[发明专利]基于DMD扫描和积分相移测距的深度图像获取装置及方法

摘要

本发明提供基于DMD扫描和积分相移测距的深度图像获取装置及方法，该装置包括光源模块、光学扫描模块、光电转换与信号处理模块和控制模块；该方法是光源经高速正弦波调制后作用于DMD，并由DMD实现对被测物体的逐个像素扫描，被测物体对应像素的微弱散射光被光电转换与信号处理模块接收，采用单光子计数技术，使用四个计数器分别对正弦波调制光每四分之一周期内的光子总数进行累计计数，根据积分相位测距原理，得到正弦波调制光的相位差，从而获得被测物体深度图像的一个像素值，在获得全部像素的像素值后，组合生成被测物体的深度图像。本发明像素多、精度高、结构简单、测量速度快、便于小型化，为高像素深度图像获取提供了技术保障。

主权项

基于DMD扫描和积分相移测距的深度图像获取装置，其特征在于：包括光源模块(100)、光学扫描模块(200)、光电转换与信号处理模块(300)和控制模块(400)；所述光源模块(100)，包括依次连接的振荡器(101)、分频器(102)、调制波形发生器(103)和光源(104)；所述光学扫描模块(200)包括依次设置在光源输出光路上的匀光棒(201)、第一聚焦透镜(202A)和DMD(204)、依次设置在DMD(204)反射光路上的半反半透镜(203)和投影组合透镜(205)以及依次设置在半反半透镜(203)反射光路上的第二聚焦透镜(202B)、帯通滤光片(206)和光阑(207)，所述DMD(204)将匀光棒(201)的输出光通过半反半透镜(203)和投影组合透镜(205)投影到被测物体(11)上；被测物体(11)的散射光通过投影组合透镜(205)和半反半透镜(203)依次作用于第二聚焦透镜(202B)、帯通滤光片(206)和光阑(207)；所述光电转换与信号处理模块(300)包括单光子探测模块(301)、积分选通模块(302)、电脉冲信号计数模块(303)和深度图像像素值计算模块(304)，所述单光子探测模块(301)的输入端连接光阑(207)的出射端，所述单光子探测模块(301)的输出端通过积分选通模块(302)连接电脉冲信号计数模块(303)的输入端，所述电脉冲信号计数模块(303)的输出端连接深度图像像素值计算模块(304)的输入端，所述积分选通模块(302)的输入端连接振荡器(102)的输出端；所述控制模块(400)包括控制器(401)、显示模块(402)和存储模块(403)，所述控制器(401)的输入端连接深度图像像素值计算模块(304)的输出端，所述控制器(401)的输出端连接显示模块(402)、存储模块(403)、积分选通模块(302)和电脉冲信号计数模块(303)的输入端，所述控制器(401)与DMD(204)交互式信号连接。