激光图案调节装置和包括它的激光笔的制作方法
【专利摘要】本发明公开激光图案调节装置(100)，其包括基座接头(1)、图案模板转盘(2)、轴向止动部件(4)和图案衍射部件(3、5)。所述基座接头(1)具有第一中心通孔(11)和偏心座腔(12)。所述偏心座腔(12)被配置成使得：所述图案模板转盘(2)在所述偏心座腔(12)的径向平面中的移动被禁止，并且，所述图案模板转盘(2)的中心轴线与所述第一中心通孔(11)的中心轴线相平行且相距一确定的距离D。本发明还涉及包括所述的激光图案调节装置(100)的激光笔。本发明结构简单紧凑、制造方便、成本合理、稳定可靠、安全耐用。
【专利说明】激光图案调节装置和包括它的激光笔
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光器(H01S 3/00)【技术领域】，其能够实现以特殊或非一般投光效果为特点的图样或图画(B44F 1/00)。本发明特别涉及激光图案的调节装置(G02B 7/00)，其能够借助于调节零部件改变发光的特性和分布(F21V 14/00)。
[0002]本发明还涉及包括所述激光图案调节装置的激光笔。
【背景技术】
[0003]低能量的单色激光常用指示或远或近的物体、霓虹灯饰、信号装置等。激光笔是低能量的单色激光较常用的载具。
[0004]专利文献CN203706489U公开一种教学用激光笔，涉及一种激光笔。本发明解决了现有教学用激光笔发射的激光束投射到屏幕上的形状单一的问题。本发明是在现有激光笔的基础之上，增加了光点调整组件，该激光调整组件中的支架上设置有圆环形的激光模版，该激光模板上设置有N个图案，该激光调整组件中的调整环套在壳体外侧，其内壁设置有限位槽和N个定位槽，壳体外侧壁与限位槽对应的位置设置有限位突起，壳体外侧壁与每个定位槽对应的位置均设置有一个定位突起。本实施方式在实际使用时，通过旋转调整环实现改变激光模板的位置，因而使得激光束通过激光模板中的某一个图案，进而对激光束进行整形，形成相应图案的激光光束。
[0005]该专利文献CN203706489U实现了将激光圆形光斑变成各种激光图案的技术方案。
[0006]激光景观照明设备、舞台激光灯、激光表演装置等已广泛用于娱乐、影视和装饰行业。
[0007]专利文献CN201173996Y本发明公告了一种激光灯扫描头，包括X — Y扫描模块和光栅旋转扫描模块，光栅旋转扫描模块包括第一光栅和第一驱动装置，第一驱动装置的动力输出端耦合到第一光栅以驱动第一光栅旋转，X — Y扫描模块设置于入射激光接收位，第一光栅设置于X — Y扫描模块的出光区域，还包括设置于X — Y扫描模块和第一光栅之间的或设置于第一光栅的出光区域的第二光栅。本发明还公告了一种激光表演装置，其激光灯扫描头除包括X — Y扫描模块和光栅旋转扫描模块，还包括设置于X — Y扫描模块和第一光栅之间的或设置于第一光栅的出光区域的第二光栅。由于设置了第二光栅，激光经两级光栅衍射后能呈现整体移动的萤火虫图案，较已知技术的图案表现更为丰富。
[0008]该专利文献CN201173996Y通过光学衍射原理实现了激光图案的变形、分布和运动。
[0009]为了将将激光表演装置的激光图案变幻功能结合到便携式或手持式的激光笔中，本领域技术人员为实现小型化付出诸多创造性劳动。
[0010]专利文献CN202972945U涉及一种多光栅激光灯头。它包括一级光栅底座(2)和二级光栅底座￠)，所述二级光栅底座(6)上安装有一个二级光栅(4)，所述一级光栅底座
(2)上面安装有多个一级光栅呈圆周分布组成的光栅组(3)，一级光栅底座(2)与二级光栅底座(6)转动连接，并且旋转一级光栅底座(2)时，能够使二级光栅(4)分别与光栅组(3)中的每一个一级光栅相对应。本发明可以用一支激光笔得到多种光斑花纹，装饰环境。并且还具有结构简单，体积小，节省空间，灵敏，不易损坏，造价低等优点。
[0011 ] 该专利文献CN202972945U基本实现了激光表演装置的小型化，并实现了激光光斑花纹的转换。
[0012]专利文献CN203084982U涉及一种激光笔，其包括笔壳、激光模组，激光模组设置在笔壳内，激光模组前端设置第一光栅片和第二光栅片，第一光栅片和第二光栅片设置在激光模组的光路中心，其还包括电机，电机和第一光栅片连接，由电机驱动旋转，笔壳表面设置按钮控制激光模组和电机的开启、关闭，本技术方案增加了电动调节功能，使激光笔的功能增强，并且电动调节的图案变化是连续不间断的，变化速度也是均匀一致的，大大增加了激光笔的功能及娱乐性；激光笔仍然具有手动调节功能，使用者可以根据需要主动选择电动调节还是手动调节，结构件与结构件的装配均可采用过盈配合或螺纹配合，非常容易装配。
