[发明专利]一种用于3D视觉的激光散斑抑制装置及方法

权利要求书

1.一种用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，包括：

激光器，用于发射激光；

第一光学元件，用于对激光线宽方向进行准直；

第二光学元件，用于对激光线长方向进行准直；

运动机构，与整体或部分所述第二光学元件连接，带动整体或部分所述第二光学元件相对所述第一光学元件在线长方向和/或激光向工作面传输的方向上产生相对位移，使激光在工作面沿线长方向产生相对运动。

2.根据权利要求1所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，

定义线宽方向为X轴方向，线长方向为Y轴方向，激光向工作面传输的方向为Z轴方向；

所述第二光学元件包括第一透镜和随机相位面；

所述第一透镜具有朝向激光器的第一面，所述第一面的屈光度方向为Y轴方向；所述第一透镜具有朝向工作面的第二面，所述随机相位面位于所述第一透镜的第二面所在的一侧；

所述随机相位面朝向所述工作面设置，设有若干高度和宽度随机的一维台阶，不同高度的所述一维台阶沿Y轴方向随机分布。

3.根据权利要求2所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，所述随机相位面设置在相位板上，与所述第一透镜固定连接，或，所述第一透镜与随机相位面为一体式结构，所述运动机构为振动器，所述振动器带动整个所述第二光学元件沿Y轴方向和/或Z轴方向上作往复运动。

4.根据权利要求2所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，

所述随机相位面设置在相位板上，与所述第一透镜固定连接，或，所述第一透镜与随机相位面为一体式结构，所述运动机构为转动器，所述转动器与所述第二光学元件连接，所述转动器的转动轴沿线宽方向设置，且所述转动器的旋转中心与所述第一面的曲面圆心偏心设置，使所述转动器带动整个所述第二光学元件在Y轴方向和Z轴方向上摆动，使所述第二光学元件相对所述第一光学元件在Y轴方向和Z轴方向上产生相对位移。

5.根据权利要求2所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，

所述随机相位面设置在相位板上，所述第一透镜与所述相位板分离设置，所述运动机构为振动器，所述振动器带动所述随机相位面沿Y轴方向和/或Z轴方向作往复运动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，

还包括第三光学元件，位于所述第二光学元件和所述工作面之间，所述第三光学元件的屈光度方向为线长方向，且所述第三光学元件沿线长方向随机偏心；所述第三光学元件为柱面镜阵列或单个柱面镜。

7.根据权利要求6所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，其特征在于，

所述柱面镜阵列包括若干单元透镜，相邻所述单元透镜的曲面边缘相接；

所述柱面镜阵列的参数由下列关系式得到：

，其中，n为柱面镜阵列的折射率，r为单元透镜的曲率半径，D为单元透镜沿屈光度方向的长度；L是线激光在工作面所需的线长；h为柱面镜阵列到工作面的距离。

8.一种用于3D视觉的激光散斑抑制方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的用于3D视觉的激光散斑抑制装置，包括如下步骤：

发射激光；

激光经过第一光学元件，激光在线宽方向上达到准直；

激光经过第二光学元件，激光在线长方向上达到准直；

运动机构带动整个或部分第二光学元件运动，使所述第二光学元件相对所述第一光学元件在线长方向和/或激光向工作面传输的方向上产生相对位移，改变激光射入第二光学元件的角度和入射到第二光学元件的射出面的位置，使激光在工作面沿线长方向产生相对运动，改变散斑在工作面上位置及形状，但不改变激光的线宽，在工作面上形成线激光。