CN211452246U - 一种用于三维测量的结构光倾斜投影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于三维测量的结构光倾斜投影装置，所述投影装置包括光源模块、光线准直模块、光线转向模块和投影镜头模块，通过设计各模块器件的特定曲面的面型以及特定曲面参数，使得在待检测平面所倾斜投射的结构光对比度高，均匀度好，调制传递函数大，所本申请所提供的投影系统具有体积小、所产生的结构光均匀等特点。

Description

一种用于三维测量的结构光倾斜投影装置

技术领域

本申请涉及光学仪器领域，特别涉及一种用于三维测量的结构光倾斜投影装置。

背景技术

三维测量是对被测物进行全方位测量，从而确定被测物三维坐标的测量。其中，拍照式三维扫描仪是一种重要的三维测量设备，其结合结构光三维测量技术、相位测量技术、计算机视觉技术等复合三维非接触式测量技术进行测量。

随着精密加工业、半导体制造业、电子产品制造业以及航天航空工业的发展，人们对于三维测量精度的要求越来越高，其中，结构光三维测量技术具有非接触、测量速度快以及测量精度高等特点在屏幕检测、产品外观检测、电子元件检测等领域被广泛使用。

结构光投影装置是结构光三维测量设备中的关键系统，其性能好坏直接影响三维测量的精度。图1示出结构光三维测量设备用于测量三维测量的场景示意图，如图1所示，三维测量中往往需要将结构光倾斜地投影于被检测物表面，以满足三角测量原理，但是，倾斜投影会导致结构光的投影光均匀度差，投影条纹对比度低，尤其是投影条纹的调制传递函数 (Modulation Transfer Function，MTF)会严重下降，图2示出传统结构光三维测量设备所产生的投影条纹的MTF，如图2所示，传统结构光投影装置如果进行倾斜投影会造成测量目标的信息丢失，直接影响三维测量的精度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于三维测量的倾斜结构光投影系统，所述投影系统包括光源模块、光线准直模块、光线转向模块和投影镜头模块，通过设计各模块器件的特定曲面的面型以及特定曲面参数，使得在待检测平面所倾斜投射的结构光对比度高，均匀度好，调制传递函数大，所本申请所提供的投影系统具有体积小、所产生的结构光均匀等特点。

本申请提供一种用于三维测量的结构光倾斜投影装置，所述投影装置包括：光源模块、光线准直模块、光线转向模块和投影镜头模块，其中，光源模块，包括用于产生光束的LED 光源1和设置于LED光源1之后用于收集其所产生光束的收光镜2，其中，所述收光镜2为平凸镜，成像侧表面为凸面，像源侧表面为平面；光线准直聚焦模块，包括设置于所述收光镜2之后用于准直的准直镜3、设置于准直镜3之后用于匀化光束的复眼透镜4和用于聚焦光束的聚焦透镜5；光线转向模块，包括用于分离投影光路与照明光路的全反射棱镜6；投影镜头组模块，包括用于调制结构光形态的微反射镜阵列7和用于将所调制的结构光投影到被测平面上投影镜头组8；其中，所述光源模块与所述光线准直聚焦模块的光轴重合，所述投影镜头组模块的光轴与所述投影镜头组8的光轴相交且垂直。

在一种可实现的方式中，所述收光镜2的一侧为平面，另一侧为二次非球面，其中，所述收光镜2的焦距为8-10mm，例如10mm，并且所述收光镜2与所述LED光源1发光面之间的距离小于或者等于0.7mm。

对于1mm的发光LED能够将的80°以内的发散光线收集弯折至35°以内。

可选地，所述收光镜2的成像侧表面为二项式曲面，所述收光镜2成像侧表面如下式(1) 所示：

其中，c为曲率半径的倒数，A_i是二次非球面第i阶的修正系数，k为圆锥系数。

进一步地，所述收光镜2成像侧表面的面型参数如下：曲率半径为6.2±0.025mm，厚度为6.45±0.025mm，口径为8.0000mm，折射率为1.5168，色散为64.1653。

更进一步地，所述收光镜2成像侧表面的曲面参数如下：K＝9.988E-03，A4＝-4.502E-06， A6＝5.189E-06，A8＝3.634E-07，A10＝4.538E-09。

