激光發(fā)射裝置及其光學元件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光學元件，包括：第一鏡體，平行于第一軸線方向；第二鏡體，平行于第二軸線方向；第三鏡體，平行于第三軸線方向；第一鏡體包括：第一出光柱面，為以第一軸線為中心軸的圓柱面的一部分；第二鏡體包括：第二出光柱面，為以第二軸線為中心軸的圓柱面的一部分；第三鏡體包括：第三出光柱面，為以第三軸線為中心軸的圓柱面的一部分；其中，第一鏡體和第二鏡體分別設(shè)置在第三鏡體的兩端，第一軸線平行于第二軸線、垂直于第三軸線；第一出光柱面的弧度與第二出光柱面的弧度之和大于等于180度，第三出光柱面的弧度大于等于180度。本實用新型的光學元件裝配簡單且能使得激光發(fā)射裝置發(fā)出十字準直光線。
【專利說明】激光發(fā)射裝置及其光學元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種激光發(fā)射裝置及其光學元件。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的激光發(fā)射裝置能通過柱面鏡在目標物上打出單一方向的準直光線，當在水平和豎直方向均需要準直光線時，現(xiàn)有的激光發(fā)射裝置往往設(shè)置兩個軸線垂直的柱面鏡來實現(xiàn)，但是在需要相交的彼此垂直的十字準直光線時，對兩個柱面鏡的出光的角度范圍具有較高的要求，并且十字準直光線的交點難以控制，另外分立的兩個柱面鏡也不易裝配，在裝配后需要調(diào)試才能獲得所需的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種裝配簡單且能實現(xiàn)十字準直光線的激光發(fā)射裝置及其光學元件
[0004]為了實現(xiàn)上述目標，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0005]一種光學元件，其包括:
[0006]第一鏡體，至少沿平行于第一軸線的方向延伸形成；
[0007]第二鏡體，至少沿平行于第二軸線的方向延伸形成；
[0008]第三鏡體，至少沿平行于第三軸線的方向延伸形成；
[0009]第一鏡體包括:
[0010]第一出光柱面，為以第一軸線為中心軸的圓柱面的一部分；
[0011]第二鏡體包括:
[0012]第二出光柱面，為以第二軸線為中心軸的圓柱面的一部分；
[0013]第三鏡體包括:
[0014]第三出光柱面，為以第三軸線為中心軸的圓柱面的一部分；
[0015]其中，第一鏡體和第二鏡體分別設(shè)置在第三鏡體的兩端，第一軸線平行于第二軸線、垂直于第三軸線；第一出光柱面的弧度與第二出光柱面的弧度之和大于等于180度，第三出光柱面的弧度大于等于180度。
[0016]進一步地，第一出光柱面至少超過90度的部分位于第一軸線和第三軸線所在的平面的前側(cè)。
[0017]進一步地，第二出光柱面至少超過90度的部分位于第二軸線和第三軸線所在的平面的前側(cè)。
[0018]進一步地，第一軸線、第二軸線和第三軸線在同一平面內(nèi)。
[0019]進一步地，第三鏡體為一以第三軸線為中心軸的圓柱體。
[0020]進一步地，第一鏡體還包括:
[0021]第一結(jié)合面，其為一平行于第一軸線的矩形平面；
[0022]第一出光柱面的邊緣與第一結(jié)合面的較長的邊緣重合；
[0023]第二鏡體還包括:
[0024]第二結(jié)合面，其為一平行于第二軸線的矩形平面；
[0025]第二出光柱面的邊緣與第二結(jié)合面的較長的邊緣重合。
[0026]進一步地，第三鏡體的兩個圓形平面分別結(jié)合至第一結(jié)合面和第二結(jié)合面。
[0027]進一步地，第一鏡體和第二鏡體關(guān)于第三鏡體對稱。
[0028]本實用新型還提出一種激光發(fā)射裝置，其包括:
[0029]激光源，能發(fā)射一沿直線傳播的激光束；
[0030]激光發(fā)射裝置還包括:以上所述的光學元件；激光源射出激光束的方向垂直于第一軸線和第二軸線所在的平面。
[0031]進一步地,還包括:
[0032]支架，至少用于安裝光學元件；
[0033]支架至少形成有一個能容納光學元件的安裝槽，安裝槽在垂直于激光束的平面內(nèi)成“H，，字形。
[0034]本實用新型的有益之處在于:通過一個整體構(gòu)型的光學元件實現(xiàn)投射出十字準直光線，在該光學元件被加工后只要能被正確的裝配在支架上，激光發(fā)射裝置即能獲得所需的角度范圍以及交點位置的十字準直光線，在改進了投射效果的同時提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本實用新型的激光發(fā)射裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是圖1中激光源與光學元件的示意圖；
[0037]圖3是圖2中光學元件的示意圖；
[0038]圖4是圖2中第一鏡體和第二鏡體出光范圍的示意圖。

