CN106990661A - 一种用于三维扫描的dlp投影*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于三维扫描的DLP投影***，包括：沿光路顺次设置的第一光源、第二光源、第三光源、第一准直透镜组、第二准直透镜组、第三准直透镜组、第一分光镜、第二分光镜、匀光与转折装置、照明光学***、DMD光调制器和投影成像***,所述第一光源所发出的光束经过所述第一准直透镜组、第一分光镜和第二分光镜后转变为平行光束；所述第二光源所发出的光束经过所述第二准直透镜组、第一分光镜和第二分光镜后转变为平行光束；所述第三光源所发出的光束经过所述第二准直透镜组，第二分光镜后转变为平行光束；与现有技术相比，本发明具有输出光通量高、对比度高、扫描精度高、体积小以及使用寿命长等特点。

Description

一种用于三维扫描的DLP投影***
技术领域
本发明涉及三维扫描设备领域，特别是一种用于三维扫描的DLP投影***。
背景技术
三维扫描是用于对物体空间外形结构和色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标的一种技术。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点，而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。用三维扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口，在CAD***中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。
三维扫描设备可以分为三坐标测量机，铣削测量机，照相式扫描仪，激光扫描仪等。其中，三维激光扫描仪因为其精度高，对环境要求低，非接触等特点，近年来发展速度迅猛。三维激光扫描仪的核心部分是DLP投影***，而DMD光调制器是DLP投影***中关键部件之一，DMD是由美国德州仪器(TI)独家掌握并开发的数字图像芯片，它整合了微机电结构电路单元，利用COMS、SRAM记忆单元所制成。当DMD正常工作的时候，光通过光学部件照射到DMD上，DMD表面布满的体积微小可电路控制转动的镜片便会通过转动来反射光线，再配合照明光学***和投影光学***便能投射出由三原色（RGB）构成的画面。该技术比使用液晶技术的投影***在光强、视频影像显示及对比度方面都显示出很大的优越性。
目前市面上的三维激光扫描仪的投影***大都是利用商用投影机改装的。它的输出光通量低、对比度低、扫描精度低、体积大，而且其光学件与结构件材质大都为塑料，导致使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于三维扫描的DLP投影***，解决现有投影***输出光通量低、对比度低、扫描精度低、体积大、寿命短等问题。
本发明提供了一种用于三维扫描的DLP投影***，包括：沿光路顺次设置的第一光源、第二光源、第三光源、第一准直透镜组、第二准直透镜组、第三准直透镜组、第一分光镜、第二分光镜、匀光与转折装置、照明光学***、DMD光调制器和投影成像***；其中，
所述第一光源所发出的光束经过所述第一准直透镜组、第一分光镜和第二分光镜后转变为平行光束；
所述第二光源所发出的光束经过所述第二准直透镜组、第一分光镜和第二分光镜后转变为平行光束；
所述第三光源所发出的光束经过所述第二准直透镜组，第二分光镜后转变为平行光束；
所述匀光与转折装置对所述平行光束进行汇聚和转折之后的光束到达所述照明光学***，所述照明光学***对所述匀光与转折装置汇聚和转折后的光束再进行汇聚和转折；汇聚和转折后的光束均匀的照射在所述DMD光调制器上；由所述投影成像***把所述DMD光调制器上显示的图案投射在待扫描物体上。
优选地，所述第一光源为蓝光LED。
优选地，所述第二光源为绿光LED。
优选地，所述第三光源为红光LED。
优选地，所述匀光与转折装置包括微透镜阵列和反光镜。
优选地，所述照明光学***包括中继透镜和RTIR棱镜。
优选地，所述DMD光调制器为空间微反射镜阵列。
优选地，所述投影成像***包含若干个光学透镜。
与现有技术相比，本发明具有输出光通量高、对比度高、扫描精度高、体积小以及使用寿命长等特点。
附图说明
图1为本发明的示意图。
