Устройство лазерного сканера
Лазерные сканеры окружают нас повсюду: от касс в супермаркетах до сложных 3D-сканеров. Но как они устроены и что позволяет им так точно видеть мир? Давайте разберемся в устройстве этого удивительного прибора, используя простые аналогии.
Основные компоненты лазерного сканера
Представьте себе фонарик, который вместо широкого луча света выпускает тонкий, аккуратный лазерный луч. Это – сердце сканера – лазерный диод. Он генерирует интенсивный, монохроматический (одноцветный) луч света, который является основой всего процесса сканирования. Далее этот луч направляется системой зеркал или вращающейся призмой. Можно представить себе вращающееся зеркальце, подобное тому, что используется в дискотечных прожекторах, только намного точнее. Это зеркало или призма отвечает за быстрое сканирование пространства. Отраженный от объекта свет улавливается фотодетектором – своеобразным глазом сканера. Фотодетектор преобразует интенсивность отраженного света в электрический сигнал, который затем обрабатывается электронным блоком. В простейшем случае, это может быть всего лишь компьютерная плата.
Обработка данных и получение результата
Полученный электрический сигнал содержит информацию о расстоянии до объекта и его свойствах (цвет, текстура – в зависимости от типа сканера). Электронный блок обрабатывает этот сигнал, преобразуя его в цифровую форму. Если это сканер штрих-кодов, то система распознает последовательность черных и белых полос. В 3D-сканерах, на основе информации о времени возвращения лазерного луча и его интенсивности, выстраивается трехмерная модель объекта. Это словно создание виртуальной скульптуры из множества точек, которые компьютер соединяет в единое целое.
Разнообразие лазерных сканеров
Существует множество типов лазерных сканеров, каждый из которых предназначен для специфических задач. Сканеры штрих-кодов отличаются компактностью и простотой. 3D-сканеры, наоборот, могут быть довольно сложными, используя различные методы для построения трехмерной модели: от лазерной триангуляции до методов времени пролета (Time-of-Flight). Все они, несмотря на различия в сложности и назначении, базируются на тех же основных принципах, описанных выше.