【具體實施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0040]參照圖1至圖3所示，本實用新型的激光發(fā)射裝置(圖中未完整示出)包括:激光源10、光學元件20和支架30。
[0041]其中，激光源10能發(fā)射一沿直線傳播的激光。光學元件20用于將激光源10發(fā)射的激光分成兩個相互垂直且相交的扇面以使它們在目標物上投射出十字的準直光線。支架30至少用于固定光學元件20，進一步而言，支架30可以將光學元件20與激光源10安裝為一個整體。
[0042]光學元件20作為本實用新型中主要改進的部件，以下對其做詳細說明。
[0043]光學元件20包括:
[0044]第一鏡體21，至少沿平行于第一軸線Al的方向延伸形成；
[0045]第二鏡體22，至少沿平行于第二軸線A2的方向延伸形成；
[0046]第三鏡體23，至少沿平行于第三軸線A3的方向延伸形成。
[0047]其中，第一鏡體21包括:第一出光柱面211，為以第一軸線Al為中心軸的圓柱面的一部分。
[0048]第二鏡體22包括:第二出光柱面221，為以第二軸線A2為中心軸的圓柱面的一部分。
[0049]第三鏡體23包括:第三出光柱面231，為以第三軸線A3為中心軸的圓柱面的一部分。
[0050]第一鏡體21和第二鏡體22分別設(shè)置在第三鏡體23的兩端，第一軸線Al平行于第二軸線A2且垂直于第三軸線A3。
[0051]根據(jù)光學原理，被照射的第一鏡體21和第二鏡體22會分別通過第一出光柱面211和第二出光柱面221射出垂直于第一軸線Al方向的扇面光,而第三鏡體23的第三出光柱面231則會射出垂直于第一軸線Al方向的扇面光，這兩種扇面光投射在目標物體上，尤其是墻面等平面物體上時會形成兩條垂直的準直光線。
[0052]為了保證投線的范圍和保證兩條準直光線具有交點以形成十字形的準直光線，第一出光柱面211的弧度與第二出光柱面221的弧度之和大于等于180度，第三出光柱面231的弧度大于等于180度。
[0053]作為優(yōu)選方案，為了進一步保證光學元件20出光側(cè)(相對光源的一側(cè))的出光效果可以采用如下的優(yōu)選方案:
[0054]第一出光柱面211至少超過90度的部分位于第一軸線Al和第三軸線A3所在的平面的前側(cè)，這里所說的前側(cè)指的時平面的兩側(cè)中的其中一個遠離激光源10的一側(cè)。這樣以第一軸線Al和第三軸線A3所在的平面作為分界面，使激光源10位于其一側(cè)而另一側(cè)作為出光側(cè)，使激光源10射出光線垂直于該分界面，那么第一鏡體21將會獲得較好的出光效果O
[0055]基于同樣原理，第二出光柱面221至少超過90度的部分位于第二軸線A2和第三軸線A3所在的平面的前側(cè)。這樣以第二軸線A2和第三軸線A3所在的平面作為分界面，使激光源10位于其一側(cè)而另一側(cè)作為出光側(cè)，那么第二鏡體22將會獲得較好的出光效果。
[0056]為了使第一鏡體21和第二鏡體22均獲得較好的出光效果，作為進一步的優(yōu)選，第一軸線Al、第二軸線A2和第三軸線A3在同一平面內(nèi)，這個平面作為被激光源10射出的光線所垂直的分界面，即激光源10射出的光線垂直于第一軸線Al、第二軸線A2和第三軸線A3所在的平面。
[0057]如圖4所示，該光學元件20在垂直于第一軸線Al的方向(即垂直于圖4紙面的方向)能產(chǎn)生的扇面光的角度范圍取決于第一出光柱面211和第二出光柱面221各自產(chǎn)生的扇面光所覆蓋的角度范圍之和，顯然，同時采用第一鏡體21和第二鏡體22分置于第三鏡體23的兩端比僅在在第三鏡體23的一端設(shè)置一個第一鏡體21或第二鏡體22而言能獲得更大的覆蓋角度，并一定能與第三鏡體23投射的扇面光產(chǎn)生交點。
[0058]作為進一步優(yōu)選，第三鏡體23為一以第三軸線A3為中心軸的圓柱體，這樣一個第三鏡體23即可保證在垂直第三軸線A3方向出射扇面光的角度范圍，因為就第三鏡體23本身而言，第三鏡體23的圓柱形的外表面已經(jīng)覆蓋了 360度的范圍，其具體出光范圍取決光源的設(shè)置以及其余部件的限制。
[0059]另外，為了使第三鏡體23與第一鏡體21和第二鏡體22結(jié)合易于實現(xiàn)且使結(jié)合處產(chǎn)生的結(jié)合界面不會對出射光線造成影響，作為優(yōu)選方案:
[0060]第一鏡體21還包括:第一結(jié)合面212，其為一平行于第一軸線Al的矩形平面；第一出光柱面211的邊緣與第一結(jié)合面212的較長的邊緣重合。此時第一鏡體21相當于將一圓柱體沿平行于其第一軸線Al的平面進行剖切后的立體形狀，第一出光柱面211相當于這個立體的曲面部分，而第一結(jié)合面212則相當于剖切所形成的平面。
[0061]同樣，第二鏡體22包括:第二結(jié)合面222，其為一平行于第二軸線A2的矩形平面；第二出光柱面221的邊緣與第二結(jié)合面222的較長的邊緣重合。這樣的好處在于，只要使第一結(jié)合面212和第二結(jié)合面222平行于激光源10出射光線的方向，那么第一結(jié)合面212和第二結(jié)合面222均不會對出射光線造成影響。
