2024年5月11日发(作者：玄秀雅)
三维扫描仪工作原理
概述
三维扫描仪是一种用于获取真实物体的三维几何信息的设备，其工作原理是使
用激光或光学投影原理与高精度测量技术相结合，通过对物体的表面进行扫描和测
量，获取物体的三维坐标数据。本文将介绍三维扫描仪的工作原理及其主要组成部
分。
工作原理
三维扫描仪主要有两种工作原理：光学投影和激光测距。
光学投影
光学投影原理是通过投影仪将光斑投射到物体表面上，然后使用相机对光斑进
行观测和测量。这种方式需要在物体表面粘贴标记点，以便相机能够识别和跟踪。
当光斑从投影仪上发射并照射到物体上时，相机会记录下光斑的坐标，并通过计算
光斑的位置和角度来确定物体表面的轮廓。通过对不同角度下的光斑进行观测和测
量，可以获取物体表面的三维坐标数据，从而得到物体的三维模型。
激光测距
激光测距原理是利用激光束在物体表面上的反射和接收来测量物体的三维形状。
三维扫描仪将激光束发射到物体表面上，并使用光电元件接收激光的反射信号。根
据激光的发射和接收时间以及激光的速度，可以计算出激光束和物体表面的距离。
通过对不同角度下的激光测距进行观测和测量，可以获取物体表面的三维坐标数据。
主要组成部分
三维扫描仪主要由以下几个组成部分组成：
激光器
激光器是三维扫描仪的核心部件之一，它产生高能量、相干和直线性的激光束。
常用的激光器有二极管激光器和气体激光器。二极管激光器具有小体积、低功率消
耗和长寿命的特点，适合用于便携式和低成本的三维扫描仪；气体激光器具有高能
量、高光斑质量和长距离照射能力，适合用于高精度和远距离扫描。
接收器
接收器用于接收激光的反射信号，并将信号转换为电信号进行处理和分析。常
用的接收器包括光电二极管和CCD/CMOS相机。光电二极管具有快速响应、低噪
声和较大的动态范围的优点，适合用于高速扫描和大范围测量；CCD/CMOS相机
具有高分辨率和丰富的图像信息，适合用于高精度和高质量的三维重建。
三角测距原理
三角测距原理是基于光学三角测量原理和三角函数的计算，通过测量激光束和
相机之间的角度和距离来计算物体表面的三维坐标。根据三角函数的定义，可以得
到激光和相机之间的距离公式。通过测量不同角度下的激光和相机之间的距离，可
以得到物体表面的三维坐标数据。
应用领域
三维扫描仪在工业制造、文化遗产保护、医学和艺术等领域有着广泛的应用。
在工业制造中，三维扫描仪可以用于产品设计和质量控制，帮助提高产品的精度和
效率；在文化遗产保护中，三维扫描仪可以用于文物复原和数字化存档，保护和传
承人类文化的重要遗产；在医学中，三维扫描仪可以用于手术模拟和假肢定制，帮
助医生更好地进行治疗和康复；在艺术中，三维扫描仪可以用于雕塑和建筑设计，
实现艺术作品的创新和表达。
总结
三维扫描仪是一种通过激光或光学投影原理与高精度测量技术相结合的设备，
用于获取物体的三维几何信息。它主要通过光学投影或激光测距的方式对物体的表
面进行扫描和测量，然后通过计算和分析，获取物体的三维坐标数据。三维扫描仪
由激光器、接收器和三角测距原理组成，广泛应用于工业制造、文化遗产保护、医
学和艺术等领域。随着技术的不断发展，三维扫描仪在各个领域的应用前景将越来
越广阔。
2024年5月11日发(作者：玄秀雅)
三维扫描仪工作原理
概述
三维扫描仪是一种用于获取真实物体的三维几何信息的设备，其工作原理是使
用激光或光学投影原理与高精度测量技术相结合，通过对物体的表面进行扫描和测
量，获取物体的三维坐标数据。本文将介绍三维扫描仪的工作原理及其主要组成部
分。
工作原理
三维扫描仪主要有两种工作原理：光学投影和激光测距。
光学投影
光学投影原理是通过投影仪将光斑投射到物体表面上，然后使用相机对光斑进
行观测和测量。这种方式需要在物体表面粘贴标记点，以便相机能够识别和跟踪。
当光斑从投影仪上发射并照射到物体上时，相机会记录下光斑的坐标，并通过计算
光斑的位置和角度来确定物体表面的轮廓。通过对不同角度下的光斑进行观测和测
量，可以获取物体表面的三维坐标数据，从而得到物体的三维模型。
激光测距
激光测距原理是利用激光束在物体表面上的反射和接收来测量物体的三维形状。
三维扫描仪将激光束发射到物体表面上，并使用光电元件接收激光的反射信号。根
据激光的发射和接收时间以及激光的速度，可以计算出激光束和物体表面的距离。
通过对不同角度下的激光测距进行观测和测量，可以获取物体表面的三维坐标数据。
主要组成部分
三维扫描仪主要由以下几个组成部分组成：
激光器
激光器是三维扫描仪的核心部件之一，它产生高能量、相干和直线性的激光束。
常用的激光器有二极管激光器和气体激光器。二极管激光器具有小体积、低功率消
耗和长寿命的特点，适合用于便携式和低成本的三维扫描仪；气体激光器具有高能
量、高光斑质量和长距离照射能力，适合用于高精度和远距离扫描。
接收器
接收器用于接收激光的反射信号，并将信号转换为电信号进行处理和分析。常
用的接收器包括光电二极管和CCD/CMOS相机。光电二极管具有快速响应、低噪
声和较大的动态范围的优点，适合用于高速扫描和大范围测量；CCD/CMOS相机
具有高分辨率和丰富的图像信息，适合用于高精度和高质量的三维重建。
三角测距原理
三角测距原理是基于光学三角测量原理和三角函数的计算，通过测量激光束和
相机之间的角度和距离来计算物体表面的三维坐标。根据三角函数的定义，可以得
到激光和相机之间的距离公式。通过测量不同角度下的激光和相机之间的距离，可
以得到物体表面的三维坐标数据。
应用领域
三维扫描仪在工业制造、文化遗产保护、医学和艺术等领域有着广泛的应用。
在工业制造中，三维扫描仪可以用于产品设计和质量控制，帮助提高产品的精度和
效率；在文化遗产保护中，三维扫描仪可以用于文物复原和数字化存档，保护和传
承人类文化的重要遗产；在医学中，三维扫描仪可以用于手术模拟和假肢定制，帮
助医生更好地进行治疗和康复；在艺术中，三维扫描仪可以用于雕塑和建筑设计，
实现艺术作品的创新和表达。
总结
三维扫描仪是一种通过激光或光学投影原理与高精度测量技术相结合的设备，
用于获取物体的三维几何信息。它主要通过光学投影或激光测距的方式对物体的表
面进行扫描和测量，然后通过计算和分析，获取物体的三维坐标数据。三维扫描仪
由激光器、接收器和三角测距原理组成，广泛应用于工业制造、文化遗产保护、医
学和艺术等领域。随着技术的不断发展，三维扫描仪在各个领域的应用前景将越来
越广阔。