本實用新型屬于3D成像領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)光生成器的激光器反饋采樣裝置。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體激光器本身比較脆弱，目前激光器的壽命最長可達10萬小時。半導(dǎo)體激光器的管芯小，工作電流密度和光功率密度高，本身材質(zhì)易發(fā)生缺陷，在工作過程中本身的發(fā)熱，長時間工作等都會導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器的退化。這些因素嚴重影響半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用，使得半導(dǎo)體激光器的閾值電流發(fā)生變化，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器的發(fā)光強度變化，以至于得到的激光光柵的亮度不夠，使得其在3D成像和結(jié)構(gòu)光掃描過程中的應(yīng)用受到限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述已有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)光生成器的激光器反饋采樣裝置。

本實用新型的發(fā)明思路表現(xiàn)為：設(shè)計了一種LD激光器反饋電路，能夠?qū)崟r測得流過激光器的電流大小，通過實時調(diào)制使激光器一直處于正常發(fā)光狀態(tài)，得到亮度合適的激光光柵。

本實用新型的技術(shù)方案為，一種結(jié)構(gòu)光生成器的激光器反饋采樣裝置，包括光學(xué)模組及硬件控制電路，所述光學(xué)模組包括依次連接的LD激光器、雙面透鏡及MEMS振鏡；所述硬件控制電路包括FPGA模塊，及與FPGA模塊連接的ARM模塊、MEMS振鏡驅(qū)動模塊、激光器驅(qū)動模塊，所述MEMS振鏡驅(qū)動模塊與MEMS振鏡連接構(gòu)成控制回路，所述激光器驅(qū)動模塊與所述LD激光器連接構(gòu)成控制回路，所述LD激光器內(nèi)設(shè)置有光電探測器，所述光電探測器連接采樣電路，所述采樣電路與ARM模塊連接，所述采樣電路為由分壓電阻與濾波電容并聯(lián)組成的電路。

光學(xué)模組中，采用高功率的LD激光器出射出激光光斑，雙面透鏡的一面聚焦，另一面準(zhǔn)直，激光光斑成為激光光束，在MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)過程中散射成均勻的激光線條；LD激光器為高功率的半導(dǎo)體激光器。

優(yōu)選為，所述LD激光器內(nèi)設(shè)置有光電探測器，所述光電探測器根據(jù)LD激光器的光照強度產(chǎn)生背光電流；所述采樣電路與ARM模塊的DAC通道連接；通過所述分壓電阻的電流為由所述光電探測器產(chǎn)生的實時背光電流，所述ARM模塊通過IIC接口將從采樣電路采集的數(shù)據(jù)傳遞給所述FPGA模塊。ARM模塊通過采樣電路采集的背光電路實時檢測LD激光器的發(fā)光亮度，保證通過LD激光器的電流始終在LD激光器的發(fā)光閾值點；

所述光電探測器根據(jù)LD激光器的背光強度的不同實時產(chǎn)生不同的背光電流；LD激光器的背光電流的大小和前向電流的大小成一定比例的線性關(guān)系。

通過ARM模塊的DAC通道來采集電壓值，通過不停的判斷該采集到的電流和設(shè)定閾值電流的差值，將這些數(shù)據(jù)進行處理，傳遞給FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊通過實時查表來控制LD激光器的亮度。

優(yōu)選為，所述雙面透鏡的入射面為聚焦面，出射面為準(zhǔn)直面。

優(yōu)選為，所述MEMS振鏡為靜電式MEMS振鏡，所述振鏡驅(qū)動模塊通過高壓驅(qū)動所述MEMS振鏡，所述LD激光器出射的激光光束經(jīng)雙面透鏡調(diào)制后由所述MEMS振鏡散射為均與的激光線條。

優(yōu)選為，所述ARM模塊計算所述LD激光器的出光時刻點，通過通信接口傳遞給所述FPGA模塊，所述FPGA模塊控制所述LD激光器的通斷和所述MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)。

通過試驗，本實用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，能夠?qū)崟r監(jiān)控通過LD激光器的電流，并加以調(diào)制，使得到亮度適合的激光光柵，在結(jié)構(gòu)光掃描和3D建模過程中有良好的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的原理框圖。

圖2為本實用新型實施例的實現(xiàn)流程圖。

圖3為本實用新型實施例的ARM芯片電路圖。

圖4為本實用新型實施例的FPGA和ARM之間的數(shù)據(jù)闡述接口電路圖。

圖5為本實用新型實施例的ARM芯片的供電電路圖。

圖6為本實用新型實施例的采樣電路圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。當(dāng)然，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

