一種激光光幕用激光器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種激光光幕用激光器，包括殼體和沿軸向安裝在殼體內(nèi)的激光模組，殼體的右端設(shè)置有用以反射所述激光模組的出射激光以投射在平行于幕墻的面上的錐面鏡；殼體的右端端部設(shè)置有置于所述激光模組出瞳孔處的用以遮擋出瞳孔左右兩側(cè)的出射激光以減小該出射激光與光軸之間的距離的光欄，從而使穿過該光欄后的出射激光經(jīng)錐面鏡后投射在平行于幕墻的面上的分布于40°～50°范圍內(nèi)和130°～140°范圍內(nèi)的激光的光功率最大。該激光器無需多次調(diào)校，且減少了激光器的數(shù)量，提高了工作效率，降低了成本，實現(xiàn)了常用區(qū)域的高能量光的照明，降低了雜光的干擾。
【專利說明】一種激光光幕用激光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種激光光幕用激光器(即交互式投影手寫感應(yīng)光幕用激光器)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有激光光幕一般使用兩個激光器，安裝在幕布的頂部，相互配合，在幕布上產(chǎn)生照明區(qū)域，但這種激光幕布，由于激光器本身的光角度(一般小于180° )而致使幕布存在死角，每次使用都需要多次調(diào)整，才能確保幕布上不出現(xiàn)暗區(qū)，比較繁瑣，影響進度，效率低。
[0003]現(xiàn)有的交互式投影手寫感應(yīng)光幕使用安裝在幕布或幕墻頂部的至少兩個激光投射器進行透射如前所述，存在兩束激光的交叉區(qū)，交叉區(qū)存在無激光照射區(qū)域，會產(chǎn)生暗區(qū)，影響攝像頭捕獲效果，為了避免此種現(xiàn)象，一般對激光投射儀的安裝要求較高，每次安裝都需要嘗試多次才能定下最佳的安裝位置，耗時耗力，不方便。
[0004]同時，目前普遍使用的光幕激光器存在較高的光功率出射激光分布在幕布或幕墻的左右兩側(cè)且靠上的部位處，而這個部分一般使用的機會較少，還會再經(jīng)常使用的區(qū)域產(chǎn)生雜光等干擾光。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是將光能高的出射激光投射在幕布或幕墻經(jīng)常使用的區(qū)域或部位，同時減少雜光等干擾光，與此同時，是提高現(xiàn)有技術(shù)中激光幕布存在的調(diào)校繁瑣、效率低下及現(xiàn)有交互式投影手寫感應(yīng)光幕不能單獨實現(xiàn)投射區(qū)域的全部覆蓋(照射)導(dǎo)致安裝繁瑣和使用不便的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，實用新型提供了一種激光光幕用激光器，包括殼體和沿軸向安裝在殼體內(nèi)的激光模組，所述殼體的右端設(shè)置有用以反射所述激光模組的出射激光以投射在平行于幕墻的面上的錐面鏡；
[0007]殼體的右端端部設(shè)置有置于所述激光模組出瞳孔處的用以遮擋出瞳孔左右兩側(cè)的出射激光以減小該出射激光與光軸之間的距離的光欄，從而使穿過該光欄后的出射激光經(jīng)錐面鏡后投射在平行于幕墻的面上的分布于40°?50°范圍內(nèi)和130°?140°范圍內(nèi)的激光的光功率最大。
[0008]光欄為一頂部開設(shè)豎直縫隙、內(nèi)部設(shè)置左右對稱的光孔的圓板，該光孔為上底長、下底短的等腰梯形或為圓形或為正方形或為頂邊長、底邊短，頂邊的左右兩端與底邊的左右兩端通過內(nèi)凸的弧形段連接的四邊形；
[0009]所述豎直縫隙延伸至所述梯形、圓形、正方形或四邊形內(nèi)；
[0010]所述梯形、正方形、四邊形和光欄的中心點重合，且激光模組的軸線垂直穿過該中心點。
[0011]錐面鏡安裝在錐面鏡固定座上；
[0012]錐面鏡設(shè)置在激光模組的出射激光的光路上，且其錐頂朝向激光模組的瞳孔設(shè)置；