在另一种可实现的方式中，所述准直镜3设置于所述收光镜2后1-2mm位置处，所述准直镜3与所述收光镜2之间空气间隙为1-5mm，所述准直镜3的焦距为13mm，用于将35°以内的发散角准直至正负2°。

其中，所述准直镜3为双凸透镜，所述准直镜3的成像侧表面以及像源侧表面均为二项式曲面。

进一步地，所述准直镜3中成像侧表面的面型参数如下：曲率半径为9.21±0.025，厚度为10.15±0.025，口径为8.0000，折射率为1.5168，色散为64.1653。

更进一步地，所述准直镜3中像源侧表面的面型参数如下：曲率半径为-30.77±0.025，厚度为1.32±0.025，口径为8.0000，折射率为1.5168，色散为64.1653。

在另一种可实现的方式中，所述复眼透镜4包括至少第一复眼子透镜和第二复眼子透镜。

复眼子透镜x方向为1.52mm，y方向为0.96mm。

复眼子透镜阵列数目为10×16。

第一复眼子透镜的焦距为正，第二复眼子透镜的焦距为负，其中，第一复眼子透镜的焦距为4.7mm，曲率半径为2.5mm：所述第二复眼子透镜的焦距为-4.7mm，曲率半径为-2.5mm；每个复眼子透镜长宽比与微反射镜阵列7的长宽比相同。

在另一种可实现的方式中，聚焦透镜组5至少包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜，所述聚焦透镜为双凸透镜；其中，所述第一聚焦镜与所述复眼透镜4之间的空气间隔不大于3mm，第二聚焦透镜与所述第一聚焦透镜之间的空气间隔为25-30mm，其中，经过双凸透镜聚焦在 DMD位置的光均匀度大于95％。

所述聚焦透镜组的焦距为30-35mm，使得复眼子透镜的像成像聚焦至DMD位置处，放大倍率7.23。

在另一种可实现的方式中，全反射棱镜6包括第一棱镜和第二棱镜，其中，第一棱镜与第二棱镜的折射率不同，并且，第一棱镜与第二棱镜各个面倾斜角度为θA＝16.69°，θAIR ＝64.208°，θ1＝11.234°，θ2＝33.765°，θ3＝33.908°，θ4＝17.19°，θIN＝28.48°，θ5＝28.31°，θ6＝45°，θ7＝45°，θ8＝90°，θ9＝45°。

DMD倾斜角度关系，微反射镜阵列7与全反射棱镜6CD面的夹角可以为2.9°，从而保证在倾斜投影情况下DMD倾斜角度与投影倾斜角度符合scheimpfug原理，从而保证DMD 所在平面与投影镜头主面所在平面和投影工作平面三个平面的延长线交于一点。

与传统方案相比，本申请提供的结构光倾斜投影装置将由光源模块所发出的光束被收光镜收集经过光线准直模块中的准直镜调整为平行光后入射到复眼透镜中，所述复眼透镜匀化入射的平行光，匀化后的平行光通过聚焦透镜最终汇聚在微反射镜阵列平面上，微反射镜阵列将光线反射后经过全反射棱镜的反射作用入射到投影透镜镜头组，投影透镜组最终将微反射镜阵列反射光线投影到待检测物体的目标位置，从而提高倾斜投影结构光条纹MTF、均匀度以及对比度。

附图说明

图1示出结构光三维测量设备用于测量三维测量的场景示意图；

图2示出传统结构光三维测量设备所产生的投影条纹的MTF；

图3示出本申请所提供用于三维测量的结构光倾斜投影装置结构示意图；

图4示出本实施例提供的一种收光镜结构示意图；

图5示出本实施例所提供的一种准直镜的结构示意图；

图6示出一种发散光线进入复眼子透镜不同位置的光路示意图；

图7-1示出本实施例提供的一种复眼透镜结构示意图；

图7-2示出图7-1所示复眼透镜中各复眼子透镜的排布示意图；

图8示出本实施例提供的一种聚焦透镜结构示意图；

图9-1示出本实施例一种全反射棱镜的结构示意图；

图9-2示出图9-1中圈定部分的局部放大图；

图10示出DMD倾斜角度与投影倾斜角度关系示意图；

图11示出使用本实施例投影装置倾斜投影所得结构光的MTF结果；

图12示出图11所示结构光的投影照明仿真图。

附图标记说明

1-LED光源，2-收光镜，3-准直镜，4-复眼透镜，5-聚焦透镜，6-全反射棱镜，7-微反射镜阵列，8-投影镜头组。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致方法的例子。