參見圖1與圖6，本實用新型是一種結(jié)構(gòu)光生成器的激光器反饋采樣裝置，包括光學(xué)模組及硬件控制電路，光學(xué)模組包括依次連接的LD激光器、雙面透鏡及MEMS振鏡；硬件控制電路包括FPGA模塊，及與FPGA模塊連接的ARM模塊、MEMS振鏡驅(qū)動模塊、激光器驅(qū)動模塊，MEMS振鏡驅(qū)動模塊與MEMS振鏡連接構(gòu)成控制回路，激光器驅(qū)動模塊與LD激光器連接構(gòu)成控制回路，光電探測器連接采樣電路，采樣電路與ARM模塊連接，采樣電路為由分壓電阻與濾波電容并聯(lián)組成的電路。

光學(xué)模組中，采用高功率的LD激光器出射出激光光斑，雙面透鏡的一面聚焦，另一面準(zhǔn)直，激光光斑成為激光光束，在MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)過程中散射成均勻的激光線條；LD激光器為高功率的半導(dǎo)體激光器。

LD激光器內(nèi)設(shè)置有光電探測器，光電探測器根據(jù)LD激光器的光照強度產(chǎn)生背光電流；采樣電路與ARM模塊的DAC通道連接；通過分壓電阻的電流為由光電探測器產(chǎn)生的實時背光電流，ARM模塊通過通信接口將從采樣電路采集的數(shù)據(jù)傳遞給FPGA模塊，通信接口采用IIC/Uart/SPI接口均可。ARM模塊通過采樣電路采集的背光電路實時檢測LD激光器的發(fā)光亮度，保證通過LD激光器的電流始終在LD激光器的發(fā)光閾值點；

光電探測器根據(jù)LD激光器的背光強度的不同實時產(chǎn)生不同的背光電流；LD激光器的背光電流的大小和前向電流的大小成一定比例的線性關(guān)系。

通過ARM模塊的DAC通道來采集電壓值，通過不停的判斷該采集到的電流和設(shè)定閾值電流的差值，將這些數(shù)據(jù)進行處理，傳遞給FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊通過實時查表來控制LD激光器的亮度。

雙面透鏡的入射面為聚焦面，出射面為準(zhǔn)直面。

MEMS振鏡為靜電式MEMS振鏡，振鏡驅(qū)動模塊通過高壓驅(qū)動MEMS振鏡，LD激光器出射的激光光束經(jīng)雙面透鏡調(diào)制后由MEMS振鏡散射為均與的激光線條。

ARM模塊計算LD激光器的出光時刻點，通過通信接口傳遞給FPGA模塊，F(xiàn)PGA模塊控制LD激光器的通斷和MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)。

本實用新型的工作步驟如下：

步驟一，ARM模塊一方面通過一定的算法計算出等間距等亮度或者正弦能量分布的激光光柵的LD激光器的出光時刻點，通過通信接口(Uart/SPI)傳遞給FPGA模塊來控制LD激光器的通斷和MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)；

步驟二，光學(xué)模組中，采用高功率的LD激光器出射出激光光斑，雙面透鏡的一面聚焦，另一面準(zhǔn)直，激光光斑成為激光光束，在MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)過程中散射成均勻的激光線條；

步驟三，振鏡驅(qū)動電路模塊通過產(chǎn)生一個高壓來驅(qū)動靜電式MEMS振鏡，使之按照諧振狀態(tài)下的一定軌跡運動；激光光束在MEMS振鏡的偏轉(zhuǎn)下，散射成均勻的激光線條；

步驟四，參考功率200mW的紅外激光器(內(nèi)置光電探測器)，設(shè)置該閾值大小為50mA。全屏顯示激光光柵，此時屏幕的亮度為該設(shè)定的閾值大??；

步驟五，采樣電路直接連接到ARM模塊，ARM模塊的DAC通道來實時采集電壓值，該塊另一方面采集經(jīng)過LD激光器的背光電流，來實時檢測LD激光器的發(fā)光亮度；

步驟六，ARM模塊將每個實時采集到的值和原始設(shè)定的閾值做比較，判斷該得到的值是否大于該設(shè)定的閾值；如果大，就減去該閾值，得到差值傳遞給FPGA模塊；如果小，就減去該閾值，將其傳遞給FPGA模塊；處理結(jié)果的中心思想是：始終保持這個閾值大小不變。

步驟七，F(xiàn)PGA模塊接收ARM模塊傳遞過來的處理過的LD激光器的電流信息，來實時控制LD激光器的亮度，使它始終保持閾值亮度。

本實用新型未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，在此不再贅述，當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。