基于数字微镜器件实现共焦测量的结构光参数

虽然采用并行共焦测量提升了共焦测量速度,但系统中的传统光分束器件参数固化后难以适应不同的被测对象。本文利用数字微镜器件(Digital Micromirror Device,DMD)可产生柔性化结构光的特点,将其作为光分束器件引入共焦测量装置以提升系统对被测对象的适应性。理论分析了DMD的空间调制方法,搭建了DMD的共焦测量装置,研究了DMD结构光参数对共焦测量轴向分辨率、横向分辨率以及图像对比度等指标的影响。实验表明,在光学系统参数匹配的条件下,结构光光点参数越小,测量分辨率越高。同时,利用DMD进行柔性化照明,改善了因光点参数小造成的图像对比度下降的问题。得到的结果为研究基于DMD的跨尺度测量方法提供了研究基础。

基于DMD的并行共焦图像处理方法研究

在并行共焦测量中，用于构造点光源阵列的光分束器件普遍存在参数固化、对不同测量对象适应性较差的缺点。将数字微镜器件（DMD）作为光分束器件应用于并行共焦测量，可以控制DMD构造柔性化点光源阵列，应对不同的测量场合。推导了DMD的空间光调制模型，规避了“泰伯效应”对并行共焦测量的影响，设计了可抑制光点横向漂移的远心光路，构建了基于DMD的并行共焦测量装置，对比了两种不同的并行共焦图像处理方法。实验结果表明，在没有设置高数值孔径物镜组的情况下，测量装置的纵向分辨率受到一定影响，但所设计的图像处理程序能够快速、准确地获取被测物面的形貌特征。