一种全彩色激光线扫描一体化成像设备的制作方法

1.本实用新型属于视觉图像技术领域，涉及线扫描成像设备，具体涉及一种全彩色激光线扫描一体化成像设备。


背景技术：

2.线阵相机是一种采用线性图像传感器的工业相机，由于其具有扫描成像的特点，越来越普遍应用于各个领域中，例如道路、隧道、列车、流水线等。在线阵相机的扫描拍摄过程中，由于被扫描物体的幅面较大，线阵相机往往需要线性光源作为补光光源为其拍摄补光。
3.目前，常用的补光方法有led补光技术和激光补光技术。两者相比，激光补光能量集中，且通过光学棱镜调整，可形成40
°
～100
°
视场角的一字线光带。因此，大量采用激光补光技术对线阵相机的拍摄进行补光。
4.然而，目前现有激光补光技术主要涉及使用激光补光单元对黑白线阵相机进行补光，实现对被测物体的黑白成像功能。基于上述激光补光技术的成像设备主要存在以下缺陷：
5.(1)成像效果单一，无法真实地还原被测物体的图像信息；
6.(2)激光补光的带状光带细，设备使用过程相机视野易偏离补光区域，导致成像效果忽明忽暗；
7.(3)散热性能差，容易造成激光过热保护，无法适应户外复杂环境。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的旨在提供一种全彩色激光线扫描一体化成像设备，能够获得被测物体的彩色图像，从而更加真实地还原被测物体的图像信息。
9.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现。
10.本实用新型提供的全彩色激光线扫描一体化成像设备，其包括设备壳体、设置于设备壳体内的线阵相机和激光补光单元；所述设备壳体上开设有与线阵相机镜头相对的第一透视窗和与激光补光单元出光口相对的第二透视窗；所述激光补光单元包括依次设置的激光发生器组件、激光集束器和光束调节单元；所述激光发生器组件包括红色激光发生器、绿色激光发生器和蓝色激光发生器；所述红色激光发生器、绿色激光发生器和蓝色激光发生器的激光出射口对准激光集束器入射端。
11.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备，为了增加设备整体的散热效果，可以将设备壳体表面除第一透视窗和第二透视窗的地方设计若干凸台，以增加散热面积。本实用新型中，所述第一透视窗和第二透明窗为玻璃或塑料挡片，优选为使用k9材质制成的玻璃挡片，具有98％以上的可见光透过率。为了增加光束透射效果，还可以进一步在第一透视窗和第二透视窗上设置增透膜。
12.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备，所述线阵相机为彩色线阵相机，用于实
现对被测物体的彩色图像采集。本实用新型中，线阵相机采用的是本领域已经披露的常规彩色线阵相机。
13.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备，所述激光补光单元将rgb三原色激光光束汇聚得到白色激光光束，并进一步将白色激光光束折射成白色带状光束，在相机的视野范围内补光，使得线阵相机可采集到更多被测物体的图像细节，更真实的还原被测物体的彩色图像。
14.在一种实现方式中，所述红色激光发生器用于产生高亮红色激光，作为rgb三原色激光的组成部分。所述绿色激光发生器用于产生高亮绿色激光，作为rgb三原色激光的组成部分。所述蓝色激光发生器用于产生高亮蓝色激光，作为rgb三原色激光的组成部分。本实用新型中，激光发生器采用本领域已经披露的激光产生原理，这里不再赘述。
15.在一种实现方式中，所述红色激光发生器、绿色激光发生器和蓝色激光发生器发射的激光等比例入射到激光集束器上，经激光集束器混合得到一束高亮的白色激光光束。
16.在一种实现方式中，所述激光集束器出射的白色激光光束经光束调节单元折射为白色的带状光带。本实用新型中，光束调节单元用于将白色光束折射成白色的带状光带，可以采用多种方式来实现，例如多个透镜组成的透镜组、多个棱镜组成的棱镜组等。
17.在一种实现方式中，由光调节单元折射出的白色带状光带区域覆盖线阵相机拍摄视野范围，这样可实现对相机拍摄视野范围内的被测物体有效补光，能够更加清晰地显示被测物体的细节。
