[发明专利]高速结构光三维成像系统

权利要求书

1.一种高速结构光三维成像系统，包括：

高速结构光发生装置，用于产生结构光图案，并作为光源投影到目标物体；所述高速结构光发生装置包括：光纤光信号调制系统，用于对光信号进行调制；

光采集装置，用于对承载所述目标物体三维信息的反射和/或散射脉冲光信号进行采集；

图像重构装置，用于对所述光采集装置采集到的信息进行图像重构；

其中，所述光采集装置包括：光调整部件，根据光的传播角度和位置，对所述目标物体反射和/或散射光信号进行调整，以使反射和/或散射光信号中的频域映射到时域的信息能够被检测到。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述光纤光信号调制系统包括：

脉冲光信号发生装置，用于产生脉冲光信号；

时域色散器件，用于将所述脉冲光信号的频谱在时域上展开。

3.根据权利要求2所述的系统，所述光纤光信号调制系统还包括：码形发生器，光调制器，

所述码形发生器用于生成码形；

所述光调制器用于将所述码形调制到经过所述时域色散器件处理后的脉冲光信号上。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述码形包括二值码或灰度码中的至少一种或多种。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述高速结构光发生装置包括：空间光投影系统，所述空间光投影系统包括：

空间色散装置，用于将所述光纤光信号调制系统处理后的光信号在空间中进行色散，并照射所述目标物体。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述光纤光信号调制系统还包括：

偏振调整器件，所述偏振调整器件用于对所述脉冲光信号进行偏振调整；

所述空间色散装置用于将偏振调整后的脉冲光信号的光谱进行色散。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述空间色散装置进一步将所述光纤光信号调制系统处理后的光信号在空间中色散成线阵或面阵，并照射所述目标物体。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述空间光投影系统包括：投影装置，用于将经过所述光纤光信号调制系统调制的光信号进行投影；

所述空间色散装置将所述投影后的光信号在空间中进行色散，并照射所述目标物体。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述空间色散装置为光栅，

所述光栅包括第一光栅和第二光栅，所述第一光栅和第二光栅具有相同线数。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，

所述第一光栅和所述第二光栅平行放置，并具有相同的固定倾角。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述固定倾角由散射光栅的衍射主极大角度决定。

12.根据权利要求6所述的系统，其中，所述高速结构光发生装置还包括：

光束控制装置，所述光束控制装置将在空间中进行色散后的脉冲光信号根据所述目标物体的大小进行调整，并照射到所述目标物体。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光调整部件为空间光强掩模,所述空间光强掩膜在空间上的透射率按一定规律分布，所述空间光强掩膜对所述目标物体反射和/或散射光信号进行调整，以使所述目标物体的不同位置反射和/或散射出的光信号被附加各不相同的光强度。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述光采集装置还包括：光电探测器，

所述光电探测器对经所述空间光强掩模调整后的光信号进行探测，根据该探测结果中光信号的强度，确定所述光信号来自于的所述目标物体的空间位置。