一种三维成像系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种三维成像系统，包括光源模块；空间光调制模块和分束模块，分束模块用于将光源模块提供的平行光反射至空间光调制模块中，空间光调制模块用于对平行光波前进行相位调制并输出至分束模块中；扩束模块和成像模块，分束模块用于将完成调制的平行光透射至扩束模块中扩束并照向待成像物体，使物体表面反射的光波经分束模块进入成像模块中成像；处理模块。与现有技术相比，本实用新型专利技术通过空间光调制模块对平行光波前进行相位调制并输出至分束模块中，通过分束模块将物体表面反射的光波反射至成像模块中成像，进一步实现物体不同部位的成像，使成像更快捷，效果更佳，且生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种三维成像系统
本技术涉及三维成像
，具体而言，涉及一种三维成像系统。
技术介绍
随着计算机技术、信息技术的快速发展，很多场合下获取物体表面的二维图像已经不能满足应用需求，物体表面三维形貌的成像与测量越来越重要。例如逆向工程、医学成像、工业检测以及立体显示等。但现有技术中的三维成像系统存在缺陷，例如：一种现有技术中，公开了一种基于相位测量的物体三维形貌测量系统，由DLP投影机、CCD摄像机、图像采集卡、计算机构成，待测物体放置时其·法线与DLP投影机成45°角，同时其法线与CCD摄像机成0°角。通过该系统的数字相移光栅，最终可以获得物体的三维形貌。一种现有技术中，公开了一种便携式光栅投影三维面形测量装置，包括：触摸屏、摄像器、嵌入式平台、亚克力支架及投影仪；触摸屏、摄像器、嵌入式平台及投影仪设于亚克力支架上；触摸屏、摄像器及投影仪与嵌入式平台连接；嵌入式平台包括设置光栅调制频率和相位的参数设置模块及用于生成光栅条纹图像的数字光栅投影模块。这两个技术中的装置都是采用基于数字光栅投影条纹的方法，需要投射一系列条纹到物体表面，成像速度慢，对动态变化物体效果差，且成本高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种三维成像系统，具体技术方案如下所示：一种三维成像系统，包括：光源模块，用于提供平行光；空间光调制模块和分束模块，所述分束模块用于将所述平行光反射进入所述空间光调制模块中，所述空间光调制模块用于对所述平行光的波前进行相位调制并输出至所述分束模块中；扩束模块和成像模块，所述分束模块还用于将完成相位调制的所述平行光透射进入所述扩束模块中进行扩束并照向待成像物体，使待成像物体表面反射的光波经过所述分束模块进入所述成像模块中进行成像；位移台，用于承载待成像物体；处理模块，用于接收所述成像模块传递的图像。在一个具体的实施例中，所述光源模块、所述空间光调制模块、所述扩束模块和所述成像模块共光轴布置。在一个具体的实施例中，所述分束模块包括第一分束器和第二分束器，所述第一分束器对接所述平行光，用于将所述平行光反射进入所述空间光调制模块中并透射进入所述第二分束器中；所述第二分束器用于将所述平行光透射进入所述扩束模块中和将待成像物体表面反射的光波反射进入所述成像模块中进行成像。在一个具体的实施例中，所述光源模块位于所述第一分束器的入射光路，所述空间光调制模块位于所述第一分束器的反射光路，所述第二分束器位于所述第一分束器的透射光路，使所述平行光反射进入所述空间光调制模块中并透射进入所述第二分束器中；所述扩束模块位于所述第二分束器的透射光路，所述成像模块位于所述第二分束器的反射光路，使所述平行光透射进入所述扩束模块中和将待成像物体表面反射的光波反射进入所述成像模块中进行成像。在一个具体的实施例中，所述光源模块包括激光器、偏振器、空间滤波器和准直镜，所述激光器、所述偏振器、所述空间滤波器和所述准直镜依次共光轴布置；所述激光器用于提供光源，所述偏振器对接所述激光器，使所述激光器出射激光的偏振方向与所述空间光调制模块的长轴方向相同；所述空间滤波器对接所述偏振器，用于对所述激光器提供的所述光源进行噪声过滤；所述准直镜对接所述空间滤波器，用于将完成噪声过滤的所述光源准直为所述平行光。在一个具体的实施例中，所述空间滤波器包括显微物镜和针孔，所述准直镜的前焦点位于所述针孔处，所述针孔位于所述显微物镜的后焦点处；所述显微物镜用于将所述激光器提供的所述光源汇聚到所述针孔中，所述针孔用于过滤所述光源的杂散光。在一个具体的实施例中，所述空间光调制模块包括多个独立单元，多个所述独立单元在空间上呈一维或二维阵列排列；每个所述独立单元用于接收所述第一分束器反射的所述平行光，对所述平行光的波前进行相位调制并输出至所述分束模块中。在一个具体的实施例中，所述空间光调制模块包括反射式纯相位调制型。在一个具体的实施例中，所述扩束模块包括扩束器，所述扩束器用于扩大所述平行光的直径，使所述平行光覆盖待成像物体表面更大的区域。