一种可变扫描范围的激光线扫描装置-j9九游会真人

1.本实用新型涉及一种可变扫描范围的激光线扫描装置，属于激光线扫描相机领域。


背景技术：

2.激光线扫描相机是以激光为工作光束的雷达。激光雷达的工作原理是激光器发射脉冲激光到目标物体表面发生反射，由探测设备收集回波信号，通过三角测距发，就可以得到激光雷达与目标物体的距离。目前激光相机在工业检测、测控测绘等方面都有十分广泛的应用。
3.传统的激光相机按种类可以分为结构光相机和线激光的mems扫描和点激光光扫描，其中线激光扫描分为单线激光和多线激光，而激光线扫描的mems扫描方式由于需要由线扫面的方式对目标进行扫描，相机和扫描物体相对距离不变的情况下，比较困难改变相机的扫描范围。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供了同距离可变扫描范围的线激光相机镜筒，可改变扫描视场的范围，提高了对不同扫描范围的场景适应度。
5.本实用新型解决技术问题采用了下述技术方案：
6.一种可变扫描范围的激光线扫描装置，包括：半导体激光器、单轴振镜、第一柱透镜、第二柱透镜、第三柱透镜、第四柱透镜、第一镜筒、第二镜筒，所述第一镜筒固定左端在半导体激光器上，所述第一柱透镜和第二柱透镜固定在第一镜筒右侧，且第一柱透镜到第二柱透镜的距离大于第一柱透镜一倍焦距小于二倍焦距，第一柱透镜的柱轴与x轴平行，第二柱透镜柱轴与y平行，所述第二镜筒中固定有第三柱透镜和第四柱透镜，单轴振镜固定在可伸缩镜筒右侧，且始终保持单轴振镜与可伸缩镜头距离不变，各光学透镜中心均处在主轴上，其特征在于，所述第二镜筒外套在第一镜筒，第二镜筒可以进行旋转90
°
和伸缩，通过旋转第二镜筒90
°
，可取消第三柱透镜和第四柱透镜在快轴改变发散角的作用，在旋转和未旋转第二镜筒可以将半导体激光器快轴发散角改变量分为两个档位，未旋转90
°
的档位可通过伸缩第二镜筒将激光的快轴发散角放缩，单轴振镜将激光进行激光慢轴方向扫描。
7.半导体激光器是单模半导体激光器，光斑形状为椭圆，且激光器快轴与y轴平行。
8.第三柱透镜和第四柱透镜，两个透镜平行，第三柱透镜像方焦点与第四柱透镜物方焦点重合。
9.第二柱透镜到第三柱透镜距离大于一倍小于两倍第三柱透镜的物方焦距。
10.第三柱透镜的像点在第二镜筒未旋转90
°
的档位时只在第四柱透镜的一倍物焦内活动。
11.半导体激光器出光口到第二柱透镜的光学距离，为一倍第二柱透镜的物方焦距。
12.有益效果
13.可以通过第二镜筒的旋转状态，将半导体激光器快轴发散角大小分为两个档位，处于旋转90
°
前的档位时，调整第二镜筒的伸缩量，可以改变发散角的大小，进而改变激光线的长度。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例的激光快轴视角示意图。
15.图2为本实用新型实施例扫描区域一的激光快轴视角系统示意图。
16.图3为本实用新型实施例的激光慢轴视角示意图。
17.图4为本实用新型实施例扫描区域二的激光慢轴视角系统示意图。
18.图5为本实用新型实施例的镜筒扫描范围示意图。
19.1-半导体激光器、2-单轴振镜、3-第一柱透镜、4-第二柱透镜、5-第三柱透镜、6-第四柱透镜、7-第一镜筒、8-第二镜筒
具体实施方式
20.如图1，一种同距离可变扫描范围的线激光镜筒，包括：半导体激光器1、单轴振镜2、第一柱透镜3、第二柱透镜4、第三柱透镜5、第四柱透镜6、第一镜筒7、第二镜筒8，第一镜筒7固定在半导体激光器1上，半导体激光器1出射激光，通过旋第二镜筒8，使得第二镜筒8可在如图位置向右滑动，或者绕z轴旋转90
°
，并且可以使第二镜筒相对第一镜筒向左向右移动，初始时第二镜筒8处于最左端，如图均处于未改变状态，通过伸缩第二镜筒8改变激光在通过第四透镜6后快轴的发散角，改变范围要使激光通过第三柱透镜5的像点始终处于第四柱透镜6前方，结合单轴振镜扫描范围对应区域一。
21.如图2，由于激光通过第一柱透镜3和第二柱透镜4后，在慢轴方向激光保证很小的发散角。通过第三柱透镜5和第四柱透镜6，光斑在慢轴方向变化很小。
22.如图3，第二镜筒8绕z轴旋转90
°
后，结合单轴振镜2扫描区域对应区域二，在此基础上伸长第二镜筒，可扩大区域二的面积。
23.如图4，由于激光通过第三柱透镜5和第四柱透镜6后，慢轴方向再次准直为发散角很小的平行激光。
24.如图5，由图1旋转90
°
第二镜筒8后，结合单轴振镜2，扫描区域由区域一改变为区域二，在此基础上通过伸缩第二镜筒进行快轴方向激光光斑的大小，结合单轴振镜2实现区域二的扫描范围改变。


