一种单侧增亮、增长的柱面镜成线结构和模组的制作方法

1.本实用新型属于透镜技术领域，具体涉及一种单侧增亮、增长的柱面镜成线结构和模组。


背景技术：

2.准直激光束照射在柱面镜的圆柱体表面，一部分光能透过柱面镜的圆弧面折射进入柱面镜内部，形成向内透射光；另一部分光能在柱面镜的入射面反射形成外反射光。外反射光可以形成向两侧和后侧的激光线，我们在此称之为反射激光线。进入柱面镜内部的向内透射光会折射到另一位置的内圆弧面上，此时一部分光能透过内圆弧面向外透射、折射，生成向外透射光，另一部分光能在柱面镜的内圆弧面反射，形成内反射光，内反射光投射到的另一不同位置的内圆弧面再次进行透射和反射，如此循环反复使进入柱面镜内部的透射光向柱面镜的整个圆周方向透射出来，形成向外透射光。向外透射光形成360
°
方向能量分布不均的激光线，其中柱面镜入射面一侧的激光线能量较弱，出光面一侧的激光线能量较强，其中以光轴附近的激光线能量最强、两侧的激光线能量最弱。进入柱面镜内部的向内透射光在柱面镜出光面一侧形成的激光线称之为透射激光线。
3.目前常规的柱面镜成线结构只利用了透射激光线，所以就导致了目前的激光线光源产品所生成的激光线两侧光弱、中心光强，能量分布明显不均匀的情况。常规柱面镜成线结构，反射激光线被投射在壳体的孔内壁及透镜表面上，没有被有效利用。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的在于提供一种单侧增亮、增长的柱面镜成线结构和模组。
5.为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种单侧增亮、增长的柱面镜成线结构，包括壳体、穿设在所述壳体内部一端的柱面镜和设置在所述壳体内部另一端的激光准直点光源，其特征在于，所述壳体上垂直所述柱面镜轴线设置第一出光槽，所述第一出光槽的底部位于所述柱面镜的圆柱中心之下使柱面镜在第一出光槽一侧的入射面外露，并形成可使柱面镜的入射面产生的外反射光射出的漏光缝，所述柱面镜位于所述激光准直点光源发出的准直激光束的光路上。
7.进一步的，所述柱面镜相对于准直激光束的光轴偏向所述第一出光槽一侧偏心设置。
8.进一步的，所述柱面镜相对于准直激光束的光轴的偏心量为0～1mm。
9.进一步的，所述壳体上垂直于所述柱面镜轴线还设置第二出光槽，所述第二出光槽的底部位于所述柱面镜的圆柱中心之上，所述第二出光槽与所述柱面镜圆柱体之间不存在空隙。
10.进一步的，所述第二出光槽的深度小于所述第一出光槽的深度，所述第一出光槽和所述第二出光槽分布在柱面镜的径向两侧。
11.进一步的，所述第一出光槽和第二出光槽的截面形状包括方形、圆弧形。
12.本实用新型还公开一种单侧增亮的柱面镜成线模组，包括所述的单侧增亮、增长的柱面镜成线结构。
13.本实用新型与现有技术相比具有以下技术效果：
14.本实用新型的单侧增亮、增长的柱面镜成线结构和模组，通过在壳体出光面上与柱面镜轴线垂直设置第一出光槽，第一出光槽与柱面镜圆柱体之间设置可使外反射光射出的漏光缝，漏光缝可以让反射激光向柱面镜的侧面射出。激光准直点光源提供准直激光束，准直激光束照射在柱面镜的入射面，经过柱面镜的外反射、向内透折射、内反射、向外透折射，外反射光在第一出光槽一侧形成的激光线和向外透折射光形成的激光线在第一出光槽一侧产生能量叠加，在增加激光线尾线长的同时也增加了线尾的亮度。
附图说明
15.图1是实施例中单侧增亮、增长的柱面镜成线结构的剖视图；
16.图2是图1单侧增亮、增长的柱面镜成线结构的立体结构图；
17.图3是另一单侧增亮、增长的柱面镜成线结构的剖视图；
18.图4是图3单侧增亮、增长的柱面镜成线结构的立体结构图；
19.图5是本实用新型单侧增亮、增长的柱面镜成线结构的原理示意图；
20.图6是现有的柱面镜成线结构示意图；
21.图7是现有另一种柱面镜成线结构剖视图；
22.图8是单侧增亮的柱面镜成线模组的结构示意图；
23.图中标号代表：
24.1、壳体；11、第一出光槽；12、漏光缝；13、第二出光槽；2、柱面镜；3、激光准直点光源；4、分光点光源组件；5、锥镜成线组件。
具体实施方式
25.以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
26.需要说明，本实用新型在进行方位描述时，术语“一端”、“另一端”、“上方”、“下方”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内核外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.以下对本实用新型中涉及的名词作如下解释，结合图5：
28.入射面和出光面：柱面镜面对准直光束的圆柱面为入射面，另一侧为出光面。
29.准直光束a：经过透镜准直的激光束，介于透镜和柱面镜之间。
30.外反射光b(b1和b2)：在柱面镜入射面形成的反射光，图5中一部分外反射光b1从漏光缝射出，一部分外反射光b2被壳体1内壁吸收。
31.反射激光线：由外反射光形成的激光线。
32.向内透折射光c：从柱面镜的入射面进入并产生折射的透射光。