[0013]该专利文献CN203084982U在激光笔中实现了电动调节或手动调节激光图案的变化效果。
[0014]本 申请人:的激光笔专利CN202929886U公开一种激光效果图案的实现装置。激光笔特征在于从上至下，依次包括镜架、压环、转筒头、多合一转筒头、接头、紧压头:所述的多合一转筒头，为圆环结构，且在圆环内壁开有能嵌入激光效果膜片的沉槽结构，所述的激光效果膜片有至少两种以上的激光图案。为了克服现有产品配件过多、使用不便的缺陷，本发明采用了多合一激光效果膜片与机械结构相匹配的方式，来实现一头多图案的激光图案效果。从而大为减少了产品零部件数量，并同时提升了操作简便度。
[0015]该专利CN 202929886 U尝试以最少的产品零部件数量来实现激光图案的运动变化。
[0016]设计出结构简单的、稳定耐用的、成本合理的、具有运动变化激光图案效果的激光笔依然是本领域技术人员努力的方向。
【发明内容】
[0017]为解决上述技术问题，本发明提出一种新的激光图案调节装置，其结构简单、成本合理、组装简便、操作可靠、稳定耐用。
[0018]本发明提出一种新的激光图案调节装置，其能够用于各类激光器中以产生运动变幻效果的激光图案。
[0019]本发明的主要设计思路在于使用尽可能少的零件来构造激光图案调节装置，从而使用激光笔具有产生运动变幻效果的激光图案的功能。
[0020]为此，本发明的目的在于提出激光图案调节装置，其包括基座接头、图案模板转盘、轴向止动部件和图案衍射部件；
[0021]所述基座接头具有第一中心通孔和偏心座腔，其中，所述偏心座腔与所述第一中心通孔相连通；
[0022]具有至少一幅单元图案的激光图案模板被固定保持在所述图案模板转盘中；
[0023]所述图案模板转盘被安置在所述偏心座腔中，并且，所述图案模板转盘能够在所述偏心座腔中绕自身的中心轴线转动，从而所述激光图案模板的不同单元图案能够被带至所述第一中心通孔处，并由所述第一中心通孔的中心轴线穿过；
[0024]所述偏心座腔被配置成使得:所述图案模板转盘在所述偏心座腔的径向平面中的移动被禁止，并且，所述图案模板转盘的中心轴线与所述第一中心通孔的中心轴线相平行且相距一确定的距离D ；
[0025]所述轴向止动部件保证所述图案模板转盘沿自身中心轴线的轴向移动被禁止；
[0026]所述图案衍射部件可活动地被安装在所述基座接头上,其中，所述图案衍射部件能够绕所述第一中心通孔的中心轴线转动；
[0027]所述基座接头、图案模板转盘、轴向止动部件和图案衍射部件被组装就位使得:激光束L沿所述基座接头的第一中心通孔的中心轴线依次照射到所述图案模板转盘的激光图案模板的单元图案和所述图案衍射部件上，从而，在所述激光束的传播路线上形成激光衍射图案。
[0028]本发明还提出一种激光图案效果可以变化的激光笔，其包括本文所述的激光图案调节装置，其中，所述激光图案调节装置通过所述基座接头上的第一螺纹连接到所述激光笔的主体上，并且，所述激光笔的主体发射的激光束依次穿过第一中心通孔、偏心座腔、图案模板转盘、转筒头、镜片支座和透射光栅，从而，在所述激光束的传播路线上形成激光衍射图案。
[0029]本发明的激光图案调节装置的有益技术效果在于:结构简单紧凑、制造方便、成本合理、稳定可靠、安全耐用。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]参照附图，本发明的特征、优点和特性通过下文的【具体实施方式】的描述得以更好的理解，附图中:
[0031]图1:本发明的激光图案调节装置100的主视图；
[0032]图2:本发明的激光图案调节装置100的右视图；
[0033]图3:本发明的激光图案调节装置100按图2中A-A向的剖视图，其中，基座接头
1、图案模板转盘2、转筒头3、卡环4和镜片支座5组装就位；
[0034]图4:本发明的激光图案调节装置100的基座接头I和图案模板转盘2组装在一起的侧视图；
[0035]图5:本发明的基座接头I的主剖视图；
[0036]图6:本发明的基座接头I的右视图；
[0037]图7:本发明的基座接头I的后视图；
[0038]图8:本发明的图案模板转盘2的主剖视图；
[0039]图9:本发明的转筒头3的主剖视图；
[0040]图10:本发明的卡环4的主视图；
[0041]图11:本发明的卡环4的侧视图；
[0042]图12:本发明的镜片支座5的主剖视图；
[0043]图13:本发明的激光图案调节装置100的分解不意图；
[0044]图14:本发明的激光图案调节装置100的分解示意图，其中，基座接头I和图案模板转盘2组装就位；
[0045]图15:本发明的激光图案调节装置100的分解示意图，其中，基座接头1、图案模板转盘2和转筒头3组装就位；
