多光度扫描仪用光源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种光度扫描仪用光源装置，包括：发光单元；偏振单元；电机驱动单元，用于驱动偏振单元旋转；其中发光单元为点光源或者平行光源；当光源发出的边缘光线在扫描目标高度10mm起伏的物体边缘投影到评价面上的光斑直径占像素大小≤4pixls的条件下，需要对光源进行优化，选择小角度低发光面直径的设计以及低光束发散角度的平行光源，光源与椭圆形评价面的法线夹角α≤45

【技术实现步骤摘要】
多光度扫描仪用光源装置


[0001]本技术涉及光源
，具体而言涉及一种多光度扫描仪用光源装置。

技术介绍

[0002]现有的多光度的材质扫描仪系统，采用点光源朝向材质表面照射，通过多角度的相机进行连续扫描拍摄成像，再进行后期的图像处理。由于点光源发光面相对尺寸较大，点光源边缘光线在扫描目标高度10mm起伏的物体边缘投影到评价面上时，存在较大的弥散光斑区域，当该区域直径占像素大小＞4pixls时，干扰到图像信息的提取，影响后期利用三维重建算法对材质表面的重建效果。
[0003]例如，当点光源发出的光束照射到材质(例如三维模型、非平坦表面)时，希望照射到的点足够小，在CMOS成像面上占据的像素面积足够小，例如只占据一个像素点的大小，但是在使用点光源时很难做到，在实际扫描过程中，由于光源发散角的原因，在照射到材质表面时，例如对局部的起伏对象的边缘，会形成一个宽度对应的圆斑，而不是理想情况的足够小的一个点，但在图像重建算法中通常是可以允许一定的偏差量，例如图像处理算法允许2
‑
3个像素点的偏差，即横宽都是2
‑
3个像素点的偏差允许值，因此光源本身的设计就较为重要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，根据本技术目的的第一方面，提出一种光度扫描仪用光源装置，包括：
[0005]发光单元，被设置用于被驱动而发射光束；
[0006]偏振单元，设置在所述发光单元的前端位置，并位于光束出射侧；
[0007]电机驱动单元，用于驱动所述偏振单元旋转；
[0008]其中，所述发光单元为点光源或者平行光源；
[0009]当所述发光单元为点光源时，所述点光源发出的边缘光线在扫描目标高度10mm起伏的物体边缘投影到评价面上的光斑直径占像素大小≤4pixls的条件下，单像素尺寸为0.08mm；则，所述点光源满足：发光面直径r≤5.4mm，点光源与椭圆形评价面的法线夹角α≤45
°
，点光源工作距离WD≥400mm；
[0010]当所述发光单元为平行光源时，所述平行光源发出的边缘光线在扫描目标高度10mm起伏的物体边缘投影到评价面上的光斑直径占像素大小≤4pixls的条件下，单像素尺寸为0.08mm；则，所述平行光源满足：平行光源光束发散角度≤0.97
°
，发光面圆直径d≥208.4mm，平行光源工作距离WD≥400mm，平行光源与椭圆形评价面的法线夹角α≤45
°
。
[0011]作为可选的实施方式，所述发光单元为点光源，其光束发射方向设置有二次光学单元，设置位于发光单元与偏振单元之间，用于对点光源发射的光束进行准直，所述偏振单元设置在二次光学单元的光束出射侧。
[0012]作为可选的实施方式，所述光源装置还包括散热单元，安装固定于所述发光单元
的后端，用于对所述发光单元进行散热。
[0013]作为可选的实施方式，所述二次光学单元面型特征为凸透镜、TIR透镜、TIR
‑
Fresnel透镜以及自由曲面透镜中的一种。
[0014]作为可选的实施方式，所述二次光学单元被设置为单透镜或透镜组。
[0015]作为可选的实施方式，所述点光源为cob点光源或者LED chip点光源，点光源的光谱段为白光光谱、多光谱或者高光谱。
[0016]作为可选的实施方式，所述发光单元为平行光源，在其光束出射方向设置有准直透镜阵列。
[0017]由以上本技术的技术方案，本技术提出的多光度扫描仪用光源装置，通过使用小角度点光源或者平行光源的设计，可改善发光面经物体边缘投影在评价面上的弥散光斑尺寸，使得弥散后的光斑尺寸尽可能缩小，获取更佳质量的图片，提升材质的扫描精度，同时还提升光照均匀性与效率，解决传统光源在正交偏振消光时的偏振漏光问题，改善使用一般大角度点光源造成四个角位置有偏振漏光的问题，在CMOS传感器的感光面上的角度阴影变小。
[0018]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的技术主题的一部分。
[0019]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0020]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本技术的各个方面的实施例，其中：
[0021]图1是本技术实施例的多光度扫描仪用光源装置的示意图。
[0022]图2是本技术另一实施例的多光度扫描仪用光源装置的示意图。
[0023]图3是本技术实施例的光源装置使用点光源的投影示意图。
[0024]图4是本技术实施例的光源装置使用平行光源的投影示意图。
[0025]图5a、5b是本技术实施例的光源装置使用TIR
‑
Fresnel二次光学单元的结构示意图。
[0026]图6是本技术实施例的光源装置使用TIR
‑
Fresnel二次光学单元的面型特征示意图。
[0027]图7是本技术实施例的光源装置的发光单元优化选型模型示意图。
具体实施方式
[0028]为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0029]在本公开中参照附图来描述本技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构
思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0030]结合图1所示示例性的表示了本技术的多光度扫描仪用光源装置的结构，其包括发光单元1、偏振单元3、散热单元4、电机驱动单元5以及传动组件6。
[0031]发光单元1，可采用点光源或者平行光源，被设置用于被驱动而发射光束。
[0032]偏振单元3，设置在发光单元1的前端位置，并位于光束出射侧。偏振单元3可采用圆偏振片或者线偏振片。
[0033]电机驱动单元5，用于通过传动组件6驱动偏振单元3旋转。电机驱动单元5尤其采用高精度的直流电机，安装到整个光源装置的支架10上，通过控制系统对其进行控制，实现高精度的稳定转动控制。
[0034]作为可选的示例，传动组件6可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光度扫描仪用光源装置，其特征在于，包括：发光单元(1)，被设置用于被驱动而发射光束；偏振单元(3)，设置在所述发光单元(1)的前端位置，并位于光束出射侧；电机驱动单元(5)，用于驱动所述偏振单元(3)旋转；其中，所述发光单元(1)为点光源或者平行光源；当所述发光单元(1)为点光源时，所述点光源发出的边缘光线在扫描目标高度10mm起伏的物体边缘投影到评价面上的光斑直径占像素大小≤4pixls的条件下，单像素尺寸为0.08mm；则，所述点光源满足：发光面直径r≤5.4mm，点光源与椭圆形评价面的法线夹角α≤45
°
，点光源工作距离WD≥400mm；当所述发光单元(1)为平行光源时，所述平行光源发出的边缘光线在扫描目标高度10mm起伏的物体边缘投影到评价面上的光斑直径占像素大小≤4pixls的条件下，单像素尺寸为0.08mm；则，所述平行光源满足：平行光源光束发散角度≤0.97
°
，发光面圆直径d≥208.4mm，平行光源工作距离WD≥400mm，平行光源与椭圆形评价面的法线夹角α≤45
°
。2.根据权利要求1所述的多光度扫描仪用光源装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱，管陈明，张杰昊，韩旭，
申请(专利权)人：上海星宙之形科技有限公司，
类型：新型
国别省市：