一种栅格投影测量装置的制作方法

文档序号:11249014阅读:451来源:国知局

本发明涉及投影测量设备技术领域,具体涉及一种栅格投影测量装置。



背景技术:

在3d分析、重建以及对具有复杂结构或斜面的物体执行测量时,需要对照明投影装置做精确的设计,让其产生精密的结构光投影在物体的表面,其中栅格投影就是一种典型的结构光投影装置。国内目前没有此类应用的投影测量装置,为方便起见,其中一些应用使用线形激光光条来代替。但是激光发射的光条在长度和宽度方向上均会发生亮度衰减,同时激光发射的光条比较宽,边缘模糊不清,无法达到应有的使用效果,尤其是在测量精度要求较高的情况下,射出的光条的清晰程度直接影响测量的效果。



技术实现要素:

本发明的目的在于:针对现有技术的不足,而提供一种栅格投影测量装置,该装置可将光源发射的光线汇聚为平行光,并通过栅格片形成光条,然后投影出去,该装置可提供更细的栅格光条、更清晰的边缘和更均匀的照明效果,同时还可以根据不同的栅格类型得到不同的光条效果,并通过调整转接件与栅格间的轴向位置,可满足不同工作距离的使用要求。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种栅格投影测量装置,包括led元件、若干个透镜、栅格片、转接件、旋转件、固定件和镜座,所述led元件、若干个所述透镜和所述栅格均设置于所述镜座内,所述固定件安装于所述镜座的端部,所述转接件通过所述旋转件与所述固定件连接,所述led元件发出的光经过若干个所述透镜后会形成平行光到达所述栅格片,通过所述栅格片后形成光条并投射出去。

作为本发明所述的栅格投影测量装置的一种改进,所述固定件与所述旋转件采用螺纹旋合,所述转接件与所述旋转件采用螺纹旋合,所述固定件、所述旋转件的螺纹旋合方向和所述转接件、所述旋转件的螺纹旋合方向相反。

作为本发明所述的栅格投影测量装置的一种改进,所述透镜为凹凸透镜、平凸透镜或双凸透镜。

作为本发明所述的栅格投影测量装置的一种改进,所述led元件、若干个所述透镜、所述栅格片和所述镜座的中心线重合。

本发明的有益效果在于:本发明包括led元件、若干个透镜、栅格片、转接件、旋转件、固定件和镜座,所述led元件、若干个所述透镜和所述栅格均设置于所述镜座内,所述固定件安装于所述镜座的端部,所述转接件安装于所述镜头的端部,所述转接件通过所述旋转件与所述固定件连接,所述led元件发出的光经过若干个所述透镜后会形成平行光到达所述栅格片,通过所述栅格片后形成光条并投射出去。通过上述结构使得本发明可提供更细的栅格光条、更清晰的边缘和更均匀的照明效果,同时还可以根据不同的栅格类型得到不同的光条效果,另外,通过调整转接件与栅格片之间的轴向距离,可满足不同工作距离的使用要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明,但不作为对本发明的限定。

如图1所示,一种栅格投影测量装置,包括led元件1、若干个透镜2、栅格片3、转接件4、旋转件5、固定件6和镜座8,led元件1、若干个透镜2和栅格片3均设置于镜座8内,固定件6安装于镜座8的端部,转接件4通过旋转件5与固定件6连接,led元件1发出的光经过若干个透镜2后会形成平行光到达栅格片3。栅格片3是一种光学元件,它上面使用光刻技术蚀刻了栅格状的线条类型,它有很多类型,如平行线类型、网格线类型、环形线类型等线条类型,同时线条的宽度和线条的间距也是可以调整的,选择不同类型的栅格,就可以让平行光经过栅格片后,形成不同的光条。

本发明还包括镜头7,转接件4安装于镜头7的端部,镜头7是标准的配件,不同类型的镜头有最佳的工作距离,如果需要改变工作距离则需要在镜头上增加接圈,用以调节镜头后焦距,这样在不同工作距离下使用是就要配用很多接圈来满足后焦距,造成应用上的困难。对此,本发明设计了如下结构:固定件6与旋转件5采用螺纹配合,转接件4与旋转件5采用螺纹旋合,固定件6、旋转件5的螺纹旋合方向和转接件4、旋转件5的螺纹旋合方向相反。转接件4采用固定方式保证其自身只能沿轴向运动而不能沿周向转动,在旋转件5进行旋转时,旋转件5和固定件6之间的轴向距离只发生很小的变化,而旋转件5和转接件4之间的轴向距离则发生较大变化,转接件4带动镜头7沿轴向移动,从而改变镜头7和栅格片3之间的距离,使镜头7的后焦距发生变化,满足工作的需求。

优选地,透镜2的数量可以为三个或四个,当透镜2为三个时,设置有两个凹凸透镜、一个平凸透镜,它们依次并排设置在镜座8内,led元件1发出的可以利用的光通过第一个凹凸透镜的折射后照射到第二个凹凸透镜上,然后经过第二个凹凸透镜的折射照射到平凸透镜上,经过平凸透镜的折射后光线达到栅格片3时形成平行或者非常接近平行的光线。三个透镜2组合的类型和相互间的距离并不是只有一种方式可以达到平行光的效果,此处只是一种可以达到效果的体现方式,当然还有另外的方式,比如:将三个透镜2设置为三个平凸透镜时,通过调节它们之间的距离也可使光线达到栅格片3时形成平行或者非常接近平行的光线。另外,当透镜2为四个时,将四个透镜2均设置为平凸透镜,同三个平凸透镜方式一样,调节它们之间的距离也可使光线达到栅格片3时形成平行或者非常接近平行的光线。

优选地,led元件1、若干个透镜2、栅格片3和镜座8的中心线重合,方便于led元件1能有效地穿过若干个透镜2到达栅格3片,然后投射出去。

本发明可以将所需要的栅格线条特征很清晰精准的呈现出来,线条特征可以根据使用要求进行变更,对于不同的使用距离也不用更换或增加接圈,即可随时调整,非常便于使用。同时本发明尺寸紧凑、结构简单,不需占用很大的使用空间,不需要多种装置组合,所需要的组成零部件数量较少,降低产品设计和制造的工序数量和工作周期等成本,易于生产制造和成本控制。

本发明主要功能是利用一系列透镜将光线汇聚为平行光,然后让平行光通过特定的栅格片形成光条并投影出来满足不同工作距离下的使用要求。如果不使用平行光,那么线条的边缘会产生衍射,通过镜头投射出来后边缘会变得模糊,此外,如果使用接圈改变后焦距来调整镜头工作距离,需要频繁更换接圈,造成工作效率低下,不同的工作距离需要特定的接圈也会造成使用成本增加。本发明结构完全能够避免以上问题,对提高效率,节约成本有很好的帮助。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施方式的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

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