[0013]殼體的右端端部通過一連接部與錐面鏡固定座連接，錐面鏡的軸線平行于激光模組的軸線且朝向所述連接部一側(cè)偏移，使得錐面鏡的軸線與激光模組的軸線之間的距離大或等于Omm且小或等于4_，激光模組的出射激光經(jīng)該錐面鏡反射后自錐面鏡固定座與殼體之間的間隙射出。
[0014]連接部的平行于激光模組的軸向的兩個端部之間的夾角大或等于90°，且小或等于 180° 。
[0015]錐面鏡的軸線與激光模組的軸線之間的距離介于0.3?0.7mm。
[0016]殼體右端設(shè)置有置于激光模組的出瞳孔的出射光路上的全反射裝置、設(shè)置在殼體右端且置于該全反射裝置的反射光路上的可產(chǎn)生張角大于180°的激光線的錐面鏡。
[0017]全反射裝置與激光模組的光軸成45°夾角。
[0018]全反射裝置的反射面上鍍有全反射膜。
[0019]錐面鏡的設(shè)置使全反射裝置的反射光路垂直入射到錐面鏡上。
[0020]錐面鏡外套設(shè)有一透明罩，該透明罩是一空心玻璃柱，自所述殼體內(nèi)向外延伸，并將所述錐面鏡包圍在其中；
[0021]或該透明罩是一環(huán)形玻璃圈，其開口小于連接部的寬度從而卡設(shè)在該連接部的寬度范圍內(nèi)的面上，并且該環(huán)形玻璃圈的寬度等于錐面鏡固定座與殼體之間的間隙，以將所述錐面鏡遮蔽在由錐面鏡固定座、殼體、連接部和透明罩的封閉空間內(nèi)。
[0022]本實用新型的特點是:采用錐面鏡反射產(chǎn)生張角大于180°的激光線，可覆蓋整個幕布或幕墻的整個布面或墻面，在幕布的頂端安裝一個這樣的激光器即可實現(xiàn)接近且平行于幕布，并覆蓋整個幕布的光幕，安裝時，只要安裝在幕布或幕墻的頂部居中位置處即可，僅需調(diào)整平行調(diào)節(jié)固定架使激光光線平行于幕布或幕墻，省時省力，方便使用，且減少了激光器的數(shù)量，提高了工作效率，降低了成本。實現(xiàn)了常用區(qū)域的高能量光的照明，降低了雜光的干擾。使用時，當(dāng)用手指或者物體觸及幕布或幕墻，則手指或者物體的接近幕布位置被激光光線照亮，攝像頭捕獲到手指上的亮光后，將信號傳遞給計算機，計算機通過軟件處理，記錄手指所在的位置，從而實現(xiàn)了屏幕的觸摸或者在幕布上的書寫。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0024]圖1是安裝空心玻璃柱的激光光幕用激光器剖視圖。
[0025]圖2是安裝環(huán)形玻璃圈的激光光幕用激光器剖視圖。
[0026]圖3是交互式投影手寫感應(yīng)光幕激光器的剖視圖。
[0027]圖4是圖3的A向視圖。
[0028]圖5是圖3的B向視圖。
[0029]圖6是經(jīng)激光模組準(zhǔn)直后射出的激光光斑的能量分布示意圖。
[0030]圖7投射在幕布上的光能量分布圖。
[0031]圖8是設(shè)置光欄的激光光幕用激光器剖面示意圖。
[0032]圖9是光欄結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖10是經(jīng)光欄攔截后的光能量分布示意圖。
[0034]圖11是三角形平衡調(diào)節(jié)固定支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖12是殼體外形為圓形的激光光幕用激光器的殼體示意圖。
[0036]附圖標(biāo)記說明:1、殼體；2、激光模組；3、錐面鏡；4、連接部；5、錐面鏡固定座；6、透明罩；7、全反射裝置；8、反射面；9、頂面；10、底面；11、右端端部；12、支撐點；13、螺釘；14、光孔；15、圓板；16、弧形段；17、平行調(diào)節(jié)固定支架；18、通孔；19、周向弧形槽；20、內(nèi)凹弧形豁口 ；21、突塊；22、光幕或幕墻；23、光欄；24、豎直縫隙；25、限位槽。

【具體實施方式】