下面通过具体的实施例对本申请提供的基于线扫描的色块点检测方法及装置进行详细阐述。

在本实施例中，所用术语“前”、“后”是指按照光程的先后顺序，光束先到达称为“前”，光束后到达称为“后”。

图3示出本申请所提供用于三维测量的结构光倾斜投影装置结构示意图，如图3所示，本申请所提供投影装置包括：光源模块、光线准直模块、光线转向模块和投影镜头模块。

在本实施例中，所述光源模块包括用于产生光束的LED光源1和设置于LED光源1之后用于收集其所产生光束的收光镜2，其中，所述收光镜2为平凸镜，成像侧表面为凸面，像源侧表面为平面。

在本实施例中，所述收光镜2用于收集LED光源1所发出的光束，并将所述光束传导至光线准直模块中，由于LED光源的发光角度一般为180°，为收集LED光源180％以上的能量来提高能量利用率，本实施例选择能够汇聚发散角140°以内光束的收光镜2，从而提高所述投影装置的照明亮度。

图4示出本实施例提供的一种收光镜结构示意图，如图4所示，本实施例所用收光镜2 为平凸镜，即，所述收光镜2的一面4A为凸面，另一面4B为平面。

在本实施例中，所述收光镜2两面的面型参数可以如下表1所示：

表1收光镜的面型参数

面号

面型

曲率半径

厚度

口径

折射率

色散

成像侧表面

二项式曲面

6.2±0.025

6.45±0.025

8.0000

1.5168

64.1653

像源侧表面

平面

无穷

-

8.0000

1.5168

64.1653

本申请人发现，上述面型的收光镜可以收集LED光源80％以上的能量。

表2收光镜成像侧表面的二项式曲面参数

面号	K	A4	A6	A8	A10
						成像侧表面	9.988E-03	-4.502E-06	5.189E-06	3.634E-07	4.538E-09

本申请人发现，曲面参数如上的收光镜能够收集LED光源80％以上的能量。

具体地，所述收光镜2的成像侧表面为二项式曲面，所述收光镜2成像侧表面如下式(1) 所示：

其中，c为曲率半径的倒数，A_i是二次非球面第i阶的修正系数，k为圆锥系数。

在本实施例中，所述光线准直聚焦模块可以包括设置于所述收光镜2之后用于准直的准直镜3、设置于准直镜3之后用于匀化光束的复眼透镜4和用于聚焦光束的聚焦透镜5。

图5示出本实施例所提供的一种准直镜的结构示意图，如图5所示，所述准直镜3可以为双凸透镜，进一步地，所述准直镜3的两面均为二项式曲面，其二项式曲面的面型参数如下表3所示：

表3准直镜的面型参数

本申请人发现，上述面型的准直镜能够将入射光束准直。

表4准直镜的二项式曲面参数

面号	K	A4	A6	A8	A10
						成像侧表面	-8.7022E-01	7.0070E-06	-4.9471E-07	-8.2587E-09	-1.2728E-11
像源侧表面	3.2933	-1.2043E-05	-1.3065E-07	1.7105E-009	-1.5388E-015

本申请人发现，曲面参数如上的准直镜能够将入射光束准直。

所述准直镜3可将收光镜2汇聚的光束进行准直，再将准直后的光束入射至复眼透镜4 阵列当中。

本申请人发现，所述准直镜3设置于收光镜2之后1.32±0.025mm位置处，从而收光镜与准直镜配合将LED光汇聚后准直，准直角度在正负2°以内。

进一步地，本实施例所用准直镜3在对光束进行准直后，光线发散角度在±2°以内，从而避免由于出射光线发散角度过大而造成进入到复眼透镜4的光线无法被复眼透镜4聚焦，进而引起杂散光导致照明均匀度下降；或者由于光线在不同的复眼子透镜中互相串扰，例如，图6示出一种发散光线进入复眼子透镜不同位置的光路示意图，如图6所示，如果出射光线的发散角度过大，则原本应该在复眼位置直线传播的光线聚焦在复眼位置2处，造成最终结构光的照明均匀度下降。

