專利名稱：激光散斑檢測頭及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于激光技術領域，特別涉及一種激光散斑檢測頭。
背景技術：
目前激光散斑檢測頭的光學系統主要為實驗室用裝置，小型輕便的檢測頭比較少。國內實用新型專利號為92226915.7，名稱為“一種便攜式電子散斑干涉儀光學頭”，該實用新型公開的電子散斑干涉儀光學頭采用雙光束干涉和剪切干涉兩種方式，但由于激光擴束系統設計偏小，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。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，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。
本發明的另一目的在于提供一種上述激光散斑檢測頭的應用。
本發明的激光散斑檢測頭包括檢測頭機殼、半導體激光器、光電轉換器CCD、光學鏡頭及剪切鏡，擴束鏡，檢測頭機殼由檢測頭側板、檢測頭前窗、檢測頭上板、檢測頭底座組成。半導體激光器和光電轉換器CCD固定于檢測頭機殼底座上，半導體激光器前有一擴束鏡，擴束鏡與半導體激光器連成為一體，半導體激光器與擴束鏡位于同一光軸上；光電轉換器CCD、光學鏡頭、剪切鏡連成一整體，光電轉換器CCD與光學鏡頭及剪切鏡位于同一光軸上；半導體激光器與光電轉換器CCD兩光軸之間的夾角為2～20°。
半導體激光器和光電轉換器CCD可用螺桿及設置在機殼底座的固定孔固定于檢測頭機殼底座上，所述剪切鏡可固定在帶螺紋的外套上并套在光學鏡頭上，光學鏡頭可用接圈與剪切鏡連接。
作為一種優選方案，所述半導體激光器1與光電轉換器CCD兩光軸之間的夾角為8～12°。作為一種最佳方案，所述半導體激光器與光電轉換器CCD兩光軸之間的夾角為10°。
所述激光散斑檢測頭可應用于輪胎、復合材料(如橡膠)、金屬等領域的檢測。
激光器發出激光經擴束鏡擴束后，照射在物體上反射到剪切鏡，變成兩束光，經鏡頭聚焦，在光電轉換器CCD的感光面上發生自干涉。本發明相對現有技術具有如下的優點及效果激光散斑檢測頭結構簡單，布置緊湊，體積小，元件少、重量輕，檢測面積大，視場大，精度高，實用；擴束鏡使激光束由小光點擴束成大于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殼的結構示意圖。
圖2為激光散斑檢測頭的結構示意圖。
圖3為激光散斑檢測頭的光路圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1如圖1、圖2所示，激光散斑檢測頭由檢測頭機殼、半導體激光器1、光電轉換器CCD7、光學鏡頭6及剪切鏡4，擴束鏡3組成，檢測頭機殼由檢測頭側板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，半導體激光器1和光電轉換器CCD7用螺桿及設置在機殼底座的固定孔固定于檢測頭機殼底座9上，擴束鏡3與半導體激光器1成一整體，半導體激光器1與擴束鏡3位于同一光軸上。光電轉換器CCD7、光學鏡頭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鏡頭6上，光學鏡頭6用接圈與剪切鏡4連接，光電轉換器CCD7與光學鏡頭6及剪切鏡4位于同一光軸上，半導體激光器1與光電轉換器CCD7兩光軸之間的夾角為10°。
實施例2用實施例1中的激光散斑檢測頭進行檢測物體輪胎時的光路如圖3所示。半導體激光器采用大功率(功率一般大于100mW)的半導體激光器，半導體激光器1發出激光光束，經與半導體激光器1相連的擴束鏡3擴束后，使激光束由小光點擴束成大于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°。由光電轉換器CCD7將光信號轉換成電信號，傳輸給配置的圖像處理系統，在電腦屏幕上顯示檢測結果。
權利要求
1.一種激光散斑檢測頭，包括檢測頭機殼、半導體激光器(1)、光電轉換器(7)、光學鏡頭(6)及剪切鏡(4)，其特征在于，半導體激光器(1)和光電轉換器(7)固定于檢測頭機殼底座(9)上；半導體激光器(1)前有一擴束鏡(3)，擴束鏡(3)與半導體激光器(1)連成為一體，半導體激光器(1)與擴束鏡(3)位于同一光軸上；光電轉換器(7)、光學鏡頭(6)、剪切鏡(4)連成一整體，光電轉換器(7)與光學鏡頭(6)及剪切鏡(4)位于同一光軸上；半導體激光器(1)與光電轉換器(7)兩光軸之間的夾角為2～20°。
2.根據權利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述半導體激光器(1)和光電轉換器(7)用螺桿及設置在機殼底座的固定孔固定于檢測頭機殼底座(9)上。
3.根據權利要求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鏡頭(6)上，光學鏡頭(6)用接圈與剪切鏡(4)連接。
4.根據權利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述半導體激光器(1)與光電轉換器(7)兩光軸之間的夾角為8～12°。
5.根據權利要求1所述的激光散斑檢測頭，其特征在于，所述半導體激光器(1)與光電轉換器(7)兩光軸之間的夾角為10°。
6.權利要求1至5中任一項所述的激光散斑檢測頭在輪胎、復合材料或金屬領域中檢測的應用。
全文摘要
本發明提供了一種激光散斑檢測頭，它包括檢測頭機殼、半導體激光器、光電轉換器、光學鏡頭及剪切鏡，擴束鏡，半導體激光器和光電轉換器用螺桿及設置在機殼底座的固定孔固定于機殼底座上，擴束鏡與半導體激光器連成一體，光電轉換器、光學鏡頭、剪切鏡連成一體，剪切鏡固定在帶螺紋的外套上套在光學鏡頭上，光學鏡頭用接圈與剪切鏡連接。該檢測頭可應用于輪胎、復合材料(橡膠)、金屬等領域。該檢測頭結構簡單，布置緊湊，體積小，元件少、重量輕，檢測面積大，視場大，精度高，實用；擴束鏡使激光束由小光點擴束成大于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 優先權日2004年11月15日
發明者曾啟林, 趙志強, 謝雷, 郭修芹 申請人:廣州華工百川自控科技有限公司