在一个具体的实施例中，所述扩束器的光学元件表面镀有增透膜，所述增透膜用于降低空气与所述光学元件的反射。本技术至少具有以下有益效果：根据本技术提供的一种三维成像系统，通过空间光调制模块对平行光的波前进行相位调制并输出至分束模块中，通过分束模块将完成相位调制的平行光透射进入扩束模块中进行扩束并照向待成像物体上，将待成像物体表面反射的光波反射进入成像模块中成像。进一步使三维成像更快捷简便，效果更佳。进一步实现物体不同部位的成像，且生产制造成本低。进一步提升用户的使用体验。进一步地，光源模块位于第一分束器的入射光路，空间光调制模块位于第一分束器的反射光路，第二分束器位于第一分束器的透射光路，使平行光反射进入空间光调制模块中并透射进入第二分束器中；扩束模块位于第二分束器的透射光路，成像模块位于第二分束器的反射光路，使平行光透射进入扩束模块中和将待成像物体表面反射的光波反射进入成像模块中进行成像。进一步使光源模块提供的平行光能够通过第一分束器准确地反射进入空间光调制模块中进行相位调制并能透射进入第二分束器中。进一步使透射进入第二分束器中完成相位调制的平行光能够通过扩束模块进行扩束并照向待成像物体的表面，使待成像物体表面反射的光波能够通过第二分束器反射进入成像模块中进行成像。进一步保证了三维成像系统的正常运行。进一步地，空间滤波器包括显微物镜和针孔，准直镜的前焦点位于针孔处，针孔位于显微物镜的后焦点处，进一步使激光器提供的光源能够通过显微物镜汇聚到针孔中，使针孔能过滤光源的杂散光，进一步改善成像模块中的图像，使图像边缘增强、线性增强以及更清晰等。进一步保证三维成像系统的正常运行，提升用户的使用体验。进一步地，空间光调制模块包括多个独立单元，多个独立单元在空间上呈一维或二维阵列排列，每个独立单元用于接收第一分束器反射的平行光，对平行光的波前进行相位调制并输出至分束模块中。进一步地，每个独立单元都能独立接收第一分束器反射的平行光，并根据平行光的光信号改变自身的光学性质(透过率、反射率和折射率等)，从而对平行光的波前进行相位调制，使平行光的波前产生叠加相位。进一步地，扩束器的光学元件表面镀有增透膜，使空气与光学元件的反射降到最低，减少反射光的强度。进一步提高成像模块中的图像的对比度和信噪比。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维成像系统，其特征在于，包括：/n光源模块，用于提供平行光；/n空间光调制模块和分束模块，所述分束模块用于将所述平行光反射进入所述空间光调制模块中，所述空间光调制模块用于对所述平行光的波前进行相位调制并输出至所述分束模块中；/n扩束模块和成像模块，所述分束模块还用于将完成相位调制的所述平行光透射进入所述扩束模块中进行扩束并照向待成像物体，使待成像物体表面反射的光波经过所述分束模块进入所述成像模块中进行成像；/n位移台，用于承载待成像物体；/n处理模块，用于接收所述成像模块传递的图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维成像系统，其特征在于，包括：
光源模块，用于提供平行光；
空间光调制模块和分束模块，所述分束模块用于将所述平行光反射进入所述空间光调制模块中，所述空间光调制模块用于对所述平行光的波前进行相位调制并输出至所述分束模块中；
扩束模块和成像模块，所述分束模块还用于将完成相位调制的所述平行光透射进入所述扩束模块中进行扩束并照向待成像物体，使待成像物体表面反射的光波经过所述分束模块进入所述成像模块中进行成像；
位移台，用于承载待成像物体；
处理模块，用于接收所述成像模块传递的图像。


2.根据权利要求1所述的三维成像系统，其特征在于：
所述光源模块、所述空间光调制模块、所述扩束模块和所述成像模块共光轴布置。


3.根据权利要求1所述的三维成像系统，其特征在于：
所述分束模块包括第一分束器和第二分束器，所述第一分束器对接所述平行光，用于将所述平行光反射进入所述空间光调制模块中并透射进入所述第二分束器中；
所述第二分束器用于将所述平行光透射进入所述扩束模块中和将待成像物体表面反射的光波反射进入所述成像模块中进行成像。


4.根据权利要求3所述的三维成像系统，其特征在于：
所述光源模块位于所述第一分束器的入射光路，所述空间光调制模块位于所述第一分束器的反射光路，所述第二分束器位于所述第一分束器的透射光路，使所述平行光反射进入所述空间光调制模块中并透射进入所述第二分束器中；
所述扩束模块位于所述第二分束器的透射光路，所述成像模块位于所述第二分束器的反射光路，使所述平行光透射进入所述扩束模块中和将待成像物体表面反射的光波反射进入所述成像模块中进行成像。

【专利技术属性】
技术研发人员：周志盛，董玉明，焦国华，韩军，罗阿郁，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44