一种用于图像三维信息采集的数字光源系统的制作方法

1.本实用新型涉及数字光源技术领域，尤其涉及到一种用于图像三维信息采集的数字光源系统。


背景技术：

2.随着时代的发展，油画、装饰木质地板、家具、纺织品等带有丰富三维纹理质感信息的图像三维信息采集需求越来越被重视。
3.目前现有的图像三维信息采集系统缺少与之配套的数字光源，采集的图像三维信息存在纹理质感差、清晰度低、无法去除图像三维扫描时存在表面反光等问题，获取的图像信息质量较差。因此，有必要对这样一种结构进行改善，提供一种用于图像三维信息采集的数字光源系统，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于图像三维信息采集的数字光源系统，以解决现有技术中存在的问题。
5.本实用新型的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：
6.一种用于图像三维信息采集的数字光源系统，包括遮光装置，定制角度造型结构的遮光装置，所述遮光装置的内部设置有至少两个led数控光源阵列；遮光装置的底部设置有结构化光栅装置，所述结构化光栅装置采用插入式结构与遮光装置连接。
7.本实用新型的进一步设置为：所述遮光装置还包括：散热风扇，设置在遮光装置的外侧壁上；结构化光栅装置安装槽，设置在遮光装置的下表面；透光槽，设置在遮光装置的顶部。
8.本实用新型的进一步设置为：所述数控光源阵列包括：照明单元，通过固定部件设置在遮光装置上；固定部件，均匀水平排列在遮光装置上，用于将照明单元固定在遮光装置上；集成芯片，与照明单元电性连接，用于控制照明单元的光照强度。
9.本实用新型的进一步设置为：所述数控光源阵列包括由多个led灯珠排列组成的照明单元和集成芯片，所述照明单元与集成芯片电性连接，所述照明单元和集成芯片通过固定部件固定安装在遮光装置上。
10.本实用新型的进一步设置为：所述结构化光栅装置包括：外框，外框滑动设置在结构化光栅装置安装槽内；光栅片，所述光栅片倾斜设置在外框的内部，与外框成一定夹角。
11.本实用新型的进一步设置为：所述外框的顶部边缘设置有安装滑片，外框通过安装滑片与结构化光栅装置安装槽滑动连接，外框可以从前部安装，也可以从后部安装，用于增加前部光线或者增强后部光线。
12.本实用新型的进一步设置为：所述光栅片包括；光栅片单元，所述光栅片单元包括光线反射面和光线吸收面；光栅片固定边，所述光栅片固定边垂直设置在光栅片单元的两侧；光栅片固定件，所述光栅片固定件贯穿光栅片固定边将光栅片单元固定在外框上。
13.本实用新型的进一步设置为：所述外框为长方体框架结构，外框的内部设置有用于容纳光栅片的容置空间。
14.本实用新型的进一步设置为：光线反射面采用高光反射镜面，光线吸收面采用黑色涂层。
15.本实用新型的进一步设置为：所述照明单元由多个led灯珠排列组成，
16.本实用新型的进一步设置为：所述遮光装置为定制角度造型结构的多棱体。
17.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
18.本实用新型所述的用于图像三维信息采集的数字光源系统包括定制角度造型结构的遮光装置，用于确保照明光线按照特定的角度聚集并照射到图像上，防止光线发散，多个led数控光源阵列，所述led数控光源阵列分别设置在遮光装置的左右两侧，用于提供多个角度的光照，来自不同角度的照明光路，会因为图像表面的凹凸立体产生投影，结构化光栅装置，所述结构化光栅装置可拆卸安装在遮光装置的下表面，用于限定入射光到照明物之间的光线角度，同时避免漫射光线对物体的二次照射，保持采集信号的清晰；解决了图像三维扫描时物品表面反光的问题，获取的图像信息质量较高。
附图说明
19.图1是本实用新型的整体结构示意图。
20.图2是本实用新型的正面示意图。
21.图3是本实用新型所述遮光装置的部分结构示意图。
22.图4是本实用新型所述led光源阵列示的结构示意图。
23.图5是本实用新型所述结构化光栅装置的外型示意图。
24.图6是本实用新型所述结构化光栅装置的结构示意图。
25.图7是图像扫描系统采集信息的光路原理图。
26.图8是本实用新型采集图像的光路原理图。
27.附图标记：1、遮光装置2、led数控光源阵列3、结构化光栅装置11、散热风扇12、结构化光栅装置安装槽13、透光槽21、led灯珠22、固定部件23、集成芯片31、外框32、光栅片33、安装滑片321、光栅片单元322、光栅片固定边323、光栅片固定件
具体实施方式
28.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。
29.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
30.目前现有的图像三维信息采集系统缺少与之配套的数字光源系统，图像三维扫描
时存在表面反光的问题，获取的图像信息质量较差。
31.对此，本实用新型提供了一种用于图像三维信息采集的数字光源系统，该系统可以普遍适用于市场上的图像扫描系统的照明光源部分，如图1所示，本实用新型所述的用于图像三维信息采集的数字光源系统包括遮光装置1，定制角度造型结构的遮光装置1，所述遮光装置设置的内部有至少两个led数控光源阵列2；遮光装置1的底部设置有结构化光栅装置3，所述结构化光栅装置3采用插入式结构与遮光装置1连接。
32.如图1至2所示，所述遮光装置1位于本实用新型结构的最上部用于确保照明光线按照特定的角度聚集并照射到图像上，防止光线发散；