图7-1示出本实施例提供的一种复眼透镜结构示意图，如图7-1所示，所述复眼透镜4 包括至少两块复眼子透镜，所述复眼透镜4包括复眼子透镜FE1和复眼子透镜FE2，其中，复眼子透镜FE2用于将准直后光束聚焦在复眼子透镜FE1最外侧面，FE1侧子透镜将光线发散，发散角控制在正负10°以内位置处如图6所示，其作用是将一个光源分为多个发散的子光源，在传播至远场时子光源相互叠加，从而将LED光源所发出的能量分布不均匀的光线进行匀化。

在本实例中，复眼子透镜x方向为1.52mm，y方向为0.96mm；复眼子透镜阵列数目为10×16，其中，x方向和y方向如图7-2中所示，图7-2中，每个小格子表示一个复眼子透镜。

在本实施例中，所述复眼透镜4中每个子透镜的曲率半径可以为2.5mm±0.025mm，厚度可以为2.5mm±0.025mm，两个复眼子透镜的空气间隙可以为4mm±0.02mm。

图8示出本实施例提供的一种聚焦透镜结构示意图，如图8所示，聚焦透镜5包括两片双凸透镜，具体为第一聚焦子透镜和第二聚焦子透镜，其中，所述第一聚焦子透镜设置于所述第二聚焦子透镜的前面，并且，所述第一聚焦子透镜与所述第二聚焦子透镜的面型参数如下表5所示：

表5聚焦镜参数

本申请人发现，将每个子复眼透镜FE2位置的像成像在DMD平面，将多个子复眼透镜的像进行叠加使得光线能量聚集在DMD平面，并且能够均匀分布。

在本实施例中，所述聚焦透镜5用于将复眼透镜4匀化后的光线聚焦在数字微镜器件 (Digital Micromirror Device，DMD)平面。

所述聚焦透镜5对由复眼透镜4匀化后的发散光束进行聚焦，使复眼透镜4中各个复眼子透镜发出的光线叠加并且聚焦在微镜阵列平面，从而保证微镜阵列平面的光照均匀度大于 98％。

在本实施例中，所述光线转向模块包括用于分离成像光路与照明光路的全反射棱镜6，从而使得本申请提供投影装置的整体光路更加紧凑，从而减少杂散光影响，并且，在DMD on 状态时光路中的光线能够发生全反射，全反射的光线全部反射到投影镜头当中。

图9-1示出本实施例一种全反射棱镜的结构示意图，图9-2示出图9-1中圈定部分的局部放大图，如图9-1和图9-2所示，所述全反射棱镜6由两种折射率不同的材料制成，ABC材料为H-F1，其折射率1.613，ACD材料为H-ZK14，其折射率1.620。

如图9-1和图9-2所示，光在全反射棱镜6中可能发生折射或者反射的界面包括AB面， CD面，EH面、HG面和DMD表面。其中，AC面和A’C’面之间为空气，间距可以为0.01mm，θ_AIR为光线入射到中间空气间隔发生折射，与AC面/A’C’面法线的夹角。

所述全反射棱镜6用于对入射到全反射棱镜6的光线进行折射偏折，由于DMD的倾斜角度为2.9°，DMD在on状态时微反射镜的翻转角度为24°，为了保证反射后的光线与FG 面夹角为90°，所以光线出射到DMD的角θ1的角度需要为18.2°，DMD在on状态经反转后将光反射到AC面，光线在AC面发生全反射后垂直出射至AD面，最终入射到投影镜头中。

本申请人发现，光线经过反射镜进入在EH面发生全反射后垂直出射HG面，最终入射到投影镜头中，进一步表明主光线出射时如果垂直于HG面，则能够避免DMD不同位置的光线出射HG面时产生光程差，进而避免经过投影镜头后引起像差；而且，也能够避免由于主光线倾斜角度过大而导致入射到投影镜头外壁引起杂散光，从而保证投影装置在倾斜投影时所产生的结构光具有较高的均匀度。

在本实施例中，本申请人发现，如果θ7＝45°则能够保证DMD on状态下反射光线均能发生全反射，因此，在本实施例中，入射DMD的光锥角为±12°。在本实施例中，构成全反射棱镜的两种材料可以为H-F1和H-ZK14，以入射光线的主波长为460nm来计，该光线在两种材料中的折射率分别为：N_H-F1＝1.613和N_H-ZK14＝1.620，临界全反射角分别为38.313°和38.118°，DMD的入射角为18.2°，DMD倾斜角度2.9°，则：

