一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置，涉及光学检测技术领域，本实用新型专利技术包括机壳，机壳的内部的左右两侧均设有一个二维相机，两个二维相机所在轴线的正中心的位置设置有组合光源，组合光源由二极管激光器、透镜和鲍威尔棱镜自上而下依次耦合而成，组合光源的下方设有声光偏转器；装配后，机壳的下方安装有目标物。本实用新型专利技术通过设置两个二维相机配对新型的组合光源，从而实现更快速稳定的全固态三维测量模式，利用声光偏转器能够更快，更精准地扫描激光线、并且依据其自身的特性，大大提高了装置的耐用性，使得装置在组装上更加简便，降低了三维测量的成本，更具有较强的实用性。更具有较强的实用性。更具有较强的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置


[0001]本技术涉及光学检测
，特别涉及一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置。

技术介绍

[0002]三维扫描技术应用越来越广泛，为了实现物体快速精确的三维测量，通常采用多摄像机拍摄的立体视觉方法和条纹投影的结构光方法。目前基于激光技术的三维测量装置，其光学核芯通常有三种：第一种使用激光照射衍射元件形成一个光斑点阵，投影到目标物表面；第二种将激光束用MEMS器件作二维扫描，投影到目标物表面；第三种利用泛光照明，依靠传感芯片的飞时测量能力完成三维测量。第一种方案中由于装置内点数有限，存在图像分辨率低的缺点；第二种方案存在扫描速度慢的缺点；第三种方案需要高功率的强光源，存在成本高的缺点。
[0003]为了解决上述问题，专利申请号为CN201810142104.4的“一种基于双光机的光刀光栅混合式三维测量装置及测量方法”的专利技术专利，提出了“基于投影白光的数字化投影仪、微振镜激光投影仪组成、两个摄像机组成的测量装置”。但是这种方案，在实际运用中存在组装成本高、检测不够高效快速、机械式的振镜在检测中存在不稳定的缺点。
[0004]基于此，本技术通过使用全固态声光偏转器结合组合光源后进行一维扫描的方式，具有实现快速，高分辨率，低成本的优点。

技术实现思路

[0005]（1）要解决的技术问题
[0006]本技术针对现有技术中的上述问题，为弥补现有技术的不足，本技术提供一种能够合理制造并使用的基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置。r/>[0007]（2）技术方案
[0008]为了实现上述技术目的，本技术提供了这样一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置，包括机壳，所述机壳的内部的左右两侧均设有一个二维相机，两个所述二维相机所在轴线的正中心的位置设置有组合光源，所述组合光源由二极管激光器、透镜和鲍威尔棱镜自上而下依次耦合而成，所述组合光源的下方设有声光偏转器；装配后，所述机壳的下方安装有目标物。
[0009]优选地，所述声光偏转器与所述鲍威尔棱镜紧密相邻。
[0010]优选地，装配后，所述二极管激光器的输出光通过透镜准直后聚焦于所述目标物上。
[0011]优选地，所述声光偏转器也设置在两个所述二维相机所在轴线的正中心的位置。
[0012]优选地，所述二维相机为CCD相机或CMOS相机中的一种。
[0013]优选地，所述声光偏转器由声光晶体与换能器薄片键合加工制成。
[0014]（3）有益效果
[0015]本技术克服了现有技术中使用的三维测量技术成本高、效率慢、分辨率低的问题，本技术通过设置两个二维相机配对新型的组合光源，从而实现更快速稳定的全固态三维测量模式；本技术采用的扫描器件不是现实中常用的振镜，而是声光偏转器，因此可以更快，更精准地扫描激光线，进而大幅提高测量速度和精度；此外，声光偏转器是基于高频超声波对材料折射率调制而形成的体光栅，不依赖于材料物理形状的变化，因此可分类为全固态器件，比机械式的振镜或MEMS振镜更为稳定可靠，使得整个装置更具有耐用性；装置在组装上更加简便，降低了三维测量的成本，具有较强的实用性，值得大规模推广使用。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。其中：
[0017]图1为本技术的工作原理图；
[0018]图2为图1的侧面结构剖视图；
[0019]图3为组合光源和声光偏转器共同作用后激光线传播的原理图;；
[0020]图4为图3的侧视图。
[0021]附图标记：10-机壳，11-目标物，12-二维相机，20-组合光源，21-声光偏转器，31-二极管激光器，32-透镜，33-鲍威尔棱镜。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]实施例：
[0024]请参阅附图所示，本技术所述的一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置，包括机壳10，所述机壳10的内部的左右两侧均设有一个二维相机20，两个所述二维相机12所在轴线的正中心的位置设置有组合光源20，所述组合光源20由二极管激光器31、透镜32和鲍威尔棱镜33自上而下依次耦合而成，所述组合光源20的下方设有声光偏转器21；装配后，所述机壳1的下方安装有目标物11；所述声光偏转器21与所述鲍威尔棱镜33紧密相邻；装配后，所述二极管激光器31的输出光通过透镜32准直后聚焦于所述目标物11上；所述声光偏转器21也设置在两个所述二维相机12所在轴线的正中心的位置；所述二维相机12为CCD相机或CMOS相机中的一种；所述声光偏转器21由声光晶体与换能器薄片键合加工制成。
[0025]结合附图1与2，其中图1是本装置的工作原理图，图2为图1的侧面剖视图，并且展示了一字线光源散开情形，本技术使用组合光源20与声光偏转器21配合使用，实现更快速稳定的全固态3D测量装置，由于本技术的扫描器件不是振镜，而是声光偏转器21，因此可以更快，更精准地扫描激光线，大幅提高测量速度和精度，其中声光偏转器可以运用合适的声光晶体（如TeO2晶体）与换能器薄片（如LiNbO3）键合加工制成。
[0026]图3与图4是本技术两种视图下组合光源的扫描范围示意图，其中图3为组合光源20和声光偏转器21共同作用后激光线传播的原理图，图4为图3的侧视图部分，组合光源20由二极管激光器31，透镜32，鲍威尔棱镜33耦合而成，透镜32将二极管激光器31的输出
光准直并聚焦到目标物11的表面；鲍威尔棱镜33将光束沿垂直于图3纸面的方向发散开，形成激光线。声光偏转器21 紧邻鲍威尔棱镜33，它接受所有激光线的发散角分量并保持激光线在线平面内的传播方向；当对声光偏转器21加载驱动信号时，激光线在垂直于线平面方向的传播矢量被改变，它的出射方向相应也被改变。因此，通过调制声光偏转器21的驱动频率，可以实现对激光线的扫描，利用上述装置扫描目标物11的表面，读取光强分布，并获得目标物11的高度数据，从而完成对目标物11表面的3D测量。
[0027]以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置，包括机壳（10），所述机壳（10）的内部的左右两侧均设有一个二维相机（12），两个所述二维相机（12）所在轴线的正中心的位置设置有组合光源（20），其特征在于：所述组合光源（20）由二极管激光器（31）、透镜（32）和鲍威尔棱镜（33）自上而下依次耦合而成，所述组合光源（20）的下方设有声光偏转器（21）；装配后，所述机壳（10）的下方安装有目标物（11）。2.根据权利要求1所述的一种基于固态扫描方式实现的激光三维测量装置，其特征在于，所述声光偏转器（21）与所述鲍威尔棱镜（33）紧密相邻。3.根据权利要求1所述的一种基于固态扫描方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敢，刘成林，
申请(专利权)人：腾景科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：