一种矩形线光斑的生成装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种利用反射原理生成矩形线形光斑的装置。


背景技术：

2.在铁路车辆零部件检测的时候，或者在视觉特效，状态监控以及生产加工领域，有时需要使用矩形的的闭合线形光斑。
3.但是实际生成光斑的时候，都是生成一个圆点，圆内部充满光斑。这样导致重点打光区域模糊，无法获得所需的矩形线光斑。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有生成光的装置无法获得所需的矩形线光斑的问题，提供了一种矩形线光斑的生成装置。
5.本实用新型的一种矩形线光斑的生成装置，包括光源、凸透镜、圆锥反射镜、安装架和反射镜；
6.光源、凸透镜和圆锥反射镜均固定于安装架上；
7.反射镜包括四片反射镜片，四片反射镜片均固定于安装架的外侧壁，且四片镜片与凸透镜的光轴之间均具有位于0
°
至90
°
之间的夹角；四片反射镜片拼接构成一个罩体；圆锥反射镜位于罩体中；
8.光源发出的光线经过凸透镜的折射后，依次被圆锥反射镜的反射面和四片反射镜片的反射面反射，最终从罩体的开口射出。
9.其中，四片反射镜片包括两片相同的等腰三角形镜片和两片相同的等腰梯形镜片；
10.等腰三角形镜片的腰长与等腰梯形镜片的腰长相等；
11.且一片等腰三角形镜片的两条腰分别与两个等腰梯形镜片的一个腰连接，另一片等腰三角形镜片的两条腰分别与两个等腰梯形镜片的另一个腰连接，两个等腰梯形镜片的上底连接构成罩体；
12.凸透镜的光轴穿过等腰梯形镜片的上底中点。
13.其中，四片反射镜片包括四片相同的等腰三角形镜片；
14.四片等腰三角形镜片的顶点聚于一点，且相邻的两片等腰三角形镜片之间腰与腰连接构成罩体；
15.凸透镜的光轴穿过等腰三角形镜片的顶点。
16.其中，四片反射镜片包括两片相同的第一等腰三角形镜片和两片相同的第二等腰三角形镜片；
17.第一等腰三角形镜片的腰长与第二等腰三角形镜片的腰长相等，且第一等腰三角形镜片的顶角与第二等腰三角形镜片的顶角不相等；
18.两片第一等腰三角形镜片和两片第二等腰三角形镜片的顶点均聚于一点，一片第
一等腰三角形镜片的两条腰分别与两个第二等腰三角形镜片的一个腰连接，另一片第一等腰三角形镜片的两条腰分别与两个第二等腰三角形镜片的另一个腰连接构成罩体；
19.凸透镜的光轴穿过等腰三角形镜片的顶点。
20.其中，圆锥反射镜的锥角为90
°
。
21.其中，凸透镜的焦距为100mm。
22.其中，安装架包括调焦筒、镜筒和透光玻璃；
23.调焦筒的一端固定有光源、另一端与镜筒的一端同轴套接；
24.镜筒的一端固定有凸透镜、另一端固定有环形的透光玻璃；
25.透光玻璃内环固定有圆锥反射镜。
26.其中，镜筒可以沿凸透镜光轴移动圆锥反射镜，改变圆锥反射镜与反射镜片的反射面之间的距离。
27.其中，调焦筒可以沿凸透镜光轴移动光源，改变光源与凸透镜之间的距离。
28.其中，光源为激光光源或led光源。
29.本实用新型的有益效果是：
30.本装置利用透镜和反射镜的组合，可获得重点打光区域清晰的矩形线光斑。
附图说明
31.图1为本实用新型的一种矩形线光斑的生成装置的结构示意图；
32.图2为本实用新型的一种矩形线光斑的生成装置的主视结构示意图；
33.图3为本实用新型的一种矩形线光斑的生成装置中光源、凸透镜、圆锥反射镜和安装架配合结构的俯视剖视示意图；
