一种一字线激光发生装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种一字线激光发生装置，包括激光器和第一凸透镜；激光器的激光出射点设在第一凸透镜的焦点处；还包括至少两个柱状扩散透镜；至少两个柱状扩散透镜位于第一凸透镜的出射面侧；各柱状扩散透镜的延伸方向为激光器的快轴方向；各柱状透镜顺次排布；各柱状扩散透镜均位于激光器发出激光的投射范围内。本发明提供的一字线激光发生装置，在第一凸透镜出射面侧设置有多个柱状扩散透镜，从第一凸透镜出射的准直光束对应各柱状扩散透镜的部分均被对应的柱状扩散透镜散射扩散后叠加形成一字线激光。因为一字线激光是由激光器不同区域的激光错位叠加形成，所以可在一定程度上克服激光器出射光线不均匀的问题，提高一字线激光的均匀性。
【专利说明】
一种一字线激光发生装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及激光设备技术领域，特别涉及一种一字线激光发生装置。
【背景技术】
[0002]—字激光是工业视觉系统中常用的结构光，广泛应用在需要直线定位的技术场合中。图1是现有技术中已有的一字激光发生装置结构示意图。如图1所示的一字线激光发生装置包括依次设置的激光器、第一凸透镜和鲍威尔棱镜。激光器安装在第一凸透镜的焦点处;一字线激光发生装置中设置鲍威尔棱镜的目的是减少第一凸透镜的曲率半径和尺寸，进而减小激光发生装置的尺寸。如图1，激光器发出的点状激光经第一凸透镜后转化为一定宽度的平行线激光;平行线激光经过鲍威尔棱镜后扩散为一字线激光。
[0003]在激光器发出激光均匀的前提下，激光经过第一凸透镜、鲍威尔棱镜后可形成均匀的一字激光。但是，因为激光器发出的激光在慢轴方向强度并不均匀，所以经过第一凸透镜和鲍威尔棱镜后形成的线激光能量强度不均匀。线激光分布不均匀使得直线定位效果较差。
【发明内容】
[0004]为解决现有的一字线激光发生装置因为激光器发出激光在慢轴不均匀而使最终形成的一字线激光不均匀的问题，本发明提供一种新的一字线激光发生装置。
[0005]本发明提供一种一字线激光发生装置，包括激光器和第一凸透镜;所述激光器的激光出射点设在所述第一凸透镜的焦点处;还包括至少两个柱状扩散透镜;所述至少两个柱状扩散透镜位于所述第一凸透镜的出射面侧;各所述柱状扩散透镜的延伸方向为所述激光器的快轴方向；各所述柱状透镜顺次排布;各所述柱状扩散透镜均位于所述激光器发出激光的投射范围内。
[0006]可选的，所述柱状扩散透镜沿所述激光器的慢轴方向拼接排布。
[0007]可选的，各所述柱状扩散透镜均为平凸非球面柱状扩散透镜或均为鲍威尔棱镜。
[0008]可选的，所述柱状扩散透镜表面涂布与所述激光器发射激光波长匹配的增透膜。
[0009]可选的，还包括第一凹透镜和第二凸透镜;所述第一凹透镜设在所述第一凸透镜和所述柱状扩散透镜间；所述第二凸透镜设在所述第一凹透镜和所述柱状扩散透镜间；所述第一凹透镜的主轴平行于所述第一凸透镜的主轴;所述第一凹透镜入射面侧的焦点与所述第二凸透镜入射面侧的焦点重合;所述第二凸透镜的焦距大于所述第一凹透镜的焦距。
[0010]可选的，所述第一凹透镜和所述第二凸透镜均为柱状透镜;所述第一凹透镜和所述第二凸透镜的延伸方向均为所述激光器的快轴方向。
[0011]可选的，所述第一凹透镜为平凹透镜;所述第二凸透镜为平凸透镜。
[0012]可选的，还包括第三凸透镜和第四凸透镜;所述第三凸透镜的焦距小于所述第四凸透镜的焦距;所述第三凸透镜设在所述第一凸透镜和所述柱状扩散透镜间；所述第四凸透镜设在所述第三凸透镜和所述柱状扩散透镜间；所述第三凸透镜主轴均平行于所述第一凸透镜的主轴;所述第三凸透镜出射面侧的焦点和所述第四凸透镜入射面侧的焦点重合。