θ1＝Sin-1(Sin(18.2°)/N_H-ZK14)

θ2＝90°-[180°-45°-(90°-θ1)]

θ_AIR＝Sin^-1(Sin(θ2)×N_H-ZK14)

θ3＝Sin^-1(Sin(θ_AIR)/N_H-F1)＝θ_IN＝45°-θ_A

θ4＝Sin^-1(Sin(θ_IN)/N_H-F1)

θA＝180°-(90°+θ4)-(90°-θ3)°

其中，θ1表示为光线与第二棱镜出射面之间的夹角；

θ2为光线在入射第二棱镜内的偏折角；

θ3为光线与第一棱镜出射面之间的夹角；

θ_IN为光线与第一棱镜入射面的夹角；

θ₄为光线入射到第一棱镜内的偏折角；

θ_AIR光线入射到两个棱镜之间的空气间隙偏折角；

θ_A为第一棱镜的光线入射面与第一棱的光线出射面的夹角。

联立方程组计算可得θ_A＝16.69°，θ4＝17.19°，θ_IN＝28.48°，其中，θ_IN表示入射角。

进而可知，θ5＝28.31°，θ6＝45°，θ7＝45°，θ8＝90°，θ9＝45°，从而保证主光线以90°垂直于AD平面出射全反射棱镜6，其中，如图9-1所示，θ5第一棱镜的光线入射面与第一棱镜左侧面夹角，θ6为第一棱镜左侧面与第一棱镜光线出射面夹角，θ7为第二棱镜左侧面与第二棱镜光线出射DMD面夹角，θ8第二棱镜光线出射DMD面夹角与第二棱镜右侧面光线出射投影模块端夹角，θ9为第二棱镜光线入射面与第二棱镜右侧面光线出射投影模块端夹角。在本实例中，所用术语“左”、“右”不表示方位，仅为便于表述结合图示进行说明。

在本实施例中，所述投影镜头组模块包括用于调制结构光形态的微反射镜阵列7和用于将所调制的结构光投影到被测平面上投影镜头组8；其中，所述光源模块与所述光线准直聚焦模块的光轴重合，所述投影镜头组模块的光轴与所述投影镜头组8的光轴相交且垂直。

在本实施例中，所述微反射镜阵列7包括多个按照矩阵排列的微小的，例如10.8微米，用于调制投影的结构光形态，相当于投影装置的物面。其可以控制形成on和off两种状态，其中，在on状态时，由全反射棱镜出射光的反转角度为正12°；在off状态时，由全反射棱镜出射光的反转角度为负12°。

在本实施例中，所述微反射镜阵列7中DMD对角线可以为0.45英寸。

图10示出DMD倾斜角度与投影倾斜角度关系示意图，图10中，以投影镜头焦距为1mm，投影工作距离为150mm为例进行说明，如图10所示，在本实施例中，所述微反射镜阵列7与全反射棱镜6CD面的夹角可以为2.9°，从而保证在倾斜投影情况下DMD倾斜角度与投影倾斜角度符合scheimpfug原理，从而保证DMD所在平面与投影镜头主面所在平面和投影工作平面三个平面的延长线交于一点，满足此关系可避免由于倾斜投影而导致条纹MTF、均匀度以及对比度下降，最终提高倾斜投影的投影质量。

在本实施例中，可以将微反射镜阵列7平面平均分为9个区域，测量9个区域的亮度值，所述结构光均匀度可以根据下式(2)计算：

其中，E_max为所述9个区域的亮度值中的最大亮度值；

所述E_ave为整个照明区域亮度平均值。

进一步地，所述E_ave可以根据下式(3)计算：

可以理解地，可以根据情况平均分成其它数量的区域，计算方法可以参照上述方法。

在本实施例中，所述投影镜头组8用于将所述微反射镜阵列7所调制的光投影到被测平面位置处。

在本实施例中，为满足三角测量原理，在使用本申请提供的投影装置时，可以使投影装置倾斜某个角度，如图1所示，使投影镜头光轴与测量平面夹角为72°。按照此种设置，使用本申请提供的投影装置进行结构光倾斜投影，满足沙姆投影后投影条纹的MTF值如图11 所示，由图11可知，最大视场的MTF值在0.6@90mm/lp以上，具有较高的对比度。作为对比的，图2所示传统投影装置所投条纹最大视场的MTF值接近0@90mm/lp。

