[发明专利]一种结构光投影用矩形光栅元件

摘要

一种结构光投影用矩形光栅元件，是采用掩模的方法在矩形玻璃片上刻出两组符合一种特定二进制编码规则的条纹图，包括一组变周期条纹图和一组等周期条纹图。变周期条纹图中任一幅条纹图的周期为前一幅的一半，形成的二进制码相邻的码词之间只有一位不同；等周期条纹图的周期为变周期条纹图中最小周期的一半或四分之一，各条纹图依次比前一幅向左偏移四分之一周期。每幅条纹图的大小相同，整齐排列于矩形玻璃片上，条纹方向相互平行，并与矩形玻璃片长边方向平行(或垂直)，使条纹对齐精度和平行度得到充分保证，从而可以极大地提高结构光投影的质量，保证了光学三维测量的精度和稳定性，具有重要的工程实用价值和显著的经济效益。

主权项

一种结构光投影用矩形光栅元件，其特征在于：采用掩模的方法在膨胀率极小的矩形玻璃片(1)上刻出两组符合一种特定二进制编码规则的条纹图，包括一组变周期条纹图(2)和一组等周期条纹图(3)，每幅条纹图的大小相同，整齐排列于矩形玻璃片(1)上，所有条纹方向相互平行，并与矩形玻璃片(1)的长边方向平行(或垂直)，变周期条纹图(2)中从第2幅条纹图开始，其周期依次比前一幅条纹图减小一半，若以黑、白条纹分别表示逻辑值0、1，则n幅条纹图形成一种n比特的二进制编码，包含2n个码词，相邻的码词之间只有一位不同，其中第一幅条纹图的编码值为00...0011...11或11...1100...00，第二幅条纹图的编码值为00...001111...111100...00或11...110000...000011...11，依此类推，倒数第二幅条纹图的编码值为0011110000...000111100或1100001111...1111000011，最后一幅条纹图的编码值为01100...00110或10011...11001，各条纹图可采用完全编码形式，也可采用不完全编码形式，条纹图的数量n一般在6到10幅之间，取决于光学三维测量结构光投影的实际要求；等周期条纹图(3)中4幅基本条纹图的周期为变周期条纹图(2)中最小周期的一半或四分之一，第2至第4幅条纹图依次比前一幅条纹图向左偏移了半个条纹宽度即四分之一周期，若以黑、白条纹分别表示逻辑值0、1，则第1幅条纹图的编码值为01100110…01100110，第2幅条纹图的编码值为11001100…11001100，第3幅条纹图的编码值为10011001…10011001，第4幅条纹图的编码值为00110011…00110011，根据光学三维测量结构光投影的实际要求，可取上述基本条纹图中的任意1到4幅作为扩展。