技术特征：
1.一种可变扫描范围的激光线扫描装置，包括：半导体激光器、单轴振镜、第一柱透镜、第二柱透镜、第三柱透镜、第四柱透镜、第一镜筒、第二镜筒，所述第一镜筒固定左端在半导体激光器上，所述第一柱透镜和第二柱透镜固定在第一镜筒右侧，且第一柱透镜到第二柱透镜的距离大于第一柱透镜一倍焦距小于二倍焦距，第一柱透镜的柱轴与x轴平行，第二柱透镜柱轴与y平行，所述第二镜筒中固定有第三柱透镜和第四柱透镜，单轴振镜固定在可伸缩镜筒右侧，且始终保持单轴振镜与可伸缩镜头距离不变，各光学透镜中心均处在主轴上，其特征在于，所述第二镜筒外套在第一镜筒，第二镜筒可以进行旋转90
°
和伸缩，通过旋转第二镜筒90
°
，可取消第三柱透镜和第四柱透镜在快轴改变发散角的作用，在旋转和未旋转第二镜筒可以将半导体激光器快轴发散角改变量分为两个档位，未旋转90
°
的档位可通过伸缩第二镜筒将激光的快轴发散角放缩，单轴振镜将激光进行激光慢轴方向扫描。2.根据权利要求1所述可变扫描范围的激光线扫描装置，其特征在于，所述半导体激光器是单模半导体激光器，光斑形状为椭圆，且激光器快轴与y轴平行。3.根据权利要求1所述可变扫描范围的激光线扫描装置，其特征在于，所述第三柱透镜和第四柱透镜，两个透镜平行，第三柱透镜像方焦点与第四柱透镜物方焦点重合。4.根据权利要求1所述可变扫描范围的激光线扫描装置，其特征在于，所述第二柱透镜到第三柱透镜距离大于一倍小于两倍第三柱透镜的物方焦距。5.根据权利要求1所述可变扫描范围的激光线扫描装置，其特征在于，所述第三柱透镜的像点在第二镜筒未旋转90
°
的档位时只在第四柱透镜的一倍物焦内活动。6.根据权利要求1所述可变扫描范围的激光线扫描装置，其特征在于，所述半导体激光器出光口到第二柱透镜的光学距离，为一倍第二柱透镜的物方焦距。

技术总结
一种可变扫描范围的激光线扫描装置，包括：半导体激光器、单轴振镜、第一柱透镜、第二柱透镜、第三柱透镜、第四柱透镜、第一镜筒、第二镜筒，第二镜筒中固定有第三柱透镜和第四柱透镜，单轴振镜固定在可伸缩镜筒右侧，且始终保持单轴振镜与可伸缩镜头距离不变，各光学透镜中心均处在主轴上，单轴振镜将激光进行垂直激光线方向扫描，所述第二镜筒外套在第一镜筒，第二镜筒可以进行旋转90


技术研发人员：徐睿 张鑫源 叶海东 吕航 孙佳烽 赵天琦 石岩 陈亮
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/10/27