[發(fā)明專利]一種照明掃描疊加成像系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610036053.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105549029B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅振雄;王榮波;陳光華;周維軍;孟建華;田建華;何莉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號(hào): G01S17/89
• 分類號(hào): G01S17/89
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 馮倩

1.一種照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：脈沖激光器、擴(kuò)束掃描組件、激光接收器和成像裝置，所述激光接收器設(shè)置在所述擴(kuò)束掃描組件發(fā)射的激光經(jīng)目標(biāo)物反射后的反射光路上，所述激光接收器與所述成像裝置耦合，所述脈沖激光器與所述擴(kuò)束掃描組件耦合；

所述脈沖激光器將多個(gè)激光脈沖按照預(yù)設(shè)發(fā)射間隔依次發(fā)射，發(fā)射出的每個(gè)激光脈沖經(jīng)所述擴(kuò)束掃描組件降低線寬后按照預(yù)設(shè)掃描間隔依次調(diào)整出射的角度，所述預(yù)設(shè)發(fā)射間隔的起始時(shí)間比所述預(yù)設(shè)掃描間隔的起始時(shí)間延遲第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

由所述擴(kuò)束掃描組件射出的每個(gè)激光脈沖分別經(jīng)所述目標(biāo)物的沿縱向方向的不同部位反射后由所述激光接收器按照預(yù)設(shè)選通間隔依次接收，所述激光接收器將接收到的每個(gè)激光脈沖輸入所述成像裝置中，所述成像裝置將在預(yù)設(shè)曝光時(shí)間內(nèi)接收到的多個(gè)激光脈沖形成圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括：同步控制裝置，所述同步控制裝置分別與所述脈沖激光器、擴(kuò)束掃描組件、激光接收器和成像裝置耦合；

所述同步控制裝置用于按照所述預(yù)設(shè)發(fā)射間隔控制所述脈沖激光器將多個(gè)激光脈沖依次發(fā)射，按照所述預(yù)設(shè)掃描間隔控制所述擴(kuò)束掃描組件將接收到的每個(gè)激光脈沖調(diào)整出射的角度，按照預(yù)設(shè)選通間隔控制所述激光接收器依次接收經(jīng)所述目標(biāo)物的沿縱向方向的不同部位反射后的激光脈沖，以及按照預(yù)設(shè)曝光時(shí)間控制所述成像裝置的開(kāi)啟。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)束掃描組件包括：移動(dòng)平臺(tái)和由像側(cè)到物側(cè)依次同軸設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡，所述第一透鏡的光軸、所述第二透鏡的光軸和所述第三透鏡的光軸位于一條水平軸上，所述脈沖激光器發(fā)射的激光脈沖沿所述水平軸平行方向射入所述第一透鏡，經(jīng)所述第一透鏡的焦點(diǎn)射入所述第二透鏡，經(jīng)所述第二透鏡的會(huì)聚后射入所述第三透鏡，再由所述第三透鏡的會(huì)聚射向所述目標(biāo)物；

所述同步控制裝置與所述移動(dòng)平臺(tái)耦合，所述同步控制裝置用于按照預(yù)設(shè)掃描間隔控制所述移動(dòng)平臺(tái)，以帶動(dòng)所述第二透鏡沿所述水平軸水平移動(dòng)，使所述激光脈沖經(jīng)所述第二透鏡的會(huì)聚后射入所述第三透鏡的入射角度改變，從而使所述第三透鏡射出的多個(gè)激光脈沖的角度按照所述預(yù)設(shè)掃描間隔沿縱向方向依次調(diào)整。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一所述的照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間不小于所述擴(kuò)束掃描組件完成一次所述調(diào)整所需的時(shí)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)選通間隔的起始時(shí)間比所述預(yù)設(shè)發(fā)射間隔的起始時(shí)間延遲第二預(yù)設(shè)時(shí)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)曝光時(shí)間的起始時(shí)間早于所述預(yù)設(shè)掃描間隔的起始時(shí)間，所述預(yù)設(shè)曝光時(shí)間的結(jié)束時(shí)間晚于所述預(yù)設(shè)選通間隔的結(jié)束時(shí)間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明掃描疊加成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間根據(jù)所述激光脈沖在當(dāng)前傳播介質(zhì)中的傳播速度以及傳播路徑確定，其中，所述傳播路徑為所述脈沖激光器與所述目標(biāo)物之間的路徑和所述目標(biāo)物與所述激光接收器之間的路徑之和。

8.一種照明掃描疊加成像方法，其特征在于，應(yīng)用于照明掃描疊加成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：脈沖激光器、擴(kuò)束掃描組件、激光接收器和成像裝置，所述激光接收器設(shè)置在所述擴(kuò)束掃描組件發(fā)射的激光經(jīng)目標(biāo)物反射后的反射光路上，所述激光接收器與所述成像裝置耦合，所述脈沖激光器與所述擴(kuò)束掃描組件耦合，所述方法包括：

所述脈沖激光器將多個(gè)激光脈沖按照預(yù)設(shè)發(fā)射間隔依次發(fā)射；

所述擴(kuò)束掃描組件將射入所述擴(kuò)束掃描組件的多個(gè)激光脈沖降低線寬后按照預(yù)設(shè)掃描間隔依次調(diào)整角度后射出，所述預(yù)設(shè)發(fā)射間隔的起始時(shí)間比所述預(yù)設(shè)掃描間隔的起始時(shí)間延遲第一預(yù)設(shè)時(shí)間；

所述激光接收器按照預(yù)設(shè)選通間隔依次接收經(jīng)所述目標(biāo)物的沿縱向方向的不同部位反射后的激光脈沖；

所述成像裝置將在預(yù)設(shè)曝光時(shí)間內(nèi)接收到的多個(gè)激光脈沖形成圖像。