專利名稱：激光散斑檢測頭及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光散斑檢測頭。
背景技術(shù)：
目前激光散斑檢測頭的光學(xué)系統(tǒng)主要為實(shí)驗(yàn)室用裝置，小型輕便的檢測頭比較少。國內(nèi)實(shí)用新型專利號為92226915.7，名稱為“一種便攜式電子散斑干涉儀光學(xué)頭”，該實(shí)用新型公開的電子散斑干涉儀光學(xué)頭采用雙光束干涉和剪切干涉兩種方式，但由于激光擴(kuò)束系統(tǒng)設(shè)計偏小，使物體受照面積也受限制，不能對近距離大視場的物體進(jìn)行檢測；同時該裝置由于將參考光反射鏡分離放置在物體方，使該裝置的使用極為不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小，重量輕，檢測面積大，視場大的高精度激光散斑檢測頭。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述激光散斑檢測頭的應(yīng)用。
本發(fā)明的激光散斑檢測頭包括檢測頭機(jī)殼、半導(dǎo)體激光器、光電轉(zhuǎn)換器CCD、光學(xué)鏡頭及剪切鏡，擴(kuò)束鏡，檢測頭機(jī)殼由檢測頭側(cè)板、檢測頭前窗、檢測頭上板、檢測頭底座組成。半導(dǎo)體激光器和光電轉(zhuǎn)換器CCD固定于檢測頭機(jī)殼底座上，半導(dǎo)體激光器前有一擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡與半導(dǎo)體激光器連成為一體，半導(dǎo)體激光器與擴(kuò)束鏡位于同一光軸上；光電轉(zhuǎn)換器CCD、光學(xué)鏡頭、剪切鏡連成一整體，光電轉(zhuǎn)換器CCD與光學(xué)鏡頭及剪切鏡位于同一光軸上；半導(dǎo)體激光器與光電轉(zhuǎn)換器CCD兩光軸之間的夾角為2～20°。
半導(dǎo)體激光器和光電轉(zhuǎn)換器CCD可用螺桿及設(shè)置在機(jī)殼底座的固定孔固定于檢測頭機(jī)殼底座上，所述剪切鏡可固定在帶螺紋的外套上并套在光學(xué)鏡頭上，光學(xué)鏡頭可用接圈與剪切鏡連接。
作為一種優(yōu)選方案，所述半導(dǎo)體激光器1與光電轉(zhuǎn)換器CCD兩光軸之間的夾角為8～12°。作為一種最佳方案，所述半導(dǎo)體激光器與光電轉(zhuǎn)換器CCD兩光軸之間的夾角為10°。
所述激光散斑檢測頭可應(yīng)用于輪胎、復(fù)合材料(如橡膠)、金屬等領(lǐng)域的檢測。
激光器發(fā)出激光經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后，照射在物體上反射到剪切鏡，變成兩束光，經(jīng)鏡頭聚焦，在光電轉(zhuǎn)換器CCD的感光面上發(fā)生自干涉。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果激光散斑檢測頭結(jié)構(gòu)簡單，布置緊湊，體積小，元件少、重量輕，檢測面積大，視場大，精度高，實(shí)用；擴(kuò)束鏡使激光束由小光點(diǎn)擴(kuò)束成大于60°以上的光錐體，且激光照射面激光分布均勻，使被檢測物體受照面積大；在測量時不需另設(shè)參考光，大大簡化了光路。


圖1為激光散斑檢測頭的檢測頭機(jī)殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為激光散斑檢測頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為激光散斑檢測頭的光路圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1如圖1、圖2所示，激光散斑檢測頭由檢測頭機(jī)殼、半導(dǎo)體激光器1、光電轉(zhuǎn)換器CCD7、光學(xué)鏡頭6及剪切鏡4，擴(kuò)束鏡3組成，檢測頭機(jī)殼由檢測頭側(cè)板2、檢測頭前窗5、檢測頭上板8、檢測頭底座9組成，在檢測頭前窗5上有兩孔，孔11為激光照射孔，孔12為成像孔，半導(dǎo)體激光器1和光電轉(zhuǎn)換器CCD7用螺桿及設(shè)置在機(jī)殼底座的固定孔固定于檢測頭機(jī)殼底座9上，擴(kuò)束鏡3與半導(dǎo)體激光器1成一整體，半導(dǎo)體激光器1與擴(kuò)束鏡3位于同一光軸上。光電轉(zhuǎn)換器CCD7、光學(xué)鏡頭6、剪切鏡4連成一整體，剪切鏡4固定在帶螺紋的外套上套在光學(xué)鏡頭6上，光學(xué)鏡頭6用接圈與剪切鏡4連接，光電轉(zhuǎn)換器CCD7與光學(xué)鏡頭6及剪切鏡4位于同一光軸上，半導(dǎo)體激光器1與光電轉(zhuǎn)換器CCD7兩光軸之間的夾角為10°。
