CN106403903A - 一种激光数字高精度成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光数字高精度成像装置，包括激光发射源、激光准直器、可编程图形发生器、投影光学系统以及成像基底，激光发射源前端设有聚光装置，激光准直器设在激光发射源与可编程图形发生器之间，投影光学系统设置在可编程图形发生器与成像基底之间，激光从激光发射源发出，经过准直和投影后将图像成像在成像基底上，本发明结构原理简单，能够对图形进行快速高效成像，且成像精度高，采用的激光准直器抗干扰能力强，提高准直精度；另外采用的投影光学系统，能够防止外界光线干扰，进一步提高了成像质量。

Description

一种激光数字高精度成像装置

技术领域

本发明涉及激光成像技术领域，具体为一种激光数字高精度成像装置。

背景技术

激光直接成像技术具有使用激光直接在基底上审视一幅图像的能力。激光成像具有超视距的探测能力，可用于卫星激光扫描成像，未来用于遥感测绘、激光解析电离成像技术、激光扫描显示等科技领域。绝大多数的激光直接成像 系统拥有摄像机，它可以观察两个、四个甚至更多的基准，不仅能够登记每个分离的图像，还能通过扫描每个分离的图像按比例分别形成 PCB 生产面板的尺寸，现有的激光直接成像装置需要人工控制，效率低下且精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光数字高精度成像装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光数字高精度成像装置, 包括激光发射源、激光准直器、可编程图形发生器、投影光学系统以及成像基底，所述激光发射源前端设有聚光装置，所述激光准直器设在激光发射源与可编程图形发生器之间，所述投影光学系统设置在可编程图形发生器与成像基底之间，激光从激光发射源发出，经过准直和投影后将图像成像在成像基底上。

优选的，所述激光准直器上设有激光接收靶和低噪声运算放大模块，所述激光接收靶正对激光发射源，所述低噪声运算放大模块包括运算放大器、两级场效应宽带放大器以及扼流线圈，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，所述电容B另一端接地，所述电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，所述电容A另一端连接运算放大器的输出端，所述运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，所述电阻C另一端接地，所述电阻D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的第一端连接电容E一端，所述电容E另一端连接电阻F一端，所述电阻F另一端连接运算放大器的输出端，所述两级场效应宽带放大器的第二端通过扼流线圈分别连接电容F一端、电容G一端、电容H一端，且所述电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地，所述两级场效应宽带放大器的第三端通过电容D、电阻E连接运算放大器的输出端，所述两级场效应宽带放大器第四端接地。

优选的，所述投影光学系统包括若干同轴排列的透镜，所述若干同轴排列的透镜从光线投射面至出光面之间依次排列有第一非球面透镜、第一弯月形透镜、平凸镜、第二非球面透镜、第一双胶合透镜、第二弯月形透镜、第二双胶合透镜以及棱镜。

优选的，所述聚光装置由外筒、内筒、环形盖组成，所述外筒与内筒之间形成气密空间。

优选的，其成像方法包括以下步骤：

A、激光从激光发射源发出，经过聚光装置聚光后射向激光准直器；

B、激光准直器上的激光接收靶接收到激光后经低噪声运算放大模块处理后，滤除杂质信号，并对激光信号进行放大后输出；

C、输出的激光束将可编程图形发生器上的图形成像到投影光学系统上；

D、投影光学系统将图形各项参数进行优化调整后成像到成像基底上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明结构原理简单，能够对图形进行快速高效成像，且成像精度高，采用的激光准直器抗干扰能力强，采用的低噪声运算放大模块能够滤除杂质信号，进一步提高准直精度。

（2）本发明采用的投影光学系统，能够防止外界光线干扰，能够对成像图形进行优化调整，进一步提高了成像质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的低噪声运算放大模块原理图；

图3为本发明的投影光学系统结构示意图；

图4为本发明的聚光装置结构示意图；

图中：1、激光发射源；2、激光准直器；3、可编程图形发生器；4、投影光学系统；5、成像基底；6、聚光装置；7、激光接收靶；8、低噪声运算放大模块；9、运算放大器；10、两级场效应宽带放大器；11、扼流线圈；12、第一非球面透镜；13、第一弯月形透镜；14、平凸镜；15、第二非球面透镜；16、第一双胶合透镜；17、第二弯月形透镜；18、第二双胶合透镜；19、棱镜；20、外筒；21、内筒；22、环形盖；101、第一端；102、第二端；103、第三端；104、第四端；1a、电阻A；2a、电阻B；3a、电阻C；4a、电阻D；5a、电阻E；6a、电阻F；1b、电容A；2b、电容B；3b、电容C；4b、电容D；5b、电容E；6b、电容F；7b、电容G；8b、电容H。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种激光数字高精度成像装置, 包括激光发射源1、激光准直器2、可编程图形发生器3、投影光学系统4以及成像基底5，激光发射源1前端设有聚光装置6，聚光装置6由外筒20、内筒21、环形盖22组成，外筒20与内筒21之间形成气密空间。激光准直器2设在激光发射源1与可编程图形发生器3之间，投影光学系统4设置在可编程图形发生器3与成像基底5之间，激光从激光发射源发出，经过准直和投影后将图像成像在成像基底上。

