激光发射装置及其光学组件和光学元件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光发射装置及其光学组件和光学元件。所述光学组件，包括：前置镜体，包括出光镜面；多面镜体，位于前置镜体的后侧；其中，出光镜面为以垂直于第一平面的直线为中心轴的圆柱面的一部分；多面镜体包括：入射镜面，设置在多面镜体的后侧；出射镜面，设置在多面镜体的前侧；第一侧向镜面，设置在多面镜体的左侧；第二侧向镜面，设置在多面镜体的右侧；入射镜面平行于出射镜面，第一侧向镜面和第二侧向镜面均为垂直于第一平面的圆弧面。本实用新型光学组件能够投射出具有较大顶角的激光。
【专利说明】激光发射装置及其光学组件和光学元件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光装置，具体涉及一种光学组件、光学元件及具有该光学组件或者该光学元件的激光发射装置。
【背景技术】
[0002]现有的激光投线仪中的柱面镜通常使得投射出的水平或者竖直光线的发散角度比较小，这样，所产生的水平或者竖直光线只能投射到位于激光投射仪前侧的一面墙壁或者目标物上，而不能投射到位于两侧的墙壁或者目标物上。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够投射出具有较大顶角的激光的光学组件。
[0004]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]一种光学组件，包括:
[0006]前置镜体，包括出光镜面；
[0007]多面镜体，位于前置镜体的后侧；
[0008]其中，出光镜面为以垂直于第一平面的直线为中心轴的圆柱面的一部分；
[0009]多面镜体包括:
[0010]入射镜面，设置在多面镜体的后侧；
[0011]出射镜面，设置在多面镜体的前侧；
[0012]第一侧向镜面，设置在多面镜体的左侧；
[0013]第二侧向镜面，设置在多面镜体的右侧；
[0014]入射镜面平行于出射镜面，第一侧向镜面和第二侧向镜面均为垂直于第一平面的圆弧面。
[0015]进一步地，第一侧向镜面和第二侧向镜面左右对称。
[0016]进一步地，第一侧向镜面和第二侧向镜面的圆弧面的圆心重合。
[0017]本实用新型还提出一种激光发射装置，包括:
[0018]激光源，能发射一沿直线传播的激光束；
[0019]激光发射装置还包括:以上所述的光学组件；激光源射出激光束的方向平行于第一平面且垂直于入射镜面。
[0020]本实用新型还提出一种光学元件，包括:多面镜体，其包括:
[0021]出光镜面，设置在多面镜体的前侧；
[0022]入射镜面，设置在多面镜体的后侧；
[0023]第一侧向镜面，设置在多面镜体的左侧；
[0024]第二侧向镜面，设置在多面镜体的右侧；
[0025]其中，出光镜面为以垂直于第一平面的直线为中心轴的圆柱面的一部分；
[0026]入射镜面垂直于第一平面，第一侧向镜面和第二侧向镜面均为垂直于第一平面的圆弧面。
[0027]进一步地，多面镜体还包括:平直镜面，设置于多面镜体的前侧；出光镜面凸出于平直镜面。
[0028]进一步地，第一侧向镜面和第二侧向镜面左右镜像对称且它们的圆弧面的中心轴重合。
[0029]进一步地，第一侧向镜面和第二侧向镜面左右镜像对称，出光镜面所在的圆柱面的中心轴位于第一侧向镜面和第二侧向镜面左右对称的镜像平面中。
[0030]进一步地，第一侧向镜面的圆弧面的中心轴、第二侧向镜面的圆弧面的中心轴和出光镜面所在的圆柱面的中心轴重合。
[0031]本实用新型还提出一种激光发射装置，包括:
[0032]激光源，能发射一沿直线传播的激光束；
[0033]激光发射装置还包括:以上所述的光学组件；激光源射出激光束的方向平行于第一平面且垂直于入射镜面。
[0034]本实用新型的有益之处在于:该光学组件能够使得激光源射入的激光经过其射出后能够发散形成的扇形面光平面的顶角较大，从而能够产生较长的投射光线，进而能够产生多条投射光线。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本实用新型第一实施例的激光发射装置的立体图；