[0046]图16:本发明的激光图案调节装置100的分解示意图，其中，基座接头1、图案模板转盘2、转筒头3和卡环4组装就位；
[0047]
[0048]在图中，同一的或类似的元件使用同一数字标记，不同的元件使用不同的数字标记，其中:
[0049]I 基座接头
[0050]11第一中心通孔
[0051]12偏心座腔
[0052]13第一柱形段
[0053]14第二柱形段
[0054]15第三柱形段
[0055]16连接螺纹
[0056]17环形凹槽
[0057]134外肩部
[0058]2 图案模板转盘
[0059]21第二中心孔
[0060]22第二座腔
[0061]3 转筒头
[0062]31第三中心通孔
[0063]32所述第三座腔
[0064]312内肩部
[0065]4 卡环
[0066]5 镜片支座
[0067]L 激光束
[0068]可以理解的是，为清楚可见，附图中各图按严格的投影关系绘制是不必要的，而是根据需要适当放大或缩小，这并不影响对本发明创造的设计思想的理解。
[0069]并且规定，激光束的传播方向为轴向方向，与轴向方向垂直的平面为径向平面。
【具体实施方式】
[0070]以下的详细描述针对本发明的【具体实施方式】。该描述不应被理解为对保护范围的限制，而仅是为了阐释本发明的基本原理的目的。
[0071]参照图1-3、13_16，本发明的激光图案调节装置100包括基座接头1、图案模板转盘2、轴向止动部件4和图案衍射部件3、5。
[0072]所述基座接头I 一方面与用于激光笔的主体相连接——一般通过螺纹连接，另一方面用于安置所述激光图案调节装置100的其它零部件，如图案模板转盘2、轴向止动部件4和图案衍射部件3、5等。
[0073]所述图案模板转盘2用于通过转动来变换单元图案，所述单元图案也称为原子图案、基因图案，所述单元图案经过图案衍射部件产生出炫丽的一维、二维或三维衍射图案，它是最终的衍射图案的元身。单元图案规则地分布在图案模板上，图案模板(图中未示出)被固定安置在所述图案模板转盘2中，并能够随图案模板转盘2—起转动。在图案模板为圆形的情形下，至少一个单元图案有规律地分布在图案模板的扇形区域中。优选地，图案模板具有4个或6个单元图案，它们各自位于图案模板的一个90°或60°的扇形区中。单元图案可以是任何形状的图案，例如十字星、五角星、梅花形、方块形、心形、箭头形、雪花形。图案模板的实例可以参见专利文献CN203706489U的图4和图5。可以理解的是，所述单元图案的轮廓线是透光型的。
[0074]所述轴向止动部件4用于保证所述图案模板转盘2不会在激光传播方向一也就是轴向方向——上移动。如图4所示，其示出基座接头I与图案模板转盘2组装就位状态的示意图。所述图案模板转盘2例如被正好容纳在基座接头I的偏心座腔12中，它在其自身的径向平面上因偏心座腔12的内壁阻挡而不能移动，但能够绕自身的中心轴线转动。
[0075]所述图案衍射部件3、5，也称图案变幻部件，主要包括转动组件和光栅镜片。所述转动组件能够在激光束L的传播路线上调节光栅条纹相对于相干激光的方向角，从而改变透过所述光栅镜片的衍射图案的形态。在图示的实例中，所述图案衍射部件，亦即所述转动组件，包括转筒头3和镜片支座5。光栅镜片(图中未示出)被固定安置在所述镜片支座5中。
[0076]如图5-7所示，所述基座接头I具有第一中心通孔11和偏心座腔12，其中，所述偏心座腔12与所述第一中心通孔11相连通。偏心座腔12也就是第一座腔12。在图示的实施例中，所述第一中心通孔11和偏心座腔12具有圆形的横截面，这非常有利于机械加工，通过简单的钻、铣加工就能实现。当然，本领域技术人员可以理解，所述第一中心通孔11和偏心座腔12具有圆形的横截面也可以是其它形状。所述第一中心通孔11主要用于让激光束通过，其横截面的形状只要不影响激光束通过就可以。例如是圆形、椭圆形、多边形等。偏心座腔12的内壁主要用于阻止图案模板转盘2在径向平面上的运动，因此，偏心座腔12的横截面的轮廓的内接圆的直径等于或稍大于图案模板转盘2的外直径即可，例如是圆形、椭圆形、边长数目大于4的正多边形。因此在本文中，偏心座腔12的内直径是指其圆的或内接圆的直径。
[0077]如图8所示，具有至少一幅单元图案的激光图案模板能够被固定保持在所述图案模板转盘2中。所述图案模板转盘2具有第二中心孔21和第二座腔22。图中所示的第二中心孔21和第二座腔22的横截面为圆形，然而，可以理解的是，其它形状的横截面也是可行的，例如圆形、椭圆形、多边形。在图8中，第二座腔22直径大于第二中心孔21的直径，因而在它们两者的连接处形成内肩部。激光图案模板能够被固定安置在所述第二座腔22中，抵靠着所述内肩部。其固定方式例如是粘接、过盈配合等。应注意的是，本发明的附图中没有示出激光图案模板，作为现有技术的一部分，激光图案模板的技术资信见诸于众多互联网网店商品架中。
