彩色复合相移条纹结构光投影装置的制作方法

文档序号:12563329阅读:813来源:国知局

本实用新型涉及一种彩色复合相移条纹结构光投影装置,属于投影显示领域。



背景技术:

在光学三维形貌测量应用中,广泛采用相移条纹结构光投影方式,结构光经空间调制能够载入物体高度或深度信息,以供后端数据处理设备进行三维形貌重建之用。目前相移条纹结构光投影多采用将单色光在空间轴上周期强度调制,在时间轴上固定相位差变化,从而形成一组序列载波条纹,经光学系统放大投射到被测对象表面。但这种单色光相移条纹结构光投影方式的序列条纹产生具有时间差,限制了光学三维形貌测量速度,且不适用于动态运动测量目标。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种彩色复合相移条纹结构光投影装置,以解决上述问题。

本实用新型是通过下述技术方案予以现的,彩色复合相移条纹结构光投影装置由第一单色光源、第二单色光源、第三单色光源、第四单色光源、第一硅基液晶阵列、第二硅基液晶阵列、第三硅基液晶阵列、第四硅基液晶阵列、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第三半透半反镜、投影光组和壳体组成。

所述的第一单色光源发出结构光投影所需的第一波段光线,投射到所述的第一硅基液晶阵列的基面上;所述的第一硅基液晶阵列对第一波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第一波段光线传送给所述的第一半透半反镜;所述的第二单色光源发出结构光投影所需的第二波段光线,投射到所述的第二硅基液晶阵列的基面上;所述的第二硅基液晶阵列对第二波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第二波段光线传送给所述的第一半透半反镜;所述的第一半透半反镜将经调制的第一波段光线和经调制的第二波段光线叠加为第一复合相移光线,并将第一复合相移光线传送给所述的第三半透半反镜;所述的第三单色光源发出结构光投影所需的第三波段光线,投射到所述的第三硅基液晶阵列的基面上;所述的第三硅基液晶阵列对第三波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第三波段光线传送给所述的第二半透半反镜;所述的第四单色光源发出结构光投影所需的第四波段光线,投射到所述的第四硅基液晶阵列的基面上;所述的第四硅基液晶阵列对第四波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第四波段光线传送给所述的第二半透半反镜;所述的第二半透半反镜将经调制的第三波段光线和经调制的第四波段光线叠加为第二复合相移光线,并将第二复合相移光线传送给所述的第三半透半反镜;所述的第三半透半反镜将第一复合相移光线和第二复合相移光线叠加为复合相移条纹结构光,并将复合相移条纹结构光传送给所述的投影光组;所述的投影光组改变轴向放大率,将复合相移条纹结构光投射出装置;所述的壳体用于固定光学元件,并对光路进行密封以避免外界干扰光进入。

所述的第一单色光源、第二单色光源、第三单色光源和第四单色光源为不同波段单色光源。

所述的第一硅基液晶阵列、第二硅基液晶阵列、第三硅基液晶阵列和第四硅基液晶阵列型号相同。

所述的第一硅基液晶阵列在所述的第一半透半反镜右侧,与所述的第一半透半反镜的基面成45°角;所述的第二硅基液晶阵列在所述的第一半透半反镜下方,与所述的第一半透半反镜的基面成45°角;所述的第三硅基液晶阵列在所述的第二半透半反镜右侧,与所述的第二半透半反镜的基面成45°角;所述的第四硅基液晶阵列在所述的第二半透半反镜下方,与所述的第二半透半反镜的基面成45°角。

所述的第一半透半反镜在所述的第三半透半反镜右侧,与所述的第三半透半反镜的基面平行;所述的第二半透半反镜在所述的第三半透半反镜下方,与所述的第三半透半反镜的基面平行。

