顯示模塊的各所述條狀發光區前側的各所述條紋生成結構具有相同的頻率和不同的相位，且任意相鄰兩相位的相位差為2π/n。不同所述顯示模塊的所述條紋生成結構具有不同的頻率。
32、可選地，所述條狀發光區的沿所述第一方向的長度與沿所述第二方向的寬度的比值大于或等于4。...
【技術保護點】
1.一種結構光投射裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的投射裝置，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的投射裝置，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
8.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
9.根據權利要求8所述的投射裝置，其特征在于，
10.一種3D測量系統，其特征在于，包括圖像采集裝置和如權利要求1至9中任一項所述的投射裝置；所述投射裝置的投射光軸與所述圖像采集裝置的入射光軸之間的夾角不為零。
【技術特征摘要】
1.一種結構光投射裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的投射裝置，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的投射裝置，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的投射裝置，其特征在于，
...【專利技術屬性】
技術研發人員：韓松峰，周劍，
申請(專利權)人：蘇州深淺優視智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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