專利名稱：從一個光源提供幾條正交的準直光束的光學系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體地涉及一種具有結構布局實用性的光學系統(tǒng)，更具體 地涉及一種包括從入射的準直激光光束產(chǎn)生至少三條正交光束的簡 單光學裝置的系統(tǒng)。
背景技術：
在家居設計和裝修行業(yè)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(yōu)點在于，在同一時刻同一地點采用一個裝置進行這 些測量。如果從同一地點釆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(chǎn)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，能夠釆用光束確定水平、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(chǎn)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(yè)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(chǎn)成本較高。當 前商業(yè)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(chǎn)生水平、垂直以及鉛垂光束的 激光光學系統(tǒng)。這種系統(tǒng)除了設計簡單以外，還應該經(jīng)濟、精確、高 效、易于制造以及易于組裝。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，公開了一種用于產(chǎn)生正交光束的光學系統(tǒng)。光源產(chǎn) 生激光光束，然后該激光光束經(jīng)由準直透鏡和光闌布置進行聚焦，以 產(chǎn)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(chǎn)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(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，該直角三角形立體部件具有涂覆有 反射材料的笫二表面，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(chǎn)生另一條正交光束。
根據(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)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。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該光學裝置由結合在一起的至少三 個部件構成。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。另一個光學裝置部件是直角梯形立體部
件。這個直角梯形立體部件被定位為沿著y軸反射所述準直的平行激 光光束之一。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與涂覆有反射材料的直角三角形立體部件相鄰 地設置以形成立方體。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直角 三角形部件的光束。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，公開了一種用于產(chǎn)生正交光束的光 學系統(tǒng)。光源產(chǎn)生激光光束，然后該激光光束經(jīng)由準直透鏡進行聚焦 從而產(chǎn)生準直的激光光束。這個準直的激光光束照射在光學裝置上。 然后，該光學裝置反射并透射該激光光束以產(chǎn)生幾條正交的光束。這 些正交的光束被定向和定位為好像源自于同一點。另外，這些正交光 束的功率基本相同。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，公開了 一種用于產(chǎn)生正交光束的光
7學系統(tǒng)。光源產(chǎn)生激光光束，然后該激光光束經(jīng)由準直透鏡進行聚焦 以產(chǎn)生準直的激光光束。這個準直的激光光束照射在光學裝置上。光
闌是印刷在光學裝置上的墊片(pad)。然后，該光學裝置反射并透 射該激光光束以產(chǎn)生幾個正交的光束。這些正交的光束被定向和定位 為好像源自于同一點。另外，這些正交的光束的功率基本相同。
因此，本發(fā)明的實施例的特征在于具有包括一個激光光源和一 個簡單的光學裝置的設備，該光學裝置準確地產(chǎn)生源自于同一點的幾 條正交光束。該光學裝置結構簡單，易于制造，并且不需要復雜的定 標或調整。由于該光學裝置的設計簡單，所以能夠將該光學裝置各部 件的成本最小化。
根據(jù)本文實施的本發(fā)明的描述，本發(fā)明的實施例的其它特征將顯 而易見。


通過結合下面附圖進行閱讀，能夠更好地理解本發(fā)明的特定實施 例的以下詳細描述，在附圖中，相同的結構由相同的參考標號表示， 其中
