前语
三维(3D)扫描是一种功用强壮的东西，可以获取各种用于计量设备、检测设备、勘探设备和3D成像设备的体积数据。当规划人员需求进行毫米到微米分辨率的快速高精度扫描时，常常挑选根据TI DLP®技能的结构光体系。
3D扫描体系的诞生
简略的二维(2D)检测体系现已面世多年了，其作业机制通常是照亮物体并摄影，然后将拍照图画与已知的规范2D参阅件进行比较。 3D扫描则增加了获取体积信息的才能。引进z维数据可以丈量物体的体积、平整度或粗糙度。关于印刷电路板(PCB)、焊膏和机加工零件检测等职业而言，丈量上述附加几许结构特征至关重要，而这是2D检测体系无法到达的。此外，3D扫描还可用于医疗、牙科和助听器制作等职业。
坐标丈量机(CMM)是搜集3D信息的第一批工业解决计划之一。
图 1.坐标丈量机探头示例
图 2.运用结构光进行光学3D扫描
探针物理触摸物体外表，并结合每个点的方位数据来创立3D外表模型(图1)。后来呈现了用于3D扫描的光学办法，如：结构光(图2)。结构光是将一组图画投射到物体上并用相机或传感器捕捉图画失真的进程。然后运用三角核算办法核算数据并输出3D点云，然后生成用于丈量、查看、检测、建模或机器视觉体系中各种核算的数据。光学3D扫描遭到喜爱的原因在于不触摸被测物体，而且可以十分快速乃至实时地获取数据。
DLP技能可快速智能地生成光图画
关于光学3D扫描设备，DLP技能通常在体系中用于发生结构光。DLP芯片是一种高反射铝微镜阵列，称为数字微镜器材(DMD)。
当DMD与照明光源和光学器材相结合时，这种精细杂乱的微机电体系(MEMS)就可以为各种投影体系和空间光调制体系供给助力。
由于DMD可灵敏、快速、高度可编程的发生各种结构光图画，规划人员常常将DLP技能用于结构光运用。与具有固定图画集的激光线扫描仪或衍射光学元件(DOE)不同，它可以将不同位深的多种图画编程至一个DMD。根据DLP技能的结构光解决计划十分合适于需求到达毫米乃至微米精度的具体丈量。
3D扫描体系的运用
3D AOI
3D主动光学检测(AOI)是一种用于出产制作环境的强壮技能，可供给与零件质量相关的实时、在线、决定性的丈量数据。例如，3D丈量就十分合适用于PCB焊膏检测(SPI)，由于它会丈量出在元件放置之前堆积的焊膏的实践体积，有助于避免呈现残次焊点(图3)。在PCB的出产制作中，也会在元件放置、回流焊、终究查看和返工操作后进行在线3D AOI，最大极限地进步质量和可靠性。跟着3D检测功用的日益遍及，越来越多的在线工厂检测点挑选选用3D AOI体系。
图 3.PCB 3D SPI示例
医疗
3D扫描技能在医疗职业中的运用飞速增加。例如，牙科中选用口腔内扫描仪(IOS)直接收集光学印模(图4)。在制作假体修正体时，如镶嵌物、高嵌体、顶盖和牙冠，需求到达微米级3D图画精度。IOS简化了牙医的临床操作程序，省却了对石膏模型的需求并减轻了患者的不适。
图 4.牙科口内扫描仪
另一个快速增加的运用职业是3D耳扫描。光学成像体系可以精确收集耳朵的3D模型，而无需运用硅胶耳印模。3D耳扫描未来还可用于为顾客定制耳塞、助听器及听力维护设备。
工业计量和检测
许多不同的工业计量和检测体系现已开端转向选用3D光学扫描技能。
光学3D外表检测显微镜是离线CMM体系的一种代替计划。此类显微镜可以丈量更多关于高度、粗糙度以及核算机辅助规划(CAD)数据比较的特征。此外，出产机加工、铸造或冲压制品的工厂也是光学检测的另一大运用领域。
图 5.带有3D扫描仪的机器人手臂
它们可以更轻松和精确地进行X、Y、Z三轴方向的丈量，然后进步质量保证。市场上也呈现了在线3D视觉体系与机器人手臂相结合的解决计划(图5)。运用这些机器人解决计划可以极大地进步轿车(图6)和其他出产线工厂的速度和质量。在安装和出产进程中的特定阶段增设3D检测有助于及早发现质量问题，然后削减糟蹋和返工。3D扫描体系乃至可以在核算机数控(CNC)设备和3D打印机内运用，可以在出产制作进程中进行实时丈量。
图 6.3D结构光扫描在轿车定位检测中的运用
