激光掃描成像系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種激光掃描成像系統(tǒng)及方法，用以實現(xiàn)對激光掃描成像流程進行簡化，以及更快速、準確進行激光掃描。該系統(tǒng)包括：內(nèi)置PC，控制卡，光學系統(tǒng)，二維掃描平臺，高速采集卡，以及至少一個激光器和光電轉換器；其中，內(nèi)置PC將輸入的掃描指令發(fā)送給控制卡；控制卡根據(jù)掃描指令，觸發(fā)激光器、光電轉換器、高速采集卡、二維掃描平臺；激光器發(fā)射的激發(fā)光通過光學系統(tǒng)激發(fā)儀器載物臺上的目標物品，并將激發(fā)產(chǎn)生的散射熒光傳送至光電轉換器；光電轉換器將接收到的光信號轉換成模擬信號；高速采集卡將采集的模擬信號轉換為數(shù)字信號，并發(fā)送至內(nèi)置PC；內(nèi)置PC將接收到的數(shù)字信號經(jīng)過一系列軟件算法，生成目標物品圖像。
【專利說明】激光掃描成像系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及成像【技術領域】，尤其涉及一種激光掃描成像系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)階段中，非特定相同【技術領域】的激光掃描成像技術采用的掃描成像的流程方式 大致相同，即激光掃描器將激光打到樣品上，由激光掃描探測器接收散射回的光，激光掃描 探測器將輸出的信號發(fā)送至低噪聲前置放大器，低噪聲前置放大器將處理后的信號發(fā)送至 信號調(diào)理電路，由信號調(diào)理電路對信號進行處理，然后將處理后的信號發(fā)送至模擬信號與 數(shù)字信號轉換模塊，模擬信號與數(shù)字信號轉換模塊的輸出端信號輸出的信號與數(shù)字信號處 理模塊相連接，數(shù)字信號處理模塊將輸出的數(shù)字信號傳送給圖像采集卡，圖像采集卡把處 理好適合圖像顯示的信號傳送給上位機。
[0003] 綜上所述，現(xiàn)有技術中的激光掃描成像系統(tǒng)中的信號處理流程繁瑣，并且處理速 度及準確性無法提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明實施例提供了一種激光掃描成像系統(tǒng)及方法，用以簡化激光掃描成像流 程，實現(xiàn)對目標物品進行更快速、準確的激光掃描成像。
[0005] 本發(fā)明實施例提供的一種激光掃描成像系統(tǒng)，用于對目標物品進行掃描成像，該 系統(tǒng)包括：內(nèi)置計算機PC，控制卡，光學系統(tǒng)，二維掃描平臺，高速采集卡，以及至少一個激 光器和光電轉換器，所述的光學系統(tǒng)包括掃描探頭和用于傳輸光的鏈路；其中，
[0006] 內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令，并發(fā)送給控制卡；
[0007] 所述控制卡根據(jù)所述內(nèi)置PC發(fā)送的掃描指令，選擇激光器、光電轉換器，并觸發(fā) 選擇的激光器和光電轉換器、以及二維掃描平臺和高速采集卡；
[0008] 所述激光器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，發(fā)射預設波長的激發(fā)光；
[0009] 所述二維掃描平臺根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，按照所述控制卡發(fā)送的掃描指令進行 移動，從而帶動所述光學系統(tǒng)的掃描探頭移動，其中，所述光學系統(tǒng)的掃描探頭固定在所述 二維掃描平臺上；
[0010] 通過所述光學系統(tǒng)的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射的激發(fā)光并將所述激發(fā)光聚焦到 所述掃描探頭，由所述掃描探頭對目標物品進行激發(fā)，并通過所述鏈路將激發(fā)目標物品產(chǎn) 生的散射熒光傳送至光電轉換器；
[0011] 所述光電轉換器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，將接收到所述鏈路傳輸?shù)纳⑸錈晒獾墓?信號轉換成模擬電信號；
[0012] 所述高速采集卡根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，采集所述光電轉換器轉換的模擬電信 號，轉換為數(shù)字電信號，并將所述高速采集卡轉換的數(shù)字電信號發(fā)送至內(nèi)置PC ;
[0013] 所述內(nèi)置PC根據(jù)所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號，實時生成所述掃描范圍內(nèi) 的目標物品圖像；
[0014] 當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物品完 整圖像。