[0036]图2是图1中的激光发射装置的平面图；
[0037]图3是图1中的激光发射装置的平面图，图中还示出了激光出射的路径；
[0038]图4是本实用新型第二实施例的激光发射装置的立体图；
[0039]图5是图4中的激光发射装置的平面图。
【具体实施方式】
[0040]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
[0041]本实用新型提出一种光学组件以及包括该光学组件的激光发射装置，该激光发射装置射出光线的覆盖的角度范围较大。
[0042]参照图1至图3所示本实用新型的第一实施例，本实用新型的激光发射装置100至少包括:激光源10和光学组件20。需要说明的是，附图中并没有完整的示出激光发射装置100的完整结构，例如激光发射装置100还包括的底座、外壳、电源、支架等装置均未在图中示出。
[0043]激光源10能发射沿直线传播的激光。光学组件20用于将激光源10发射的激光分散成具有两个角边界的夹角平面。可以理解的，如果以夹角平面的角边界延伸到无穷远处，那么可以将激光经过光学组件20后所形成的光线的角边界和无穷远处边界所围成的图形称作扇形面。这样，该扇形面投射到一目标平面上即形成一条投射直线，达到投线的目的。当然因为本实用新型的光学组件20能够增大所形成扇形面的顶角大小，从而增大扇形面的弧度，进而激光经过该光学组件20投射到多个目标平面上时能够在各个平面上均分别形成一条投射直线。进而，对于激光发射装置100而言，不仅可以在位于其前方的目标平面上形成投射直线，也可以在位于其侧面的目标平面上形成投射直线，从而达到该激光发射装置100通过一个激光源10即能够在多个目标平面上形成多条投射直线。
[0044]具体的，光学组件20包括:前置镜体21和多面镜体22，其中，多面镜体22位于前置镜体21的后侧。需要说明的是，本实用新型的前后分别为附图1中的X方向以及X方向的反方向，左右分别为图中的Y方向以及Y方向的反方向，该方向并不作为限制本实用新型的实质性内容。
[0045]前置镜体21位于多面镜体22的前侧，其包括出光镜面211，出光镜面211为一个以垂直于第一平面的第一直线Al为中心轴的圆柱面的一部分。作为优选方案，前置镜体21为圆柱体，出光镜面211可以为圆柱体的整个圆柱面。同样的，当受到激光发射装置100的其它结构的限制，实质上能够将激光投射出激光发射装置100的出光镜面211通常只为圆柱面的一部分，或者当前置镜体21为一个圆柱体的一部分时，出光镜面211也仅仅为圆柱体对应的圆柱面的一部分。
[0046]这里需要说明的是，第一平面为一平行于激光源10发射出的激光的平面，第一直线Al垂直于第一平面。
[0047]多面镜体22包括:入射镜面221、出射镜面222、第一侧向镜面223和第二侧向镜面 224。
[0048]入射镜面221设置在多面镜体22的后侧，与激光源10的出光口(图未标)正对，激光源10射出的激光垂直于入射镜面221且最先投射到入射镜面221。入射镜面221为垂直于第一平面的平面。
[0049]出射镜面222设置在多面镜体22的前侧，自入射镜面221进入到多面镜体22的激光从出射镜面222射出。出射镜面222也垂直于第一平面，且与入射镜面221平行。前置镜体21位于出射镜面222的前侧，这样经过出射镜面222射出的激光至少部分进入到前置镜体21后并经出光镜面211射出。
[0050]第一侧向镜面223设置在多面镜体22的左侧，能将激光源10射出的激光投射到第一侧向镜面223上后反射出激光发射装置100。第一侧向镜面223为一段垂直于第一平面的圆弧面，这里所说的垂直于第一平面的圆弧面指的是，该圆弧面为一个以垂直于第一平面的直线作为直母线并按照圆弧轨迹运动而形成的曲面，该圆弧面具有一个通过圆弧的圆心并平行于其直母线的中心轴。