圖1圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生四條正交光束的系統(tǒng)，其 中，該系統(tǒng)包括激光二極管、準直透鏡、光闌、以及簡單的光學裝置；
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生源自于同一點的四條正交 光束的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖，其中，該光學裝置包括三個直角梯 形立體部件和一個直角三角形立體部件；
圖2A是圖2的光學裝置的分解圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的采用玻璃帶結合的系統(tǒng)的 光學裝置的透視圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖， 其中，該光學裝置包括四個直角梯形立體部件；
圖4A是圖4的光學裝置的分解圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖，其中，該光學裝置包括通過利用玻璃帶結合的四個直角梯形立體部
件；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖，
其中，該光學裝置包括四個直角三角形立體部件； 圖6A是圖6的光學裝置的分解圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖， 其中，該光學裝置包括形成立方體光學裝置的六個直角三角形立體部 件；
圖7A是圖7的光學裝置的分解圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于產(chǎn)生源自于同一點的 五條正交光束的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖，其中，該光學裝置包括三 個直角梯形立體部件和一個直角三角形立體部件；
圖8A是圖8的光學裝置的分解圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生源自于同一點的三條正交 光束的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖，其中，該光學裝置包括兩個直角梯 形立體部件和一個直角三角形立體部件；
圖9A是圖9的光學裝置的分解圖IO是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生源自于同一點的四條正交 光束的系統(tǒng)的光學裝置的分解圖，其中，該光學裝置包括兩個直角梯 形立體部件和一個直角三角形立體部件；
圖11圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生四條正交光束的系統(tǒng)的 光學裝置，其中，該系統(tǒng)包括激光二極管、準直透鏡、簡單光學裝置 以及印刷在簡單的光學裝置上的印刷光闌；以及
圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生源自于同一點的四條正交 光束的系統(tǒng)的光學裝置的透視圖，其中，該光學裝置包括兩個直角梯 形立體部件和一個直角三角形立體部件。
具體實施例方式
圖1示出了包括一個光源15的系統(tǒng)10，其中，該光源15產(chǎn)生光束17,該光束17照射在光學裝置40上。然后，該光學裝置40產(chǎn) 生四條正交光束41、 42、 43和44，這四條正交光束41、 42、 43和 44被定向和排列為好像源自于光學裝置40內的同 一個點。優(yōu)選的是， 光源15是激光二極管，用于產(chǎn)生光束17，該光束17的橫截面通常是 橢圓形的。通常，光束17沿著y軸進行投射。橢圓形的激光光束17 穿過準直透鏡20并且與光闌30—起產(chǎn)生三條平行的、準直的、激光 光束32、 34、和36。作為"水平"光束的光束34的功率近似為受光 闌限制的光束17的功率的和的一半。作為"鉛垂"光束的光束32和 36中的每一個的功率近似為受光闌限制的光束17的功率的和的四分 之一。這三條光束32、 34和36投射到光學裝置40上。光學裝置40 反射和透射這三條光束32、 34和36以產(chǎn)生基本相同功率的四條正交 光束41、 42、 43和44，從而這四條正交光束41、 42、 43和44 #皮定 向和排列為好像源自于光學裝置40內的同一點。
該光學裝置40由多個光學部件構成。每個光學部件具有簡單的 幾何形狀。這些光學部件可以由諸如BK7玻璃之類的硼硅酸鹽冕玻 璃構成。優(yōu)選的是，這些光學部件的光學表面的平坦度可以是635nm 波長的四分之一。
在一個實施例中，現(xiàn)在對照圖2和2A，兩種簡單幾何形狀的四 個光學部件用于形成光學裝置40。 一個光學部件是直角三角形立體 54，作為分束器光學裝置。優(yōu)選的是，該分束器光學裝置54被設計 為在約620nm和650nm之間的波長處進行工作，并且被設計為沿著 直角三角形立體54的斜邊表面55進行S偏振。優(yōu)選的是，直角三角 形立體54的其它表面具有多層的電介質抗反射(AR)涂層，該涂層 允許多于約97%的激光從其透過。該直角三角形立體54是五面立體， 包括兩個直角三角形表面和三個矩形表面。