投影照明仿真图如图12所示，由图12可知，使用本实施例提供的投影装置在上述投影条件下倾斜投影所得结构光的均匀度达54％。

以下结合图3说明本申请提供的装置的光程。在本实施例中，由光源模块所发出的光束被收光镜收集经过光线准直模块中的准直镜调整为平行光后入射到复眼透镜中，所述复眼透镜匀化入射的平行光，匀化后的平行光通过聚焦透镜最终汇聚在微反射镜阵列平面上，微反射镜阵列将光线反射后经过全反射棱镜的反射作用入射到投影透镜镜头组，投影透镜组最终将微反射镜阵列反射光线投影到待检测物体的目标位置。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于三维测量的结构光倾斜投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：光源模块、光线准直模块、光线转向模块和投影镜头模块，其中，

光源模块，包括用于产生光束的LED光源(1)和设置于LED光源(1)之后用于收集其所产生光束的收光镜(2)，其中，所述收光镜(2)为平凸镜，成像侧表面为凸面，像源侧表面为平面；

光线准直聚焦模块，包括设置于所述收光镜(2)之后用于准直的准直镜(3)、设置于准直镜(3)之后用于匀化光束的复眼透镜(4)和用于聚焦光束的聚焦透镜(5)；

光线转向模块，包括用于分离投影光路与照明光路的全反射棱镜(6)；

投影镜头组模块，包括用于调制结构光形态的微反射镜阵列(7)和用于将所调制的结构光投影到被测平面上投影镜头组(8)；

其中，所述光源模块与所述光线准直聚焦模块的光轴重合，所述投影镜头组模块的光轴与所述投影镜头组(8)的光轴相交且垂直。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述收光镜(2)的成像侧表面为二项式曲面，所述收光镜(2)成像侧表面如下式(1)所示：

其中，c为曲率半径的倒数，A_i是二次非球面第i阶的修正系数，k为圆锥系数。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，对于发光面积为1mm×1mm的LED光源(1)，所述收光镜(2)用于将发散角在80°以内的发散光线的发散角调整至35°以内。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述准直镜(3)为双凸透镜，所述准直镜(3)的成像侧表面以及像源侧表面均为二项式曲面。

5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述准直镜(3)用于将35°以内的发散角准直至正负2°。

6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述复眼透镜(4)包括至少第一复眼子透镜和第二复眼子透镜。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，第一复眼子透镜的焦距为正，第二复眼子透镜的焦距为负；每个复眼子透镜长宽比与微反射镜阵列(7)的长宽比相同。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，聚焦透镜(5)至少包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜，所述聚焦透镜为双凸透镜，使得经过双凸透镜聚焦在DMD位置的光均匀度大于95％。

9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述全反射棱镜(6)包括第一棱镜和第二棱镜，其中，第一棱镜与第二棱镜的折射率不同，并且，第一棱镜与第二棱镜各个面倾斜角度满足：

θ1＝Sin-1(Sin(18.2°)/N₁)

θ2＝90°-[180°-45°-(90°-θ1)]

θ_AIR＝Sin^-1(Sin(θ2)×N₁)

θ3＝Sin^-1(Sin(θ_AIR)/N₂)

θ_IN＝45°-θ_A

θ4＝Sin^-1(Sin(θ_IN)/N₂)

θA＝180°-(90°+θ4)-(90°-θ3)°

其中，N1表示第一棱镜的折射率，N2表示第二棱镜的折射率；

θ1表示为光线与第二棱镜出射面之间的夹角；

θ2为光线在入射第二棱镜内的偏折角；

θ3为光线与第一棱镜出射面之间的夹角；

θ_IN为光线与第一棱镜入射面的夹角；

θ₄为光线入射到第一棱镜内的偏折角；

θ_AIR光线入射到两个棱镜之间的空气间隙偏折角；

θ_A为第一棱镜的光线入射面与第一棱的光线出射面的夹角。

10.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，DMD微反射镜阵列与全反射棱镜CD面之间具有预设倾斜角度，使得DMD所在平面与投影镜头主面所在平面和投影工作平面三个平面的延长线交于一点。

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