激光图案调节装置和包括它的激光笔的制作方法_3

文档序号:9864238阅读:来源:国知局
领域技术人员可以理解,所述图案模板中的单元图案也可以是图案和光栅的组合,例如,在所述图案模板的一侧面刻制出透光图案,并在该与透光图案相对应的另一侧刻制出光栅衍射缝隙。另外,所述图案和光栅的组合也可以是图案透明贴片直接粘贴在一个现成的光栅镜片上。这样的配置使得单元图案在形成最终衍射图案前经过两次衍射,从而最终衍射图案更加奇幻变化。
[0101]经过第一次衍射的静止的单元图案再穿过所述衍射转动部件2中的光栅镜片,经过第二次衍射,得到更加绚丽的二次衍射图案。进一步地,转动所述衍射转动部件,所述二次衍射图案就具有运动感,并且象布满天空的星星一样,也就是所谓的“满天星”的衍射效果O
[0102]作为变型,所述单元图案是立体全息图案,例如小西瓜图案,那么,经过所述激光图案调节装置123得到的就是象星星一样分布的满天的小西瓜。
[0103]关于光栅形成衍射图案的光学原理和实施方式可参见CN1834530A,CN201203050Y, CN202901893U,CN101918759A。因此,所述引用的专利文献的技术内容作为现有技术成为本说明书的一部分,这里不再重复描述。
[0104]根据本发明的优选实施例,如图6所示,所述单向止转部件包括细长的弹性构件
3。为了让所述单向止转部件能够方便地安置在基座接头I和衍射转动部件2之间的狭小空间内,所述单向止转部件的宽度和厚度要与所述狭小空间相适应,而在圆周方向上延伸是必要的。所述单向止转部件具有弹性,主要是为了与基座接头I和衍射转动部件2两者保持长久且恒定的接触,同时,也达到的阻止基座接头I和衍射转动部件2在径向方向上相对移动。
[0105]参照图8,所述弹性构件3的第一端31—一也称为固定端一一被固定保持在基座接头I的外周表面的第一固定位置13处,所述弹性构件3的第二端32—一也称为自由端一一自由地抵靠着所述衍射转动部件2的内壁23的第二触压位置24处。这样的配置要求所述弹性构件3具有径向弹性和周向弹性。径向弹性提供对所述衍射转动部件2的内壁23的压力,从而产生静摩擦力或动摩擦力。周向弹性保证所述弹性构件3能够适当地对抗来自所述衍射转动部件2的内壁23的反作用力。
[0106]为了达到单向旋转的目的,参照图7和图8,所述弹性构件3的长度和弹性模量被配置成使得:在所述衍射转动部件2按所述第一固定位置13至所述第二触压位置24的第一圆周方向W转动时,所述弹性构件3的第二端32受到的来自所述衍射转动部件2的内壁23的反作用合力K使所述弹性构件3的第二端32有从所述衍射转动部件2的内壁23分开的趋势,从而起到减小所述衍射转动部件2受到的摩擦阻力的作用;在所述衍射转动部件2按所述第二触压位置24至所述第一固定位置13的第二圆周方向M被旋拧时,所述弹性构件3的第二端32受到的来自所述衍射转动部件2的内壁23的反作用合力K使所述弹性构件3的第二端32有嵌入所述衍射转动部件2的内壁23的趋势,从而起到增加所述衍射转动部件2受到的摩擦阻力的作用,进而所述基座接头I和所述衍射转动部件2之间的相对转动趋势被阻止。由此,衍射转动部件2能够在第一圆周方向W上转动,而在第二圆周方向M上的转动被阻止。需注意的是,第一圆周方向W是指从所述第一固定位置13向所述第二触压位置24转动的方向,第二圆周方向M是与第一圆周方向W相反的方向,是指从所述第二触压位置24向所述第一固定位置13转动的方向。