該光學裝置40的另外三個光學部件是直角梯形立體50和52。 該直角梯形立體50和52是六面立體，包括兩個直角梯形表面和四個 矩形表面。優(yōu)選的是，該直角梯形立體50和52被z沒計為在大約620nm 和650nm之間的波長處進行工作，最好是在635nm波長處進行工作。直角梯形立體50和52的傾斜表面51與相對表面按照45°進行定向。 作為90度光學裝置的兩個直角梯形立體50被定位為按照相反方向41 和44從它們的傾斜表面51反射兩條四分之一功率的"鉛垂"光束32 和36，以沿著z軸形成鉛垂線。優(yōu)選的是，每一個傾斜表面51都具 有保護增強鋁涂層，其中，激光的反射率最好大于約93%以進行P 偏振，而透射率最好小于約0.05%。作為水平光學裝置的第三個直角 梯形立體52被定位為其傾斜表面51鄰近并鄰接分束器光學裝置54 的斜邊表面55。這兩個立體一起形成立方體。這個立方體定位在兩個 90度光學裝置50的較長的兩個平行表面53之間。優(yōu)選的是，水平光 學裝置52的直立非平行面57涂覆有多層的電介質AR涂層。由于直 角三角形立體54和直角梯形立體50和52都是簡單的幾何形狀，所 以這些光學部件的制造以及光學裝置40的組裝更加容易并且成本更 低。
在一個實施例中，分束器光學裝置54的斜邊表面55涂覆有反射 材料。在另一個實施例中，水平光學裝置52的傾斜表面51涂覆有反 射材料。在任何一個例子中，該反射材料將以45度入射角入射的水 平光束34分成兩份。入射水平光束34的一半將沿著y軸透過水平光 學裝置52，從而形成水平光束42,該水平光束42的功率基本上是入 射水平光束34的功率的一半或者是受光闌限制的光束17的功率的和 的四分之一。入射水平光束34的另一半沿著x軸以90度的角度從部 分反射材料反射，從而形成垂直光束43，該垂直光束43的功率基本 上為入射水平光束34的功率的一半或者原始光束17的功率的四分之 一。由于水平光學裝置52的折射率與分束光學裝置54相同，所以在 水平光學裝置52與分束器光學裝置54之間，透射光束42不會發(fā)生 折射。結果，透射光束42沿著與反射光束43正交的方向從水平光學 裝置52射出。
光學裝置40的部件50、 52和54可以通過粘合劑結合在一起。 應用粘合劑從不會影響入射光束32、 34和36的透射和反射。在另一 個實施例中，如圖3所示，通過使用玻璃帶56將光學裝置40的部件50、 52和54結合在一起。通常，該玻璃帶56貼在光學裝置40的各 部件上，從而提供附加的結構完整性。該玻璃帶56通過粘合劑結合 到部件50、 52和54上。玻璃帶56與光學部件50、 52和54之間的 粘合劑替代部件50、 52和54的結合表面之間的粘合劑。通過消除結 合表面之間的粘合劑，能夠提高正交光束41、 42、 43和44的制造精 度。
圖4和圖4A示出了本發(fā)明的另一個實施例。在這個實施例中， 構成光學裝置40的四個部件是相同的幾何形狀，它們的形狀是用于 前一實施例的三個部件的直角梯形立體形狀。在這個實施例中，另一 個水平光學裝置52替代圖2的分束光學裝置54以形成立方體。這個 立方體與圖2所述的立方體相似，盡管這個立方體沿著y軸要稍長一 些。如以上就圖2所述，這個立方體也定位在兩個90度光學裝置50 的較長的平行面之間。兩個水平光學裝置52的傾斜表面之一涂覆有 部分反射材料，從而產(chǎn)生透射和反射的光束42和43。然后，如圖5 所示，能夠通過粘合劑或通過玻璃帶56與粘合劑一起將光學裝置40 的四個光學部件50和52結合在一起。
圖6和圖6A示出了光學裝置40的另一個實施例。在這個實施 例中，替代以上如圖4所述的使用四個直角梯形立體50和52形成光 學裝置40，使用四個直角三角形立體54、 60和62。按照與以上對照 圖2所述的90度光學裝置50相同的方式對兩個直角三角形立體60 進行涂覆，從而以卯度反射光束32和36，因而沿著z軸產(chǎn)生反射光 束41和44。另外，另一個直角三角形立體62替代水平光學裝置52 以形成立方體，該立方體定位在兩個直角三角形立體60之間。兩個 直角三角形立體54和62的斜邊表面涂覆有部分反射材料，從而按照 與上述方式相同的方式產(chǎn)生透射和反射的光束42和43。
圖7和7A所示的本發(fā)明的光學裝置40的另一個實施例建立于 以上圖6所述的光學裝置40上。在這個實施例中，使用六個直角三 角形立體54建立立方體光學裝置40。這是通過對光學裝置40增加兩 個附加的直角三角形立體64來實現(xiàn)的。這兩個直角三角形立體64定位在三角形90度光學裝置62上以形成立方體。增加兩個直角三角形 立體64會形成彼此堆疊于其上的三個立方體以形成一個立方體。由 于它具有簡單的幾何關系，立方體光學裝置40簡化了系統(tǒng)10的制造 和裝配，從而降低了系統(tǒng)10的整體成本。
圖8和8A示出了光學裝置40的另一個實施例。在這個實施例 中，四個光學裝置部件50、 52和54的布置與圖2所示的相同。然而， 在這個實施例中，兩個表面涂覆有反射材料。在一個實施例中，這兩 個被涂覆的表面是直角三角形立體54的斜邊表面55和入射的水平光 束34沒有透過的直角三角形立體54的表面58。在另一個實施例中， 這兩個被涂覆的表面是水平光學裝置52的傾斜表面51和入射的水平 光束34沒有透過的直角三角形立體54的非斜邊表面58。通過用反射 材料涂覆直角三角形立體54的另一表面58，沿著-x軸方向即反射光 束43的相反方向產(chǎn)生第五正交光束45?？梢詫ν扛苍诒砻?8和55 上的反射材料進行控制，以相對于入射光束34實現(xiàn)不同功率比的光 束42、 43和45。