[0078]如图2_4、14所示，所述图案模板转盘2被安置在所述偏心座腔12中，并且，所述图案模板转盘2能够在所述偏心座腔12中绕自身的中心轴线转动，从而所述激光图案模板的不同单元图案能够被带至所述第一中心通孔11处，并由所述第一中心通孔11的中心轴线穿过。如图2、4所示，作为实例，所述图案模板转盘2的横截面的外形为圆形。可以理解的是，所述图案模板转盘2的横截面也可以是多边形，要点在于，所述多边形的外接圆的直径等于或稍小于所述偏心座腔12的内直径。因此在本文中，所述图案模板转盘2的外直径是指其外轮廓的圆的或外接圆的直径。
[0079]本发明的主要设计思想之一在于:通过两个不同心的圆可以存在相交区域的数学原理，实现激光束和光栅图案相交的物理可能性。并且以非常简单的物理结构——第一中心通孔11、偏心座腔12、图案模板转盘2—来实施这一设计思想。
[0080]图4示出图案模板转盘2在基座接头I中安装就位的示意图，其中，所述偏心座腔12被配置成使得:所述图案模板转盘2在所述偏心座腔12的径向平面中的移动被禁止，并且，所述图案模板转盘2的中心轴线与所述第一中心通孔11的中心轴线相平行且相距一确定的距离D。所述确定的距离D例如大于或等于第一中心通孔11的半径R，即D> = R。优选为D> = 1.1R，可选地D = 0.9R。具体地，由于所述偏心座腔12的内直径等于或稍大于所述图案模板转盘2的外直径，因而所述图案模板转盘2在任何径向方向上几乎不能移动，但可以在径向平面上绕自身的中心轴线转动。可以理解的是，在所述图案模板转盘2的外轮廓为圆形的条件下，所述偏心座腔12的内壁可以是类内齿轮的形式，从而减小所述偏心座腔12的内壁与所述图案模板转盘2之间的摩擦。反之亦然，在所述图案模板转盘2的外轮廓为类外齿轮形式或正多边形的形式的条件下，所述偏心座腔12的内壁可以为光滑的圆柱形。可以理解的是，作为变型，参照图4，在图案模板转盘2的中心M设置有滚动轴承和轴体，所述轴体相对于所述基座接头I固定，所述图案模板转盘2借助于所述轴承绕所述轴体转动。因此，阻止图案模板转盘2径向移动而不影响其转动的机构或组件众多，只要能在本发明技术方案中使用，都是可行的。
[0081]参照图2、3，可以看出，所述轴向止动部件例如卡环4保证了所述图案模板转盘2沿自身中心轴线的轴向移动被禁止。在附图的具体实施例中，所述转筒头3压靠所述外肩部134的同时，也盖住了偏心座腔12。并且在转筒头3和卡环4安装就位后，由于卡环4阻止了转筒头3的轴向运动，进而转筒头3阻止了图案模板转盘2的轴向移动。可以理解的是，作为变型，所述轴向止动部件也可以是环形盖体和螺钉的形式，其中，所述环形盖体套装在所述基座接头I上，并抵靠着所述外肩部134，同时盖住所述偏心座腔12，因而阻止图案模板转盘2的轴向移动。
[0082]本发明的另一设计思想在于:仅使用一个零件一卡环4，实现了阻止两个零件——图案模板转盘2、转筒头3——的轴向运动。
[0083]参照图3所示，所述图案衍射部件3、5可活动地被安装在所述基座接头I上，其中，所述图案衍射部件能够绕所述第一中心通孔11的中心轴线转动。图3中示出所述转筒头3套接在所述基座接头I的第一柱形段13上并绕第一柱形段13转动。作为变型，所述图案衍射部件3、5的转动可以通过销柱和环槽的方式来实现，例如，在所述基座接头I的第一柱形段13上制有两道对称布置的环槽，两销柱相应安装在所述转筒头3上，从而实现转筒头3的绕中心轴线转动。反之亦然，销柱安装在基座接头1，而环形槽安置在转筒头3上。
[0084]参照图13-16，所述基座接头1、图案模板转盘2、轴向止动部件4和图案衍射部件3、5被组装就位使得:激光束L沿所述基座接头I的第一中心通孔11的中心轴线依次照射到所述图案模板转盘2的激光图案模板的单元图案和所述图案衍射部件上，从而，在所述激光束的传播路线上形成激光衍射图案。横截面为聚焦的圆斑点状的激光束L首先照射到所述单元图案上，从而使得激光束L具有单元图案的形状信息，然后，经变形的激光束L通过透射光栅将所述单元图案演化为绚丽的衍射图案。转动所述图案模板转盘2，将不同的单元图案转到激光束L的传播路线上，就能得到不同的激光衍射图案。转动转筒头3就能调节透射光栅相对于激光束L的转动角度,从而得到运动变化的激光衍射图案。
[0085]透射光栅是衍射光栅的一种。透射式光栅是通过在一块很平的玻璃上刻出一系列等宽度等间距的刻痕做成的，刻痕处相当于毛玻璃，大部分光将不会透过，而两条刻痕之间则相当于一条狭缝，可以透光。