[0107]换言之,所述细长的弹性构件(3)在基座接头I与衍射转动部件2之间的空间中延伸,所述弹性构件3的第一端31被固定保持在基座接头I的外周表面的第一固定位置13处,所述弹性构件3的第二端32自由地抵靠着所述衍射转动部件2的内壁23的第二触压位置24处;并且,所述细长的弹性构件(3)从第一固定端31至第二自由端32的延伸方向与第一圆周方向W相同。这样的布置使得:在所述衍射转动部件2按所述第一固定位置13至所述第二触压位置24的第一圆周方向W转动时,所述弹性构件3的第二端32受到的来自所述衍射转动部件2的内壁23的反作用合力K使所述弹性构件3的第二端32有从所述衍射转动部件2的内壁23分开的趋势,从而起到减小所述衍射转动部件2受到的摩擦阻力的作用;在所述衍射转动部件2按所述第二触压位置24至所述第一固定位置13的第二圆周方向M被旋拧时,所述弹性构件3的第二端32受到的来自所述衍射转动部件2的内壁23的反作用合力K使所述弹性构件3的第二端32有嵌入所述衍射转动部件2的内壁23的趋势,从而起到增加所述衍射转动部件2受到的摩擦阻力的作用,进而所述基座接头I和所述衍射转动部件2之间的相对转动趋势被阻止。
[0108]可选地,所述弹性构件3例如由钢材制成,钢的弹性模量在196_206GPa之间。
[0109]可选地,所述弹性构件3的长度大于基座接头I的外圆周长的1/4,即所述弹性构件3的长度>1/4 (基座接头I的外圆周长)。优选地,所述弹性构件3的长度是基座接头I的外圆周长的 1/2、2/3、3/4、5/6、5/7、6/8。
[0110]如图7所示,衍射转动部件2按第一圆周方向W转动,受到弹性构件3施加的径向压力和由此产生的切向摩擦力,同时,衍射转动部件2对弹性构件3产生相应的反作用力:压力反作用力N和摩擦力反作用力F。因此弹性构件3受到的反作用合力K等于压力反作用力N和摩擦力反作用力F的矢量和。可以理解的是,图7与图8中仅示意表明各反作用力的方向和大小,准确的物理学意义的表达是用于精确计算,在描述发明创造的设计思想的说明书并非必要的。从图7中可以看出,当衍射转动部件2按第一圆周方向W转动时,如图7所示的布置方式的弹性构件3所受到的反作用合力K的方向必然导致所述弹性构件3的第二端32有从所述衍射转动部件2的内壁23分开的趋势。可以理解的是,这里所指的摩擦力可以是动摩擦力或静摩擦力。
[0111]如图8所示,衍射转动部件2按第二圆周方向M转动,受到弹性构件3施加的径向压力和由此产生的切向摩擦力,同时,衍射转动部件2对弹性构件3产生相应的反作用力:压力反作用力N和摩擦力反作用力F。因此弹性构件3受到的反作用合力K等于压力反作用力N和摩擦力反作用力F的矢量和。从图8中可以看出,当衍射转动部件2按第二圆周方向M转动时,如图7、8所示的布置方式的弹性构件3所受到的反作用合力K的方向与所述弹性构件3的直线段部36之间形成的夹角a应当大于0°,这样才能保证,所述衍射转动部件2受到的按第二圆周方向M的旋拧力增加时,所述衍射转动部件2受到的来自所述弹性构件3的摩擦力和压力也在增加。因此,根据图8所示的夹角a应当大于0°的物理学条件,通过物理学计算,选择适当的所述弹性构件3的长度和弹性模量、以及相关的摩擦系数是可行的。具体的计算方程式不体现创造性劳动,在这里不再详述。可以理解的是,这里所指的摩擦力主要是指静摩擦力。
[0112]为了使所述弹性构件3的尺寸选择有足够的灵活性,所述基座接头I还具有环形沟槽14,如图1和图2所示,所述弹性构件3的一部分被安置在所述环形沟槽14中。环形沟槽14实际增加了基座接头I和衍射转动部件2之间的空间容量,因而所述弹性构件3的结构和布置方式的选择余地加大。
[0113]所述环形沟槽14的宽度和深度被设置成使得:所述环形沟槽14的宽度大于所述弹性构件3的宽度,所述环形沟槽14的深度H大于所述弹性构件3的厚度;并且,在所述衍射转动部件2按与所述第一圆周方向W相反的第二圆周方向M转动时,所述弹性构件3的第二端32受到的反作用合力K与所述弹性构件3的直线段部36的长度方向之间的夹角a大于5°、或10°、或15°、或20°、或25°、或30°。所述环形沟槽14的深度是影响所述弹性构件3的有效长度的参数之一。所述环形沟槽14的宽度是影响所述弹性构件3的弹性力的参数之一。图8所示的反作用合力K的夹角a的大小是所述环形沟槽14的宽度和深度、所述弹性构件3的结构和尺寸、摩擦系数、弹性模量等参数的函数,具体的物理计算方程式可参见物理教科书推导和求解,这里不再详述。
[0114]可选地,所述环形沟槽14的宽度K大于1.2倍的所述弹性构件3的横截面外接圆的直径D,即K>1.2D。优选地,所述环形沟槽14的宽度约为1.5-2.5倍的所述弹性构件3的横截面外接圆的直径。