[0051]第二侧向镜面224设置在多面镜体22的右侧，能将激光源10射出的激光投射到第二侧向镜面224上后反射出激光发射装置100。第二侧向镜面224也为一段垂直于第一平面的圆弧面，这里所说的垂直于第一平面的圆弧面指的是，该圆弧面也为一个以垂直于第一平面的直线作为直母线按照圆弧轨迹运动而形成的曲面，该圆弧面具有一个通过圆弧的圆心并平行于其直母线的中心轴。
[0052]这样，如图3所示，激光源10发射出的激光一部分直接进入到多面镜体22的入射镜面221，然后经出射镜面222出射，出射的激光经过前置镜体21的出光镜面211形成的光线的边界L1、L2之间的夹角为β ;同时，激光源10的还有一部分激光投射到多面的第一侧向镜面223，然后反射形成一位于边界L1、L2之外的左边界L3 ;另外，激光源10的还有一部分激光投射到多面镜体22的第二侧向镜面224，然后反射形成一位于边界L1、L2之外的右边界L4。这样，激光源10发射出的激光经过光学组件20后形成一个顶角为α的扇形面，该扇形面的弧度远远大于现有的激光发射装置100仅仅具有一个前置镜体21的情况下形成的顶角为β的扇形面的弧度，从而本实用新型的光学组件20能够有效的增大激光发射装置100发射出的扇形面的弧度，从而能够使得该激光发射装置100发射出的激光投射到位于其前侧的目标平面以及位于左右两侧且与前侧的目标平面垂直的平面上时分别形成一条投射直线。换句换说，当将该激光发射装置100设置于一个六面体内时，在一个该光学组件20的作用下至少能够在三个目标平面上形成投射直线，更优选的，当形成扇形面的弧度足够大时，还能够在四个目标平面上形成投射直线。
[0053]作为优选方案，第一侧向镜面223和第二侧向镜面224左右对称，且两者的圆弧面所对应的圆心重合，更进一步的，多面镜体22为左右镜像对称结构，第一侧向镜面223和第二侧向镜面224也镜像对称，前置镜体21的出光镜面211的圆柱面的中心轴第一直线Al位于多面镜体22的镜像平面内，这样，对称的结构设置，能够使得激光发射装置100发射出的投射直线也左右均匀分布。
[0054]作为优选方案，为了尽可能的增大扇形面的弧度，还使得出光镜面211、第一侧向镜面223、第二侧向镜面224的圆弧面的弧度之和大于等于180度。
[0055]参照图4和图5所示，本实用新型还提出一种更优选的第二实施例的激光发射装置100'及其光学元件20'，激光发射装置100'与第一实施例中的大致相同，包括激光源10'，区别仅在于光学元件20与光学组件的不同，以下仅介绍本实施例与第一实施例中的区别部分:
[0056]光学兀件20'包括多面镜体(图未标)，该多面镜体包括:出光镜面21'、入射镜面22'、平直镜面23'、第一侧向镜面24'以及第二侧向镜面25'。
[0057]出光镜面21'设置于多面镜体的前侧，其为以垂直于第一平面的第一直线Al'为中心轴的圆柱面的一部分。
[0058]入射镜面22'设置在多面镜体的后侧，与激光源10'的出光口(图未标)正对，激光源10'射出的激光垂直于入射镜面22'且最先投射到入射镜面22'。入射镜面22'为垂直于第一平面的平面。
[0059]平直镜面23'设置在多面镜体的前侧，光学元件20'包括两段垂直于第一平面的平直镜面23'，出光镜面21'与平直镜面23'连续相接，位于两段平直镜面23'的中间，且凸出于平直镜面23'。这样，自入射镜面22'进入到多面镜体的激光可从出光镜面21'射出。
[0060]第一侧向镜面24'设置在多面镜体的左侧，能将激光源10'射出的激光投射到第一侧向镜面24'上后反射出激光发射装置100'。第一侧向镜面24'为一段垂直于第一平面的圆弧面，这里所说的垂直于第一平面的圆弧面指的是，该圆弧面为一个以垂直于第一平面的直线作为直母线按照圆弧轨迹运动而形成的曲面，该圆弧面具有一个通过圆弧的圆心并平行于其直母线的中心轴。
[0061]第二侧向镜面25'设置在多面镜体的右侧，能将激光源10'射出的激光投射到第二侧向镜面25'上后反射出激光发射装置100'。第二侧向镜面25'也为一段垂直于第一平面的圆弧面，这里所说的垂直于第一平面的圆弧面指的是，该圆弧面也为一个以垂直于第一平面的直线作为直母线按照圆弧轨迹运动而形成的曲面，该圆弧面具有一个通过圆弧的圆心并平行于其直母线的中心轴。