[0015] 通過該系統(tǒng)，采用高速采集卡，從而簡化了對激光掃描成像系統(tǒng)流程，通過在激光 掃描成像系統(tǒng)中增設控制卡，控制系統(tǒng)中各部件及時的工作，從而縮短了激光掃描成像的 時間，提升了激光掃描成像的效率，實現(xiàn)了對目標物品進行更快速、準確的激光掃描成像。
[0016] 較佳地，所述光學系統(tǒng)為光纖光路；通過光纖光路中的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射 的激發(fā)光，并將所述激發(fā)光聚焦到光纖光路末端的掃描探頭，由所述掃描探頭對目標物品 進行激發(fā)，并將激發(fā)目標物品產(chǎn)生的散射熒光通過光纖光路中的鏈路傳送至光電轉換器。
[0017] 較佳地，所述激光器為毫瓦mw級激光器。
[0018] 較佳地，所述mw級激光器為mw級固體激光器。
[0019] 較佳地，所述光電轉換器為光電倍增管或者雪崩二極管。
[0020] 較佳地，所述控制卡在當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完 畢時，生成目標物品完整圖像之后，還用于：
[0021] 向選擇的激光器和光電轉換器、以及所述二維掃描平臺發(fā)送復位指令。
[0022] 較佳地，所述控制卡在所述光電轉換器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)之前，在所述控制 卡選擇激光掃描器與光電轉換器之后，還用于：
[0023] 調(diào)節(jié)所述光電轉換器的控制電壓。
[0024] 較佳地，所述內(nèi)置PC，還用于：
[0025] 在所述內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令之后，向所述高速采集卡發(fā)送等待指令；
[0026] 在所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢之后，向所述高速采 集卡發(fā)送關閉指令。
[0027] 本發(fā)明實施例提供的一種激光掃描成像的方法，該方法包括：
[0028] 內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令，并發(fā)送給控制卡；
[0029] 所述控制卡根據(jù)所述內(nèi)置PC發(fā)送的掃描指令，選擇激光器、光電轉換器，并觸發(fā) 選擇的激光器和光電轉換器、以及二維掃描平臺和高速采集卡；
[0030] 所述激光器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，發(fā)射預設波長的激發(fā)光；
[0031] 所述二維掃描平臺根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，按照所述控制卡發(fā)送的掃描指令進行 移動，從而帶動所述光學系統(tǒng)的掃描探頭移動，其中，所述光學系統(tǒng)的掃描探頭固定在所述 二維掃描平臺上；
[0032] 通過所述光學系統(tǒng)的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射的激發(fā)光，并將所述激發(fā)光聚焦到 所述掃描探頭，由所述掃描探頭對目標物品進行激發(fā)，并通過所述鏈路將激發(fā)目標物品產(chǎn) 生的散射熒光傳送至光電轉換器；
[0033] 所述光電轉換器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，將接收到所述鏈路傳輸?shù)纳⑸錈晒獾?光信號轉換成模擬電信號；
[0034] 所述高速采集卡根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，采集所述光電轉換器轉換的模擬電信 號，轉換為數(shù)字電信號，并將所述高速采集卡轉換的數(shù)字電信號發(fā)送至內(nèi)置PC ;
[0035] 所述內(nèi)置PC根據(jù)所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號，實時生成所述掃描范圍內(nèi) 的目標物品圖像；
[0036] 當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物品完 整圖像。
[0037] 通過該方法，采用高速采集卡，從而簡化了對激光掃描成像系統(tǒng)流程，通過在激光 掃描成像系統(tǒng)中增設控制卡，控制系統(tǒng)中各部件及時的工作，從而縮短了激光掃描成像的 時間，提升了激光掃描成像的效率，實現(xiàn)了對目標物品進行更快速、準確的激光掃描成像。
[0038] 較佳地，所述用戶輸入的掃描指令包括：激光器的型號、光電轉換器的型號以及控 制電壓、二維掃描平臺的移動范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種激光掃描成像系統(tǒng)的結構示意圖；