在另一個實施例中，現(xiàn)在對照圖9和圖9A,使用兩種簡單的幾 何形狀的三個光學部件建立光學裝置40。 一個光學部件是直角三角形 立體54，用作分束器光學裝置。光學裝置40的另外兩個光學部件是 直角梯形立體50和52。這種光學布置與圖2所示的光學布置相似， 不同之處在于底部直角梯形立體50沒有包括在這個光學布置中。 因此，產(chǎn)生大約相同功率的三條正交光束41、 42和43，而不是產(chǎn)生 四條正交光束。
圖IO示出了光學裝置40的另一個實施例。在這個實施例中，三 個光學部件50、 52和54的布置與圖9所示的相同。然而，在這個實 施例中，兩個表面涂覆有如圖8和8A所示的反射材料，從而沿著-x 軸即反射光束43的相反方向產(chǎn)生第四正交光束45。如圖8和8A所 示的情況，可以控制涂覆在表面58和55上的反射材料，從而相對于 入射光束34實現(xiàn)不同功率比的光束42、 43和45。圖ll示出了系統(tǒng) IO的另一個實施例。在這個實施例中，總的來講，光束17仍然沿著y軸進行投射。橢圓形的激光光束17穿過準直透鏡20從而產(chǎn)生一條 準直的激光光束。該準直的光束投射到光學裝置40上。光闌30是印 刷在光學裝置40自身上的墊片(pad)。然后，如以上所述，光學裝 置40產(chǎn)生大約相同功率的四條正交光束41、 42、 43和44，這四條正 交光束41、 42、 43和44被定向和排列為好像源自于光學裝置40內 的同一點。圖12示出了系統(tǒng)10的另一個實施例。在這個實施例中， 總的來講，光束17仍然沿著y軸進行投射。橢圓形的光束17穿過準 直透鏡20從而在不使用光闌30的情況下就可以產(chǎn)生一條準直的激光 光束。然后，光學裝置40產(chǎn)生大約相同功率的四條正交光束41、 42、 43和44，這四條正交光束41、 42、 43和44被定向和排列為好像源 自于光學裝置40內的同一點。
請注意在本文中沒有利用諸如"優(yōu)選"、"普遍，，、"通常" 的術語來限制本發(fā)明的范圍，或者暗示某些特征對本發(fā)明的結構或 功能來講是關鍵的、必要的或更加重要的。另外，這些術語的唯一目 的是為了強調可以或不可以用于本發(fā)明特定實施例中的替代或附加 的特征。
已經(jīng)就本發(fā)明的特定實施例詳細描述了本發(fā)明，應該明白，在不 脫離所附權利要求中所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種 變型和修改。更具體地講，盡管在本文中本發(fā)明的一些方面被視為優(yōu) 選的或尤其有利的方面，但是，應該理解，本發(fā)明并不一定限于本發(fā) 明的這些優(yōu)選方面。
權利要求
1、一種用于產(chǎn)生正交光束的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括光源，用于產(chǎn)生激光光束；準直透鏡，用于產(chǎn)生準直的激光光束；光學裝置，用于接收所述準直的激光光束，反射并透射所述準直的激光光束以產(chǎn)生至少三條正交光束，所述正交光束被定向和定位為好像源自于同一點，并且所述三條正交光束的功率基本相同；光闌，印刷在所述光學裝置上。
2、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述光闌是印刷在所述光 學裝置上的墊片。
3、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述光源包括發(fā)光二極管。
4、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述光源包括激光二極管。
5、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述光學裝置由多個部件構成。
6、 如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述部件包括幾何立體光 學材料。
7、 如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述光學裝置的所述部件 通過光學粘合劑結合在一起。
8、 如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述光學裝置的所述部件 通過玻璃帶結合在一起，所述玻璃帶固定在所述部件上。
9、 如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述光學裝置包括 直角三角形立體部件；第一直角梯形立體部件，其中，所述直角梯形立體部件定位為反 射所述準直的平行激光光束之一；以及第二直角梯形立體部件，所述第二直角梯形立體部件與所述直角 三角形立體部件相鄰地設置，其與所述直角三角形立體部件相鄰的一 面涂覆有部分反射材料，以反射和透射準直的激光光束的入射部分， 其中，所述直角三角形立體部件和所述第二直角梯形立體部件具有相同的折射率，并且，所述第二直角梯形立體部件無折射地透射透過所 述直角三角形部件的光束部分。