[0037]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中激光幕布存在的調(diào)校繁瑣、效率低下的問題，本實施例提供了一種圖1所不的激光光幕用激光器，包括殼體I，殼體I內(nèi)設(shè)置有激光模組2和設(shè)置在殼體I的右端且置于該激光模組2的出光光路上的錐面鏡3 ;殼體I的右端端部通過一連接部4與錐面鏡固定座5連接，錐面鏡3的軸線朝向所述連接部4 一側(cè)偏移，且使得錐面鏡3的軸線與激光模組2的軸線之間的距離介于O?4_之間，優(yōu)選0.3?0.7_之間，激光模組2的出射激光經(jīng)該錐面鏡3反射后自錐面鏡固定座5與殼體I之間的間隙射出，連接部4的沿所述殼體I的兩個端部之間的夾角大或等于90°，且小或等于180°。
[0038]如此一來，使得激光模組2投射的激光全部投射在錐面鏡3的軸線一側(cè)(背離連接部4 一側(cè)的面)的面上，確保了錐面鏡3發(fā)射出的激光的光能量，而且由于連接部4的沿所述殼體I的兩個端部之間的夾角大或等于90°，且小或等于180°，使得錐面鏡固定座5與殼體I之間的間隙的角度介于180°到270°之間，從而確保投射出張角介于180°到270°之間的激光投影區(qū)，有效解決了現(xiàn)有的激光一般投射的激光張角小于180°，而不得不使用兩個激光器配合使用導(dǎo)致調(diào)校繁瑣和成本增加的問題。
[0039]錐面鏡3的軸線與激光模組2的軸線之間的距離優(yōu)選0.5mm,當(dāng)然，也可以根據(jù)實際設(shè)計需要，使得二者之間的距離為0.4mm或0.35mm等。
[0040]一般情況下，在生產(chǎn)制造時，會將激光模組2與殼體I同軸設(shè)置。
[0041]為了防止塵埃、水汽等對錐面鏡3的工作影響或腐蝕，可以在錐面鏡3外套設(shè)一透明罩6,如圖1所不,該透明罩6具體可以是一空心玻璃柱，自殼體I內(nèi)向外延伸，并將錐面鏡3套在其中，當(dāng)然，空心玻璃柱的內(nèi)端套設(shè)在激光模組2前端外。
[0042]該透明罩6也可以是圖2所示的一環(huán)形玻璃圈，其開口小于連接部4的寬度從而卡設(shè)在該連接部4的寬度范圍內(nèi)的面上，并且該環(huán)形玻璃圈的寬度等于錐面鏡固定座5與殼體I之間的間隙，以將錐面鏡3遮蔽在由錐面鏡固定座5、殼體1、連接部4和透明罩6的封閉空間內(nèi)。
[0043]以上所涉及的激光模組2中安裝的激光器可以是波長為780?1064nm的紅外激光器，優(yōu)選波長為830nm或850nm的紅外激光器。為了克服現(xiàn)有交互式投影手寫感應(yīng)光幕不能單獨實現(xiàn)投射區(qū)域的全幕覆蓋(照射)導(dǎo)致安裝繁瑣和使用不便的問題，本實施例提供了一種圖3所示的激光光幕用激光器，包括殼體I和沿軸向安裝殼體I內(nèi)的激光模組2，還包括設(shè)置在殼體I右端(即圖中位于看圖者的右手側(cè)的一端)且置于激光模組2的出瞳孔的出射光路上的全反射裝置7、設(shè)置在殼體I右端且置于該全反射裝置7的反射光路上的可產(chǎn)生張角大于180°的激光線的錐面鏡3。
[0044]為了便于安裝和實現(xiàn)激光模組2的出射激光的盡可能的全部利用，本實施例中，全反射裝置7與激光模組2的光軸成45°夾角(即激光的入射角為45° )。全反射裝置7的反射面8上鍍有全反射膜。常用的全反射裝置7是全反射鏡，當(dāng)然，可以根據(jù)設(shè)計及應(yīng)用場合需要，選擇反射面上鍍反射膜的其他材質(zhì)作為全反射裝置7，如鋁合金、鋼板等，當(dāng)然這些材質(zhì)會導(dǎo)致較多的光的損耗。
[0045]為了確保所有的反射光全部或平行于幕布或幕墻投射，本實施例中錐面鏡4的設(shè)置使全反射裝置7的反射光路垂直入射到錐面鏡3上。
[0046]由圖4、5中可以看出，殼體包括頂面9 (通過螺釘13實現(xiàn)與激光模組2的固定連接)和底面10，頂面9為等邊三角形，該三角形的頂角置于激光模組2的后端(即圖中所示的左端)，且該頂角的中線與激光模組2的軸線平行且處在同一垂直平面上，底面10是右端端部11為圓弧形的長方形。使用時，通過頂面9的三角與固定制成物固定即可。