[0013]可选的，所述第三凸透镜和所述第四凸透镜均为柱状透镜;所述第三凸透镜和所述第四凸透镜的延伸方向均为所述激光器的快轴方向。
[0014]本发明提供的一字线激光发生装置，在第一凸透镜出射面侧设置有多个柱状扩散透镜，从第一凸透镜出射的准直光束对应各柱状扩散透镜的部分均被对应的柱状扩散透镜散射扩散后叠加形成一字线激光。因为一字线激光是由激光器不同区域的激光错位叠加形成，所以可在一定程度上克服激光器出射光线不均匀的问题，提高一字线激光的均匀性。
[0015]在本发明一改进方案中，还具有设在第一凸透镜和多个柱状扩散透镜间的扩束透镜，第一凸透镜出射的准直光束经过扩束透镜扩束后再被柱状扩散透镜扩散形成线激光。因为准直光束被被扩宽，所以可以采用更多的柱状扩散透镜，进而进一步地提高最终形成的一字线激光的均匀性。
【附图说明】
[0016]为更清楚地说明【背景技术】或本发明的技术方案，下面对现有技术或【具体实施方式】中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，以下结合【具体实施方式】的附图仅是用于方便理解本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是现有技术中已有的一字激光发生装置结构示意图；
[0018]图2是本发明实施例一中一字激光发生装置结构示意图；
[0019]图3是本发明实施例二中一字激光发生装置结构示意图；
[0020]图4是本发明实施例三中一字线激光发生装置结构示意图；
[0021 ]图5是本发明实施例四中一字线激光发生装置结构示意图；
[0022]图6是本发明实施例五中一字线激光发生装置结构示意图；
[0023]其中:1-激光器、2第一凸透镜、3-鲍威尔棱镜、4-第二凹透镜、5-平凸非球面柱状扩散透镜、6-第一凹透镜、7-第二凸透镜、8-第三凸透镜、9-第四凸透镜。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细说明。
[0025]图2是本发明实施例一中一字激光发生装置结构示意图。如图2，本实施例中的一字线激光发生装置包括激光器1、第一凸透镜2、至少两个鲍威尔棱镜3;激光器I的激光出射点设置在第一凸透镜2—侧焦点处，激光器I发出的光线经过第一凸透镜2扩散后形成准直光束。三个鲍威尔透镜设在第一凸透镜2的另一侧，各个鲍威尔透镜的延伸方向均为激光器I的快轴方向，且三个鲍威尔透镜沿激光器I的慢轴方向顺次排布并均位于准直光束的投射范围内。
[0026]因为三个鲍威尔透镜对应第一凸透镜2出射的准直激光光束，激光光束中对应各个鲍威尔棱镜3的部分均被对应的鲍威尔棱镜3扩散至一定宽度。三个鲍威尔透镜扩散的光束错位叠加形成最终的一字线激光。因为最终形成的一字线激光每个位置均有激光器I均由多数激光叠加形成，所以相比于使用一个鲍威尔棱镜3扩散的形成的光束均匀度有显著提尚O
[0027]从图2中可看出，本实施例中的三个鲍威尔透镜沿激光器I的慢轴方向拼接排布。实际应用中，三个鲍威尔透镜可为一体结构。当然，三个鲍威尔棱镜3沿准直光束的投射方向错位设置也可实现一字线激光的匀化。另外，从功能实现角度考虑，采用其他数量的鲍威尔透镜也可实现前述匀化激光的功能。
[0028]本实施例中，鲍威尔透镜、第一凸透镜2表面涂布有与激光波长匹配的增透膜，增透膜可以提高激光的透射率。
