一种面激光扫描装置的制作方法

本实用新型涉及激光扫描的技术领域，尤其涉及一种面激光扫描装置。

背景技术：

激光以其的单色性好、方向性好、相干性好、亮度高的特点，在军事、通信、医疗等方面有着极其重要的地位。三维激光扫描技术是上世纪末开始出现的一项高新技术，它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。由于其具有快速性，不接触性，实时、动态、主动性，高密度、高精度，数字化、自动化等特性，其应用范围十分广阔。

目前有很多机械式激光扫描设备，需要传动装置来扩大扫描范围，这无疑使设备的体积增大，且机械设备的振动对静态放置的装置是不利因素，并且大多数激光扫描设备只能处理小范围内的图像信息，若需要对多个面进行图像处理，则需要多台设备。这样会扩大占用空间，增加购买及维护费用。

技术实现要素：

本实用新型提供一种面激光扫描装置，解决了现有激光扫描设备需要传动装置来扩大扫描范围，会扩大占用空间，增加购买及维护费用等问题。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种面激光扫描装置，包括控制单元、激光发射单元和激光接收单元，所述激光发射单元包括依次设置的激光发生器、凸透镜组和圆柱棱镜，所述激光发生器发射激光的中心线与凸透镜组的球心连线、圆柱棱镜的轴向中心线重合，所述圆柱棱镜的顶面向内设置有缺口，所述缺口呈回转体结构，且向内逐级收缩成一点，其中心线与圆柱棱镜的轴向中心线重合，所述激光发生器发射的激光经凸透镜组射出，垂直于圆柱棱镜的底面射入其内部，再经其内部的缺口侧面反射后，经圆柱棱镜的侧面射出，形成以所述圆柱棱镜为中心的辐射面，从而实现对圆柱棱镜周边的物体进行扫描。

进一步，所述缺口的点位于圆柱棱镜的底面上，其与圆柱棱镜顶面的连线呈直线形或者弧线形。

进一步，所述凸透镜组包括垂直设置在激光发生器发射激光的光轴上多个凸透镜，多个所述凸透镜平行设置，其中一个凸透镜的表面设置有电润湿层。

进一步，还包括设置在所述激光发生器发射激光的光轴上的液体透镜，所述液体透镜与可控电压源相连，所述激光发生器发射的激光经液体透镜射出，再进入凸透镜组。

本实用新型有益的技术效果在于：

通过在激光发生器的发射激光的光路上设置有凸透镜组和带有缺口的圆柱棱镜，借助圆柱棱镜内部的回转体形的缺口，将单一的激光光束变换为以圆柱棱镜为中心的360度的辐射面，从而完成对其周边的物体进行扫描，不需要借助传动机构来实现激光发生器与被测物体之间相对移动，就可以完成全方位的扫描，缩小了占地空间，节省了购买成本和维修费用，并且，结构简单，实用性强，便于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图，箭头表示激光的传播方向；

图2为本实用新型的形成以圆柱棱镜为中心的辐射面的示意图，箭头表示激光的传播方向；

图3为本实用新型的圆柱棱镜的结构示意图；

其中，1-激光发生器、2-凸透镜组、3-圆柱棱镜，31-缺口，32-辐射面。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种面激光扫描装置，包括控制单元、激光发射单元和激光接收单元，该激光发射单元包括依次设置的激光发生器1、凸透镜组2和圆柱棱镜3，该激光发生器1发射激光的中心线与凸透镜组2的球心连线、圆柱棱镜3的轴向中心线重合，该圆柱棱镜3的顶面向内设置有缺口31，该缺口呈回转体结构，且向内逐级收缩成一点，其中心线与圆柱棱镜3的轴向中心线重合，该激光发生器1发射的激光经凸透镜组2射出，垂直于圆柱棱镜3的底面射入其内部，再经其内部的缺口31侧面反射后，经圆柱棱镜3的侧面射出，形成以圆柱棱镜3为中心的辐射面32，从而实现对圆柱棱镜3周边的物体进行扫描。这样，激光发生器1发射的激光经凸透镜组2进行宽度上的扩充后，垂直射入圆柱棱镜3，由于其内设置有回转体的缺口，反射后的激光沿缺口的侧面辐射出去，形成以圆柱棱镜3为中心的360度的辐射面，如图2所示，进而可以同时对其周边的物体进行扫描，再通过时间调制或者空间调制方法即可获取被测物体的三维模型，不需要借助传动机构来实现激光发生器与被测物体之间相对移动，就可以完成全方位的扫描，缩小了占地空间，节省了购买成本和维修费用。

为了扩大扫描范围，如图3所示，该缺口31收缩成的点可位于圆柱棱镜3的底面上，其与圆柱棱镜3顶面的连线呈直线形或者弧线形，该弧线形的朝向可以向上或者向下，同时在其表面增设反射涂料，这样，从缺口31的侧面反射出去的激光辐射面的宽度会有所增加。

该凸透镜组2包括垂直设置在激光发生器1发射激光的光轴上多个凸透镜，多个凸透镜平行设置，其中一个凸透镜的表面设置有电润湿层，这样，经电润湿处理的凸透镜的表面形状发生改变，使得该凸透镜焦距改变，经过该凸透镜的激光光束不再是与光轴平行的光束，而与光轴成一定的角度，通过改变电润湿层的厚度即可控制从激光发生器1产生的激光方向，从而改变到达缺口31侧面的激光的角度，达到控制激光辐射面的效果，另外，也可以在激光发生器1和凸透镜组2之间增设液体透镜，该液体透镜与可控电压源相连，通过改变施加到液体透镜上的电压，即可改变液体透镜的曲率半径，进而改变激光光束到达缺口31侧面的角度。

本实用新型通过在激光发生器的发射激光的光路上设置有凸透镜组和带有缺口的圆柱棱镜，借助圆柱棱镜内部的回转体形的缺口，将单一的激光光束变换为以圆柱棱镜为中心的360度的辐射面，从而完成对其周边的物体进行扫描，不需要借助传动机构来实现激光发生器与被测物体之间相对移动，就可以完成全方位的扫描，缩小了占地空间，节省了购买成本和维修费用，并且，结构简单，实用性强，便于推广应用。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。