專(zhuān)利名稱(chēng)：疊柵正弦條紋投影相移光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種正弦條紋投影相移光柵。
背景技術(shù)：
目前，影響光學(xué)三維測(cè)量精度的核心技術(shù)就是正弦條紋投影光柵，理想刻劃正弦 條紋投影光柵的制作，需要在光學(xué)玻璃基底涂層上采取厚度漸變或?qū)挾葷u變的刻劃形式實(shí) 現(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)法刻制這種理想的正弦型透射光柵，一般用矩形光柵代替。但是，由于 成像系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)的限制，這種矩形光柵會(huì)產(chǎn)生相位失配，很難使光柵的結(jié)構(gòu)光投影 條紋為連續(xù)、平滑的正弦光強(qiáng)分布曲線，使光學(xué)三維形貌測(cè)量產(chǎn)生失真，降低了三維測(cè)量系 統(tǒng)的測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有矩形光柵結(jié)構(gòu)光投影的不足，實(shí)現(xiàn)光柵結(jié)構(gòu)光投影的光強(qiáng)條紋 為正弦分布，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種疊柵正弦條紋投影相移光柵，該光柵可實(shí)現(xiàn)光柵投影光 強(qiáng)為正弦分布，既降低了光柵刻制的難度，又能保證投影條紋的正弦性，還可使設(shè)備成本大 大降低。本發(fā)明創(chuàng)造的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的疊柵正弦條紋投影相移光柵由刻有光柵周期各 不相同的涂層第一光柵玻璃基片與涂層第二光柵玻璃基片疊合成一體；在涂層第一光柵玻 璃基片上依次設(shè)有第一十字定標(biāo)、矩形光柵A、矩形光柵B、矩形光柵C和第一矩形定標(biāo)，所 述的矩形光柵A、矩形光柵B和矩形光柵C的周期不同，其中矩形光柵C周期大于矩形光柵 B周期，矩形光柵B周期大于矩形光柵A周期，相鄰光柵周期按照等差級(jí)數(shù)遞增，構(gòu)成第一組 光柵；在涂層第二光柵玻璃基片上依次設(shè)有第二十字定標(biāo)、矩形光柵A'、矩形光柵B'、矩 形光柵C'和第二矩形定標(biāo)，所述的矩形光柵C'周期大于矩形光柵B'周期，矩形光柵B' 周期大于矩形光柵A'周期，相鄰光柵周期按照等差級(jí)數(shù)遞增，構(gòu)成第二組光柵；第一十字 定標(biāo)與第二十字定標(biāo)、第一矩形定標(biāo)與第二矩形定標(biāo)分別依次對(duì)正定位，矩形光柵A與矩 形光柵A'、矩形光柵B與矩形光柵B'、矩形光柵C與矩形光柵C'分別依次疊合，且矩形 光柵A'周期大于矩形光柵A周期，矩形光柵B'周期大于矩形光柵B周期，矩形光柵C'周 期大于矩形光柵C周期；所述全部的矩形光柵A、B、C、A'、B'、C'的光柵條紋方向相互平 行；矩形光柵A、B、C、A'、B'、C'的光柵周期均在每毫米40線至100線之間。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是疊柵正弦條紋光柵可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光投影光強(qiáng)條紋正弦分 布，而且對(duì)比度高，條紋對(duì)環(huán)境光不敏感，保證光學(xué)三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)參數(shù)確定科學(xué)合理、光柵刻制容易、加工成本低廉、測(cè)量精度高及工程實(shí) 用價(jià)值顯著、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。


圖1是疊柵正弦條紋投影相移光柵總體裝配結(jié)構(gòu)示意圖2是第一組光柵結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是第二組光柵結(jié)構(gòu)示意圖。圖中件號(hào)說(shuō)明1、涂層第一光柵玻璃基片、2、第一十字定標(biāo)、3、矩形光柵A、4、矩形光柵B、5、矩形 光柵C、6、第一矩形定標(biāo)、7、涂層第二光柵玻璃基片、8、第二十字定標(biāo)、9、矩形光柵A'、10、 矩形光柵B'、11、矩形光柵C'、12、第二矩形定標(biāo)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。