[0029]图3是本发明实施例二中一字激光发生装置结构示意图。本实施例中一字线激光发生装置与实施例一中结构大体相同，不同之处在于采用三个第二凹透镜4替代实施例一中的三个鲍威尔透镜。三个第二凹透镜4也是柱状透镜，且每个第二凹透镜4的延伸方向均平行于激光器I的快轴方向。此外，三个第二凹透镜4也是沿着激光器I的慢轴方向顺次设置，且均位于准直光束的投射范围内。从第一凸透镜2出射的准直光束经三个第二凹透镜4扩散形成匀化的一字线激光。
[0030]图4是本发明实施例三中一字线激光发生装置结构示意图。本实施例中一字线激光发生装置与实施例一中结构大体相同，不同之处在于采用三个平凸非球面柱状扩散透镜5替代实施例一中的三个鲍威尔透镜。三个平凸非球面柱状扩散透镜5的延伸方向均平行于激光器I的快轴方向，并依次沿着激光器I的慢轴方向顺次设置。同样的，三个平凸非球面柱状扩散透镜5也均在准直光束的投射范围内，从第一凸透镜2出射的准直光束经过三个平凸非球面柱状扩散透镜5扩散形成匀化的一字线激光。
[0031]根据以上三个实施例可看出，本发明采用多个扩散透镜将第一凸透镜2出射的准直光束匀化扩散为最终的一字线激光，克服线激光器I出射的激光强度慢轴方向不均匀的问题。当然，在其他实施例中，也可采用本领域技术人员已知的其他柱状扩散透镜。
[0032]图5是本发明实施例四中一字线激光发生装置结构示意图。如图5，本实施例中的一字线激光发生装置与实施三中的结构大体类似，与实施例三不同的是:本实施例中的一字线激光发生装置还包括第一凹透镜6和第二凸透镜7，第一凹透镜6设在第一凸透镜2和平凸非球面柱状扩散透镜5之间，第二凸透镜7设在第一凹透镜6和平凸非球面柱状扩散透镜5之间。第一凹透镜6和第二凸透镜7的主轴均平行于第一凸透镜2的主轴，第一凹透镜6入射面侧的焦点与第二凸透镜7入射面侧的焦点重合，第二凸透镜7的焦距大于第一凹透镜6的焦距。
[0033]采用如图4的一字线激光发生装置。第一凸透镜2出射的准直光束经第一凹透镜6扩散形成中间扩散光束，中间扩散光束以第一凹透镜6入射面侧的焦点为圆心向外投射。因为中间扩散光束也以第二凸透镜7入射面侧的焦点为圆心，所以中间扩散光出经第二凸透镜7后重新形成准直光束。因为第二凸透镜7的焦距大于第一凹透镜6的焦距，所以经过第一凹透镜6和第二凸透镜7后，激光光束被扩宽。因为激光光束被扩宽，所以后续可设置更多的柱状扩散透镜、使经过柱状扩散透镜形成的一字线激光更为均匀。
[0034]更进一步的，本实施例中的第一凹透镜6和第二凸透镜7可均为柱状透镜，且第一凹透镜6和第二凸透镜7的延伸方向均为激光器I的快轴方向。因为第一凹透镜6和第二凸透镜7均为柱状透镜、且二者的延伸方向为激光器I的快轴方向，所以第一凸透镜2出射的准直光束在快轴方向不会被扩宽，最后形成的一字线激光在宽度方向聚焦程度更好。当然，如对最终形成一字线激光的宽度要求不高，其他实施例第一凹透镜6可采用常规的凹透镜，第二凸透镜7可采用常规的第二凸透镜7。
[0035]从图5中可看出，本实施例中第一凸透镜2的轴线、第一凹透镜6的中轴面和第二凸透镜7的中轴面处在同一平面。当然，在其他实施例中，第一凹透镜6和第二凸透镜7也可以相对于第一凸透镜2轴线错位设置，只要第一凹透镜6的轴面平行于第一凸透镜2出射的准直光束即可。另外，在其他实施例中，第一凹透镜6和第二凸透镜7的轴面可以交叉设置，并不影响扩束功能的实现;但是，相应的需要保证各个柱状扩散透镜的排列方向垂直于从第二凸透镜7出射的准直光束投射方向。
[0036]本实施例中，第二凹透镜4可以是平凹透镜，第二凸透镜7可以是平凸透镜。
[0037]图6是本发明实施例五中一字线激光发生装置结构示意图。如图6，本实施例中的一字线激光发生装置与实施四中的结构大体类似，与实施例四不同的是:本实施例中还包括第三凸透镜8和第四凸透镜9。第三凸透镜8的焦距小于第四凸透镜9的焦距，第三凸透镜8设在第一凸透镜2和柱状扩散透镜间，第四凸透镜9设在第三凸透镜8和柱状扩散透镜间，第三凸透镜8的主轴平行于第一凸透镜2的主轴，第三凸透镜8出射面侧端焦点和第四凸透镜9入射面侧的焦点重合。
