头01上的内螺纹相配合的外螺纹，所述环形端面的后端还设有用以固定所述高亮补光发生器05的螺柱，所述螺柱位于所述摄像机镜头01的外圈外。
[0030]本实施例中，带有高亮LED灯珠的环形铝基板上的高亮LED灯珠的出光孔均匀分布于靠近滤光片边缘的四周.
[0031]参照图1和图2，所述安装座02、滤光器件03、镜头外罩04和高亮补光发生器05均安装在摄像机镜头01上构成镜头的滤光和补光结构，组件通过镜头外罩04与扫描仪外壳06无硬连接，而是通过软连接结构件07软连接，从而用于防尘；所述滤光器件03即用来选取所需波段的光学器件，在实施例中采用的是滤光片；所述高亮补光发生器05为沿摄像机镜头01的外圈等角度均匀分布数颗高亮LED灯珠的环形铝基板，用于在扫描过程中照亮被扫描的物体表面；所述滤光片和高亮补光发生器拥有相同的光波段；所述安装座02主要起到固定滤光器件03和高亮补光发生器05，安装座02采用T型法兰结构，环形连接部采用外螺纹与摄像机镜头01上的内螺纹进行固定，环形凹槽用于固定滤光片，环形端面的后端上的螺柱用于固定高亮补光发生器05，本实用新型的高亮补光发生器05即带有高亮LED灯珠的环形铝基板结构固定于安装座02的后端的摄像机镜头01的外圈上，安装座02的周向均匀分布与环形铝基板上的高亮LED灯珠相对应的通光孔。
[0032]如图2所示，本实施例中的滤光片基本与摄像机镜头01前端面保持贴合，这样可以有效的保留镜头的有效视野范围，同时此结构中各高亮LED灯珠的光散光方向与摄像机镜头的光轴保持一致的方向；所述实施例中采用软连接结构件07将镜头滤光和补光结构与扫描仪外壳06连接，采用此种方案可以有效起到防尘作用的同时，也可以防止扫描仪外壳06上的外力传递到镜头滤光和补光组件中。
[0033]如图3所示，为摄像机镜头有效视野范围与遮挡物中通光孔径大小及遮挡物离镜头间距离的关系示意图，当摄像机镜头前端遮挡物中通光孔径大小L固定时，摄像机镜头有效视野范围的大小由遮挡物离镜头前端面的间距决定；如图3中(a)所示，当遮挡物离摄像机镜头前端面的间距为dl时得到摄像机镜头的有效视野范围为al，如图3中(b)所示，当遮挡物离摄像机镜头前端面的间距为d2时得到摄像机镜头的有效视野范围为a2，由图可得dl>d2，al〈a2，因此在通光孔径固定的情况下，要想得到更大的有效视野范围，只能尽可能减小遮挡物离摄像机镜头前端面的间距。
[0034]如图4和图5所示为目前市场中存在的现有镜头滤光和补光结构，此结构中包括镜头08、滤光器件09、高亮补光发生器10和扫描仪外壳11，其中滤光器件09和高亮补光发生器10固定于扫描仪外壳11上形成镜头滤光和补光结构组件，组件与镜头08分别相互独立，为了防止安装过程中镜头前端与组件发生干涉，因此镜头前端与组件之间需要保留一定的安装间隙，这样直接导致镜头08的视野范围小于本实用新型结构中的摄像机镜头01的视野范围。
[0035]如图6和图7所不为两种镜头滤光和补光结构在镜头与扫描仪外壳发生偏移时的光路不意图，图6为现有镜头滤光和补光结构在镜头与扫描仪外壳11发生偏移时的光路不意图，由于镜头08与镜头滤光和补光结构相互独立，所以当扫描仪外壳11受外力作用或内部组件由于自身重力作用时相互间就会存在一定的夹角，高亮补光发生器10的光散光方向与镜头08的光轴发生偏移，导致当平行光路通过滤光器件后在进入镜头时发生偏角，滤光器件09 —般用于正入射的，斜入射时滤光器件09的偏振相关损耗增加，其峰值和带宽会向短波方向移动，且光强分布出现展宽和扩束现象，滤光器件09随之发生中心波段偏移，导致投射到物体表面的激光和补光光源照射的标记点反光的有效波段被阻碍，反而其他波段的光线将会通过滤光片干扰扫描，从而影响了扫描精度。此种结构的另一个弊端是当镜头08前端安装尺寸余量留的不足时，镜头08就会与组件形成干涉从而影响检测精度。图7为本实用新型镜头滤光和补光结构在摄像机镜头01与扫描仪外壳06发生偏移时的光路;^意图，当扫描仪外壳06受外力作用而导致相互间发生偏移时，由于摄像机镜头01与镜头滤光和补光结构固定于一体，高亮补光发生器05的光散光方向与摄像机镜头01的光轴沿线始终保持一致，因此平行光路在通过滤光器件03后进入摄像机镜头01时仍保持平行光路，因此能量基本保持不变；由于镜头滤光和补光结构与扫描仪外壳06采用软连接结构，因此当扫描仪外壳06受外力作用时不会将力传递给镜头组件，保证了设备的检测精度。