[0086]透射光栅包括一维光栅、二维光栅、三维光栅。一维光栅产生的效果图可以参见http://image.baidu.eom/i ? tn = baiduimage&ipn = r&ct = 201326592&cl = 2&lm=-l&st = -l&fm = result&fr = &sf = l&fmq = 1411396788502_R&pv = Sdc = O&nc =l&z = &se = l&showtab = O&fb = O&width = &height = &face = O&istype = 2&ie =utf-8&word =% E4% B8% 80% E7% BB% B4% E5% 85% 89% E6% AO% 85。
[0087]关于二维光栅效果图可以参见http://image.baidu.eom/i ? tn =baiduimage&ipn = r&ct = 201326592&cl = 2&lm = -l&st = -l&fm = result&fr = &sf=l&fmq = 1411396919397_R&pv = Sdc = O&nc = l&z = &se = l&showtab = O&fb =O&width = &height = &face = O&istype = 2&ie = utf-8&word = % E4% BA% 8C% E7%BB% B4% E5% 85% 89% E6% AO% 85。
[0088]关于透射光栅的专利文献参见CN103364855A，CN1693929A, CN103344416A,CN101661126A, CN1693930A, CN1693928A, CN102681058A, CN1588134A, CN103675968A,CN101598895A。
[0089]关于全息光栅的专利文献参见CN1094381A, CN87100754A, CNlO 199581A，CN103226215A, CN1335521A, CN1053850A, CN1544995A, CN1062128A, CN87101544A,CN1310346A, CN101487913A, CN1317729A, CN1088312A, CN86107956A, CN101419426A,CN103792606A, CN101840193A, CN2085525U, CN201464762U, CN201273944Y。
[0090]关于立体光栅的专利文献参见CN103923396A，CN102998730A, CN102371837A,CN103018810A, CN202995068U, CN201110901Y, CN201852954U。
[0091]本领域技术人员可以理解，所述图案模板中的每个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条纹。这样的设计可使得不同的单元图案对应有不同形状的光栅条纹。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。这样的配置使得不同的单元图案进行相同方式的第一次衍射。
[0092]经过第一次衍射的静止的单元图案再穿过所述图案衍射部件3、5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，转动所述图案衍射部件，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。
[0093]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100得到的就是象星星一样分布的满天的小西瓜。
[0094]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。
[0095]作为优选实施例，如图6所示，所述第一中心通孔11的横截面完全包含在所述偏心座腔12的横截面中。这样的配置有利于机加工，降低产品成本。可选的是，所述第一中心通孔11的横截面与所述偏心座腔12的横截面部分相交，其要点在于，激光束L依然能够穿过所述第一中心通孔11和所述偏心座腔12。
[0096]根据另一优选实施例，如图4所示，所述图案模板转盘2的中心轴线与所述第一中心通孔11的中心轴线之间的距离D大于或等于所述第一中心通孔11的半径R、或所述第一中心通孔11的内切圆或外接圆的半径R。如上文所知，所述第一中心通孔的横截面可以是各种形状，但是无论何种形状，总是可以找到类似于内切圆或外接圆的形状近似。这样的配置的技术效果在于图案模板转盘2的绝大部分面积区域都能出现在所述第一中心通孔11处，因而能够有规律地布置数目更多的单元图案。可以理解的是，所述图案模板转盘2的中心轴线与所述第一中心通孔11的中心轴线之间的距离D可以小于所述第一中心通孔11的半径R。
