專利名稱：激光擴束鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學鏡頭，尤其涉及燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
隨著激光作為燈光演示的應(yīng)用，近年來，發(fā)展最快的是舞臺燈光演示系統(tǒng)，它作為廣告演示，舞臺演示等場合，都得到了廣泛應(yīng)用。由于演示場所較小，因此它不要求像城市演示有大的光柱和遠投的距離效果，為此要求演示系統(tǒng)必須小型和掃描靈活。僅工業(yè)用激光器是不能作為燈光演示用的，由于它的光束太細，且因發(fā)散角的關(guān)系而不能遠射。除此外，由于它需在演示場掃描出各種花樣，現(xiàn)有的燈光演示擴束鏡系統(tǒng)不能滿足這些場合的需求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)可精密調(diào)節(jié)光束射出的光亮清晰度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，包括激光器，透鏡和振鏡，其中所述兩透鏡位于同一光軸上；第一透鏡為雙凹型透鏡，其曲面背向著光線入射的方向；第二透鏡為彎月型透鏡，其曲面向著光線入射的方向；所述的第一透鏡與第二透鏡間的間隔為d2，其值為60.0mm±5％；所述第一透鏡為擴束鏡。
同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，通過設(shè)置一彎月型透鏡和一雙凹型透鏡，并通過調(diào)節(jié)透鏡間的距離為精密調(diào)節(jié)光柱，使射出的光柱可顯現(xiàn)出光亮清晰的光柱，以滿足各種不同的需要。它作為廣告演示，舞臺演示等場合，都得到了廣泛應(yīng)用，該擴束鏡系統(tǒng)掃描靈活，并能通過振鏡快速編制出各種花色眾多的圖案。



圖1為本發(fā)明的擴束鏡系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的擴束鏡系統(tǒng)實施例的光線軌跡示意圖； 圖3為本發(fā)明的擴束鏡系統(tǒng)實施例的光路示意圖； 圖4為本發(fā)明的擴束鏡系統(tǒng)實施例的成像點的彌散斑示意圖； 圖5為本發(fā)明的擴束鏡系統(tǒng)實施例的能量集中度的示意圖； 圖6是本發(fā)明的擴束鏡系統(tǒng)實施例的光學傳遞函數(shù)MTF示意圖。

具體實施例方式 以下結(jié)合各附圖所示之最佳實施例作進一步詳述。
如圖1-圖3所示，本發(fā)明實施例提供一種激光擴束鏡系統(tǒng)，其應(yīng)用于廣告或舞臺演示等燈光演示的場合。該擴束鏡系統(tǒng)包括激光器1，透鏡和振鏡，所述的透鏡包括第一透鏡L1和第二透鏡L2，兩透鏡位于同一光軸上；第一透鏡L1雙凹型透鏡，其曲面背向著光線入射的方向，且該第一透鏡L1為擴束鏡，其擴束倍數(shù)為8倍；第二透鏡L2為彎月型透鏡，其曲面向著光線入射的方向；該第一透鏡L1與第二透鏡L2間的間隔為d2，其值為60.0mm±5％。本發(fā)明實施例的激光器1出射的光束直徑為

