[实用新型]一种采用调制激光扫描技术的空间编码光栅发生器

说明书

本实用新型提供的一种采用调制激光扫描技术的空间编码光栅发生器，包括电机、可调制激光准直光源和安装有反射镜和柱面镜的旋转框，电机带动旋转框恒速转动，可调制激光准直光源发射的激光束自旋转框的光入口进入照射在柱面镜上，柱面镜和反射镜能够将轴对称圆形光束扩展为扇形面光束，并将光轴方向扭转90度自出光口射出，形成垂直光带，电机以高转速保证摄像机可以拍到稳定的光栅图案，由于采用激光束作为光源，提高了成像的清晰度，同时采用电机旋转带动反射镜转动，能够实现360°旋转，大大提高了光栅宽幅。该空间编码光栅发生器结构简单，降低了空间编码光栅发生器的制作成本。

技术领域

本实用新型涉及3D扫描领域，具体为一种采用调制激光扫描技术的空间编码光栅发生器。

背景技术

在3D扫描领域采用结构光栅投影，配合摄像头，拍摄被结构光照明的物体，解析出物体的三维形态，目前是普遍采用的技术方案。与单线或单点结构光相比，所需拍摄的图像数量少，后处理难度也不大因而获得广泛应用。

结构光栅的产生有许多不同方法。早期采用机械光栅，用金属薄片或玻璃干板制作一套n片不同空间频率和相位的光栅片，用光学放映系统，机电控制切换光栅片。后来多用电子光栅，即用液晶光阀以电信号控制透光区域，实现光栅图案的变换。近来由于LED光源的进步，微型投影仪的普及，用微型投影仪当做光栅发生器使用,只需用PPT软件事先做好一套图案，使用时投射在测量区域即可。有的3D扫描商品就是用微型投影仪充做光栅发生器。

较新的技术是用微震镜技术实现光栅投射，面积很小的一片微型反光镜片在电信号的驱动下高速震动，将入射的经过柱面镜扩展的激光束在一定的空间角度内往复扫描，同时同步控制光源亮度，实现结构光栅的透射。

类似微型投影仪的方法有焦深的限制，在一定的距离内光栅投影是清晰的，其他距离由于离焦而模糊。投影镜头的几何畸变也会对精度有不良影响。

微震镜方法仪器的体积小，功耗低，但是震镜工作角度小，不能输出宽幅光栅，镜片面积小，限制了透射距离和功率。而且以上两种技术的共同不利是成本较高，目前均在1000元以上，不利于推广。

实用新型内容

针对现有技术中光栅发生器因变焦后导致成像不清楚，以及不能输出宽幅光栅的问题，本实用新型提供一种采用调制激光扫描技术的空间编码光栅发生器，解决了现有光栅发生器成像不清楚的问题，以及输出光栅宽幅小的问题，并且结构简单，成本低廉。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种采用调制激光扫描技术的空间编码光栅发生器，其特征在于，包括电机、反射镜、旋转框、柱面镜和可调制激光准直光源；

所述旋转框的侧壁上设置有出光口，顶部设置有进光口，反射镜设置在旋转框中，旋转框安装在电机的输出轴上，可调制激光准直光源位于旋转框的顶部，柱面镜设置在可调制激光准直光源的照射路径上；

可调制激光准直光源发射的激光束经柱面镜垂直扩展后，照射至反射镜，经反射后自出光口射出并形成光带。

优选的，所述旋转框的侧壁上设置有反射镜安装孔，反射镜配装在反射镜安装孔中，柱面镜设置在旋转框上，并位于反射镜的顶部，入射光穿过柱面镜照射在反射镜上。

优选的，所述旋转框的底部设置有用于和电机输出轴连接的安装孔，安装孔与进光口同轴设置。

优选的，所述反射镜的反射光路上还设置有零度传感器，零度传感器用于确定光栅投射的起始位置。

优选的，所述零度传感器和可调制激光准直光源分别与控制器连接，控制器根据零度传感器的反馈信号，控制可调制激光准直光源的开闭。

优选的，所述可调制激光准直光源通过激光器架安装在旋转框的顶部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：