[0097]根据另一优选的实施例，如图6所示，所述偏心座腔12是柱形腔，其横截面为圆弧形，其中，所述圆弧的周长大于相应圆的周长的一半、或者大于相应圆的周长的2/3、或者大于相应圆的周长的3/4、或者大于相应圆的周长的4/5、或者大于相应圆的周长的5/6、或者大于相应圆的周长的6/7、或者大于相应圆的周长的7/8、或者大于相应圆的周长的8/9，从而，所述图案模板转盘2在径向平面上从所述偏心座腔12中的脱出被阻止。圆柱形的所述偏心座腔12有利于机加工，降低产品成本。
[0098]可选地，所述图案模板转盘2的外周表面被滚花，以利于减小所述图案模板转盘2与所述偏心座腔12的内壁之间的摩擦，并利于操作者转动所述图案模板转盘2。
[0099]优选地，如图4所示，所述图案模板转盘2的周长的四分之一露出在所述偏心座腔12之外。
[0100]可选地，所述偏心座腔12的横截面是圆形、椭圆形、边长数目大于4的正多边形。
[0101]根据本发明的另一优选实施方式，参照图3，所述轴向止动部件包括卡环4，其中，所述卡环4被安置在所述基座接头I的外周表面内的环形凹槽17中，并且，所述卡环4能够直接或间接地阻止所述图案模板转盘2沿其自身的中心轴线作轴向运动。图3示出，所述卡环4借助于转筒头3间接地阻止所述图案模板转盘2沿其自身的中心轴线作轴向运动。可以理解的是，将卡环4布置在所述偏心座腔12的内壁中的环形凹槽中，可以直接阻止所述图案模板转盘2沿其自身的中心轴线作轴向运动。类似地，将卡环4布置在基座接头I的外周内的环形凹槽中，并且卡环4的一部分盖住所述偏心座腔12，从而实现直接阻止所述图案模板转盘2沿其自身的中心轴线作轴向运动。
[0102]优选地，如图5所示，所述基座接头I具有第一柱形段13、第二柱形段14和第三柱形段15，其中，所述偏心座腔12被设置在所述第一柱形段13和所述第二柱形段14中，并且所述第一中心通孔11被设置在所述第二柱形段14和所述第三柱形段15中；所述第一柱形段13和第二柱形段14相连接处形成有外肩部134 ;用于安置所述卡环4的环形凹槽17被设置在所述第一柱形段13中。这样的配置使得所述基座接头I能够简单地从一段圆柱棒材加工而成，有效降低加工成本和产品成本。可以理解的是，基座接头I的外形可以是各种形式，其要在于能够形成外肩部134和能够连接到激光笔的主体上。
[0103]根据本发明的另一优选实施方式，如图3、9、12、13所示，所述图案衍射部件包括转筒头3和镜片支座5，其中:所述转筒头3具有第三中心通孔31和第三座腔32，并且，所述第三中心通孔31和所述第三座腔32相连接处形成有内肩部312 ;所述第三中心通孔31的内径与所述基座接头I的第一柱形段13的外轮廓尺寸相适配，使得所述转筒头3能够套装在所述第一柱形段13上，并且抵靠着所述外肩部134 ;所述第三座腔32的内空间被设置成使得处于张开状态的所述卡环4能够在其内套装在所述环形凹槽17中；并且，所述图案模板转盘2的厚度H1、所述外肩部134的相对距离H2、所述第三中心通孔31的长度H3和所述环形凹槽17的相对距离H4被设置成使得:H1 = H2，并且H4 = H1+H3，从而，所述卡环4间接地将所述图案模板转盘2轴向保持在所述偏心座腔12中。需要注意的是，所述外肩部134相对于偏心座腔12的底面相对距离H2可以稍大于所述图案模板转盘2的厚度H1，例如大于0.1毫米。这有利于所述图案模板转盘2的转动。同理，所述环形凹槽17相对于偏心座腔12的底面的相对距离H4可稍大于所述图案模板转盘2的厚度Hl加所述第三中心通孔31的长度H3之和，例如大于0.1毫米。这有利于所述转筒头3的转动。这样的配置实现一个卡环就阻止了图案模板转盘2和转筒头3这两个零件的轴向运动，简化了激光图案调节装置100的结构，节省成本。
[0104]优选地，所述镜片支座5例如按紧配合的方式固定安置在所述转筒头3的所述第三座腔32中。其固定方式也可以是粘接或螺纹连接。这样的配置保证透射光栅的条纹方向随转筒头3的转动而相对于激光束L变化。
[0105]可以理解，基座接头1、图案模板转盘2、和转筒头3可以由金属材料、高分子材料、或复合材料制成。优选地，它们由铜、铝、铁、钢铁、不锈钢及其合金构成。更为优选地，它们由加工性能良好的青铜、或硬铝制成。
[0106]作为变型，所述激光图案调节装置100可以包括两个或两个以上的图案衍射部件，它们彼此连接在一起，并且能够彼此相对转动。这样的配置可以得到更加复杂的激光衍射图案。
[0107]同理，所述激光图案调节装置100可以包括两个或两个以上的图案模板转盘2，其采用基本相同的方式安置在所述激光图案调节装置100。这样的配置可以实现不同的单元图案的叠加。