附图标记说明：1-第一光源，2-第二光源，3-第三光源，4-第一准直透镜组，5-第二准直透镜组，6-第三准直透镜组，7-第一分光镜，8-第二分光镜，9-微透镜阵列，10-反光镜，11-中继透镜，12-RTIR棱镜，13-DMD光调制器，14-投影成像***。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例：一种用于三维扫描的DLP投影***，包括：沿光路顺次设置的第一光源1、第二光源2、第三光源3、第一准直透镜组4、第二准直透镜组5、第三准直透镜组6、第一分光镜7、第二分光镜8、匀光与转折装置、照明光学***、DMD光调制器13和投影成像***14；其中，
所述第一光源1为蓝色LED,蓝色LED发出的光束中心波长为459纳米（nm），发光功率为8.2-15瓦特（w）,经过第一准直透镜组4、第一分光镜7和第二分光镜8后，蓝光发散光束转变为蓝光平行光束；
所述第二光源2为绿色LED，绿光LED发出的光束中心波长为520纳米（nm），光通量为3150-4500流明（lm），经过第二准直透镜组5、第一分光镜7和第二分光镜8后，绿光色发散光束转变为绿光平行光束；
所述第三光源3为红光LED，红光LED所发出的光束中心波长为617纳米（nm），光通量为1120-1800流明（lm），经过第二准直透镜组5，第二分光镜8后，红光色发散光束转变为红光平行光束。
所述匀光与转折装置对所述平行光束进行汇聚和转折之后的光束到达所述照明光学***，所述匀光与转折装置包括微透镜阵列9和反光镜10，微透镜阵列9是将平行光束进行汇聚；经过微透镜阵列9汇聚之后的光束到达反光镜10，反光镜10对微透镜阵列9汇聚之后的光束进行转折；
经过反光镜10转折后的光束到达照明光学***，所述照明光学***包括中继透镜11和RTIR棱镜12，中继透镜11对反光镜10转折后的光束进行汇聚； 经过中继透镜11汇聚后的光束到达RTIR棱镜12，RTIR棱镜12对中继透镜11汇聚后的光束进行转折；经过RTIR棱镜12转折后的光束均匀的照射在DMD光调制器13上,所述DMD光调制器13为空间微反射镜阵列,最后，由投影成像***14把DMD光调制器13上照射出的图案投射在待扫描物体上,投影成像***14包含若干个光学透镜，其作用是把DMD光调制器13上的图形按照一定的放大倍数投射在待扫描物体上。
本DLP投影***的输出光通量大于400流明（lm），对比度大于1000:1，三维扫描精度为0.02mm（毫米），尺寸为180mm*80mm*50mm（毫米），使用寿命大于50000小时。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：包括：沿光路顺次设置的第一光源（1）、第二光源（2）、第三光源（3）、第一准直透镜组（4）、第二准直透镜组（5）、第三准直透镜组（6）、第一分光镜（7）、第二分光镜（8）、匀光与转折装置、照明光学***、DMD光调制器（13）和投影成像***（14）；其中，
所述第一光源（1）所发出的光束经过所述第一准直透镜组（4）、第一分光镜（7）和第二分光镜（8）后转变为平行光束；
所述第二光源（2）所发出的光束经过所述第二准直透镜组（5）、第一分光镜（7）和第二分光镜（8）后转变为平行光束；
所述第三光源（3）所发出的光束经过所述第二准直透镜组（5），第二分光镜（8）后转变为平行光束；
所述匀光与转折装置对所述平行光束进行汇聚和转折之后的光束到达所述照明光学***;所述照明光学***对所述匀光与转折装置汇聚和转折后的光束再进行汇聚和转折；汇聚和转折后的光束均匀的照射在所述DMD光调制器（13）上；由所述投影成像***（14）把所述DMD光调制器（13）上显示的图案投射在待扫描物体上。
2.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述第一光源（1）为蓝光LED。
3.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述第二光源（2）为绿光LED。
4.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述第三光源（3）为红光LED。
5.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述匀光与转折装置包括微透镜阵列（9）和反光镜（10）。
6.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述照明光学***包括中继透镜（11）和RTIR棱镜（12）。
7.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述DMD光调制器（13）为空间微反射镜阵列。
8.根据权利要求1所述的用于三维扫描的DLP投影***，其特征在于：所述投影成像***（14）包含若干个光学透镜。
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