实施方案
[0012] 下面结合附图对本发明技术方案作进一步描述。
[0013] 如图1所示，一种非机械式激光三维扫描系统，包括上位机1、激光器控制器2、可调谐激光器3、准直透镜4、光强调制器5、柱面镜6、虚像相位阵列7、闪耀光栅8、接收镜头10、光电探测器11、放大滤波电路12、相位法数据处理系统13和信号源14；可调谐激光器3由激光器控制器2控制启停。可调谐激光器3发出波长在1520nm～1560nm内循环变化的激光，波长循环变化的规律为先按步长10pm由最小变化到最大，然后按步长-10pm由最大变化到最小。可调谐激光器3发出的激光通过准直透镜4进入由信号源14输入电信号的光强调制器5，光强调制器5对激光的光强进行频率为k的正弦波信号调制，k取值为20MHz～300MHz中的一个值。调制后的激光经过柱面镜6聚焦在虚像相位阵列7上，并通过虚像相位阵列7在垂直方向上发生偏转，偏转角度与调制后的激光波长成正比。偏转后的激光打到闪耀光栅8上，闪耀光栅的入射光与闪耀光栅的光栅宏观平面成一个角度，闪耀光栅的入射光通过闪耀光栅在水平方向上也发生偏转，偏转角度与闪耀光栅的入射光波长成正比。
[0014] 调制后的激光经过两次偏转反射到目标9上，再通过漫反射由接收镜头10汇聚，然后被光电探测器11接收。光电探测器11将光信号转化为电信号，再经过放大滤波电路12传给相位法数据处理系统13，相位法数据处理系统13同时接收信号源14的正弦波电信号(正弦波电信号作为参考信号)，通过对放大滤波电路12传来的电信号和信号源14传来的正弦波电信号进行检相得到目标的距离；相位法数据处理系统13将测距结果传至上位机1。上位机1对信号源14和激光器控制器2进行控制。上位机1通过两个偏转角度、虚像相位阵列7的出射光出射点到闪耀光栅8的光栅宏观平面的距离、以及结合相位法测距原理测得反射到目标9表面的激光点对应的距离数据，得到反射到目标9表面的激光点三维测量数据。
[0015] 虚像相位阵列7的自由光谱范围一般为50GHz，这比闪耀光栅8的自由光谱范围小，也就是说虚像相位阵列7的偏转角度分辨率比闪耀光栅8高，所以在激光波长变化一个周期时，激光通过虚像相位阵列7发生偏转的周期数(本实施例在8～18个中取值)大于通过闪耀光栅8发生偏转的周期数，且是通过闪耀光栅8发生偏转周期数的10～20倍(本实施例中取15倍)，激光通过虚像相位阵列7偏转角度达到最大时重新回到起始角度，这样在激光波长一个变化周期(本实施例为1520nm～1560nm)内，目标表面的激光轨迹存在多个激光点轨迹斜线；由于可调谐激光器3发出的激光波长步长很小，所以，相邻两条激光点轨迹斜线的间距很小，扫描测量精度高；另外，激光通过闪耀光栅8发生偏转时最大偏转角度与最小偏转角度之差相对较大，所以扫描测量范围大。
[0016] 本发明中目标9表面上的激光轨迹如图2所示，实心圆点为激光轨迹的起始点，实线为激光点轨迹斜线，虚线为相邻两条激光点轨迹斜线的首尾连线，激光点从起始点沿激光点轨迹斜线从下到上扫，直到一个波长周期结束；下一个波长周期时，激光点再沿下一条激光点轨迹斜线从下到上扫，直到该波长周期结束，如此重复。
[0017] 尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
