專利名稱：激光照射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過用激光束照射外部構(gòu)件顯示字符或圖片的激光照射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在演講、講座或其他類似的場合，利用激光束來指示目標物體的激光指示器已經(jīng)生產(chǎn)并被銷售(參見日本早期公開專利No.2004-20604)。目前，包括這種激光指示器在內(nèi)的便攜式的激光應(yīng)用設(shè)備被指定為受消費者生活用品安全規(guī)范管制的產(chǎn)品，并且對于制造者來說，制造的產(chǎn)品符合技術(shù)標準是他們的職責。
作為技術(shù)標準，從安全的角度也制定了多種條款，其中一條就是“產(chǎn)品必須具有能夠讓使用者檢查產(chǎn)品正供應(yīng)有電流的功能”。簡而言之，制造者有責任為產(chǎn)品增加表明正在進行激光照射的功能。
考慮到上述情況，從前的激光指示器已經(jīng)提供有發(fā)光二極管(LED)，它可在激光照射時發(fā)光，因此實現(xiàn)了指示正在進行激光照射的功能。

發(fā)明內(nèi)容
某種程度上，上述LED確實具有指示器的功能，用于指示激光照射正在進行。但是，針對LED指示器在實際使用中能否清楚地告知使用者照射正在進行的事實進行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果已經(jīng)顯示在某些情況下僅僅由LED發(fā)射出的光是不夠的。例如，由于錯誤的操作會導致激光無意識的連續(xù)照射，并且，在這種情況下，單獨由LED簡單發(fā)射光，可能不會讓使用者注意到這種情況。因此，為避免這種情況，有必要清楚的向使用者顯示激光照射正在進行。
另外，僅僅簡單提供LED可能無法給出一種舒適的提醒(anesthetic appeal)。
因此，需要提供一種激光照射系統(tǒng)，能夠清楚的顯示激光照射正在進行，即便是在無意的激光照射情況下，也讓使用者很容易就注意到這種情況。
為了滿足這種需要，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種可通過激光束照射外部目標來顯示字符或圖片的激光照射系統(tǒng)。該激光照射系統(tǒng)包括激光產(chǎn)生源；透鏡，其用于接收來自激光產(chǎn)生源的激光并且產(chǎn)生激光束；以及光管，其用于接收由透鏡產(chǎn)生并引入其中的激光束。光管具有中空部分，其用于引導引入的激光束以用該激光束照射目標；以及外管部分，其通過散射引入激光束來發(fā)光。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，外管部分的內(nèi)表面是粗糙表面。
另外，在本發(fā)明另一實施例中，外管部分由包括光散射劑的光透射樹脂制成。
根據(jù)本發(fā)明的激光照射系統(tǒng)，它能夠清楚地顯示激光照射正在進行，即便是在激光無意照射的情況下也讓使用者很容易就注意到這種情況。


圖1為示出本發(fā)明的實施例中的激光指示器的外觀的透視圖；圖2為示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的激光指示器中結(jié)合的激光模塊和燈管的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3為示出本發(fā)明第二實施例中的燈管結(jié)構(gòu)的截面圖；圖4為示出本發(fā)明第四施例中的燈管結(jié)構(gòu)的截面圖；以及圖5為本發(fā)明第六施例中的燈管結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實施例方式