34.图4为本实用新型的一种矩形线光斑的生成装置的光路示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
38.具体实施方式一，本实施方式的一种矩形线光斑的生成装置，包括光源1、凸透镜2、圆锥反射镜3、安装架4和反射镜5；
39.光源1、凸透镜2和圆锥反射镜3均固定于安装架4上；
40.反射镜5包括四片反射镜片，四片反射镜片均固定于安装架4的外侧壁，且四片镜片与凸透镜2的光轴之间均具有位于0
°
至90
°
之间的夹角；四片反射镜片拼接构成一个罩体；圆锥反射镜3位于罩体中；
41.光源1发出的光线经过凸透镜2的折射后，依次被圆锥反射镜3的反射面和四片反
射镜片的反射面反射，最终从罩体的开口射出。
42.如图1所示，本实施方式生产矩形线光斑的装置，包括光源1，凸透镜2，圆锥反射镜3，安装架4和反射镜5。
43.反射镜5安装在安装架4上，与圆锥反射镜3同心。圆锥反射镜3和反射镜5可以由金属或者玻璃加工而成，反射面可以镀上反射的材质。
44.如图4所示，光源1经过凸透镜2形成一定尺寸的圆形光斑，光斑照射到圆锥反射镜3上，形成一面360度的光面，此光面经过反射镜5反射后，能够形成一个矩形线光斑。
45.具体实施方式二，相较于具体实施方式一，本实施方式中的四片反射镜片包括两片相同的等腰三角形镜片和两片相同的等腰梯形镜片；
46.等腰三角形镜片的腰长与等腰梯形镜片的腰长相等；
47.且一片等腰三角形镜片的两条腰分别与两个等腰梯形镜片的一个腰连接，另一片等腰三角形镜片的两条腰分别与两个等腰梯形镜片的另一个腰连接，两个等腰梯形镜片的上底连接构成罩体；
48.凸透镜2的光轴穿过等腰梯形镜片的上底中点。
49.如图2所示，本实施方式通过采用两片相同的等腰三角形镜片和两片相同的等腰梯形镜片，组合构成在腰处闭合，开口为闭合矩形的罩体，四片镜片都可以反射从圆锥反射镜3反射来的光线，并从闭合矩形开口射出，从而在光线的投影面形成矩形的线状光斑。
50.具体实施方式三，相较于具体实施方式一，本实施方式中的四片反射镜片包括四片相同的等腰三角形镜片；
51.四片等腰三角形镜片的顶点聚于一点，且相邻的两片等腰三角形镜片之间腰与腰连接构成罩体；
52.凸透镜2的光轴穿过等腰三角形镜片的顶点。
53.本实施方式通过采用四片相同的等腰三角形镜片，即将具体实施方式二中的两个等腰梯形变形为与其他两片等腰三角形镜片相同的等腰三角形镜片，使得四片相同的等腰三角形能够组合构成在腰处闭合，开口为闭合正方形的罩体，四片镜片都可以反射从圆锥反射镜3反射来的光线，并从闭合正方形的开口射出，从而在光线的投影面形成正方形的线状光斑。
54.具体实施方式四，相较于具体实施方式一，本实施方式中的四片反射镜片包括两片相同的第一等腰三角形镜片和两片相同的第二等腰三角形镜片；
55.第一等腰三角形镜片的腰长与第二等腰三角形镜片的腰长相等，且第一等腰三角形镜片的顶角与第二等腰三角形镜片的顶角不相等；
56.两片第一等腰三角形镜片和两片第二等腰三角形镜片的顶点均聚于一点，一片第一等腰三角形镜片的两条腰分别与两个第二等腰三角形镜片的一个腰连接，另一片第一等腰三角形镜片的两条腰分别与两个第二等腰三角形镜片的另一个腰连接构成罩体；
57.凸透镜2的光轴穿过等腰三角形镜片的顶点。