[0040] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種激光掃描成像系統(tǒng)實施步驟的流程示意圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種激光掃描成像的方法的流程示意圖；
[0042] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種激光掃描成像系統(tǒng)中的光學系統(tǒng)中各模塊之間 的具體連接關系示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 本發(fā)明實施例提供了一種激光掃描成像系統(tǒng)及方法，采用高速采集卡，從而簡化 了對激光掃描成像系統(tǒng)流程，通過新增設控制卡，控制系統(tǒng)中各部件及時的工作，從而縮 短了激光掃描成像的時間，提升了激光掃描成像的效率，實現(xiàn)了對目標物品進行更快速、準 確的激光掃描成像。
[0044] 本發(fā)明實施例提出的技術方案，通過增設的控制卡，根據(jù)用戶的掃描命令，預熱激 光器和光電轉換器，并及時控制激光掃描成像系統(tǒng)中各部件有序的執(zhí)行掃描命令，從而提 高了激光掃描成像系統(tǒng)掃描的速度；通過采用高速采集卡，簡化了光電信號轉換后的處理 流程，實現(xiàn)了對光電轉換器輸出信號的采集，以及模擬電信號向數(shù)字電信號的轉換，提高了 電信號處理的速度。
[0045] 參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種激光掃描成像系統(tǒng)，用于對目標物品進行掃描 成像，包括：內(nèi)置計算機PC101，控制卡102,光學系統(tǒng)103,二維掃描平臺104,高速采集卡 105,以及至少一個激光器106和光電轉換器107,參見圖4,所述的光學系統(tǒng)103包括掃描 探頭108和用于傳輸光的鏈路109 ;其中，
[0046] 內(nèi)置PC101接收用戶輸入的掃描指令，并發(fā)送給控制卡102 ;
[0047] 所述控制卡根據(jù)所述內(nèi)置PC101發(fā)送的掃描指令，選擇激光器106與光電轉換 器107,并觸發(fā)選擇的激光器106和光電轉換器107、以及二維掃描平臺104和高速采集卡 105 ；
[0048] 所述激光器106根據(jù)所述控制卡102的觸發(fā)，發(fā)射預設波長的激發(fā)光；
[0049] 所述二維掃描平臺104根據(jù)所述控制卡102的觸發(fā)，按照所述控制卡102發(fā)送的 掃描指令進行移動，從而帶動所述光學系統(tǒng)103中的掃描探頭108移動，其中，所述光學系 統(tǒng)103中的掃描探頭108固定在所述二維掃描平臺104上；
[0050] 通過所述光學系統(tǒng)103中的鏈路109傳輸所述激光器106發(fā)射的激發(fā)光，并將所 述激光器106發(fā)射的激發(fā)光聚焦到所述掃描探頭108,由所述掃描探頭108對儀器載物臺上 的目標物品進行激發(fā)，并通過所述鏈路109將激發(fā)目標物品產(chǎn)生的散射熒光傳送至光電轉 換器107 ;
[0051] 所述光電轉換器107根據(jù)所述控制卡102的觸發(fā)，將接收到所述鏈路109傳輸?shù)?散射突光的光信號轉換成模擬電信號；
[0052] 所述高速采集卡105根據(jù)所述控制卡102的觸發(fā)，采集所述光電轉換器107轉換 的模擬電信號，轉換為數(shù)字電信號，并將所述高速采集卡105轉換的數(shù)字電信號發(fā)送至內(nèi) 置 PC101 ;
[0053] 所述內(nèi)置PC101根據(jù)所述高速采集卡105發(fā)送的數(shù)字電信號，實時生成所述掃描 范圍內(nèi)的目標物品圖像；
[0054] 當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物品完 整圖像。
[0055] 參見圖2,本發(fā)明實施例提供的激光掃描成像系統(tǒng)具體工作流程，包括：
[0056] 內(nèi)置PC101將用戶輸入的掃描指令發(fā)送給控制卡102,其中，用戶輸入的掃描指令 包括，掃描需要的激光器106的型號、掃描需要的光電轉換器107的型號及電壓、二維掃描 平臺104的掃描范圍。
[0057] 控制卡102根據(jù)內(nèi)置PC101發(fā)送的掃描指令，選擇激光器106與光電轉換器107， 并觸發(fā)選擇的激光器106、光電轉換器107、二維掃描平臺104以及高速采集卡105。
[0058] 其中，控制卡102根據(jù)掃描指令中預設的激光器106的型號與預設的光電轉化器 107的型號，選擇激光器106與光電轉換器107,并根據(jù)掃描指令中預設的光電轉化器107 的電壓，向選擇的光電轉換器107加載電壓。