[0062]作为优选方案，第一侧向镜面24'和第二侧向镜面25'左右镜像对称，且它们两者圆弧面的圆心重合。进一步的，出光镜面21'所在的圆柱面的中心轴第一直线Al'位于第一侧向镜面24'和第二侧向镜面25'左右对称的镜像平面中。更进一步的，第一侧向镜面2V的圆弧面的中心轴、第二侧向镜面25'的圆弧面的中心轴和出光镜面2P所在的圆柱面的中心轴重合。这样，对称的结构设置，能够使得激光发射装置100'发射出的投射直线也左右均匀分布。
[0063]作为优选方案，同第一实施例，本实施例中的激光发射装置10(V中的激光源1r发射出的沿直线传播的激光束的方向平行于第一平面且垂直于入射镜面22'。
[0064]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种光学组件，其特征在于，包括: 前置镜体，包括出光镜面； 多面镜体，位于所述前置镜体的后侧； 其中，所述出光镜面为以垂直于第一平面的直线为中心轴的圆柱面的一部分； 所述多面镜体包括: 入射镜面，设置在所述多面镜体的后侧； 出射镜面，设置在所述多面镜体的前侧； 第一侧向镜面，设置在所述多面镜体的左侧； 第二侧向镜面，设置在所述多面镜体的右侧； 所述入射镜面平行于所述出射镜面，所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面均为垂直于所述第一平面的圆弧面。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面左右对称。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面的圆弧面的圆心重合。
4.一种激光发射装置，包括: 激光源，能发射一沿直线传播的激光束； 其特征在于，所述激光发射装置还包括:如权利要求1至3任意一项所述的光学组件；所述激光源射出所述激光束的方向平行于所述第一平面且垂直于所述入射镜面。
5.一种光学元件，其特征在于，包括:多面镜体，其包括: 出光镜面，设置在所述多面镜体的前侧； 入射镜面，设置在所述多面镜体的后侧； 第一侧向镜面，设置在所述多面镜体的左侧； 第二侧向镜面，设置在所述多面镜体的右侧； 其中，所述出光镜面为以垂直于第一平面的直线为中心轴的圆柱面的一部分； 所述入射镜面垂直于所述第一平面，所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面均为垂直于所述第一平面的圆弧面。
6.根据权利要求5所述的光学元件，其特征在于，所述多面镜体还包括:平直镜面，设置于所述多面镜体的前侧；所述出光镜面凸出于所述平直镜面。
7.根据权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面左右镜像对称且它们的圆弧面的中心轴重合。
8.根据权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面左右镜像对称，所述出光镜面所在的圆柱面的中心轴位于所述第一侧向镜面和所述第二侧向镜面左右对称的镜像平面中。
9.根据权利要求8所述的光学元件，其特征在于，所述第一侧向镜面的圆弧面的中心轴、所述第二侧向镜面的圆弧面的中心轴和所述出光镜面所在的圆柱面的中心轴重合。
10.一种激光发射装置，包括: 激光源，能发射一沿直线传播的激光束； 其特征在于，所述激光发射装置还包括:如权利要求5至9任意一项所述的光学组件；所述激光源射出所述激光束的方向平行于所述第一平面且垂直于所述入射镜面。
【文档编号】G02B27/30GK204256280SQ201420696636
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】吴兵 申请人:南京德朔实业有限公司