專利名稱：一種激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置。
激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置是一種用于測量物體表面形狀的設(shè)備，現(xiàn)有激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置由激光源、接收物鏡、CCD接收器、掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于記錄測量結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。其中激光源所發(fā)出的激光束照射在被測物體表面的某一點(diǎn)，形成一小光斑作為被測點(diǎn)。該被測點(diǎn)通過接收物鏡呈像于所述CCD接收器上，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集和記錄。同時(shí)，由掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光源等相對(duì)于被測物體移動(dòng)，即可以依次讀取被測物體表面上的多個(gè)被測點(diǎn)，從而達(dá)到測量被測體表面形狀的目的。現(xiàn)有激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置中的CCD接收器都是垂直于接收物鏡的光軸設(shè)置于接收物鏡的像面處，現(xiàn)有技術(shù)方案的不足之處在于它只適用于測量表面高度變化不大的物體形狀，在測量表面高度變化較大的物體時(shí)，為避免出現(xiàn)過多的死點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)盡量減小接收物鏡光軸與激光源光軸間的夾角。由于上述夾角較小且被測體上各被測點(diǎn)的高度差較大，就會(huì)導(dǎo)致許多被測點(diǎn)超出接收物鏡的景深范圍，在CCD接收器上呈現(xiàn)一模糊的像，使CCD接收器接收和輸出的信號(hào)質(zhì)量下降，從而嚴(yán)重影響測量精度和靈敏度。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置，可以在盡量消除測量死點(diǎn)的同時(shí)明顯改善接收信號(hào)的質(zhì)量，提高測量精度和靈敏度。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，該激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置由激光源、接收物鏡、線陣列CCD接收器、二維掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于記錄測量結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，其中接收物鏡光軸與激光源光軸之間的夾角為銳角，CCD接收器沿激光源光軸的共軛線方向設(shè)置于接收物鏡的像方。其工作原理是由于被測點(diǎn)總是位于激光源的光軸上，相應(yīng)地，被測點(diǎn)的像總是處于激光源光軸關(guān)于接收物鏡的共軛線上，所以無論被測點(diǎn)的高度如何，均可以在CCD接收器的接收面上呈現(xiàn)一清晰的像。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)成熟，易于實(shí)施，可以有效地改善接收信號(hào)的質(zhì)量，提高測量精度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例本例所述激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置是一種用于測量牙頜模型4的數(shù)據(jù)采集裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括激光源1、接收物鏡2、線陣列CCD接收器3、二維掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)5和用于記錄測量結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，本例中接收物鏡2采用焦距為43mm的專用攝影物鏡頭，該接收物鏡光軸與激光源光軸之間的夾角α為45度，利用現(xiàn)有光路計(jì)算方法即可以得出激光源1光軸關(guān)于接收物鏡2的共軛線12的方位，也就得出所述CCD接收器3與接收物鏡2光軸間夾角β為57.3度。
為進(jìn)一步消除測量死點(diǎn)，本例所述激光掃描儀中還設(shè)有第二套接收物鏡2’和相應(yīng)的CCD接收器3’，其中CCD接收器3′沿激光源1光軸關(guān)于相應(yīng)的接收物鏡2′的共軛線12′方向設(shè)置于該接收物鏡2′的像方。本例中令其中α1=α；β1=β。測量過程中，二套接收器同時(shí)輸出測量信號(hào)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)兩套數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，本例中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理信號(hào)的方法是當(dāng)二套接收器均有信號(hào)輸出時(shí)，以該兩信號(hào)的平均值作為測量值，當(dāng)二套接收器中只有一套輸出有效信號(hào)時(shí)，以該信號(hào)值作為測量值。用計(jì)算機(jī)處理信號(hào)的方法還可能有其他方法，比如設(shè)一套接收器為主接收器，當(dāng)主接收器輸出有效信號(hào)時(shí)，以該信號(hào)為測量值，主接收器無信號(hào)輸出時(shí)，以另一套接收器信號(hào)為測量值。此類數(shù)據(jù)處理方法的異同，不應(yīng)作為限制本實(shí)用新型權(quán)利范圍的因素。
同理，在環(huán)境空間允許的情況下，可以設(shè)置多組接收器以求盡可能地消除測量死點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置，它由激光源(1)、接收物鏡(2)、CCD接收器(3)、掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)和用于記錄測量結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，其特征在于所述的CCD接收器(3)沿激光源(1)光軸關(guān)于接收物鏡(2)的共軛線方向設(shè)置于接收物鏡(2)的像方。
2.如權(quán)利要求1所述的一種激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于它包括多個(gè)接收物鏡(2′)和多個(gè)CCD接收器(3′)，各CCD接收器(3′)分別沿激光源(1)光軸關(guān)于相應(yīng)的接收物鏡(2′)的共軛線方向設(shè)置于該接收物鏡(2′)的像方。
專利摘要本實(shí)用新型為一種激光掃描數(shù)據(jù)采集裝置,該裝置由激光源、接收物鏡、線陣列CCD接收器、二維掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于記錄測量結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成,其中接收物鏡光軸與激光源光軸之間的夾角為銳角,CCD接收器沿激光源光軸的共軛線方向設(shè)置于接收物鏡的像方。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)成熟,易于實(shí)施,可以有效地改善接收信號(hào)的質(zhì)量,提高測量精度。
文檔編號(hào)G01B11/24GK2325758SQ9722047
公開日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1997年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月9日
發(fā)明者呂培軍, 李忠科, 王勇 申請(qǐng)人:北京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院