一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜的制作方法

文档序号:11317404阅读:426来源:国知局

本实用新型涉及非球面透镜应用技术领域,具体涉及一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜。



背景技术:

随着科技的进步,日常生活和生产加工过程中经常使用的到光学玻璃透镜,电子产品向着短小轻薄的和多功能的方向发展,如数位相机,电脑摄像头,手机摄像头,摄像设备(DV)监控设备等等都有摄像功能的要求。同时出现了很多新的透镜应用实例,例如激光测距仪器、激光扫描仪器、条形码读码器、水平仪等。在实际的设计应用中开始大量涌现各种为了配合实际应用而出现的新设计的异型玻璃元件。针对不同新的原件,生产端开始提出各种实现新设计的异型玻璃元件的新的加工方法和检测方式。

目前的玻璃模造技术已经发展有30年之历史,但是在此技术发展过程中,一般使用此技术进行非球面透镜等原件的生产,应用领域一般用于数码相机等传统的成像类产品的领域。球面透镜是指从透镜的中心到边缘具有恒定的曲率,而非球而透镜则是从中心心到边缘之曲率连续发生变化。目前市面上针对水平仪的开发的方案中,包括了实现水平和360度打线的功能。其实现的原理如下:

1)通过对LD激光管进行通电,激光管发出一定波长的能量光(目前最常用的是520nm、532nm、635nm和650nm的波长)。

2)激光的光束按照一定的角度射入一个按照设计加工好的球面透镜或者非球面透镜,然后进行汇聚成一个光点,光点在一定的距离位置光斑最小(例如15m处6X10mm的椭圆形光斑)。

3)在光斑聚焦到最佳位置后,增加一个独立的柱面透镜,把光斑进行拉伸。

4)光斑经过拉伸后投射出来的是一个大小均匀,发散角度大约为150~180度的直线。

5)如需要实现360度则需要两套模组同时180度反向发光配合,如需要做成水平和垂直的十字线效果,则需要使用两套模组90度发光配合。

按照以上阐述的方案,一般的设计主要的技术难点在于设计一个模组,模组的出射光能够满足在设计的距离(例如15m)位置实现一定光点大小(例如15m处6X10mm的椭圆形光斑)。为了实现这个功能应用,现有的产品都是使用2片球面透镜进行组合聚焦的方案。由于球面透镜的应用实践时间比较长,所以在工艺和生产的普及面上用的很广。虽然此方案最先推行,同时有成本低的优点,但是应用组合式的球面透镜组合结构在实际应用过程中同时出现了显而易见的缺点。其中,主要包括以下几项:

1.由于球面透镜存在球差的缺陷,所以经过透镜的激光仍然无法达到汇聚到一个足够小的点尺寸范围内,高要求指标的应用场合完全不能满足使用的要求,例如,在15m处实现4X8mm的椭圆形光斑,或者实现水平仪打线宽度3mm以内。

2.无法实现对光点能量分布均匀性的要求。例如,双球面透镜的能量集中度比较高,同一个光点中心部位的能量和周边能量差异大,造成的直接后果就是,对于点来说中心太亮,周边太暗。不满足实际使用要求。

3.双球面透镜组成的模组结构需要使用uv胶对两个透镜进行组装。由于组装的工艺的增加,引入了两个透镜光轴中心线容易出现偏离得风险。光轴的偏离对模组的直接后果就是光点完全不能达到设计要求,但是由于两个镜片是直接胶合在一起,所以只能整个组件报废,成本上升。

4.双球面透镜组成的模组结构需要引入更多的工人装配因素,直接导致工人使用数量的翻倍和组装效率的低下。

综上所述,按照以上的双球面透镜组成的模组结构方案,比较难以适应目前社会对于模组的需求量越来越大,同时单价成本需要更低,交期更短、模组可靠性更高的要求。因此,提出一个全新的替代方案成为当务之急。如何提供一种结构简单、生产容易、制造精度高、成本低、交期短、模组可靠性高的设计方案成为目前必须解决的课题。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足,现提出一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜,其结构简单,生产容易,制造精度高、成本低、交期短、模组可靠性高。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现:本实用新型提出了一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜,包括LD发光源、安装底座、调整安装件以及玻璃非球面透镜,所述安装底座的中部设置有一上下贯通的安装孔,所述LD发光源固定设置于安装孔的底部,所述调整安装件活动连接于安装孔的顶部,调整安装件为底部设置有止口台阶的环状结构,所述玻璃非球面透镜固定设置于止口台阶处。

进一步的,所述调整安装件与安装孔为螺纹连接或滑动连接两者中的一种。

进一步的,所述安装孔、调整安装件、LD发光源以及玻璃非球面透镜同心度不超过0.01mm。

进一步的,所述玻璃非球面透镜包括与止口台阶接触的下镜面以及远离止口台阶的上镜面,所述下镜面为非球面,所述上镜面为平面或者非球面两者中的一种。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术,具有以下有益效果:

本实用新型提到的一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜,采用单个玻璃非球面透镜,无需采用双球面透镜,降低组装难度,提高工作效率,同时提高精准度,激光汇聚效果好,降低报废率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

1-LD发光源;2-安装底座;3-调整安装件;4-玻璃非球面透镜;21-安装孔;31-止口台阶;41-下镜面;42-上镜面。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

如图1所示的一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜,包括LD发光源1、安装底座2、调整安装件3以及玻璃非球面透镜4,所述安装底座2的中部设置有一上下贯通的安装孔21,所述LD发光源1固定设置于安装孔21的底部,所述调整安装件3活动连接于安装孔21的顶部,调整安装件3为底部设置有止口台阶31的环状结构,所述玻璃非球面透镜4固定设置于止口台阶31处。

其中,所述调整安装件3与安装孔21为螺纹连接或滑动连接两者中的一种;所述安装孔21、调整安装件3、LD发光源1以及玻璃非球面透镜4同心度不超过0.01mm;所述玻璃非球面透镜4包括与止口台阶31接触的下镜面41以及远离止口台阶31的上镜面42,所述下镜面41为非球面,所述上镜面42为平面或者非球面两者中的一种。

本实用新型提到的一种应用于激光准直打点以及测距仪的玻璃非球面透镜,LD发光源1作为激光光源,例如目前最常用的是520nm、532nm、635nm和650nm波长的激光器。安装底座2和LD发光源1固定连接,连接方式主要为螺纹连接或者使用粘合胶进行连接固定,位于调整安装件3上的止口台阶31可以有效固定玻璃非球面透镜4的轴向和纵向运动,而调整安装件3以及与其固定的玻璃非球面透镜4于安装孔21内的具体固定位置由LD发光源1和玻璃非球面透镜4的设计参数决定,例如,设计方案选用532nm的LD发光源1配合一个焦距为10mm的玻璃非球面透镜4,那么在实际调整中,玻璃非球面透镜4到LD发光源1的固定距离应该参考10mm进行微调。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下,本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本实用新型的保护范围,本实用新型请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

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