3mm；首先通過第一透鏡L1擴束后，進入第二透鏡L2，且最后出射光柱的直徑為

24mm，通過調(diào)節(jié)第一透鏡L1和第二透鏡L2間的間距d2，可使出射光柱趨于光亮清晰，該射出的平行光柱再利用振鏡快速編制出各種花色眾多的圖案，本發(fā)明實施例的振鏡包括X振鏡和Y振鏡，即從擴束鏡射出的光束在橫向180°掃描和縱向360°掃描，編制出不同的花色及圖案。
本發(fā)明實施例兩個透鏡的具體參數(shù)為 第一透鏡L1，其分別由曲率半徑為R1、R2的兩個曲面S1、S2構(gòu)成，其光軸上的中心厚度d1，材料為Nd1:Vd1。
第二透鏡L2，其分別由曲率半徑為R3、R4的兩個曲面S3、S4構(gòu)成，其光軸上的中心厚度d3，材料為Nd2:Vd2。
第一透鏡L1與第二透鏡L2在光軸上的間距為d2。
結(jié)合以上參數(shù)，本發(fā)明實施例設(shè)計了一個最佳的擴束鏡系統(tǒng) 其中，上述擴束鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的動態(tài)設(shè)計范圍有 R1～4，ΔR1～4≤±5％(R1～R4)； d1，3，Δd1，3≤±5％(d1，d3)； d2，65＞d2＞55； Nd/vd，ΔNd/vd≤5％(Nd1/vd1～Nd2/vd2) 本發(fā)明上述實施例所述的激光器1入射光束直徑φλ＝3mm，經(jīng)過第一透鏡L1擴束后的出射光束直徑φλ＝24mm，第一透鏡為β＝8X，指其光束可擴大8倍。
如圖3所示，本發(fā)明實施例包括兩個振鏡X振鏡和Y振鏡，當激光器1出射的光束經(jīng)第一透鏡L1擴束后，進入第二透鏡L2，再由第二透鏡L2平行出射到X振鏡上，該光束可自由在天空中垂直掃描180°，然后反射出的光束可再進行反射到Y(jié)振鏡上，該出射的光束可在自由在天空中水平掃描360°，本發(fā)明實施的激光器可以使用不同顏色的激光束，本實施主要紅光，綠光和藍光，能過本激光擴束鏡及X振鏡和Y振鏡，可編制出不同的色彩。
本發(fā)明實施例設(shè)計的最佳擴束鏡系統(tǒng)，其具體成像質(zhì)量如下 參見圖4所示，本發(fā)明實施例的擴束鏡系統(tǒng)的幾何彌散斑，其斑點在6μ左右，具有極高的分辨率。
參見圖5所示，其為本發(fā)明實施例的擴束鏡擴束后光束的能量集中度，表明其能量已完全集中在20μ以內(nèi)。
參見圖6所示，其為本發(fā)明實施例的擴束鏡頭綜合成像評價的光學傳遞函數(shù)MTF，其值也接近理想。
以上，僅為本發(fā)明之較佳實施例，意在進一步說明本發(fā)明，而非對其進行限定。凡根據(jù)上述之文字和附圖所公開的內(nèi)容進行的簡單的替換，都在本專利的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光擴束鏡系統(tǒng)，包括第一透鏡和第二透鏡，其特征在于所述兩透鏡位于同一光軸上；第一透鏡為雙凹型透鏡，其曲面背向著光線入射的方向；第二透鏡為彎月型透鏡，其曲面向著光線入射的方向；所述的第一透鏡與第二透鏡間的間隔為d2，其值為60.0mm±5％；該第一透鏡為擴束鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述第一透鏡的擴束倍數(shù)為8倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的第一透鏡是由曲率半徑為R1和R2的兩個曲面S1和S2構(gòu)成，R1的值為-96.0mm±5％，R2的值為4.5mm±5％。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的第一透鏡在光軸上的中心厚度為1.0mm±5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的第二透鏡是由曲率半徑為R3和R4的兩個曲面S3和S4構(gòu)成，R3的值為-480.0mm±5％，R4的值為-52.0mm±5％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的第二透鏡在光軸上的中心厚度為3.0mm±5％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的第一透鏡(L1)材質(zhì)為Nd1∶Vd1＝1.5∶68，±5％的誤差范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的第二透鏡(L2)材質(zhì)為Nd2∶Vd2＝1.8∶25，±5％的誤差范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，其特征在于所述的擴束鏡系統(tǒng)還包括具有X振鏡和Y振鏡的振鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燈光演示的激光擴束鏡系統(tǒng)，包括激光器，透鏡和振鏡，其中所述兩透鏡位于同一光軸上；第一透鏡為雙凹型透鏡，其曲面背向著光線入射的方向；第二透鏡為彎月型透鏡，其曲面向著光線入射的方向；所述第一透鏡為擴束鏡；本發(fā)明通過設(shè)置一彎月型透鏡和一雙凹型透鏡，并通過調(diào)節(jié)透鏡間的距離為精密調(diào)節(jié)光柱，使射出的光柱可顯現(xiàn)出光亮清晰的光柱，以滿足各種不同的需要。它作為廣告演示，舞臺演示等場合，都得到了廣泛應(yīng)用，該擴束鏡系統(tǒng)掃描靈活，并能通過振鏡快速編制出各種花色從多的圖案。
文檔編號G02B26/10GK101750742SQ20091018931
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者高云峰, 李家英, 周朝明 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司