實(shí)施例2用實(shí)施例1中的激光散斑檢測頭進(jìn)行檢測物體輪胎時的光路如圖3所示。半導(dǎo)體激光器采用大功率(功率一般大于100mW)的半導(dǎo)體激光器，半導(dǎo)體激光器1發(fā)出激光光束，經(jīng)與半導(dǎo)體激光器1相連的擴(kuò)束鏡3擴(kuò)束后，使激光束由小光點(diǎn)擴(kuò)束成大于60°以上的光錐體，使被檢測物體輪胎受照面積大，且激光照射面激光分布均勻，這樣入射光照射被測物體輪胎10上，利用剪切鏡4及光學(xué)鏡頭6，使被檢測物體輪胎10的散斑場在分辨率高(一般1024×1024以上)的光電轉(zhuǎn)換器CCD7上成像，其短焦廣角鏡頭6，使用視場大于60°。由光電轉(zhuǎn)換器CCD7將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳輸給配置的圖像處理系統(tǒng)，在電腦屏幕上顯示檢測結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種激光散斑檢測頭，包括檢測頭機(jī)殼、半導(dǎo)體激光器(1)、光電轉(zhuǎn)換器(7)、光學(xué)鏡頭(6)及剪切鏡(4)，其特征在于，半導(dǎo)體激光器(1)和光電轉(zhuǎn)換器(7)固定于檢測頭機(jī)殼底座(9)上；半導(dǎo)體激光器(1)前有一擴(kuò)束鏡(3)，擴(kuò)束鏡(3)與半導(dǎo)體激光器(1)連成為一體，半導(dǎo)體激光器(1)與擴(kuò)束鏡(3)位于同一光軸上；光電轉(zhuǎn)換器(7)、光學(xué)鏡頭(6)、剪切鏡(4)連成一整體，光電轉(zhuǎn)換器(7)與光學(xué)鏡頭(6)及剪切鏡(4)位于同一光軸上；半導(dǎo)體激光器(1)與光電轉(zhuǎn)換器(7)兩光軸之間的夾角為2～20°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器(1)和光電轉(zhuǎn)換器(7)用螺桿及設(shè)置在機(jī)殼底座的固定孔固定于檢測頭機(jī)殼底座(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述剪切鏡(4)固定在帶螺紋的外套上并套在光學(xué)鏡頭(6)上，光學(xué)鏡頭(6)用接圈與剪切鏡(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器(1)與光電轉(zhuǎn)換器(7)兩光軸之間的夾角為8～12°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器(1)與光電轉(zhuǎn)換器(7)兩光軸之間的夾角為10°。
6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的激光散斑檢測頭在輪胎、復(fù)合材料或金屬領(lǐng)域中檢測的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光散斑檢測頭，它包括檢測頭機(jī)殼、半導(dǎo)體激光器、光電轉(zhuǎn)換器、光學(xué)鏡頭及剪切鏡，擴(kuò)束鏡，半導(dǎo)體激光器和光電轉(zhuǎn)換器用螺桿及設(shè)置在機(jī)殼底座的固定孔固定于機(jī)殼底座上，擴(kuò)束鏡與半導(dǎo)體激光器連成一體，光電轉(zhuǎn)換器、光學(xué)鏡頭、剪切鏡連成一體，剪切鏡固定在帶螺紋的外套上套在光學(xué)鏡頭上，光學(xué)鏡頭用接圈與剪切鏡連接。該檢測頭可應(yīng)用于輪胎、復(fù)合材料(橡膠)、金屬等領(lǐng)域。該檢測頭結(jié)構(gòu)簡單，布置緊湊，體積小，元件少、重量輕，檢測面積大，視場大，精度高，實(shí)用；擴(kuò)束鏡使激光束由小光點(diǎn)擴(kuò)束成大于60°以上的光錐體，且激光照射面激光分布均勻，使被檢測物體受照面積大；在測量時不需另設(shè)參考光，大大簡化了光路。
文檔編號G02B27/48GK1605898SQ20041005218
公開日2005年4月13日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者曾啟林, 趙志強(qiáng), 謝雷, 郭修芹 申請人:廣州華工百川自控科技有限公司