第一實施例現(xiàn)在，參照附圖將要詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施例。在這里將在演講、討論會或其他類似的場合中用來指示物體(目標)的激光指示器作為實施例進行描述；但本發(fā)明不局限于激光指示器，本發(fā)明可普遍適用于利用激光束照射外部目標來顯示字符或圖片的激光照射系統(tǒng)。
圖1為示出根據(jù)該實施例中激光指示器10的外觀的透視圖。在這個實施例中，激光指示器10具有大致長方體的主體部分外殼1。主體部分外殼1由塑料或類似材料制成，在其表面形成有激光照射按鈕2。主體部分外殼1在其內(nèi)結(jié)合有發(fā)射激光束的激光模塊，及驅(qū)動激光模塊的電池或電池組。
另外，在主體部分外殼1的圖中右下側(cè)所示表面上設(shè)置由光透射樹脂等形成的作為光波導的光管4。附圖標記5表示光管4的端部，其作為激光束照射的照射端口。附圖標記3表示形成為正平行六面體形狀的用于保護光管4的透明丙烯酸樹脂制成的蓋元件。
圖2為示出在主體部分外殼1中結(jié)合的激光模塊與燈管的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在圖中，附圖標記11表示作為激光產(chǎn)生源的激光二極管。激光二極管11連線到驅(qū)動電路基片12上，并由套管15固定。從激光二極管11發(fā)出的激光符合消費者生活用品安全規(guī)范的標準；例如，波長為650nm、輸出量低于1mw的可見紅光半導體激光(基于JIS的分類II)。
透鏡13設(shè)置在激光二極管11位于圖中右側(cè)的光路上。具體地說，透鏡13起到準直透鏡的作用，將來自激光二極管11并且入射在透鏡13上的激光形成為大致平行的激光束。透鏡13由透鏡支架14保持，透鏡支架14固定到套管15上。
此外，光管4例如通過夾持在透鏡支架14和套管15之間而固定位于透鏡13在圖中右側(cè)的光路上。光管4是一個中空結(jié)構(gòu)的光波導，用于接收由透鏡13引入的激光束，且激光束的光軸穿過中空部分4a。換句話說，中空部分4a起到導向的作用，藉此，從透鏡13引入的激光束被引導向外部目標，用于照射該目標。
在圖中從透鏡13向右投射的大部分激光束沿著光管4光軸f穿過光管4的中空部分4a，然后從照射端口5出去。出射的激光束照射外部目標，由此顯示預定的字符或圖片。
與此同時，作為光波導的光管4的外管部分4b由如上所述的光透射樹脂等形成，并且其用作光發(fā)射部分，通過散射引入其中的激光束來發(fā)射光。在該實施例中，例如，如圖2所示，外管部分4b的內(nèi)表面制成粗糙表面用于散射激光束。另外，在這種情況下，期望透鏡13的直徑設(shè)定為等于或大于光管4的外徑a，用于將激光能量不僅供給中空部分4a，也提供給外管部分4b。
該構(gòu)造確保通過構(gòu)成粗糙表面或光管4的內(nèi)表面的多個突起部分和凹陷部分的傾斜角度來散射從透鏡13向圖中右側(cè)投射的部分激光束，并且散射光泄漏到外部，使光管4自身發(fā)光。從而，發(fā)光光管4可用作指示激光束的照射正在進行的指示器。因此，就不需要在相關(guān)技術(shù)中用于此目的的LED。此外，在這種情況下，光發(fā)射可作用于整個光管4的長度，使得與相關(guān)技術(shù)中僅提供一個LED的情況相比，發(fā)光面積非常大。這確保正在進行的激光照射能夠很清楚地顯示給使用者，以便可以處理由于錯誤操作而導致激光無意的持續(xù)照射的情況。
另外，當根據(jù)光管4的粗糙表面或內(nèi)表面的粗糙程度調(diào)節(jié)泄漏到外部的散射光的量時，能夠獲得具有舒適的特殊效果的光發(fā)射條件(例如，柔和的感覺)。
具有上述效果的粗糙表面的粗糙程度根據(jù)激光二極管11的規(guī)格和光管4的材料、形狀等而不同。根據(jù)經(jīng)驗確定，在輻射激光束的照射端口處的光管4的外徑a為大約4mm，內(nèi)徑(中空部分4a的直徑)b約為2mm的情況下，當凸起部分和凹陷部分的高度或深度約為5-10μm時，可獲得很好的結(jié)果。