33.多个led数控光源阵列2，所述led数控光源阵列2分别设置在遮光装置1的左右两侧，用于提供多个角度的光照；
34.结构化光栅装置3，所述结构化光栅装置3可拆卸安装在遮光装置1的下表面，用于限定入射光到照明物之间的光线角度，同时避免漫射光线对物体的二次照射，保持采集信号的清晰。
35.如图3所示，所述遮光装置还包括：散热风扇11，设置在遮光装置1的外侧壁上；结构化光栅装置安装槽12，设置在遮光装置的下表面；透光槽13，设置在遮光装置的顶部。led数控光源阵列2持续工作时，会产生较高的温度，为了保证led数控光源阵列2的工作性能以及工作状态，所述遮光装置1上设置有散热风扇11，led数控光源阵列2工作的同时启动散热风扇11，用于对led数控光源阵列2进行散热处理。
36.所述透光槽13为一个具有特定宽度的镂空开槽，用于图像信息采集时，供照射到图像物体表面的光线反射后通过，反射光线通过透光槽13进入位于采集设备顶部的数字成像装置。
37.在本实施例中，设置有两道光栅安装槽12，光栅安装槽12对称设置在遮光装置1的下表面，结构化光栅装置3滑动设置在光栅安装槽12内。
38.如图4所示，所述数控光源阵列包括：照明单元，由多个led灯珠21排列组成，通过固定部件22设置在遮光装置1上；固定部件22，均匀水平排列在遮光装置1上，用于将照明单元固定在遮光装置1上；集成芯片23，与照明单元电性连接，用于控制照明单元的光照强度；
39.所述数控光源阵列2是数字光源系统的发光部件，照明单元由多个led灯珠21排列组成，所述照明单元与集成芯片23电性连接，所述数控光源阵列2的照明单元数量能够根据数字光源系统以及外部设置的设计需求调整，所述固定部件22用于将各个照明单元固定在遮光装置1上，一个照明单元均匀水平排列多个固定部件22，用于照明单元与遮光装置1安装的平整与牢固，所述集成芯片23用于接收外部指令控制led灯珠21的辐射强度。
40.如图5至6所示，所述结构化光栅装置包括：外框，外框滑动设置在结构化光栅装置安装槽内，所述外框31为长方体框架结构，作为结构化光栅装置3的支架；光栅片32，所述光栅片32倾斜设置在外框31的内部，与外框31成一定夹角。
41.所述外框31的顶部边缘设置有安装滑片33，所述安装滑片33与光栅安装槽12相适应，结构化光栅装置3通过安装滑片33设置在光栅安装槽12内，安装与拆卸时，将安装滑片33对准光栅安装槽12，滑入与滑出整个光栅安装槽12，外框31可以从前部安装，也可以从后部安装，用于增加前部光线或者增强后部光线。
42.所述光栅片32包括；光栅片单元321，所述光栅片单元321包括光线反射面和光线
吸收面；光栅片固定边322，所述光栅片固定边垂直设置在光栅片单元的两侧；光栅片固定件323，所述光栅片固定件323贯穿光栅片固定边322将光栅片单元321固定在外框31上。
43.如图5至6所示，所述外框31为长方体框架结构，外框31的内部设置有用于容纳光栅片32的容置空间。
44.光线反射面采用高光反射镜面，用于反射入射光，增加定向光线，所述光线吸收面设置有黑色涂层，用于吸收漫射光，消除散色杂光。
45.所述照明单元由多个led灯珠21排列组成，所述led灯珠21的数量能够根据实际需求调整。
46.如图1至2所示，所述遮光装置为定制角度造型结构的多棱体。
47.本实用新型实施方式区别于传统图像采集的照明光源。如图7所示,传统图像采集数字光源系统照明光源位于采集设备的顶部，工作时，照明光路由顶部垂直照射图像，图像表面形成漫向射光。由于采集成像器件位于图像上部，所以记录的图像信息只有垂直反射进入成像器件的部分，图像的纹理质感效果不能表现出来。
48.本实用新型实施方式在于在采集图像表面形成不同角度的入射光照明，通过不同角度入射光的照射，形成不同范围的投影，图像表面的纹理质感三维效果充分表现出来，从而采集成像器件将图像的信息与图像表面投影的信息全部记录下来，形成三维质感图像信息。
49.如图8所示，数字光源系统通过成特定角度设置的led数控光源阵列2，形成与图像表面左右两侧成一定夹角的入射光，入射光照射图像表面，形成漫射，漫射光线经过与扫描平面成固定角度的镜面光栅片32的反射后，光线再次形成对图像表面的照明，这个照明光线形成与图像平面前面成一定夹角的照明效果。
50.本实用新型实施方式中，来自不同方向的照明光路，在图像表面会因为图像表面的凹凸立体而产生投影。投影与图像表面的其他信息会被采集成像系统记录下来，从而形成图像表面的纹理质感的三维信息。
51.本实用新型的工作原理如下：
52.本实用新型可用作图像扫描系统的照明光源部分，所述遮光装置1为定制角度造型结构的多棱体，位于本实用新型整个结构的最上部，用于确保照明光线按照特定的角度聚集并照射到图像上，防止光线发散，本实用新型设置有多个led数控光源阵列2，所述led数控光源阵列2分别设置在遮光装置1的左右两侧，用于提供多个角度的光照，结构化光栅装置3，所述结构化光栅装置3采用插入式结构与遮光装置1连接，用于限定入射光到照明物之间的光线角度，同时避免漫射光线对物体的二次照射，保持采集信号的清晰，使用时，来自不同角度的照明光路，会因为图像表面的凹凸立体产生投影，投影与图像表面的其他信息能够被采集成像系统记录下来，采集的图像三维信息时能够避免图像三维扫描时表面反光的问题，获取的图像信息质量高。
53.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。