Topografia laser

REVISTA COLOMBIANA DE FÍSICA, VOL. 38, No. 2. 2006

SISTEMA DE RECONSTRUCCION TRIDIMENSIONAL DOBLEMENTE CONFOCAL. N. Arias 1*, J. Meneses 2* Estudiante de Doctorado, Universidad Industrial de Santander; 2 Profesor Asociado, Universidad Industrial de Santander * Grupo de Óptica y Tratamiento de Señales GOTS. (Recibido 14 de Sep.2005; Aceptado 17 de May. 2006; Publicado 16 de Jun. 2006)
1RESUMEN
En este trabajo se implemento un sistema de medida de la topografía de objetos en configuración axial. Este se compone de dos lentes, y brazos de sensado con funcionamiento confocal. El objeto es colocado muy cerca del plano focal de la primera lente, a la salida de la segunda lente el haz es dividido en dos caminos. Un fotodetector es colocado antes del punto focal de la segunda lente enuno de los caminos y en el otro después del punto focal, de tal forma que las intensidades que caen en cada uno de los detectores, puedan ser ajustadas a ser iguales cuando el objeto este posicionado exactamente en el plano focal de la primera lente. Se realizó un estudio de diseño mediante técnicas numéricas y sus resultados se confrontan con algunos resultados experimentales. Finalmente se obtienela topografía tridimensional de un objeto.

Palabras claves: fotodetector, confocal, reconstrucción tridimensional.

ABSTRACT
In this work a system of measure of the topography of objects in axial configuration is implemented. . This it is composed of two lens, and photodetectors in arms with confocal working. The object is placed very near the focal plane of the first lens, to the exit ofthe second lens the beam is split into two paths. A fotodetector is positioned before focal point of the second lens in one paths and in the another after the focal point, of such way that the intensities falling onto each detectors, they can be adjusted to be equal when the object this positioned exactly in the focal plane of the first lens. carried out a design study by means of numeric technicaland their results are confronted with some experimental results. Finally the three-dimensional topography of an object is obtained.

Keywords: photodetector, confocal, 3-dimensional reconstrution.

1. Introducción Los sistemas de reconstrucción tridimensional están basados en el método de triangulación, donde la altura es codificada en corriemitnos transversales. El principal inconveniente deestos sistemas consiste en la generación de sombras, debido al ángulo de proyección y la generación de regiones ocultas al sensor debido al ángulo de observación. La utilización de métodos ópticos de codificación axial no tienen estos inconvenientes [1]. En este trabajo se presenta un 762

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sistema de medida topográfica por codificaciónaxial a partir de la utilización de dos lentes en configuración confocal [2].

2. Principios teoricos 2.1 Descripcion del montaje Una fuente de onda plana monocromatica incide sobre la lente L1, focalizando la radiación sobre la superficie de referencia. La radiación reflejada es desviada por el divisor de haz H1 y enviada por la lente L2 y el divisor H2 a las aberturas de los detectores D1 y D2.Los detectores se ubican alrededor del punto de focalización de L2, de tal manera que sus lecturas sean iguales (figura 1). Al mover la superficie de referencia hacia arriba o hacia abajo cerca del punto focal de la lente L1, la luz reflejada puede ser convergente o divergente al pasar por la lente L1 según la posición del plano de referencia como se muestra en la figura 1(b)-(c). Es decir,cualquier desfocalizacion de la lente L1 causa un cambio en la lectura de los fotodetectores, codificandose los desplazamientos alrededor de L1, en las lecturas de los fotodetectores.

Figura No.1. Montaje y Comportamiento de los rayos reflejados sobre el objeto (especular).

2.2. Simulacion El cálculo numérico del trazado de rayos se realizó con la herramienta computacional Matlab Utilizando una...