[0038]本实施例中的一字线激光发生装置采用第三凸透镜8和第四凸透镜9实现激光扩束。其中，第一凸透镜2出射的激光平行射入到第三凸透镜8中并聚焦在第三凸透镜8出射面侧的焦点处。因为第三凸透镜8出射面侧的焦点就是第四凸透镜9入射面侧的焦点，所以激光光束经过第四凸透镜9后重新形成准直光束。
[0039]如实施例四，本实施例中的第三凸透镜8和第四凸透镜9最好也是柱状透镜，且第三凸透镜8和第四凸透镜9的延伸方向均为激光器I的快轴方向，以防止在激光器I的快轴方向扩散激光光束。
[0040]以上对本发明实施例中的一字线激光发生装置进行了详细介绍。本部分采用具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种一字线激光发生装置，包括激光器(I)和第一凸透镜(2);所述激光器(I)的激光出射点设在所述第一凸透镜(2)的焦点处;其特征在于:还包括至少两个柱状扩散透镜;所述至少两个柱状扩散透镜位于所述第一凸透镜(2)的出射面侧;各所述柱状扩散透镜的延伸方向为所述激光器(I)的快轴方向；各所述柱状透镜顺次排布;各所述柱状扩散透镜均位于所述激光器(I)发出激光的投射范围内。2.根据权利要求1所述的一字线激光发生装置，其特征在于:所述柱状扩散透镜沿所述激光器(I)的慢轴方向拼接排布。3.根据权利要求1所述的一字线激光发生装置，其特征在于:各所述柱状扩散透镜均为平凸非球面柱状扩散透镜(5)或均为鲍威尔棱镜(3)。4.根据权利要求1所述的一字线激光发生装置，其特征在于:所述柱状扩散透镜表面涂布与所述激光器(I)发射激光波长匹配的增透膜。5.根据权利要求1-4任一项所述的一字线激光发生装置，其特征在于:还包括第一凹透镜(6)和第二凸透镜(7);所述第一凹透镜(6)设在所述第一凸透镜(2)和所述柱状扩散透镜间；所述第二凸透镜(7)设在所述第一凹透镜(6)和所述柱状扩散透镜间；所述第一凹透镜(6)的主轴平行于所述第一凸透镜(2)的主轴;所述第一凹透镜(6)入射面侧的焦点与所述第二凸透镜(7)入射面侧的焦点重合;所述第二凸透镜(7)的焦距大于所述第一凹透镜(6)的焦距。6.根据权利要求5所述的一字线激光发生装置，其特征在于:所述第一凹透镜(6)和所述第二凸透镜(7)均为柱状透镜;所述第一凹透镜(6)和所述第二凸透镜(7)的延伸方向均为所述激光器(I)的快轴方向。7.根据权利要求5所述的一字线激光发生装置，其特征在于:所述第一凹透镜(6)为平凹透镜;所述第二凸透镜(7)为平凸透镜。8.根据权利要求1-4任一项所述的一字线激光发生装置，其特征在于:还包括第三凸透镜(8)和第四凸透镜(9);所述第三凸透镜(8)的焦距小于所述第四凸透镜(9)的焦距;所述第三凸透镜(8)设在所述第一凸透镜(2)和所述柱状扩散透镜间；所述第四凸透镜(9)设在所述第三凸透镜(8)和所述柱状扩散透镜间；所述第三凸透镜(8)主轴均平行于所述第一凸透镜(2)的主轴;所述第三凸透镜(8)出射面侧的焦点和所述第四凸透镜(9)入射面侧的焦点重合。9.根据权利要求8所述的一字线激光发生装置，其特征在于:所述第三凸透镜(8)和所述第四凸透镜(9)均为柱状透镜;所述第三凸透镜(8)和所述第四凸透镜(9)的延伸方向均为所述激光器(I)的快轴方向。
【文档编号】G02B27/09GK105892066SQ201610414455
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】杨艺, 官明朕, 刘文佳
【申请人】凌云光技术集团有限责任公司