一种光栅片、结构光三维重建的投影装置和测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光栅片、结构光三维重建的投影装置和测量装置，其中，光栅片包括：基板本体；基板本体包括与第一方向平行的一边，与第二方向平行的另一边，第一方向与第二方向垂直；沿第一方向基板本体设置有多个条纹，多个条纹的宽度沿第一方向依次增加，相邻条纹之间的间隔的宽度沿第一方向依次增加，多个条纹用于光线透过，相邻条纹之间的间隔用于阻挡光线透过，将投影装置倾斜放置时，经过结构光三维重建的投影装置可投影出等间距等周期的正弦相移条纹，提高了三维重建的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅片、结构光三维重建的投影装置和测量装置
本专利技术实施例涉及三维重建
，尤其涉及一种光栅片、结构光三维重建的投影装置和测量装置。
技术介绍
相位测量轮廓术(PhaseMeasurementProfilometry)也叫相移法(PhaseShiftingMethod)，其测量原理是通过投影仪将灰度值正弦变化的光栅条纹投射到测量物体表面，采集相机获取受该物体形貌调制后的变形条纹的相位分布，该相位信息对应测量物体的高度信息，获取该点的相位值，就可获取对应的高度信息，进一步获取物体的三维形貌。相移法用相位来表示测量点的空间位置，并且相位是连续的，在同一个方向上和同一周期内每个空间点的相位值是唯一的，原则上某一点的相位值不受相邻点光强的影响，可以避免物体表面反射率不一致所引起的误差。与莫尔轮廓术、傅里叶变换轮廓术等方法相比，相移法测量精度相对较高，广泛应用于锡膏厚度检测、产品质量检测等领域。现有技术中，结构光三维重建中传统测量方法只是将光栅投影装置倾斜放置，采集相机正对投影光栅条纹拍摄，此结构所投光栅条纹时，由于投影镜头景深以及投影画幅近大远小的限制，实际投影出的光栅条纹左右是不等间距的，且整个画幅清晰度不一样，增加了三维重建时的相移误差和累计误差，从而降低了测量时的重复精度。
技术实现思路
本专利技术提供一种光栅片、结构光三维重建的投影装置和测量装置，以实现将投影装置倾斜放置时，投影装置可以投影出等间距等周期的条纹，提高了三维重建的精度。为实现上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种光栅片，包括：基板本体；所述基板本体包括与第一方向平行的一边，与第二方向平行的另一边，所述第一方向与所述第二方向垂直；沿所述第一方向所述基板本体设置有多个条纹，多个所述条纹的宽度沿所述第一方向依次增加，相邻条纹之间的间隔的宽度沿所述第一方向依次增加，多个所述条纹用于光线透过，相邻条纹之间的间隔用于阻挡光线透过。根据本专利技术的一个实施例，沿所述第一方向，多个所述条纹透过的光斑的轮廓为波浪形状。根据本专利技术的一个实施例，每个所述条纹为矩形条纹。根据本专利技术的一个实施例，每个所述条纹包括多个菱形图案，多个所述菱形图案沿所述第二方向逐个相接排列形成所述条纹，其中，每个所述菱形图案的短轴与所述第二方向平行，每个所述棱形图案的长轴与所述第一方向平行。根据本专利技术的一个实施例，每个所述条纹包括多个椭圆形图案，多个所述椭圆形图案沿所述第二方向逐个相接排列形成所述条纹，其中，每个所述椭圆形图案的短轴与所述第二方向平行，每个所述椭圆形图案的长轴与所述第一方向平行。为实现上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种结构光三维重建的投影装置，包括如前所述的光栅片，还包括：光源，用于出射投影光束；准直透镜，位于所述投影光束所在的光路上，用于准直所述投影光束，形成准直投影光束；匀光透镜，位于所述准直投影光束所在的光路上，用于均匀化所述准直投影光束，形成均匀投影光束；所述光栅片位于所述均匀投影光束所在的光路上，用于将所述均匀投影光束形成波浪形状条纹；投影镜头，位于所述波浪形状条纹所在的光路上，所述投影镜头用于将所述波浪形状条纹投影出等间距等周期的正弦相移条纹。根据本专利技术的一个实施例，所述结构光三维重建的投影装置还包括：压电陶瓷促动器，位于所述光栅片的一侧，用于促动所述光栅片沿第一方向以周期的预设倍数移动，其中，所述正弦相移条纹中一个黑条纹与一个白条纹沿所述第一方向的宽度之和为一个周期。根据本专利技术的一个实施例，所述投影镜头的物平面、像平面和所述投影镜头所述在的平面相交于一条直线，其中，所述光栅片位于所述投影镜头的物平面上，承载被测物的平面位于所述像平面上。为实现上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种结构光三维重建的测量装置，包括至少一个如前所述的结构光三维重建的投影装置；至少一个所述结构光三维重建的投影装置位于被测物的斜上方；还包括：采集相机，所述采集相机位于所述被测物的正上方；其中，所述结构光三维重建的投影装置向所述被测物投射等间距等周期的正弦相移条纹，所述正弦相移条纹被所述被测物反射形成携带所述被测物表面轮廓信息的光束，所述采集相机用于采集所述携带所述被测物表面轮廓信息的光束，并根据所述携带所述被测物表面轮廓信息的光束还原被测物表面轮廓信息。根据本专利技术的一个实施例，一种结构光三维重建的测量装置包括多个如前所述的结构光三维重建的投影装置，多个所述的结构光三维重建的投影装置以所述采集相机为中心点均匀对称分布。根据本专利技术实施例提出的光栅片、结构光三维重建的投影装置和测量装置，其中，光栅片包括：基板本体；基板本体包括与第一方向平行的一边，与第二方向平行的另一边，第一方向与第二方向垂直；沿第一方向基板本体设置有多个条纹，多个条纹的宽度沿第一方向依次增加，相邻条纹之间的间隔的宽度沿第一方向依次增加，多个条纹用于光线透过，相邻条纹之间的间隔用于阻挡光线透过，将投影装置倾斜放置时，经过结构光三维重建的投影装置可投影出等间距等周期的正弦相移条纹，提高了三维重建的精度。附图说明图1是本专利技术实施例提出的光栅片的结构示意图；图2是本专利技术实施例提出的光栅片的应用结构示意图；图3是本专利技术一个实施例提出的光栅片的结构示意图；图4是图3中B部分的放大示意图；图5是本专利技术另一个实施例提出的光栅片的结构示意图；图6是本专利技术实施例提出的结构光三维重建的投影装置的结构示意图；图7是本专利技术一个实施例提出的结构光三维重建的投影装置的结构示意图；图8是本专利技术另一个实施例提出的结构光三维重建的投影装置的结构示意图；图9是本专利技术实施例提出的结构光三维重建的测量装置的结构示意图；图10是本专利技术一个实施例提出的结构光三维重建的测量装置中四步相移的示意图；图11是本专利技术一个实施例提出的结构光三维重建的测量装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1是本专利技术实施例提出的光栅片的结构示意图。如图1所示，该光栅片，包括：基板本体1；基板本体1包括与第一方向平行的一边11，与第二方向平行的另一边12，第一方向与第二方向垂直；沿第一方向基板本体1设置有多个条纹13，多个条纹13的宽度沿第一方向依次增加，相邻条纹之间的间隔的宽度沿第一方向依次增加，多个条纹13用于光线透过，相邻条纹之间的间隔用于阻挡光线透过。图1中仅为光栅片1的示意图，并不代表真实的光栅片1，真实的光栅片1的条纹13会很多很密集。仅以图1来示意，在图1中可以看出，多个条纹13为白色，相邻条纹之间的间隔为黑色，白色条纹用于光线透过，黑色间隔用于阻挡光线透过，沿第一方向白色条纹13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光栅片，其特征在于，包括：基板本体；/n所述基板本体包括与第一方向平行的一边，与第二方向平行的另一边，所述第一方向与所述第二方向垂直；沿所述第一方向所述基板本体设置有多个条纹，多个所述条纹的宽度沿所述第一方向依次增加，相邻条纹之间的间隔的宽度沿所述第一方向依次增加，多个所述条纹用于光线透过，相邻条纹之间的间隔用于阻挡光线透过。/n

