采用基于TI DLP技术结构光实现高精度3D扫描

采用基于TI DLP技术结构光实现高精度3D扫描

（2025年5月1日更新）

前言

南皇电子专注于整合中国优质电子TI代理商国内领先的现货资源，提供合理的行业价格、战略备货、快速交付控制TI芯片供应商，轻松满足您的需求TI芯片采购需求.（http://www.litesemi.com/）

三维(3D)扫描是一种功能强大的工具，可用于测量设备、检测设备、检测设备和3D成像设备的体积数据。当设计师需要快速高精度地扫描毫米到微米的分辨率时，他们经常选择基于TI DLP结构光系统的技术。

3D诞生了扫描系统

二维简单(2)D)检测系统已经问世多年了。其工作机制通常是照亮物体并拍照，然后拍摄图像和已知标准2D比较参考件。 3D扫描增加了获取体积信息的能力。引入z维数据可以测量物体的体积、平整度或粗糙度。印刷电路板(PCB)、对于焊膏和机械加工零件检测等行业来说，测量上述附加几何结构特征至关重要，这是2D无法实现检测系统。此外，TI中国代理3D扫描也可用于医疗、牙科和助听器制造。

坐标测量机(CMM)是收集3D第一批工业解决方案之一的信息。

图 1.坐标测量机探头示例

图 2.光学3采用结构光D扫描

探针物理接触物体表面，并结合每个点的位置数据创建3D表面模型(图1)。后来出现了D结构光(图2)等光学扫描方法。结构光是将一组图案投射到物体上并用相机或传感器捕捉图案失真的过程。然后用三角计算法计算数据，输出3D用于测量、检查、检测、建模或机器视觉系统的数据。光学3D扫描之所以受欢迎，是因为它不接触被测物体，可以快速甚至实时地获取数据。

DLP技术可以快速、智能地生成光图像

对于光学3D扫描设备，DLP该技术通常用于在系统中产生结构光。DLP芯片是一种高反射铝微镜阵列，称为数字微镜器件(DMD)。

当DMD这种精密复杂的微机电系统与照明光源和光学设备相结合(MEMS)它可以帮助各种投影系统和空间光调制系统。

由于DMD各种结构光图案可以灵活、快速、高度可编程，设计师往往会DLP该技术用于结构光应用。具有固定图案集的激光扫描仪或衍射光学元件(DOE)不同的是，它可以将不同位置的各种图案编程到一个DMD。基于DLP该技术的结构光解决方案非常适合需要达到毫米甚至微米精度的详细测量。

3D应用扫描系统

3D AOI

3D自动光学检测(AOI)它是一种强大的生产制造环境技术，可以提供与零件质量相关的实时、在线和决定性测量数据。例如，3D非常适合测量PCB焊膏检测(SPI)，因为它会测量元件放置前沉积的焊膏的实际体积，有助于防止劣质焊点(图3)。在PCB在生产制造过程中，元件放置、回流焊、最终检查和返工后也将进行在线3D AOI，最大限度地提高质量和可靠性。随着3D随着检测功能的日益普及，越来越多的在线工厂选择使用3个检测点D AOI系统。

图 3.PCB 3D SPI示例

医疗

3D扫描技术在医疗行业的应用迅速增长。例如，口腔扫描仪用于牙科(IOS)光学印模(图4)直接采集。制作假体修复体时，如镶嵌物、高嵌体、顶盖、牙冠等，需要达到微米3级D图像精度。IOS简化了牙医的临床操作程序，节省了对石膏模型的需求，减轻了患者的不适。

图 4.口腔扫描仪

另一个快速增长的应用行业是3D耳朵扫描。光学成像系统能准确收集耳朵3D没有硅胶耳印模型的模型。D耳扫描也可用于为消费者定制耳塞、助听器和听力保护设备。

工业测量与检测

许多不同的工业计量和检测系统已经开始转向采用3D光学扫描技术。

光学3D表面检测显微镜是离线的CMM系统的替代方案。这种显微镜可以测量更多的高度、粗糙度和计算机辅助设计(CAD)数据比较的特点。此外，加工、铸造或冲压产品的工厂也是光学检测的另一个主要应用领域。

图 5.带有3D机器人手臂扫描仪

它们可以更容易、更准确地进行X、Y、Z测量三轴方向，提高质量保证。在线3也出现在市场上D结合机器人手臂的视觉系统解决方案(图5)。这些机器人解决方案可以大大提高汽车(图6)和其他生产线工厂的速度和质量。在装配和生产过程中的特定阶段增加3D检测有助于尽快发现质量问题，减少浪费和返工。3D计算机数控扫描系统甚至可以(CNC)设备和3D可在制造过程中实时测量打印机。