[發明專利]從一個光源提供幾條正交的準直光束的光學系統

無效

• 申請號: 201410283525.0
• 申請日: 2006-11-16
• 公開（公告）號: CN104166227A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: K·M·莫里西;J·A·謝弗
• 申請（專利權）人: 天寶導航有限公司
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;G02B5/04;G02B27/14;G01C15/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

本申請是2008年5月13日提交的發明名稱為“從一個光源提供幾條正交的準直光束的光學系統”的中國專利申請200680042336.8的分案申請。

技術領域

本發明總體地涉及一種具有結構布局實用性的光學系統，更具體地涉及一種包括從入射的準直激光光束產生至少三條正交光束的簡單光學裝置的系統。

背景技術

在家居設計和裝修行業中，非常普遍的是，在進行家居設計的過程中，工人沿著墻壁或勢壁位置確定水平和垂直以及找到從地板到天花板的鉛垂線。優點在于，在同一時刻同一地點采用一個裝置進行這些測量。如果從同一地點采用一個裝置同時進行這些測量，則能夠提高測量的準確度。通過在該過程期間不將測量裝置從一個地點移動到另一個地點，就能夠消除要不然可能會產生的不準確性。另外，單獨工作的人能夠從同一地點同時確定水平、垂直和鉛垂線。特別有利的是，能夠采用光束確定水平、垂直和鉛垂線。這樣消除了對鉛錘的需求，并且不需要對墻壁進行大范圍標記。產生垂直、水平和鉛垂光束的一個裝置允許由一個工人進行操作。

當前商業上使用的若干種裝置利用可見光束進行水平、垂直和鉛垂測量。然而，這些裝置在結構上比較復雜，由此生產成本較高。當前商業上使用的裝置一般具有一個或多個激光二極管以及復雜的、多部件的、光學組件。由于具有這樣的復雜性，這種裝置可能需要進行仔細的定標和校正。

因此，需要一種能夠從同一地點產生水平、垂直以及鉛垂光束的激光光學系統。這種系統除了設計簡單以外，還應該經濟、精確、高效、易于制造以及易于組裝。

發明內容

根據本發明，公開了一種用于產生正交光束的光學系統。光源產生激光光束，然后該激光光束經由準直透鏡和光闌布置進行聚焦，以產生至少三條準直的平行激光光束。這三條準直的平行激光光束照射在光學裝置上。然后，該光學裝置反射并透射這三條準直的平行激光光束以產生至少四條正交光束。這些正交的光束被定向和定位為好像源自于同一點。另外，這四條正交光束的功率一般相同。

該光學裝置由至少四個結合在一起的部件構成。這些部件之一是直角三角形立體部件。該直角三角形立體部件的斜邊表面被定位并涂覆有部分反射材料，從而反射并透射所述準直的平行激光光束之一。另外的兩個光學裝置部件是直角梯形立體部件。這些直角梯形立體部件均被定位為在相反方向上反射兩條所述準直的平行激光光束。最后的一個部件是另一個直角梯形立體部件。這個直角梯形立體的傾斜表面被定位為與涂覆有反射材料的直角三角形立體部件的斜邊表面相鄰，從而形成立方體。該直角三角形立體部件和直角梯形立體部件具有相同的折射率。因此，該直角梯形立體部件無折射地透射透過該直角三角形部件的光束。

根據本發明的另一個實施例，使用玻璃帶將光學裝置結合在一起，而不需要在結合光學部件之間使用粘合劑。

根據本發明的另一個實施例，該直角三角形立體部件具有涂覆有反射材料的第二表面，從而反射并透射所述準直的激光光束之一，由此，沿著-x軸產生另一條正交光束。

根據本發明的另一個實施例，不是將反射材料施加到直角三角形立體部件的斜邊表面，而是將反射材料施加到與直角三角形立體部件的斜邊表面相鄰地設置的直角梯形立體部件的傾斜表面。

根據本發明的另一個實施例，至少四個直角梯形立體部件包括光學裝置。直角梯形立體部件之一的傾斜表面與另一個直角梯形立體部件的傾斜表面相鄰地設置以形成立方體。該直角梯形立體部件的傾斜表面之一涂覆有反射材料，用于反射并透射所述準直的激光光束的入射部分。包括該立方體的這兩個直角梯形立體部件具有相同的折射率。另外兩個直角梯形立體部件被定位為在相反方向上反射激光光束。

根據本發明的另一個實施例，利用至少四個直角三角形立體部件構造光學裝置。所述直角三角形立體部件之一的斜邊表面與另一個直角三角形立體部件的斜邊表面相鄰地設置，以形成立方體。該直角三角形立體部件的斜邊表面之一涂覆有反射材料，以反射并透射所述準直的激光光束的入射部分。形成該立方體的這兩個直角三角形立體部件具有相同的折射率。另外的兩個直角三角形立體部件被定位為在相反方向上反射所述準直的激光光束。

根據本發明的另一個實施例，布置至少六個直角三角形立體部件以形成立方體光學裝置。該立方體形狀提高了制造和組裝的容易度。