[0062]進一步地，第三鏡體23的兩個圓形平面232分別結(jié)合至第一結(jié)合面212和第二結(jié)合面222。這樣一來既實現(xiàn)了第三鏡體23與第一鏡體21、第二鏡體22的結(jié)合，又實現(xiàn)確定了第一結(jié)合面212和第二結(jié)合面222的相對位置，使第三鏡體23的位置被確定時，即能實現(xiàn)使第一結(jié)合面212和第二結(jié)合面222平行于激光源10出射光線的方向。
[0063]作為進一步的優(yōu)選方案，第一鏡體21和第二鏡體22關(guān)于第三鏡體23對稱，即第一鏡體21和第二鏡體22可以采用相同的立體形狀，只是在與第三鏡體23結(jié)合時是相對設(shè)置的。這樣的好處在于，無論光學元件20是拼接而成還是一體成型，結(jié)構(gòu)都便于加工和實現(xiàn)。
[0064]支架30能夠?qū)崿F(xiàn)對光學元件20的安裝，在光學元件20安裝至支架30后，同時激光源10也安裝至相應(yīng)的位置，此時激光源10射出激光束的方向垂直于第一軸線Al和第二軸線A2所在的平面。
[0065]如圖1所示，作為優(yōu)選方案，為了能快速準確的安裝光學元件20，支架30至少形成有一個能容納光學元件20的安裝槽31，安裝槽31在垂直于激光束的平面內(nèi)成“H”字形。在裝配時可以通過該安裝槽31快速的將光學元件20安裝至準確的位置。
[0066]另外需要說明的是，激光源10射出激光的范圍在覆蓋第一出光柱面211、第二出光柱面221和第三出光柱面231時會獲得較好的出光效果。
[0067]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學元件，其特征在于，包括: 第一鏡體，至少沿平行于第一軸線的方向延伸形成； 第二鏡體，至少沿平行于第二軸線的方向延伸形成； 第三鏡體，至少沿平行于第三軸線的方向延伸形成； 所述第一鏡體包括: 第一出光柱面，為所述第一軸線為中心軸的圓柱面的一部分； 所述第二鏡體包括: 第二出光柱面，為所述第二軸線為中心軸的圓柱面的一部分； 所述第三鏡體包括: 第三出光柱面，為所述第三軸線為中心軸的圓柱面的一部分； 其中，所述第一鏡體和所述第二鏡體分別設(shè)置在所述第三鏡體的兩端，所述第一軸線平行于所述第二軸線、垂直于所述第三軸線；所述第一出光柱面的弧度與所述第二出光柱面的弧度之和大于等于180度，所述第三出光柱面的弧度大于等于180度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述第一出光柱面至少超過90度的部分位于所述第一軸線和所述第三軸線所在的平面的前側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述第二出光柱面至少超過90度的部分位于所述第二軸線和所述第三軸線所在的平面的前側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述第一軸線、所述第二軸線和第三軸線在同一平面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的光學元件，其特征在于，所述第三鏡體為一以第三軸線為中心軸的圓柱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學兀件，其特征在于， 所述第一鏡體還包括: 第一結(jié)合面，其為一平行于所述第一軸線的矩形平面； 所述第一出光柱面的邊緣與所述第一結(jié)合面的較長的邊緣重合； 所述第二鏡體還包括: 第二結(jié)合面，其為一平行于所述第二軸線的矩形平面； 所述第二出光柱面的邊緣與所述第二結(jié)合面的較長的邊緣重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學元件，其特征在于，所述第三鏡體的兩個圓形平面分別結(jié)合至所述第一結(jié)合面和所述第二結(jié)合面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學元件，其特征在于，所述第一鏡體和所述第二鏡體關(guān)于所述第三鏡體對稱。
9.一種激光發(fā)射裝置，包括: 激光源，能發(fā)射一沿直線傳播的激光束； 其特征在于，所述激光發(fā)射裝置還包括:如權(quán)利要求1至8任意一項所述的光學元件；所述激光源射出所述激光束的方向垂直于所述第一軸線和所述第二軸線所在的平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光發(fā)射裝置，其特征在于，還包括: 支架，至少用于安裝所述光學元件； 所述支架至少形成有一個能容納所述光學元件的安裝槽，所述安裝槽在垂直于所述激光束的平面內(nèi)成“H”字形。
【文檔編號】G02B27/30GK204178060SQ201420684280
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】吳兵 申請人:南京德朔實業(yè)有限公司