[0108]现在参照图3、13-16来理解激光图案调节装置100的组装步骤:
[0109]1.如图13所示，按基座接头1、图案模板转盘2、转筒头3、卡环4、镜片支座5的顺序依次摆放；
[0110]2.如图14所示，将图案模板转盘2安置在基座接头1，并试着转动图案模板转盘2，测试没有转动障碍后进行下一步；
[0111]3.如图15所示，将转筒头3套接在基座接头I上，并试着转动图案模板转盘2，测试没有转动障碍后进行下一步；
[0112]4.如图16所示，将卡环4张开，并小心操作，恰当地安置在基座接头I的环形凹槽17中，并试着转动图案模板转盘2和转筒头3，测试没有转动障碍后进行下一步；
[0113]5.如图3所示，将镜片支座5通过紧配合方式或粘接方式固定在转筒头3中。
[0114]6.将组装好的激光图案调节装置100通过连接螺纹16安装到激光笔主体上，转动图案模板转盘2和转筒头3，测试衍射图案的变化。
[0115]由此得到一款新型的激光笔，其包括如本文所述的激光图案调节装置100，其中，所述激光图案调节装置100通过所述基座接头I上的第一螺纹16连接到所述激光笔的主体上，并且，所述激光笔的主体发射的激光束依次穿过第一中心通孔11、偏心座腔12、图案模板转盘2、转筒头3、镜片支座5和透射光栅，从而，在所述激光束的传播路线上形成激光衍射图案。
[0116]可选地，所述激光图案调节装置100也可以安装到各种各样的激光灯或激光装饰灯或激光信号灯上。
[0117]可以理解的是，激光束L可以是多束波长不同的激光，这样的配置可以得到更加色彩丰富的激光衍射图案。
[0118]借助于所述激光图案调节装置100，激光笔、激光灯、激光装饰灯或激光信号灯等激光器不仅能够变换投射的激光单元图案，而且能够让激光衍射图案运动变化。
[0119]专利文献CN102419646A， CN101938082A, CN103280135A, CN102262825A,CN101672621A, CN203084982U, CN203659256U, CN203706489U, CN1727920A, CN1834530A,CN201173996Y, CN202972945U, CN201203050Y, CN202901893U, CN101918759A, CN203431669U公开了与本发明创造相关的零件、元件、部件或装置，因此，在本文中没有提及的零件、元件和部件之间的结构关系、位置关系、作用力关系、运动关系、能量关系、动量关系等都可参照上述引用的专利文献来理解。本文引用的所述专利文献的技术内容因而成为本专利申请文件的一部分。在需要的情况下，本发明创造涉及的【技术领域】中的所有的已公布的专利文献都可对本专利申请提供现有技术参照。
[0120]以上详细描述了本发明创造的优选的或具体的实施例。应当理解，本领域的技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明创造的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明创造的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明创造的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.激光图案调节装置(100)，其包括基座接头(I)、图案模板转盘(2)、轴向止动部件(4)和图案衍射部件(3,5)； 所述基座接头(I)具有第一中心通孔(11)和偏心座腔(12)，其中，所述偏心座腔(12)与所述第一中心通孔(11)相连通； 具有至少一幅单元图案的激光图案模板被固定保持在所述图案模板转盘(2)中； 所述图案模板转盘(2)被安置在所述偏心座腔(12)中，并且，所述图案模板转盘(2)能够在所述偏心座腔(12)中绕自身的中心轴线转动，从而所述激光图案模板的不同单元图案能够被带至所述第一中心通孔(11)处，并由所述第一中心通孔(11)的中心轴线穿过； 所述偏心座腔(12)被配置成使得:所述图案模板转盘(2)在所述偏心座腔(12)的径向平面中的移动被禁止，并且，所述图案模板转盘(2)的中心轴线与所述第一中心通孔(11)的中心轴线相平行且相距一确定的距离D ; 所述轴向止动部件保证所述图案模板转盘(2)沿自身中心轴线的轴向移动被禁止； 所述图案衍射部件可活动地被安装在所述基座接头(I)上，其中，所述图案衍射部件能够绕所述第一中心通孔(11)的中心轴线转动； 所述基座接头(I)、图案模板转盘(2)、轴向止动部件(4)和图案衍射部件(3、5)被组装就位使得:激光束L沿所述基座接头(I)的第一中心通孔(11)的中心轴线依次照射到所述图案模板转盘(2)的激光图案模板的单元图案上和所述图案衍射部件上，从而，在所述激光束的传播路线上形成激光衍射图案。
