双偏心调整光路装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种双偏心调整光路装置，用于在光点扫描和共焦扫描测量等领域中形成扫描光束。由内外两个带有偏心孔的非透明的圆盘和透镜组成，内盘安装于外盘的偏心孔中，内盘直径与偏心孔直径相同；透镜安装在内盘的偏心孔上，透镜直径与内偏心孔相同，形成双偏心结构。内外盘绕各自中心自由转动。通过改变两圆盘的转动角度，改变透镜在空间平面上的位置，用大直径（大于透镜口径，小于外盘直径）光束入射到圆盘上，就能根据透镜位置连续变化形成扫描光束。其结构紧凑,与传统的光路结合性好，而且通光量固定，能保持形成的光点能量和形状一致性，适用于各种光波长的扫描。
【专利说明】 双偏心调整光路装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及光路调整装置领域，具体是一种双偏心调整光路装置。
【背景技术】
[0002]目前在光点扫描和共焦扫描测量中的扫描光束的形成一般是使用空间光调制器，形成扫描光束过程中受光波长的影响，对于不同波长的光需要采用不同的调制器参数。单一的空间光调制器的扫描角度有限。同时空间光调制器受温度影响较大，对环境要求高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种双偏心调整光路装置，以解决现有技术空间光调制器使用易受限制的问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
[0005]双偏心调整光路装置，其特征在于:包括内圆盘、外圆盘，所述外圆盘直径大于内圆盘，外圆盘中偏心开有外圆盘偏心通孔，所述内圆盘转动安装在外圆盘偏心孔中，构成双偏心结构，内圆盘中偏心开有内圆盘偏心通孔，且内圆盘偏心通孔中固定安装有透镜。
[0006]所述的双偏心调整光路装置，其特征在于:所述外圆盘偏心通孔直径与内圆盘直径匹配，内圆盘偏心通孔直径与透镜直径匹配。
[0007]所述的双偏心调整光路装置，其特征在于:所述外圆盘绕自身中心转动，内圆盘跟随外圆盘公转的同时，可绕自身中心独立转动。
[0008]本发明原理为:
[0009]外圆盘中心与外圆盘偏心通孔中心的外偏心距离为ei，内圆盘中心与内圆盘偏心通孔中心的内偏心距离为e2，内外圆盘绕各自中心转动时，透镜在圆盘平面的位置发生改变。设置起始位置为:外圆盘中心O1，内圆盘中心O2及透镜中心O3三点处于水平线，O2在
O1与O3中间。当外圆盘转动(逆时针)Q1，内圆盘转动θ2时。透镜中心O3的位置为(以
O1为中心的极坐标表示):
I2 2
r = JCi +6^ - cos(/T - θ,)
[0010]]_ —Cl)
[0011 ] θ = θχ+ arcsin(^-sin Θ?)(，)
r —
[0012]其中，r为透镜中心O3与外圆盘中心O1的距离，Θ为0103的连线与极轴(水平方向)夹角。
[0013]将⑵变形可得:
[0014]sin(^-<9,) = ^-sin (K()
r '
[0015]考虑到圆的对称型，式中的θ2范围为(0，Ji)，下同。
[0016]可见透镜中心的位置受e1; e2, Q1, θ2共同决定。当确定G1和e2后，r的大小由θ2决定，同时θ2受式⑶限制。且r的取值范围是(|e1-e2|，ei+e2)。因此透镜中心所能到达的范围就是内外半径分别为Ie1I2I和ei+e2的环形区域。
[0017]一般情况下，要求透镜通过外圆盘中心，若透镜半径为r3，此时e1; e2需满足:
e2_。
[0018]当G1 = e2 = e时，透镜中心就能通过外圆盘中心,透镜所能到达的范围就是以ei+e2为半径的圆。此时:
^ O-,
[0019]r = 2c^cos—(4)
2