本实施例中，激光准直器2上设有激光接收靶7和低噪声运算放大模块8，激光接收靶7正对激光发射源1，低噪声运算放大模块8包括运算放大器9、两级场效应宽带放大器10以及扼流线圈11，运算放大器9的一个输入端分别连接电阻B 2a一端和电容B 2b一端，所述电容B 2b另一端接地，电阻B 2a另一端分别连接电阻A 1a一端和电容A 1b一端，电容A 1b另一端连接运算放大器9的输出端，运算放大器9的另一输入端分别连接电阻C 3a一端和电阻D 4a一端，电阻C 3a另一端接地，电阻D 4a另一端连接运算放大器9的输出端；两级场效应宽带放大器10的第一端101连接电容E 5b一端，电容E 5b另一端连接电阻F 6a一端，电阻F 6a另一端连接运算放大器9的输出端，两级场效应宽带放大器10的第二端102通过扼流线圈11分别连接电容F 6b一端、电容G 7b一端、电容H 8b一端，且电容F 6b另一端、电容G 7b另一端、电容H 8b另一端均接地，两级场效应宽带放大器10的第三端103通过电容D 4b、电阻E 5a连接运算放大器9的输出端，两级场效应宽带放大器10第四端104接地，运算放大器对信号进行处理，保证传输信号的质量，并通过反馈原理将信号信息放大 2 倍，然后再传递给后面的两级场效应宽带放大器再次对信号进行二次放大，最后再将信号输出，本发明采用的激光准直器抗干扰能力强，采用的低噪声运算放大模块能够滤除杂质信号，进一步提高准直精度。

本实施例中，投影光学系统4包括若干同轴排列的透镜，所述若干同轴排列的透镜从光线投射面至出光面之间依次排列有第一非球面透镜12、第一弯月形透镜13、平凸镜14、第二非球面透镜15、第一双胶合透镜16、第二弯月形透镜17、第二双胶合透镜18以及棱镜19，通过对各透镜组成的物镜系统的各项参数尺寸进行优化调整，能够防止外界光线干扰，进一步提高了成像质量。

本发明的成像方法包括以下步骤：

A、激光从激光发射源发出，经过聚光装置聚光后射向激光准直器；

B、激光准直器上的激光接收靶接收到激光后经低噪声运算放大模块处理后，滤除杂质信号，并对激光信号进行放大后输出；

C、输出的激光束将可编程图形发生器上的图形成像到投影光学系统上；

D、投影光学系统将图形各项参数进行优化调整后成像到成像基底上。

本发明结构原理简单，能够对图形进行快速高效成像，且成像精度高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种激光数字高精度成像装置, 包括激光发射源（1）、激光准直器（2）、可编程图形发生器（3）、投影光学系统（4）以及成像基底（5），其特征在于：所述激光发射源（1）前端设有聚光装置（6），所述激光准直器（2）设在激光发射源（1）与可编程图形发生器（3）之间，所述投影光学系统（4）设置在可编程图形发生器（3）与成像基底（5）之间，激光从激光发射源发出，经过准直和投影后将图像成像在成像基底上。

2.根据权利要求1所述的一种激光数字高精度成像装置，其特征在于：所述激光准直器（2）上设有激光接收靶（7）和低噪声运算放大模块（8），所述激光接收靶（7）正对激光发射源（1），所述低噪声运算放大模块（8）包括运算放大器（9）、两级场效应宽带放大器（10）以及扼流线圈（11），所述运算放大器（9）的一个输入端分别连接电阻B（2a）一端和电容B（2b）一端，所述电容B（2b）另一端接地，所述电阻B（2a）另一端分别连接电阻A（1a）一端和电容A（1b）一端，所述电容A（1b）另一端连接运算放大器（9）的输出端，所述运算放大器（9）的另一输入端分别连接电阻C（3a）一端和电阻D（4a）一端，所述电阻C（3a）另一端接地，所述电阻D（4a）另一端连接运算放大器（9）的输出端；所述两级场效应宽带放大器（10）的第一端（101）连接电容E（5b）一端，所述电容E（5b）另一端连接电阻F（6a）一端，所述电阻F（6a）另一端连接运算放大器（9）的输出端，所述两级场效应宽带放大器（10）的第二端（102）通过扼流线圈（11）分别连接电容F（6b）一端、电容G（7b）一端、电容H（8b）一端，且所述电容F（6b）另一端、电容G（7b）另一端、电容H（8b）另一端均接地，所述两级场效应宽带放大器（10）的第三端（103）通过电容D（4b）、电阻E（5a）连接运算放大器（9）的输出端，所述两级场效应宽带放大器（10）第四端（104）接地。

3.根据权利要求1所述的一种激光数字高精度成像装置，其特征在于：所述投影光学系统（4）包括若干同轴排列的透镜，所述若干同轴排列的透镜从光线投射面至出光面之间依次排列有第一非球面透镜（12）、第一弯月形透镜（13）、平凸镜（14）、第二非球面透镜（15）、第一双胶合透镜（16）、第二弯月形透镜（17）、第二双胶合透镜（18）以及棱镜（19）。

4.根据权利要求1所述的一种激光数字高精度成像装置，其特征在于：所述聚光装置（6）由外筒（20）、内筒（21）、环形盖（22）组成，所述外筒（20）与内筒（21）之间形成气密空间。

5.根据权利要求1所述的一种激光数字高精度成像装置，其特征在于：其成像方法包括以下步骤：

A、激光从激光发射源发出，经过聚光装置聚光后射向激光准直器；

B、激光准直器上的激光接收靶接收到激光后经低噪声运算放大模块处理后，滤除杂质信号，并对激光信号进行放大后输出；

C、输出的激光束将可编程图形发生器上的图形成像到投影光学系统上；

D、投影光学系统将图形各项参数进行优化调整后成像到成像基底上。