CN2325758Y - 一种激光扫描数据采集装置 - Google Patents

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吕培军
李忠科
王勇
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Abstract

本实用新型为一种激光扫描数据采集装置,该装置由激光源、接收物镜、线阵列CCD接收器、二维扫描运动机构和用于记录测量结果的计算机系统组成,其中接收物镜光轴与激光源光轴之间的夹角为锐角,CCD接收器沿激光源光轴的共轭线方向设置于接收物镜的像方。本实用新型的优点在于技术成熟,易于实施,可以有效地改善接收信号的质量,提高测量精度。

Description

一种激光扫描数据采集装置
本实用新型涉及一种激光扫描数据采集装置。
激光扫描数据采集装置是一种用于测量物体表面形状的设备，现有激光扫描数据采集装置由激光源、接收物镜、CCD接收器、扫描运动机构和用于记录测量结果的计算机系统组成。其中激光源所发出的激光束照射在被测物体表面的某一点，形成一小光斑作为被测点。该被测点通过接收物镜呈像于所述CCD接收器上，产生相应的电信号由计算机系统采集和记录。同时，由扫描运动机构驱动激光源等相对于被测物体移动，即可以依次读取被测物体表面上的多个被测点，从而达到测量被测体表面形状的目的。现有激光扫描数据采集装置中的CCD接收器都是垂直于接收物镜的光轴设置于接收物镜的像面处，现有技术方案的不足之处在于它只适用于测量表面高度变化不大的物体形状，在测量表面高度变化较大的物体时，为避免出现过多的死点，应当尽量减小接收物镜光轴与激光源光轴间的夹角。由于上述夹角较小且被测体上各被测点的高度差较大，就会导致许多被测点超出接收物镜的景深范围，在CCD接收器上呈现一模糊的像，使CCD接收器接收和输出的信号质量下降，从而严重影响测量精度和灵敏度。
本实用新型的目的在于提供一种激光扫描数据采集装置，可以在尽量消除测量死点的同时明显改善接收信号的质量，提高测量精度和灵敏度。
本实用新型所采用的技术方案是，该激光扫描数据采集装置由激光源、接收物镜、线阵列CCD接收器、二维扫描运动机构和用于记录测量结果的计算机系统组成，其中接收物镜光轴与激光源光轴之间的夹角为锐角，CCD接收器沿激光源光轴的共轭线方向设置于接收物镜的像方。其工作原理是：由于被测点总是位于激光源的光轴上，相应地，被测点的像总是处于激光源光轴关于接收物镜的共轭线上，所以无论被测点的高度如何，均可以在CCD接收器的接收面上呈现一清晰的像。
本实用新型的优点在于技术成熟，易于实施，可以有效地改善接收信号的质量，提高测量精度。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1：本实用新型的结构示意图。
实施例：本例所述激光扫描数据采集装置是一种用于测量牙颌模型4的数据采集装置，其结构如图1所示，它包括激光源1、接收物镜2、线阵列CCD接收器3、二维扫描运动机构5和用于记录测量结果的计算机系统，本例中接收物镜2采用焦距为43mm的专用摄影物镜头，该接收物镜光轴与激光源光轴之间的夹角α为45度，利用现有光路计算方法即可以得出激光源1光轴关于接收物镜2的共轭线12的方位，也就得出所述CCD接收器3与接收物镜2光轴间夹角β为57.3度。
为进一步消除测量死点，本例所述激光扫描仪中还设有第二套接收物镜2’和相应的CCD接收器3’，其中CCD接收器3′沿激光源1光轴关于相应的接收物镜2′的共轭线12′方向设置于该接收物镜2′的像方。本例中令其中α1=α；β1=β。测量过程中，二套接收器同时输出测量信号，由计算机系统对两套数据进行处理，本例中计算机系统处理信号的方法是：当二套接收器均有信号输出时，以该两信号的平均值作为测量值，当二套接收器中只有一套输出有效信号时，以该信号值作为测量值。用计算机处理信号的方法还可能有其他方法，比如设一套接收器为主接收器，当主接收器输出有效信号时，以该信号为测量值，主接收器无信号输出时，以另一套接收器信号为测量值。此类数据处理方法的异同，不应作为限制本实用新型权利范围的因素。
同理，在环境空间允许的情况下，可以设置多组接收器以求尽可能地消除测量死点。

Claims (2)

1、一种激光扫描数据采集装置，它由激光源(1)、接收物镜(2)、CCD接收器(3)、扫描运动机构(5)和用于记录测量结果的计算机系统组成，其特征在于所述的CCD接收器(3)沿激光源(1)光轴关于接收物镜(2)的共轭线方向设置于接收物镜(2)的像方。
2、如权利要求1所述的一种激光扫描数据采集装置，其特征在于它包括多个接收物镜(2′)和多个CCD接收器(3′)，各CCD接收器(3′)分别沿激光源(1)光轴关于相应的接收物镜(2′)的共轭线方向设置于该接收物镜(2′)的像方。
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