[发明专利]基于MOEMS器件的双联动仿人眼激光扫描成像系统

摘要

本发明属于激光三维成像领域，特别是涉及一种基于MOEMS器件的双联动仿人眼扫描激光三维成像系统。包括现场可编程门阵列、脉冲激光器、第一透镜、第二透镜、分束器、光电二极管、发射模块、接收模块、APD探测器、信号处理电路。该系统采用双联动MOEMS实现仿人眼视网膜结构的扫描方式，同时根据MOEMS器件特性，通过算法控制MOEMS器件驱动电压，形成仿人眼的变分辨率扫描轨迹，实现对目标可变分辨率成像。由于扫描方式是按照由内向外环选的方式扫描，整个视场得到的图像信息即为目标的对数极坐标转换形式。本发明不仅能够实现大视场成像，同时能够压缩冗余数据，具有分辨率高、成像速度快、数据压缩比大、适用性广等优点。

主权项

基于MOEMS器件的双联动仿人眼激光扫描成像系统，其特征在于：包括FPGA(1)、脉冲激光器(3)、第一透镜(4)、分束器(5)、第二透镜(6)、光电二极管(7)、发射模块(10)、接收模块(16)、APD探测器(19)、信号处理电路(20)；FPGA(1)向脉冲激光器(3)发送触发信号，触发脉冲激光器(3)发出一束窄的激光脉冲，激光脉冲经过第一透镜(4)后，进入分束器(5)，分束器将激光脉冲分为两束；一部分通过第二透镜(6)汇聚于光电二极管(7)，光电二极管(7)产生的电信号作为计时开始信号输入给FPGA(1)；另一部分经过发射模块(10)后照射在目标(15)上，由目标(15)反射或散射的回波被接收模块(16)接收后汇聚于APD探测器(19)上，APD探测器(19)产生的电流信号经过信号处理电路(20)后生成计时停止信号，输入给FPGA(1)停止计时，FPGA通过一定时刻鉴别方式计算出系统与目标之间的距离，实现激光三维成像；所述的发射模块(10)包括发射MOEMS(11)、电压控制信号(9)、第三透镜(12)、第四透镜(13)；其信号走向为：从分束器分离出的激光脉冲首先打在发射MOEMS反射镜上，由FPGA产生控制信号控制发射MOEMS旋转，生成仿人眼非均匀分辨率的环形扫描形状，经过第三透镜、第四透镜的扩束、准直作用后照射在目标上；所述的接收模块(16)包括第五透镜(17)、接收MOEMS(18)、电压控制信号(9)；其信号走向为：从目标反射或散射的回波首先经过第五透镜的汇聚作用，然后被接收MOEMS反射镜反射于APD探测器上；此时FPGA产生的控制信号同时也控制接收MOEMS旋转，实现两个MOEMS的双联动；所述的发射MOEMS(11)和接收MOEMS(18)同时受到FPGA(1)产生的电压控制信号(9)控制，实现双联动。