[0059] 本發(fā)明實施例中可以設置至少一個固體激光器。不同的目標物品對應的激發(fā)光的 波長也可能不同，如果發(fā)射的激發(fā)光的能量過強將會導致目標物品損壞，因此，用戶可根據(jù) 目標物品，預先設置所需要的固體激光器的型號?？蓱糜诒景l(fā)明實施例的激光器包括， 低噪聲、高穩(wěn)定性的固體激光器，例如，473納米（nm)毫瓦級激光器、532nm毫瓦級激光器、 635nm毫瓦級激光器、近紅外毫瓦級激光器、遠紅外毫瓦級激光器等。
[0060] 本發(fā)明實施例中可以設置至少一個光電轉換器。為得到最佳的目標物品圖像，用 戶可根據(jù)目標物品以及選擇的激光器的型號，確定最佳轉換效果的光電轉換器?？蓱糜?本發(fā)明實施例的光電轉換器包括，低噪聲的光電轉換器，如集成的光電倍增管或者雪崩二 極管等。
[0061] 其中，控制卡102根據(jù)掃描指令中預設的掃描范圍，觸發(fā)二維掃描平臺104,即控 制卡102向二維掃描平臺104中的步進電機發(fā)送需要掃描的掃描范圍。
[0062] 由于本發(fā)明實施例采用的是逐點掃描成像法，因此，控制卡102將根據(jù)掃描指令 中的掃描范圍，確定預設的掃描軌跡，并向二維掃描平臺104中的步進電機依次發(fā)送脈沖 串。二維掃描平臺104中的步進電機每收到一次脈沖串，按照預設軌跡移動一次，從而二維 掃描平臺104按照控制卡102確定掃描軌跡逐點移動。由于所述光學系統(tǒng)103中的掃描探 頭108固定在所述二維掃描平臺104上，因此，二維掃描平臺104帶動掃描探頭108移動， 使得激光掃描成像系統(tǒng)按照掃描指令中的掃描范圍，對目標物品依次進行掃描。
[0063] 其中，控制卡102根據(jù)掃描指令，觸發(fā)高速采集卡105開啟采集與轉換功能，其中， 采集功能為采集光電轉換器107轉換得到的模擬電信號，轉換功能為將采集到的模擬電信 號轉換為數(shù)字電信號。
[0064] 較佳地，在內(nèi)置PC101中輸入掃描指令之前，激光掃描成像系統(tǒng)開機觸發(fā)控制卡 102向二維掃描平臺104發(fā)出復位指令，并由二維掃描平臺104的步進電機對二維掃描平臺 104進行復位，使得二維掃描平臺104恢復到初始位置。
[0065] 較佳地，在激光掃描成像系統(tǒng)開機之后，內(nèi)置PC101向高速采集卡105發(fā)送等待指 令，使得高速采集卡105進入工作狀態(tài)；當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電 信號完畢之后，內(nèi)置PC101將向高速采集卡105發(fā)送關閉指令，使得高速采集卡105停止工 作。
[0066] 選擇的激光器106發(fā)射預設波長的激發(fā)光，光學系統(tǒng)103將該激發(fā)光傳輸并聚焦 到掃描探頭108,由掃描探頭108發(fā)射點狀激發(fā)光對儀器載物臺上的目標物品進行激發(fā)，并 將激發(fā)目標物品產(chǎn)生的散射熒光傳送至光電轉換器。
[0067] 其中，為了防止輸入的光信號與輸出的光信號的相互干擾，用光纖光路中的不同 回路來傳輸激光器106發(fā)射的激發(fā)光，以及傳輸激發(fā)目標物品產(chǎn)生的散射熒光。
[0068] 較佳地，本發(fā)明實施例中使用光纖光路中的光傳輸鏈路對所述預設的固體激光器 發(fā)射的激發(fā)光進行傳輸。雖然通過光學系統(tǒng)中的透鏡的折射、反射、透射，也可以實現(xiàn)傳輸 激發(fā)光的功能，但光學系統(tǒng)中透鏡的調(diào)試以及維修操作困難，且成本高。因此，為了實現(xiàn)光 信號的快速傳輸，以及簡化后期的調(diào)試與維修，本發(fā)明實施例中選擇了光學系統(tǒng)中的光纖 光路。
[0069] 光電轉換器107將接收到光學系統(tǒng)103傳輸?shù)纳⑸錈晒獾墓庑盘栟D換為模擬電信 號。
[0070] 較佳地，本發(fā)明中使用的光電轉換器107為集成的光電轉化器，直接輸出電壓信 號。光電轉換器107直接接入高速采集卡105即可實現(xiàn)光電信號的轉換與采集，簡化了現(xiàn) 有技術中光電信號轉換之后的處理模塊繁瑣的處理流程，降低了信號處理的噪聲。
[0071] 高速采集卡105采集光電轉換器107轉換的模擬電信號，將該模擬電信號轉換為 數(shù)字電信號。
[0072] 本發(fā)明實施例中的高速采集卡集成了普通的采集卡的采集功能與模擬電信號轉 換為數(shù)字電信號的轉換功能，不同于現(xiàn)有技術中的采集卡采集及轉換電信號的方式，從而 解決了光電信號轉換后處理模塊的細分以及處理流程繁瑣的問題，實現(xiàn)了對電信號的快速 采集及轉換，從而提高了激光掃描成像處理速度。由于逐點掃描法所形成的目標物品圖像 的分辨率高達25微米um，因此應用該掃描法所形成的目標物品圖像產(chǎn)生很大的數(shù)據(jù)量，因 此，通過采用通用型的高速采集卡，實現(xiàn)了對光電轉換器產(chǎn)生的電信號的快速處理。
[0073] 內(nèi)置PC101通過PCI插口接收高速采集卡105轉換的數(shù)字電信號，并根據(jù)數(shù)字電 信號與圖像的線性關系，將接收到的數(shù)字電信號轉換成灰度值不同的目標物品圖像，并實 時的顯示在顯示器上。