這樣的粗糙表面可以例如通過如下方法實現(xiàn)在模制光管的情況下，在模制之后并且在光管半固化的期間，對光管的內(nèi)表面進行蝕刻處理，由此內(nèi)表面就形成高低不平的形狀?；蛘呖墒褂们邢鞴ぞ咔邢鞴夤軆?nèi)表面從而獲得高低不平的形狀。
第二實施例圖3示出作為第二實施例的示例性構(gòu)造，其中光管4由包括光散射劑的光透射樹脂形成，用來代替將光管4的內(nèi)表面制成粗糙表面的處理。圖中的附圖標記31表示光散射劑。例如，可利用鋁薄片作為光散射劑。在該構(gòu)造中，激光能量也傳輸?shù)酵夤懿糠?b。因此，入射在光管4上的一部分激光束當其被光發(fā)散介質(zhì)31散射時射出到光管4的外部。
這種結(jié)構(gòu)無需進行將光管4的內(nèi)表面制成粗糙表面的處理。
另外，為獲得有效的光發(fā)射，可把第一實施例和第二實施例相結(jié)合。即，可采用由包括光散射劑的光透射樹脂形成光管4并將光管4的內(nèi)表面加工為粗糙表面。
第三實施例在上述實施例中，為獲得有效的光發(fā)射，通過將光管內(nèi)表面制成粗糙表面來散射激光(第一實施例)，或通過由包括諸如鋁薄片的光散射劑的光透射樹脂形成光管4來散射激光(第二實施例)。第三實施例采用的構(gòu)造是，光管4由包括顏料的樹脂制成，且透鏡13的直徑不小于光管的外徑，這樣激光能量不僅可供給中空部分4a，還可供給外管部分4b。經(jīng)驗上已經(jīng)證明，這種構(gòu)造能夠提供來自光管的有效的光發(fā)射。第三實施例的優(yōu)點在于不必將光管內(nèi)表面制成粗糙表面或使用包含光散射劑的樹脂。
第四實施例在以下的實施例中，將要示出對激光指示器10的激光照射端口5周圍的處理的幾個改進示例。
為了在光管4處獲得有效的光發(fā)射，如上所述，激光能量也供給光管4的外管部分4b。然而，供給外管部分4b的所有激光都不在光管4內(nèi)部進行散射等，并且激光從外管部分4b的端面輻射，這就有可能導致在由激光照射的目標附近產(chǎn)生重影。這個問題可通過將外管部分4b的光線射出側(cè)的端面45加工成如圖4所示的粗糙表面來解決。這可確保從端面45射出的激光能夠被散射。順便提一下，圖4示出將第四實施例應(yīng)用到圖3所示的根據(jù)第二實施例的包括光散射劑的光管的示例，第四實施例自然能夠應(yīng)用于其他的實施例形式，例如，圖1所示的燈管。
第五實施例

激光照射端口5優(yōu)選為封閉的結(jié)構(gòu)。在圖2到圖4每一個中，照射端口5具有封閉的結(jié)構(gòu)。當然，照射端口5可保持敞開，采用照射端口5封閉的結(jié)構(gòu)是為了防止灰塵聚集在照射端口5而造成產(chǎn)生激光不希望的不必要的散射或外觀破壞。另外，作為封閉照射端口5的機構(gòu)的蓋元件3例如可以構(gòu)造成使得蓋元件3的與照射端口5相對的內(nèi)表面抵靠在照射端口5上?；蛘撸梢允褂脤Ｓ玫耐该鞅┧針渲逯苯臃忾]照射端口5。
除此以外，照射端口5可以用透鏡封閉。在照射端口5設(shè)置透鏡的情況下，可補償由于依賴于激光二極管11品質(zhì)的激光束會聚性能的分散而造成的激光束會聚性損失。
第六實施例當如上所述安裝光管4，使得激光束的光軸f穿過所述中空部分4b時，就必須注意光管4的安裝精度。如果光管4的安裝精度低，則光管4的內(nèi)壁與光軸f相交，其結(jié)果就有可能導致在由激光照射的目標附近產(chǎn)生重影。
為避免產(chǎn)生重影，期望光管4具有在安裝光管4時時能夠調(diào)整光管4方向的結(jié)構(gòu)。
圖5示出該實施例中光管軸線方向可調(diào)的示例性構(gòu)造。該示例基于圖2所示的光管4的安裝部分的改進，并且能夠應(yīng)用于如圖3和圖4所示構(gòu)造的光管。
在圖5中，光管4和透鏡支架14通過套管15a固定，但激光二極管11由不同于套管15a的套管15b固定。這里，透鏡支架14和套管15a分別制出螺紋，且套管15b也以與透鏡支架14同樣的方式制出螺紋。透鏡支架14和套管15b以與套管15a螺紋嚙合的狀態(tài)固定。
