快速不规则图廓提取法简易激光成像系统探究与实现

尤锦江，陶辰宁，蔡建楠，朱思宇，李 炯，陈水桥

(1.浙江大学 竺可桢学院，浙江 杭州 310027；2.浙江大学 物理学系，浙江 杭州 310027)

“激光扫描成像”，指利用平面镜对光的反射，让激光打在屏幕上，形成高速移动的光斑。同时，利用人眼的视觉残留效应，让光斑的移动轨迹在人眼中形成一个图案。

一般来说，激光扫描都是利用两片反射镜来控制激光在两个正交方向的反射角度，从而控制光斑的移动的。对于屏幕上任意一个点，可以用直角坐标系坐标(X,Y)来描述。经过数学演算，可以将点(x,y)位置信息转化为平面镜转动的角度θ1,θ2，然后通过两台电机来实现平面镜的转动[1]。

本文设计了一套基于STM32单片机和DAC8562数模转换器的激光成像系统。使用两台伺服电机分别转动两片平面镜，实现激光光斑在X和Y方向的移动。先在电脑上确定好激光成像的图形、编写相应的代码，然后烧录到STM32单片机上，利用单片机产生坐标的数字信号，再用DAC8562数模转换器将数字信号转换为模拟信号，再将模拟信号输给振镜电机，从而实现激光扫描图像输出。本系统实现方法简单，操作方便，成本低廉，很适合作为实验教学仪器[2]。

1 基本原理

1.1 扫描振镜

振镜是一种特殊的摆动马达，基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩，但与旋转电机不同，其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩，大小与转子偏离平衡位置的角度成正比，当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时，电磁力矩与回复力矩大小相等，故不能像普通电机一样旋转，只能偏转，偏转角与电流成正比，与电流计一样，故振镜又叫电流计扫描振镜。……