[0074] 至此為止，激光掃描成像系統(tǒng)完成逐點掃描中關于目標物體一個點的掃描任務， 以此類推，控制卡102根據(jù)內(nèi)置PC101發(fā)送的掃描指令，連續(xù)觸發(fā)二維掃描平臺104按照 預設的掃描范圍進行逐點移動。當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完 畢時，顯示器將顯示目標物品完整的激光掃描圖像。
[0075] 其中，所述顯示器既可以為集成到激光掃描成像系統(tǒng)中，也可以由激光掃描成像 系統(tǒng)直接連接外置的顯示器，從而能夠減少激光掃描成像系統(tǒng)占用的空間。
[0076] 由于現(xiàn)有技術中，激光掃描成像系統(tǒng)通過專用的處理器，將采集卡采集到的電信 號處理生成圖像。但是，由于該處理器需實施特定的技術方案，而該特定的技術方案的研發(fā) 過程非常復雜，從而無法達到隨著圖像算法的升級而對處理器更新?lián)Q代，處理速度也無法 隨著處理器性能的提高而提高。因此，本發(fā)明實施例中所述內(nèi)置PC為激光掃描成像系統(tǒng)內(nèi) 部集成的電腦，主要由電腦主板、固態(tài)硬盤、內(nèi)存條、CPU組成，因此，只需要加載特定的圖像 處理軟件即可，從而縮短了激光掃描成像系統(tǒng)的研發(fā)周期，使激光掃描成像系統(tǒng)換代更加 便捷，隨著圖像算法的完善，內(nèi)置PC配置的升級，也加速了激光掃描成像系統(tǒng)的處理速度。
[0077] 較佳地，在內(nèi)置PC101向顯示器發(fā)送目標物品圖像后，內(nèi)置PC101向控制卡102發(fā) 送復位指令，關閉預設的激光器106以及光電轉換器107。
[0078] 參見圖3,本發(fā)明實施例提供一種激光掃描成像的方法，用于對目標物品進行掃描 成像，該方法包括：
[0079] S301、內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令，并發(fā)送給控制卡；
[0080] S302、所述控制卡根據(jù)所述內(nèi)置PC發(fā)送的掃描指令，選擇激光器、光電轉換器，并 觸發(fā)選擇的激光器和光電轉換器、以及二維掃描平臺和高速采集卡；
[0081] S303、所述激光器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，發(fā)射預設波長的激發(fā)光；
[0082] S304、所述二維掃描平臺根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，按照所述控制卡發(fā)送的掃描指 令進行移動，從而帶動所述光學系統(tǒng)的掃描探頭移動，其中，所述光學系統(tǒng)的掃描探頭固定 在所述二維掃描平臺上；
[0083] S305、通過所述光學系統(tǒng)的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射的激發(fā)光，并將所述激發(fā)光 聚焦到所述掃描探頭，由所述掃描探頭對目標物品進行激發(fā)，并通過所述鏈路將激發(fā)目標 物品產(chǎn)生的散射熒光傳送至光電轉換器；
[0084] S306、所述光電轉換器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，將接收到所述鏈路傳輸?shù)纳⑸錈?光的光信號轉換成模擬電信號；
[0085] S307、所述高速采集卡根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，采集所述光電轉換器轉換的模擬 電信號，轉換為數(shù)字電信號，并將所述高速采集卡轉換的數(shù)字電信號發(fā)送至內(nèi)置PC ;
[0086] S308、所述內(nèi)置PC根據(jù)所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號，實時生成所述掃描范 圍內(nèi)的目標物品圖像；
[0087] S309、當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物 品完整圖像。
[0088] 綜上所述，本發(fā)明提出的方案通過增設的控制卡，預先選擇激光器與光電轉化器， 并有序的控制系統(tǒng)中各部件執(zhí)行掃描命令，從而提高了系統(tǒng)掃描目標物品的速度；通過控 制卡控制選擇激光器，從而達到系統(tǒng)能快速自動切換不同波長的激發(fā)光；通過采用集成化 的光電轉換器，直接輸出電壓信號，不再進行復雜的轉換電路，從而降低了輸出信號噪聲， 同時也縮小了光電轉換器占用的面積；通過采用高速采集卡，實現(xiàn)了對光電轉換器輸出信 號的采集，以及模擬電信號向數(shù)字電信號的轉換，提升了掃描樣品圖像的品質(zhì)，提高了信號 處理的速度；通過利用內(nèi)置PC，縮短了激光掃描成像系統(tǒng)的研發(fā)周期，更加便于加入完善 的圖像算法，同時也便于更換高性能的內(nèi)置PC部件，從而加速了激光掃描成像系統(tǒng)的處理 速度，也優(yōu)化了激光掃描圖像的品質(zhì)；通過將目標物品顯示器外置，從而縮小了激光掃描成 像系統(tǒng)的占地面積。