[0020]对于给定的直线1:1与01相聚Itl(Iere2Iaze^2)，与水平线角度为α。则满足:
[0021]sin(6^ - a) = —(5)
r
[0022]的点(r，θ )必然在这条直线上。
[0023]由于01和θ2变化的连续性，因此透镜中心所能到达的位置在区域内连续。连续调节01和θ2大小，透镜中心就能在平面上形成直线轨迹。
[0024]用大口径平行光束(要求直径大于ei+e2)照射到装置上，只有照射到透镜部分的光束才能在另一侧形成对应光束。改变内外圆盘的转动角度，就能在另一侧形成与透镜运动轨迹想对应的扫描光束。
[0025]本发明的的有益效果在于:
[0026]1、装置中用到的结构都是圆形，与传统的光路结合性好；
[0027]2、由于透镜的通光量固定，因此在对侧形成的光束的能量和形状的一致性好；对光波长没有选择性，适用于各种光波长的扫描。
[0028]3、整个装置结构紧凑，只需要调节内外圆盘的转动角度，就能实现光束的扫描，调节光点位置简单，扫描角度理论上没有限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明的结构俯视图。
[0030]图2为本发明的光路形成示意图。
[0031 ] 图3为图1的位置变化参考图。
[0032]图4为内外圆盘运动方式参考图。
【具体实施方式】
[0033]如图1-图4所示，双偏心调整光路装置，包括内圆盘2、外圆盘3，外圆盘3直径大于内圆盘2，外圆盘3中偏心开有外圆盘偏心通孔，内圆盘2转动安装在外圆盘3偏心孔中，构成双偏心结构，内圆盘2中偏心开有内圆盘偏心通孔，且内圆盘偏心通孔中固定安装有透镜I。
[0034]外圆盘偏心通孔直径与内圆盘2直径匹配，内圆盘偏心通孔直径与透镜I直径匹配。
[0035]外圆盘3绕自身中心转动，内圆盘2跟随外圆盘公转的同时，可绕自身中心独立转动。
[0036]本发明提供的是一种双偏心调整光路装置，包括透镜1、带偏心孔的内圆盘2和带偏心孔的外圆盘3。
[0037]透镜I固定安装在内圆盘2的偏心孔中，透镜大小与内偏心孔大小相同。内圆盘2通过类似于铰链铆接的方式安装于外圆盘3的外偏心孔中，内圆盘能在外偏心孔中自由转动，内圆盘半径与内偏心孔半径相同。外圆盘能绕自身固定轴转动。
[0038]设置两组独立的传动装置，一组带动外圆盘绕自身固定轴(即外圆盘的中心)做旋转运动，也就能带动内圆盘围绕外圆盘中心做公转运动，另一组带动内圆盘绕内圆盘中心做旋转运动。通过这两组传动装置也就能同时改变内外圆盘的转动角频率，就能改变透镜在平面中的位置，使透镜中心完成直线运动。
[0039]当用大口径光束4照射到装置上时，只有照射到透镜部分的光束才能在另一侧形成汇聚光束，其余部分光束被内圆盘和外圆盘挡住。改变透镜的位置，汇聚光点的位置随之发生改变。
[0040]通过传动装置带动内外圆盘转动，连续改变透镜中心的的位置，就能在透镜另一侧形成扫描光束。
【权利要求】
1.双偏心调整光路装置，其特征在于:包括内圆盘、外圆盘，所述外圆盘直径大于内圆盘，夕卜圆盘中偏心开有外圆盘偏心通孔，所述内圆盘转动安装在外圆盘偏心孔中，构成双偏心结构，内圆盘中偏心开有内圆盘偏心通孔，且内圆盘偏心通孔中固定安装有透镜。
2.根据权利要求1所述的双偏心调整光路装置，其特征在于:所述外圆盘偏心通孔直径与内圆盘直径匹配，内圆盘偏心通孔直径与透镜直径匹配。
3.根据权利要求1所述的双偏心调整光路装置，其特征在于:所述外圆盘绕自身中心转动，内圆盘跟随外圆盘公转的同时，可绕自身中心独立转动。
【文档编号】G02B26/08GK104317049SQ201410545404
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】党学明, 何小虎, 卢荣胜, 黄平安 申请人:合肥工业大学