18.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备，所述激光发生器组件与设备壳体贴壁安装，以便于更好的散热。
19.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备，还包括供电电源，与供电电源连接的电压转换器，以及与电压转换器连接的功率调节器；所述功率调节器输出端分别与红色激光发生器、绿色激光发生器和蓝色激光发生器连接。通过上述供电电源、电压转换器和功率调节器，用于调节各激光发生器的功率，进而调节各激光发生器发射的激光亮度。电压转换器和功率调节器均采用本领域常规设计。在优选实现方式中，通过功率调节器对各激光发生器进行高频间歇式供电，来实现对激光发生器的高效散热。
20.与现有技术相比，本实用新型提供的全彩色激光线扫描一体化成像设备，具有如下十分突出的优点和有益技术效果：
21.1、本实用新型提供的全彩色激光线扫描一体化成像设备，激光补光单元将rgb三原色激光光束融合为白色高亮的激光光束，并进一步将白色激光光束折射为带状光束，可实现远距离亮度照明的同时，利用彩色线阵相机实现对被测物体的彩色成像，成像效果丰富，图像效果细腻。
22.2、本实用新型提供的全彩色激光线扫描一体化成像设备，激光补光单元折射出的带状光束区域覆盖线阵相机视野，能够达到良好的补光效果，对被测物体实现有效补光。
23.3、本实用新型提供的全彩色激光线扫描一体化成像设备，通过激光发生器贴壁式安装设计，并在设备壳体上设计多个凸起，以实现高效散热，可应对室外复杂环境。
附图说明
24.图1为本实用新型全彩色激光线扫描一体化成像设备的结构示意图。
25.图中：1
‑
设备壳体，11
‑
第一透视窗，12
‑
第二透视窗，2
‑
线阵相机，3
‑
激光补光单元，31
‑
激光发生器组件，311
‑
红色激光发生器，312
‑
绿色激光发生器，313
‑
蓝色激光发生器，32
‑
激光集束器，33
‑
光束调节单元，4
‑
供电电源，5
‑
电压转换器，6
‑
功率调节器。
具体实施方式
26.以下将结合附图给出本实用新型实施例，并通过实施例对本实用新型的技术方案进行进一步的清楚、完整说明。显然，所述实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
27.实施例
28.本实施例提供的全彩色激光线扫描一体化成像设备，如图1所示，包括设备壳体1、设置于设备壳体1内的线阵相机2和激光补光单元3。
29.上述线阵相机2为彩色线阵相机。
30.上述激光补光单元包括依次设置的激光发生器组件31、激光集束器32和光束调节单元33；激光发生器组件包括红色激光发生器311、绿色激光发生器312和蓝色激光发生器313。红色激光发生器311、绿色激光发生器312和蓝色激光发生器313的激光出射口对准激光集束器入射端。激光集束器的出射端对准光束调节单元。光束调节单元为由多个透镜组成的透镜组。
31.红色激光发生器311、绿色激光发生器312和蓝色激光发生器313安装于设备壳体的底部，并贴壁安装。设备壳体1上开设有与线阵相机镜头相对的第一透视窗11和与激光补光单元出光口相对的第二透视窗12。设备壳体表面除第一透视窗和第二透视窗外的地方设计若干凸台，以增加散热面积。本实施例中，第一透视窗和第二透明窗为玻璃挡片。
32.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备还包括供电电源4、电压转换器5和功率调节器6。所述供电电源、电压转换器5和功率调节器6依次电连接。功率调节器输出端分别与红色激光发生器、绿色激光发生器和蓝色激光发生器连接。
33.上述全彩色激光线扫描一体化成像设备的工作流程如下：
34.通过供电电源，经电压转换器和功率调节器对各激光发生器供电，红色激光发生器、绿色激光发生器和蓝色激光发生器发出rgb三原色激光，并入射到激光集束器上，激光集束器将入射的红色激光、绿色激光和蓝色激光等比例混合，将光束汇聚成一束白色的高亮激光光束，白色激光光束通过光束调节单元透镜组多次折射后得到白色的带状光带，且带状光带区域覆盖线阵相机拍摄视野范围(如图1所示)。在高亮的白色激光光带的补光条件下，通过彩色线阵相机对被测物进行彩色成像。
35.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。