[0036]综合上述，本实用新型设计轻巧，有效地解决了目前手持式激光三维扫描仪镜头滤光和补光结构在受外力作用导致的中心波段偏移的问题，因此具有高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，并非用于限制本实用新型。
【主权项】
1.一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，包括用以摄像机镜头前选取特定波段光的滤光器件和用以照亮标记点的高亮补光发生器，其特征在于:所述滤光器件位于摄像机镜头的前端并固定安装在摄像机镜头上，所述高亮补光发生器固定安装在摄像机镜头的外圈并环形分布于所述滤光器件的周边；所述滤光器件与所述高亮补光发生器具有相同的光波段。2.如权利要求1所述的一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，其特征在于:所述滤光和补光结构还包括用以安装滤光器件和高亮补光发生器的安装座，所述安装座包括用以与摄像机镜头前端固定连接的环形连接部和位于环形连接部前方的环形凹槽，所述滤光器件安装在所述环形凹槽内，所述高亮补光发生器位于所述安装座的后方。3.如权利要求2所述的一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，其特征在于:所述滤光和补光结构还包括镜头外罩，所述镜头外罩位于所述滤光器件的前方，所述镜头外罩上设有与所述滤光器件相对应的通孔，所述镜头外罩与扫描仪外壳通过软连接结构件软连接。4.如权利要求1至3任意一项所述的一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，其特征在于:所述滤光器件为滤光片。5.如权利要求3所述的一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，其特征在于:所述高亮补光发生器为带有高亮LED灯珠的环形铝基板，所述高亮LED灯珠设有两个以上，两个以上的高亮LED灯珠沿摄像机镜头的外圈等角度均匀分布。6.如权利要求5所述的一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，其特征在于:所述安装座与所述镜头外罩上均分布有与所述高亮LED灯珠相对应的通光孔。7.如权利要求6所述的一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，其特征在于:所述安装座为T型法兰结构，所述T型法兰结构包括环形端面，所述环形端面内设有所述环形凹槽，所述环形端面的后端设有所述环形连接部，所述环形端面与所述环形凹槽、所述环形连接部均为同轴设置，所述环形连接部设有与摄像机镜头上的内螺纹相配合的外螺纹，所述环形端面的后端还设有用以固定所述高亮补光发生器的螺柱，所述螺柱位于所述摄像机镜头的外圈外。
【专利摘要】一种手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构，包括用以摄像机镜头前选取特定波段光的滤光器件和用以照亮标记点的高亮补光发生器，所述滤光器件位于摄像机镜头的前端并固定安装在摄像机镜头上，所述高亮补光发生器固定安装在摄像机镜头的外圈并环形分布于所述滤光器件的周边；所述滤光器件与所述高亮补光发生器具有相同的光波段。本实用新型提供一种精度较高、稳定性较好的手持激光三维扫描仪的滤光和补光结构。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN204854633
【申请号】CN201520618967
【发明人】方乐, 郑俊
【申请人】杭州思看科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月17日