58.本实施方式通过采用两片相同的第一等腰三角形镜片和两片相同的第二等腰三角形镜片，即将具体实施方式二中的两个等腰梯形变形为与其他两片等腰三角形镜片不相同的等腰三角形镜片，使得能够组合构成在腰处闭合，开口为闭合矩形的罩体，四片镜片都可以反射从圆锥反射镜3反射来的光线，并从闭合矩形开口射出，从而在光线的投影面形成
矩形的线状光斑。
59.具体实施方式五，相较于具体实施方式一～具体实施方式四，本实施方式中的圆锥反射镜3的锥角为90
°
。
60.如图4所示，本实施方式中通过采用锥角为90
°
的圆锥反射镜3，使得光源1进入调焦筒4-1，经过凸透镜2形成一定尺寸的圆形光斑后，光斑照射到圆锥反射镜3上，形成一面360度的光面，该光面是垂直于凸透镜2的光轴的。
61.同时，将反射镜5的角度设置为与上述光面成45度，经过环形透光玻璃4-3与光面再经过四片反射镜5的反射后，形成了一个确定尺寸的矩形线光斑，不会随着投影面与本装置的距离增大而增大，使生成矩形线光斑具有稳定外廓。
62.具体实施方式六，相较于具体实施方式一～具体实施方式四其一，本实施方式中的凸透镜2的焦距为100mm。
63.具体实施方式七，相较于具体实施方式一～具体实施方式四其一，本实施方式中的安装架4包括调焦筒4-1、镜筒4-2和透光玻璃4-3；
64.调焦筒4-1的一端固定有光源1、另一端与镜筒4-2的一端同轴套接；
65.镜筒4-2的一端固定有凸透镜2、另一端固定有环形的透光玻璃4-3；
66.透光玻璃4-3内环固定有圆锥反射镜3。
67.如图3所示，本实施方式中安装架4可分为调焦筒4-1，镜筒4-2，透光玻璃4-3。
68.圆锥反射镜3和凸透镜2安装在镜筒4-2里面，镜筒4-2安装在调焦筒4-1前，光可以通过光纤进入调焦筒4-1底部，凸透镜2位于调焦筒4-1上部，光经过凸透镜2再照射在圆锥反射镜3上，使圆锥反射镜3射出的光经过环形的透光玻璃4-3可以照射到反射镜5的反射面上。
69.具体实施方式八，相较于具体实施七，本实施方式中的镜筒4-2可以沿凸透镜2光轴移动圆锥反射镜3，改变圆锥反射镜3与反射镜片的反射面之间的距离。
70.本实施方式中通过调整光源1和凸透镜2的距离，可以获得理想的矩形线光斑。理想矩形线光斑，即光强分散少，重点打光区域(即矩形光线条的区域)更加清晰的光斑。
71.具体实施方式九，相较于具体实施七，本实施方式中的调焦筒4-1可以沿凸透镜2光轴移动光源1，改变光源1与凸透镜2之间的距离。
72.本实施方式中利用调焦筒4-1调节圆锥反射镜3和反射镜5的距离，，可以改变此矩形线光斑的大小，形成不同尺寸的矩形线光斑。
73.具体实施方式十，相较于具体实施一、二、三、四、八或九，本实施方式中的光源1为激光光源或led光源。
74.本实施方式中采用激光光源，使得光线在传播的过程中光强分散少，重点打光区域更加清晰。
75.实施例：以激光光源举例说明，采用焦距100mm，直径40mm的凸透镜2，外廓尺寸300mm*200mm的反射镜5，设备的整体长度约为200mm，激光光源经过凸透镜2后形成的圆形光斑直径约为30～40mm，经过锥角90
°
的圆锥反射镜3反射后，光线的宽度变为20mm，经过反射镜5反射后，可以形成一个宽度为20mm，长约为180～270mm，宽约为120～180mm左右的矩形光斑。
76.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这
些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。