[发明专利]一种用于光学三维轮廓测量的正弦光栅的设计

说明书

技术领域

本发明涉及光学三维轮廓测量领域，特指正弦条纹投影光栅。

技术背景

在CAD/CAM、逆向工程、快速原型及虚拟现实等领域中，非接触光学三维形状测量技术得到广泛应用，其研究方法主要有莫尔轮廓术、位相测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术和空间位相检测等，上述的轮廓测量方法都需要向物体表面投射正弦图样，因而，正弦光栅的设计是保证三维轮廓测量精度的必要条件。

发明内容

本发明提供了一种使用空间维频率调制的方法，即使用时间维的高频三角波作为载波来调制正弦波，具体调制方法为：用正弦波与三角波进行比较，如果正弦波幅值大于三角波幅值，相应调制后的幅值为1，否则幅值为0，则使用生成的不等间距空间二进制条纹刻制光栅，该光栅经镜头向被测物体表面可以投射明暗对比度较高的正弦图样。

附图说明

图1三角波与正弦波

图2空间调制后的二进制波

图3正弦光栅

图4正弦光栅频谱

具体实施方式

以下结合附图和具体实例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一个周期的正弦波，它的周期T＝2π，f₀＝1/T，三角波的频率f_c＝Nf₀，N为任意奇数，可取N＝13。

如图2所示，使用空间维的频率调制方法调制后的结果。具体频率调制方法为：如果正弦波的幅值大于三角波的幅值，相应调制后的幅值为1，否则，幅值为0。

如图3所示是按照图2结果，刻制出的不等间距二进制光栅，该光栅的频谱分析如下：

Fn(x)=a0+Σk=1∞akcos(kwx)---(1)]]>

其中，a0=12π∫02πf(x)dx=1]]>

ak=2π∫0πf(x)cos(kx)dx]]>