所述的第三半透半反镜的基面与所述的投影光组主面成45°角。

本实用新型提供的彩色复合相移条纹结构光投影装置,采用四硅基液晶阵列结构,实现了四个波段条纹结构光的无时差复合投影。与现有技术相比,本实用新型提供的彩色复合相移条纹结构光投影装置省略了结构光分时排序模块在时间轴上固定相位差变化无需色轮及其转动机构,结构紧凑,适用于光学三维形貌测量应用中的动态运动目标。

附图说明

图1为本实用新型提供的彩色复合相移条纹结构光投影装置结构图。

图中:1-第一单色光源,2-第二单色光源,3-第三单色光源,4-第四单色光源,5-第一硅基液晶阵列,6-第二硅基液晶阵列,7-第三硅基液晶阵列,8-第四硅基液晶阵列,9-第一半透半反镜,10-第二半透半反镜,11-第三半透半反镜,12-投影光组,13-壳体。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1所示,本实用新型彩色复合相移条纹结构光投影装置由第一单色光源1、第二单色光源2、第三单色光源3、第四单色光源4、第一硅基液晶阵列5、第二硅基液晶阵列6、第三硅基液晶阵列7、第四硅基液晶阵列8、第一半透半反镜9、第二半透半反镜10、第三半透半反镜11、投影光组12和壳体13组成。

所述的第一单色光源1、第二单色光源2、第三单色光源3和第四单色光源4为不同波段单色光源。

所述的第一硅基液晶阵列5、第二硅基液晶阵列6、第三硅基液晶阵列7和第四硅基液晶阵列8型号相同。

所述的第一硅基液晶阵列5在所述的第一半透半反镜9右侧,与所述的第一半透半反镜9的基面成45°角;所述的第二硅基液晶阵列6在所述的第一半透半反镜9下方,与所述的第一半透半反镜9的基面成45°角;所述的第三硅基液晶阵列7在所述的第二半透半反镜10右侧,与所述的第二半透半反镜10的基面成45°角;所述的第四硅基液晶阵列8在所述的第二半透半反镜10下方,与所述的第二半透半反镜10的基面成45°角。

所述的第一半透半反镜9在所述的第三半透半反镜11右侧,与所述的第三半透半反镜11的基面平行;所述的第二半透半反镜10在所述的第三半透半反镜11下方,与所述的第三半透半反镜11的基面平行。

所述的第三半透半反镜11的基面与所述的投影光组12主面成45°角。

所述的第一单色光源1发出结构光投影所需的第一波段光线,投射到所述的第一硅基液晶阵列5的基面上;所述的第一硅基液晶阵列5对第一波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第一波段光线传送给所述的第一半透半反镜9;所述的第二单色光源2发出结构光投影所需的第二波段光线,投射到所述的第二硅基液晶阵列6的基面上;所述的第二硅基液晶阵列6对第二波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第二波段光线传送给所述的第一半透半反镜9;所述的第一半透半反镜9将经调制的第一波段光线和经调制的第二波段光线叠加为第一复合相移光线,并将第一复合相移光线传送给所述的第三半透半反镜11;所述的第三单色光源3发出结构光投影所需的第三波段光线,投射到所述的第三硅基液晶阵列7的基面上;所述的第三硅基液晶阵列7对第三波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第三波段光线传送给所述的第二半透半反镜10;所述的第四单色光源4发出结构光投影所需的第四波段光线,投射到所述的第四硅基液晶阵列8的基面上;所述的第四硅基液晶阵列8对第四波段光线在二维空间上进行强度调制,并将经调制的第四波段光线传送给所述的第二半透半反镜10;所述的第二半透半反镜10将经调制的第三波段光线和经调制的第四波段光线叠加为第二复合相移光线,并将第二复合相移光线传送给所述的第三半透半反镜11;所述的第三半透半反镜11将第一复合相移光线和第二复合相移光线叠加为复合相移条纹结构光,并将复合相移条纹结构光传送给所述的投影光组12;所述的投影光组12改变轴向放大率,将复合相移条纹结构光投射出装置;所述的壳体13用于固定光学元件,并对光路进行密封以避免外界干扰光进入。

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