疊柵正弦條紋投影相移光 柵，該相移光柵由刻有光柵周期各不相同的涂層第一光柵玻璃基片1與涂層第二光柵玻璃 基片7疊合成一體；在涂層第一光柵玻璃基片1上依次設(shè)有第一十字定標(biāo)2、矩形光柵A3、 矩形光柵B4、矩形光柵C5和第一矩形定標(biāo)6，所述的矩形光柵A3、矩形光柵B4和矩形光柵 C5的周期不同，其中矩形光柵C5周期大于矩形光柵B4周期，矩形光柵B4周期大于矩形光 柵A 3周期，相鄰光柵周期按照等差級(jí)數(shù)遞增，構(gòu)成第一組光柵；在涂層第二光柵玻璃基片 7上依次設(shè)有第二十字定標(biāo)8、矩形光柵A' 9、矩形光柵B' 10、矩形光柵C' 11和第二矩 形定標(biāo)12，所述的矩形光柵C' 11周期大于矩形光柵B' 10周期，矩形光柵B' 10周期大 于矩形光柵A' 9周期，相鄰光柵周期按照等差級(jí)數(shù)遞增，構(gòu)成第二組光柵；第一十字定標(biāo)2 與第二十字定標(biāo)8、第一矩形定標(biāo)6與第二矩形定標(biāo)12分別依次對(duì)正定位，矩形光柵A3與 矩形光柵A' 9、矩形光柵B4與矩形光柵B' 10、矩形光柵C5與矩形光柵C' 11分別依次 疊合，且矩形光柵A' 9周期大于矩形光柵A3周期，矩形光柵B' 10周期大于矩形光柵B4 周期，矩形光柵C' 11周期大于矩形光柵C5周期；所述全部的矩形光柵A、B、C、A'、B'、 C' 3、4、5、9、10、11的光柵條紋方向相互平行；矩形光柵A、B、C、A'、B'、C' 3、4、5、9、10、 11的光柵周期均在每毫米40線至100線之間。實(shí)例一當(dāng)確定矩形光柵A、B、C3、4、5的光柵周期依次分別為40、55、70時(shí)，矩形 光柵A'、B'、C' 9、10、11的光柵周期分別可選擇為47、63、79或48、64、80或49、65、81，
依此類(lèi)推。實(shí)例二 當(dāng)確定矩形光柵A、B、C 3、4、5的光柵周期依次分別為58、73、88時(shí)，矩形 光柵A'、B'、C' 9、10、11的光柵周期分別可選擇為65、81、97或66、82、98，依此類(lèi)推。使用時(shí)，由于疊合的各矩形光柵的透光部份逐漸錯(cuò)開(kāi)，結(jié)構(gòu)光照射后形成透光強(qiáng) 度正弦條紋。
權(quán)利要求
1. 一種疊柵正弦條紋投影相移光柵，其特征在于該相移光柵由刻有光柵周期各不相同 的涂層第一光柵玻璃基片(1)與涂層第二光柵玻璃基片(7)疊合成一體；在涂層第一光柵 玻璃基片(1)上依次設(shè)有第一十字定標(biāo)O)、矩形光柵A (3)、矩形光柵B 0)、矩形光柵C (5) 和第一矩形定標(biāo)(6)，所述的矩形光柵A(3)、矩形光柵B(4)和矩形光柵C 的周期不同， 其中矩形光柵C 周期大于矩形光柵B(4)周期，矩形光柵B(4)周期大于矩形光柵A(3) 周期，相鄰光柵周期按照等差級(jí)數(shù)遞增，構(gòu)成第一組光柵；在涂層第二光柵玻璃基片(7)上 依次設(shè)有第二十字定標(biāo)(8)、矩形光柵A' (9)、矩形光柵B' (10)、矩形光柵C' (11)和 第二矩形定標(biāo)(12)，所述的矩形光柵C' (11)周期大于矩形光柵B' (10)周期，矩形光柵 B' (10)周期大于矩形光柵A' (9)周期，相鄰光柵周期按照等差級(jí)數(shù)遞增，構(gòu)成第二組光 柵；第一十字定標(biāo)( 與第二十字定標(biāo)(8)、第一矩形定標(biāo)(6)與第二矩形定標(biāo)(1 分別依 次對(duì)正定位，矩形光柵A(3)與矩形光柵A' (9)、矩形光柵B(4)與矩形光柵B' (10)、矩形 光柵C(5)與矩形光柵C' (11)分別依次疊合，且矩形光柵A' (9)周期大于矩形光柵A(3) 周期，矩形光柵B' (10)周期大于矩形光柵B(4)周期，矩形光柵C' (11)周期大于矩形光 柵C(5)周期；所述全部的矩形光柵A、B、C、A'、B'、C' (3、4、5、9、10、11)的光柵條紋方 向相互平行；矩形光柵A、B、C、A'、B'、C' (3、4、5、9、10、11)的光柵周期均在每毫米40 線至100線之間。
全文摘要
疊柵正弦條紋投影相移光柵屬于光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)；在涂層第一光柵玻璃基片上設(shè)有第一十字定標(biāo)、第一矩形定標(biāo)和周期不同的矩形光柵A、B、C，在涂層第二光柵玻璃基片上設(shè)有第二十字定標(biāo)、第二矩形定標(biāo)和周期不同的矩形光柵A′、B′、C′，涂層第一光柵玻璃基片與涂層第二玻璃基片疊合成一體，第一與第二十字定標(biāo)、第一與第二矩形定標(biāo)對(duì)正定位，矩形光柵A、B、C分別與矩形光柵A′、B′、C′疊合，全部矩形光柵的光柵條紋方向相互平行，且光柵周期均在每毫米40線至100線之間；本光柵實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)光投影光強(qiáng)條紋正弦分布，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光柵刻制容易、加工成本低廉、對(duì)比度高、測(cè)量精度和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B5/18GK102141644SQ20111008705
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者丁紅偉, 于月民, 任常愚, 劉輝, 尹向?qū)? 張琳, 徐寶玉, 李社, 王豐, 石宏新 申請(qǐng)人:黑龍江科技學(xué)院