2.按照权利要求1所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述第一中心通孔(11)的横截面完全包含在所述偏心座腔(12)的横截面中。
3.按照权利要求1所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述图案模板转盘(2)的中心轴线与所述第一中心通孔(11)的中心轴线之间的距离D大于或等于所述第一中心通孔(11)的半径R、或所述第一中心通孔(11)的内切圆或外接圆的半径R。
4.按照权利要求1所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述偏心座腔(12)是柱形腔，其横截面为圆弧形，其中，所述圆弧的周长大于相应圆的周长的一半、或者大于相应圆的周长的2/3、或者大于相应圆的周长的3/4、或者大于相应圆的周长的4/5、或者大于相应圆的周长的5/6、或者大于相应圆的周长的6/7、或者大于相应圆的周长的7/8、或者大于相应圆的周长的8/9，从而，所述图案模板转盘(2)在径向平面上从所述偏心座腔(12)中的脱出被阻止。
5.按照权利要求1所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述图案模板转盘(2)的外周表面被滚花，以利于减小所述图案模板转盘(2)与所述偏心座腔(12)的内壁之间的摩擦，并利于操作者转动所述图案模板转盘(2);或者，所述图案模板转盘(2)的周长的四分之一露出在所述偏心座腔(12)之外；或者，所述偏心座腔(12)的横截面是圆形、椭圆形、边长数目大于4的正多边形。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述轴向止动部件包括卡环(4)，其中，所述卡环(4)被安置在所述基座接头(I)的外周表面内的环形凹槽(17)中，并且，所述卡环(4)能够直接或间接地阻止所述图案模板转盘(2)沿其自身的中心轴线作轴向运动。
7.按照权利要求6所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述基座接头(I)具有第一柱形段(13)、第二柱形段(14)和第三柱形段(15)，其中，所述偏心座腔(12)被设置在所述第一柱形段(13)和所述第二柱形段(14)中，并且所述第一中心通孔(11)被设置在所述第二柱形段(14)和所述第三柱形段(15)中； 所述第一柱形段(13)和第二柱形段(14)相连接处形成有外肩部(134)； 用于安置所述卡环(4)的环形凹槽(17)被设置在所述第一柱形段(13)中。
8.按照权利要求7所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述图案衍射部件包括转筒头(3)、镜片支座(5)和透射光栅，其中: 所述转筒头(3)具有第三中心通孔(31)和第三座腔(32)，并且，所述第三中心通孔(31)和所述第三座腔(32)相连接处形成有内肩部(312)； 所述第三中心通孔(31)的内径与所述基座接头(I)的第一柱形段(13)的外轮廓尺寸相适配，使得所述转筒头(3)能够套装在所述第一柱形段(13)上，并且抵靠着所述外肩部(134)； 所述第三座腔(32)的内空间被设置成使得:处于张开状态的所述卡环(4)能够在其内套装在所述环形凹槽(17)中； 并且，所述图案模板转盘(2)的厚度H1、所述外肩部(134)的相对距离H2、所述第三中心通孔(31)的长度H3和所述环形凹槽(17)的相对距离H4被设置成使得:H1 = H2，并且H4 = H1+H3，从而，所述卡环(4)间接地将所述图案模板转盘(2)轴向保持在所述偏心座腔(12)中。
9.按照权利要求8所述的激光图案调节装置(100)，其特征在于:所述镜片支座(5)被固定安置在所述转筒头(3)的所述第三座腔(32)中。
10.激光笔，其特征在于，所述激光笔包括按照权利要求1至9中任一项所述的激光图案调节装置(100)，其中，所述激光图案调节装置(100)通过所述基座接头(I)上的第一螺纹(16)连接到所述激光笔的主体上，并且，所述激光笔的主体发射的激光束依次穿过第一中心通孔(11)、偏心座腔(12)、图案模板转盘(2)、转筒头(3)、镜片支座(5)和透射光栅，从而，在所述激光束的传播路线上形成激光衍射图案。
【文档编号】G02B27/44GK104297940SQ201410493677
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】彭冬喜 申请人:江西省淳诚科技有限公司