另外，附圖標記4c表示光管4的安裝部分。安裝部分4c固定在被夾持在透鏡支架14和套管15a的內(nèi)壁之間的狀態(tài)。具體地說，當透鏡支架14和套管15b逐漸擰入套管15a的內(nèi)部時，安裝部分4c緊固并且固定在被夾持在透鏡支架14和套管15a的內(nèi)壁之間的狀態(tài)。這里，如圖所示，本實施例中的安裝部分4c小于套管15a的內(nèi)徑，且為圓形。因此，當調(diào)整透鏡支架14和套管15b的擰入程度時，可以很容易地進行光管4的軸線調(diào)整。
根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整光管4的軸線，光管4的軸線和光軸f可彼此重合。因此，可以避免激光重影的產(chǎn)生。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計需要或其他因素，可以做出各種修改、結(jié)合、再組合和變形，而它們均落入所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光照射系統(tǒng)，用于通過用激光束照射一外部目標來顯示字符或圖片，其包括一激光產(chǎn)生源；一透鏡，其用于接收來自所述激光產(chǎn)生源的激光并產(chǎn)生所述激光束；及一光管，其用于接收由所述透鏡產(chǎn)生并引入其中的所述激光束；其中，所述光管具有一中空部分，其用于引導所述引入的激光束，用所述激光束照射所述目標；和一外管部分，其通過散射所述引入的激光束來發(fā)射光。
2.如權(quán)利要求1所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述外管部分的內(nèi)表面為粗糙表面。
3.如權(quán)利要求2所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述外管部分由包括光散射劑的光透射樹脂制成。
4.如權(quán)利要求2所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述外管部分由包括顏料的光透射樹脂制成。
5.如權(quán)利要求1所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述外管部分由包括光散射劑的光透射樹脂制成。
6.如權(quán)利要求1所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述外管部分由包括顏料的光透射樹脂制成。
7.如權(quán)利要求1所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述外管部分在激光束射出側(cè)的端面為粗糙表面。
8.如權(quán)利要求1所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述光管安裝成使得其軸線可調(diào)整。
9.如權(quán)利要求1所述的激光照射系統(tǒng)，其中，所述光管的所述中空部分在光射出側(cè)的端部是封閉的。
全文摘要
一種激光照射系統(tǒng)包括作為激光產(chǎn)生源的激光二極管；透鏡，其用于接收從激光二極管引入其中的激光并產(chǎn)生激光束；以及光管，其接收由透鏡產(chǎn)生并引入其中的激光束，其中光管具有中空部分和外管部分，上述中空部分用于引導用于照射的所述引入激光束，上述外管部分通過散射引入的激光束來發(fā)射光，從而，正在進行的激光照射可以清楚地顯示，即便是在激光無意照射的情況下，使用者也能夠很容易就注意到這種情況。
文檔編號G02B27/20GK1755423SQ200510109828
公開日2006年4月5日 申請日期2005年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者梶栗潤一, 森多美雄, 井上秀樹 申請人:索尼株式會社