[0115]可选地,所述环形沟槽14的深度H大于0.9倍的所述弹性构件3的横截面外接圆的直径D,即H>0.9D。优选地,所述环形沟槽14的深度约为1.0-1.5倍的所述弹性构件3的横截面外接圆的直径。
[0116]为了增强单向旋转的技术效果,所述衍射转动部件2的内壁23具有规则分布的齿槽,所述弹性构件3的第二端32能够位于所述齿槽中。具有齿槽的这种配置达到了类似棘轮-棘爪机构的单向止动功能,所述弹性构件3起到类似棘爪的作用。这里“规则分布”是指齿槽等间距地分布,或者按几何级数形式的间距分布,或者其它函数规律的间距分布。
[0117]并且,所述齿槽被设置成使得:在所述衍射转动部件2按与所述第一圆周方向W相反的第二圆周方向M转动时,所述弹性构件3的第二端32受到的反作用合力K与所述弹性构件3的直线段部36的长度方向之间的夹角a大于5°、或10°、或15°、或20°、或25°、或30°、或35°、或40°。由于齿槽的存在,参照机械设计关于棘轮-棘爪机构的知识,所述反作用合力K的夹角a大于0°的设计是非常容易实现的,这里不再详述。所述反作用合力K的夹角a大于0°这一技术特征对应于技术特征“所述弹性构件3的第二端32受到的来自所述衍射转动部件2的内壁23的反作用合力K使所述弹性构件3的第二端32有嵌入所述衍射转动部件2的内壁23的趋势”。
[0118]可以理解的是,所述弹性构件3的直线段部36可能是弯曲的,在此情形下,所述反作用合力K的夹角a是指反作用合力K的方向与所述直线段部36在第二端32处的切线方向之间的夹角。
[0119]根据本发明的一优选实施例,为了弹性构件3在所述基座接头I上固定地被保持,如图2、3和6所示,基座接头I和弹性构件3具有如下的结构设计:
[0120]如图2和图3所示,所述基座接头I具有绕其自身的第一中心轴线01-01规则分布的多个柱形体15,并且,相邻的柱形体15之间形成有空隔腔16。这里“规则分布”是指柱形体对称地分布,或者等间距地分布,或者按单-双交替方式布置,或者按其它函数规律的间距分布。
[0121]如图6所示,所述弹性构件3具有U形体33、弧形段部35、V形体34和直线段部36。所述弹性构件3的第一端31为弯钩形体或U形体33,并且,所述弯钩形体33卡夹在第一柱形体15上。
[0122]所述弹性构件3的中部具有V形体34,并且,所述V形体34的位置和大小被设置成使得:所述V形体能够被压入与所述第一柱形体15相邻的所述空隔腔16中,并且所述V形体的两分支部能够在自身的弹性张力作用下分别抵靠所述空隔腔16的两侧壁部;
[0123]所述弹性构件3的第二端32自由地从所述V形体处由自身材料体延伸并形成所述直线段部36。
[0124]所述弹性构件3的直线段部36的长度被设置成使得:在所述基座接头1、所述弹性构件3和所述衍射转动部件2安装就位后,所述弹性构件3的第二端32在自身的弹性力作用下抵靠所述衍射转动部件2的内壁,并施加压力于所述衍射转动部件2的内壁。
[0125]可选地,如图8所示,所述弹性构件3的直线段部36的长度大于所述激光图案调节装置123组装完成后的所述基座接头I与所述衍射转动部件2之间的径向间隙AB深度。所述弹性构件3的直线段部36的长度小于所述基座接头I的外圆切线段AC的长度,其中切线段AC这样测量:由所述基座接头I的外圆上的一点A作切线,该切线与衍射转动部件2的内圆相交于一点C,A点至C线的距离就是切线段AC的长度。
[0126]上述结构的基座接头I优选由高分子材料例如工程塑料通过注塑模制加工艺制造,其制造成本较低。可选地,基座接头I由金属材料例如铜、招通过精密铸造而成。
[0127]优选地,所述弹性构件3由钢丝通过弯折加工制成。这样的配置有利于降低产品成本。可选地,所述弹性构件3由扁平的、细长的不锈钢片通过弯折加工制成。可选地,所述弹性构件
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