[发明专利]一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置，其特征在于，包括：

光源，产生偏振初始光至第一分光模块；

第一分光模块，将偏振初始光分为参考光及第二初始光；

第二分光模块，将第二初始光分为若干束检测光至检测模块；

检测模块，通过检测光经被测物反射后生产测量光入射到第一分光模块；

处理模块，接收第一分光模块的参考光及测量光，并处理；

所述第二分光模块包括：半透半反镜I(4)、半透半反镜II(5)、光纤耦合器I(6)、光纤耦合器II(7)、光纤耦合器III(8)、亚波长孔径光纤I(9)、亚波长孔径光纤II(10)、亚波长孔径光纤III(11)以及测量探头(12)；所述半透半反镜I(4)将第二初始光分为一束透射光s和一束反射光p，透射光s经过半透半反镜II(5)后再次被分为反射光s1和透射光s2，反射光p经光纤耦合器I(6)耦合进亚波长孔径光纤I(9)内，反射光s1经光纤耦合器II(7)耦合进亚波长孔径光纤II(10)内，透射光s2经光纤耦合器III(8)耦合进亚波长孔径光纤III(11)内，上述光束通过亚波长孔径光纤出射端组成的测量探头(12)发射至测量模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置，其特征在于，所述第一分光模块包括：偏振分光棱镜(2)及参考反射镜(3)，所述偏振分光棱镜(2)将所述光源发出偏振初始光分为两束光，一束到达参考反射镜(3)后返回至偏振分光棱镜(2)再出射至处理模块作为参考光，另一束入射至第二分光模块作为第二初始光。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置，其特征在于，所述检测模块包括：光学发射系统(14)、角锥棱镜(15)、光学接收系统(17)、光纤耦合器IV(18)以及亚波长孔径光纤IV(19)；所述光学发射系统(14)将接收到的光通过角锥棱镜(15)发射至被测物(16)表面，经反射后的测量光经光学接收系统(17)接收，再经光纤耦合器IV(18)耦合进亚波长孔径光纤IV(19)后射入偏振分光棱镜(2)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置，其特征在于，所述处理模块包括：计算机、检偏器(20)及探测器(21)，所述检偏器(20)接收测量光与参考光后在探测器(21)内发生外差干涉产生拍频信号，传输至计算机。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置，其特征在于，所述第二分光模块还包括遮光板（13），遮光板（13）依次遮住亚波长孔径光纤I至III中任意两个的出射端口。

6.一种基于激光连续扫频的三维坐标测量方法，用于权利要求1所述的一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

S01：根据所述测量装置建立坐标系；

S02：打开所述光源进行测量数据获取；

S03：根据数据计算被测物三维坐标。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光连续扫频的三维坐标测量方法，其特征在于，步骤S01包括：以三根亚波长孔径光纤中亚波长孔径光纤I（9）的出射端口为坐标原点，三根亚波长孔径光纤所在的探测面为平面，原点到亚波长孔径光纤II（10）出射端的方向为轴，原点到亚波长孔径光纤III（11）并垂直于轴的方向为轴，垂直于光纤探测面光轴方向为轴方向，建立三维直角坐标系。