33.内反射光d：在柱面镜圆柱体的内圆弧面形成的反射光。
34.向外透折射光e：从柱面镜内部透出并且折射形成的透射光。
35.中心向外透射光f：垂直从柱面镜的中心射入，不产生反射和折射，直接透射出来的光。
36.透射激光线：由向外透折射光加中心向外透射光形成的激光线。
37.如图6、图7所示的常规柱面镜成线结构，在柱面镜的出光面一侧检测到的激光线功率只有准直激光束功率的60％左右，光利用率较低。常规柱面镜成线结构产生的激光线，光轴附近的能量较强，可视性好，柱面镜两侧的激光线功率很低，可视距离很近，无法应用，导致所谓的线短。
38.在本实用新型中，结合见图5所示，准直激光光斑照射在柱面镜的入射面，光能通过柱面镜的圆弧入射面反射形成反射激光线，如果向两侧反射的激光线能在柱面镜与柱面镜座的配合处透过，则透射激光线的线尾部分的激光线能量就能与反射激光线的能量叠加，即可增加线尾的亮度，又能增加线长，在柱面镜的一侧或两侧开设一个深度超过柱面镜半径的出光槽就是为了使柱面镜和柱面镜座之间出现一个漏光缝隙，让反射激光线能够射出，并与透射激光线的线尾段重合，实现线尾亮度增加、线长延伸。
39.实施例1
40.在本实施例中公开了一种单侧增亮、增长的柱面镜成线结构，结合图1和图2所示，包括壳体1、穿设在壳体1内部一端的柱面镜2和设置在壳体1内部另一端的激光准直点光源3，壳体1上垂直柱面镜2轴线设置第一出光槽11，第一出光槽11的底部位于柱面镜2的圆柱中心之下使柱面镜2在第一出光槽11一侧的入射面外露，并形成可使柱面镜2的入射面产生的外反射光射出的漏光缝12，柱面镜2位于所述激光准直点光源3发出的准直激光束的光路上。第一出光槽11的底部位于柱面镜2的圆柱中心之下将柱面镜2露出，也就是指第一出光槽11的深度h大于柱面镜2圆柱中心距壳体1顶部(即出光面端)的距离c。这样更容易设计出漏光缝12。
41.具体的，激光准直点光源3提供准直激光束，准直激光束照射在柱面镜2的入射面，经过柱面镜2的外反射、向内透折射、内反射、向外透折射，外反射光在第一出光槽11一侧形成的激光线和向外透折射光形成的透射激光线在第一出光槽11一侧产生能量叠加，在增加激光线尾线长的同时也增加了线尾的亮度。
42.作为本实施例的一种优选方案，柱面镜2相对于准直激光束的光轴偏向第一出光槽11一侧偏心设置。
43.柱面镜2相对于准直激光束的光轴的偏心量a为0～1mm。这样设置的目的是为了进一步增加第一出光槽11一侧的整体激光线亮度。在本实用新型设置出光槽11的情况下，当偏心量a为0时，能增加单侧线尾的线长和亮度。当偏心量a不为0时，即偏心设置柱面镜2，一侧激光线的整体亮度会增加，和反射激光线的对接较平顺，不会有明显目视可见的亮暗变化。
44.本实施例给出另一种优选实施方式，见图3和图4所示，壳体1上垂直于柱面镜2轴线还设置第二出光槽13，第二出光槽13的底部位于柱面镜2的圆柱中心之上，第二出光槽13与柱面镜2圆柱体之间不存在空隙。可选地，第一出光槽11和第二出光槽13分布在柱面镜2的两侧。第一出光槽11和第二出光槽13具体是设置在壳体1的出光端面上。
45.进一步的，第二出光槽13的深度s小于第一出光槽11的深度h。第一出光槽11和第二出光槽13分布在柱面镜2的径向两侧。这样设计的目的一是增加一侧的激光线长和亮度，目的二是增加一侧的线长，但不增加激光线的亮度。
46.作为本实施例的一种优选方案，第一出光槽11和第二出光槽13的截面形状包括方形、圆弧形。由于壳体机械加工方法不一样，就会形成方形槽和圆弧形槽。
47.常用的柱面镜成线结构有两种，第一种，如图6所示，在壳体1的出光面上开设一个直径小于柱面镜2直径的出光孔，出光孔与径向的柱面镜2安装孔相贯通，柱面镜2的圆柱体面低于出光端面，反射光射在壳体1的内壁上，不能成像，只有透射光才能形成激光线，此类结构形成的扇形激光线的角度约在140-150
°
，线长相对偏短。
48.第二种常用的柱面镜成线结构如图7所示，在壳体1的出光端面上开设一条槽，槽的深度不超过柱面镜2的中心，使柱面镜2的圆柱体表面能露出槽底面，此类结构形成的扇形激光线的角度约在180-190
°
，这种结构方案可以增加激光线的长度，但不能增加线尾部分的亮度，因为反射光仍然不能参与成像。
49.本实用新型所公开的单侧增亮、增长的柱面镜成线结构能很好地解决现有常用的柱面镜结构所存在的问题，即可增加线尾的亮度，又能增加线长。
50.本实用新型还公开一种单侧增亮的柱面镜成线模组，包括的单侧增亮、增长的柱面镜成线结构。准直激光束可以直接照射到柱面镜2上成线，也可以来自分光镜、反射镜或棱镜分光、反光后照射到柱面镜2上成线。
51.当来自分光镜、反射镜或棱镜分光、反光后照射到柱面镜2上成线时，具体可以为图8所示的结构，该柱面镜成线模组包括分光点光源组件4和锥镜成线组件5，分光点光源组件4通过分光镜将准直光束分成透射光束和反射光束，其中反射光束照射到本实用新型所述的单侧增亮、增长的柱面镜成线结构上形成单侧增亮、增长的激光线。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。