【技术特征摘要】
1.一种光栅片，其特征在于，包括：基板本体；
所述基板本体包括与第一方向平行的一边，与第二方向平行的另一边，所述第一方向与所述第二方向垂直；沿所述第一方向所述基板本体设置有多个条纹，多个所述条纹的宽度沿所述第一方向依次增加，相邻条纹之间的间隔的宽度沿所述第一方向依次增加，多个所述条纹用于光线透过，相邻条纹之间的间隔用于阻挡光线透过。


2.根据权利要求1所述的光栅片，其特征在于，沿所述第一方向，多个所述条纹透过的光斑的轮廓为波浪形状。


3.根据权利要求2所述的光栅片，其特征在于，每个所述条纹为矩形条纹。


4.根据权利要求2所述的光栅片，其特征在于，每个所述条纹包括多个菱形图案，多个所述菱形图案沿所述第二方向逐个相接排列形成所述条纹，其中，每个所述菱形图案的短轴与所述第二方向平行，每个所述棱形图案的长轴与所述第一方向平行。


5.根据权利要求2所述的光栅片，其特征在于，每个所述条纹包括多个椭圆形图案，多个所述椭圆形图案沿所述第二方向逐个相接排列形成所述条纹，其中，每个所述椭圆形图案的短轴与所述第二方向平行，每个所述椭圆形图案的长轴与所述第一方向平行。


6.一种结构光三维重建的投影装置，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的光栅片，还包括：
光源，用于出射投影光束；
准直透镜，位于所述投影光束所在的光路上，用于准直所述投影光束，形成准直投影光束；
匀光透镜，位于所述准直投影光束所在的光路上，用于均匀化所述准直投影光束，形成均匀投影光束；
所述光栅片位于所述均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金华，杭圣超，杨军超，朱江兵，岳龙，吴丽萍，徐殿维，
申请(专利权)人：博众精工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32