[0089] 本領域內(nèi)的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序 產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實 施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質(zhì)（包括但不限于磁盤存儲器和光學存儲器等）上實施的計算機程序產(chǎn)品的形 式。
[0090] 本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備（系統(tǒng)）、和計算機程序產(chǎn)品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一 流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合?？商峁┻@些計算 機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理 器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生 用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能 的裝置。
[0091] 這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特 定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指 令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。
[0092] 這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計 算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或 其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖 一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各 種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本 發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種激光掃描成像系統(tǒng)，用于對目標物品進行掃描成像，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 內(nèi)置計算機PC，控制卡，光學系統(tǒng)，二維掃描平臺，高速采集卡，以及至少一個激光器和光電 轉換器，所述的光學系統(tǒng)包括掃描探頭和用于傳輸光的鏈路；其中， 內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令，并發(fā)送給控制卡； 所述控制卡根據(jù)所述內(nèi)置PC發(fā)送的掃描指令，選擇激光器、光電轉換器，并觸發(fā)選擇 的激光器和光電轉換器、以及二維掃描平臺和高速采集卡； 所述激光器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，發(fā)射預設波長的激發(fā)光； 所述二維掃描平臺根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，按照所述控制卡發(fā)送的掃描指令進行移 動，從而帶動所述光學系統(tǒng)的掃描探頭移動，其中，所述光學系統(tǒng)的掃描探頭固定在所述二 維掃描平臺上； 通過所述光學系統(tǒng)的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射的激發(fā)光，并將所述激發(fā)光聚焦到所述 掃描探頭，由所述掃描探頭對目標物品進行激發(fā)，并通過所述鏈路將激發(fā)目標物品產(chǎn)生的 散射熒光傳送至光電轉換器； 所述光電轉換器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，將接收到所述鏈路傳輸?shù)纳⑸錈晒獾墓庑盘?轉換成模擬電信號； 所述高速采集卡根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，采集所述光電轉換器轉換的模擬電信號，轉 換為數(shù)字電信號，并將所述高速采集卡轉換的數(shù)字電信號發(fā)送至內(nèi)置PC; 所述內(nèi)置PC根據(jù)所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號，實時生成所述掃描范圍內(nèi)的目 標物品圖像； 當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物品完整圖 像。
2. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學系統(tǒng)為光纖光路；通過光纖光 路中的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射的激發(fā)光，并將所述激發(fā)光聚焦到光纖光路末端的掃描探 頭，由所述掃描探頭對目標物品進行激發(fā)，并將激發(fā)目標物品產(chǎn)生的散射熒光通過光纖光 路中的鏈路傳送至光電轉換器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器為毫瓦mw級激光器。
4. 根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述mw級激光器為mw級固體激光器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光電轉換器為光電倍增管或者雪崩 二極管。
6. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制卡在當所述內(nèi)置PC接收所述高 速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物品完整圖像之后，還用于： 向選擇的激光器和光電轉換器、以及所述二維掃描平臺發(fā)送復位指令。
7. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制卡在所述光電轉換器根據(jù)所述 控制卡的觸發(fā)之前，在所述控制卡選擇激光器與光電轉換器之后，還用于： 調(diào)節(jié)所述光電轉換器的控制電壓。
8. 根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)置PC，還用于： 在所述內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令之后，向所述高速采集卡發(fā)送等待指令； 在所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢之后，向所述高速采集卡 發(fā)送關閉指令。
9. 一種根據(jù)權利要求1-8任一權項所述的系統(tǒng)進行激光掃描成像的方法，其特征在 于，該方法包括： 內(nèi)置PC接收用戶輸入的掃描指令，并發(fā)送給控制卡； 所述控制卡根據(jù)所述內(nèi)置PC發(fā)送的掃描指令，選擇激光器、光電轉換器，并觸發(fā)選擇 的激光器和光電轉換器、以及二維掃描平臺和高速采集卡； 所述激光器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，發(fā)射預設波長的激發(fā)光； 所述二維掃描平臺根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，按照所述控制卡發(fā)送的掃描指令進行移 動，從而帶動所述光學系統(tǒng)的掃描探頭移動，其中，所述光學系統(tǒng)的掃描探頭固定在所述二 維掃描平臺上； 通過所述光學系統(tǒng)的鏈路傳輸所述激光器發(fā)射的激發(fā)光，并將所述激發(fā)光聚焦到所述 掃描探頭，由所述掃描探頭對目標物品進行激發(fā)，并通過所述鏈路將激發(fā)目標物品產(chǎn)生的 散射熒光傳送至光電轉換器； 所述光電轉換器根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，將接收到所述鏈路傳輸?shù)纳⑸錈晒獾墓庑盘?轉換成模擬電信號； 所述高速采集卡根據(jù)所述控制卡的觸發(fā)，采集所述光電轉換器轉換的模擬電信號，轉 換為數(shù)字電信號，并將所述高速采集卡轉換的數(shù)字電信號發(fā)送至內(nèi)置PC; 所述內(nèi)置PC根據(jù)所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號，實時生成所述掃描范圍內(nèi)的目 標物品圖像； 當所述內(nèi)置PC接收所述高速采集卡發(fā)送的數(shù)字電信號完畢時，生成目標物品完整圖 像。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述用戶輸入的掃描指令包括：激光器 的型號、光電轉換器的型號以及控制電壓、二維掃描平臺的移動范圍。
【文檔編號】H04N1/04GK104144274SQ201410340361
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權日:2014年7月16日
【發(fā)明者】侯春雷, 劉凱華, 吳鑫 申請人:北京賽智創(chuàng)業(yè)科技有限公司