10、 如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第一直角梯形立體部 件在傾斜面上具有反射涂層，用于反射準直的光束。
11、 如權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述反射材料包括針對 45°入射角設計的50/50分束器涂層。
12、 如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第二直角梯形立體部 件在其直立的非平行表面上具有抗反射涂層。
13、 如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述直角三角形立體部件 在其非斜邊表面上具有抗反射涂層。
14、 如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述直角三角形立體部件 具有涂覆有部分反射材料的第二表面，從而反射和透射所述準直的激 光光束之一，由此產(chǎn)生了另一條正交光束。
15、 一種產(chǎn)生正交光束的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 光源，用于產(chǎn)生激光光束；準直透鏡和光闌布置，產(chǎn)生至少三條準直的、受光闌限制的、平 行激光光束；以及光學裝置，用于接收所述三條準直的平行激光光束，反射并透射 所述三條準直的平行激光光束以產(chǎn)生至少三條正交光束，所述正交光束被定向和定位為好像源自于同一點，并且所述至少三條正交光束的 功率基本相同，其中，所述光學裝置包括 直角三角形立體部件，第一直角梯形立體部件，其中，所述直角梯形立體部件被定位 為反射所述準直的平行激光光束之一，以及第二直角梯形立體部件，所述第二直角梯形立體部件與所述直角三角形立體部件相鄰地設置，其與所述直角三角形立體部件相鄰的 一面涂覆部分反射材料，以反射和透射準直的激光光束的入射部分， 其中，所述直角三角形立體部件和所述第二直角梯形立體部件具有相 同的折射率，并且，所述第二直角梯形立體部件無折射地透射透過所述直角三角形部件的光束部分。
16、 如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述直角三角形立體部 件具有涂覆有部分反射材料的第二表面，從而反射和透射所述準直的 激光光束之一，由此產(chǎn)生了另一條正交光束。
17、 如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述準直的受到光闌限 制的平行激光光束中的兩條光束的功率大約是由所述光源產(chǎn)生的受 光闌限制的激光光束的總功率的四分之一，而所述準直的受到光闌限 制的平行激光光束中的另一條光束的功率大約是由所述光源產(chǎn)生的 受到光闌限制的激光光束的總功率的 一半。
18、 一種產(chǎn)生正交光束的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 光源，用于產(chǎn)生激光光束；準直透鏡，產(chǎn)生至少一條準直的激光光束；以及光學裝置，用于接收所述準直的激光光束，反射并透射所述準直的激光光束以產(chǎn)生至少三條正交光束，所述正交光束被定向和定位為好像源自于同一點，并且所述三條正交光束的功率基本相同，其中，所述光學裝置包括直角三角形立體部件，其中，所述直角三角形立體部件的斜邊表面被定位和涂覆有反射材料，從而反射和透射所述準直的平行激光光束之一，至少兩個直角梯形立體部件，其中，所述直角梯形立體部件均被 定位為反射所述準直的平行激光光束之一，所述兩個直角梯形立體部 件在相反方向上反射光束，以及直角梯形立體部件，與涂覆有反射材料的所述直角三角形立體部 件的斜邊表面相鄰地設置，其中，所述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，并且，所述直角梯形立體部件無折射 地透射透過所述直角三角形部件的光束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于產(chǎn)生正交光束的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在有或沒有光闌(30)的情況下與準直透鏡(20)結合工作的激光二極管(15)、以及簡單的小型光學裝置(40)。至少一條準直的光束被導向由結合在一起的各部件構成的光學裝置(40)。光束(32，36)以直角從至少一個光學部件反射，以產(chǎn)生鉛垂光束(41，44)。另外，光束(34)以直角從該光學裝置反射并透過該光學裝置(40)以產(chǎn)生垂直和水平光束(42，43)。所有的光束都彼此正交，具有基本相同的功率，并且被排列和定向為好像源自于同一點?？梢援a(chǎn)生可選擇的正交光束。本發(fā)明還公開了一種由六個小部件構成的立方體形狀的光學裝置。
文檔編號G01C15/00GK101310209SQ200680042336
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權日2006年1月9日
發(fā)明者J·A·謝弗, K·M·莫里西 申請人:天寶導航有限公司