[0047]圖3中所示的支撐點12為安裝時用以固定和支撐整個激光光幕用激光器。
[0048]不難看出，以上各實施例提供的交互式投影手寫感應(yīng)光幕激光器，采用錐面鏡反射產(chǎn)生張角大于180°的激光線，可覆蓋整個幕布或幕墻的整個布面或墻面，且安裝時只需要安裝在幕布或幕墻的頂部居中位置處即可，無需任何嘗試即可安裝到位，省時省力，方便使用。
[0049]如圖6所示為經(jīng)激光模組準(zhǔn)直后投射出的激光光斑截面能量分布圖，由該圖清晰可見，激光光斑長軸方向能量覆蓋的面積大，經(jīng)錐面鏡反射后投射在平行于光幕22的面上后，主要能量分布在圖7所示的圓弧半徑上20°或160°處，而一般使用的光幕為長方形，如此一來，導(dǎo)致光幕最遠處45°與135°處光能量非常低，使得攝像頭接收效果差，且20°或160°能量過高在使用時會產(chǎn)生雜光干擾，為此，本實施例特在殼體I的右端端部于激光模組的出瞳孔處設(shè)置了圖8所示的光欄23，用以遮擋出瞳孔左右兩側(cè)(即遮擋圖6所示的能量分布圖的左右兩側(cè)即長軸的左右兩端處的激光)的出射激光以減小該出射激光與光軸之間的距離，從而使穿過該光欄23后出射激光經(jīng)錐面鏡3后投射在平行于光幕或幕墻22的面上的分布于40°?50°范圍內(nèi)和130°?140°范圍內(nèi)的激光的光功率最大，圖7所示為圓弧半徑上45°或135°處的光能量最高，在接近光幕或幕墻22的長方形的最遠處時，使得45°與135°處的光能量與90°處的光能量接近或相同，從而避免了雜光干擾，提高了光的實用效果，并且在實際應(yīng)用中，當(dāng)經(jīng)錐面鏡3投射的光幕越接近幕墻或光幕時效果會更好，在圖7中，圓弧半徑的0°、45°、90°、135°和180°這五個部位的光能量非常接近，甚至相同，整體的實用效果得到提升。
[0050]光欄23的具體結(jié)構(gòu)，根據(jù)準(zhǔn)直后的激光光斑和能量分布要求設(shè)計，本實施例中，提供的光欄23為一頂部開設(shè)豎直縫隙24、內(nèi)部設(shè)置左右對稱的光孔14的圓板15，該光孔14為上底長、下底短的等腰梯形或為圓形或為正方形或為頂邊長、底邊短，頂邊的左右兩端與底邊的左右兩端通過內(nèi)凸的弧形段16連接的四邊形；豎直縫隙24延伸至所述梯形、圓形、正方形或四邊形內(nèi)；梯形、正方形、四邊形和光欄23的中心點重合，且激光模組2的軸線垂直穿過該中心點。如此一來，錐面鏡3的軸線與該中心點偏離不在同一直線上，確切的說是錐面鏡3的軸線靠近連接部4，這樣可以使得大多數(shù)激光通過錐面鏡3反射后投射在平行于光幕或幕墻的面上。
[0051]圖10所示是經(jīng)光欄23遮擋后的投射的激光光斑的能量分布圖，由該圖清晰可見，通過光欄23遮擋了圖6所示的長軸方向上的光，改變了光功率大的出射激光的部位，使得經(jīng)錐面鏡3投射后的激光光幕的圓弧半徑(是以幕墻或光幕的長邊的長度為直徑，其中心點為圓心)上40°到50°及130°到140°范圍內(nèi)激光能量最高，確保了經(jīng)常使用區(qū)域的光照，避免了雜光的干擾。
[0052]由圖8可見，殼體I的頂部安裝有一平行調(diào)節(jié)固定支架17，該平行調(diào)節(jié)固定支架17如圖11所示，為一等腰三角板，其頂角處開設(shè)有通孔18(兩個底角處也各開設(shè)有一通孔，以配合頂部的通孔實現(xiàn)定位安裝)，其底邊中心開設(shè)有與殼體I頂部的周向弧形槽19卡和的內(nèi)凹弧形豁口 20，該周向弧形槽19如圖12所示，其中心設(shè)置有一限位槽25，內(nèi)凹弧形豁口 20的中心部位則設(shè)置一插入該限位槽25內(nèi)的突塊21，實現(xiàn)卡位安裝。采用圓形外殼更易于加工。
[0053]通過本實施例提供的加裝光欄23的激光光幕用激光器(也成為交互式激光光幕用激光器)，可以將出瞳孔左右兩側(cè)的激光遮擋，改變經(jīng)錐面鏡3后投射在長方形光幕或幕墻或幕布上的光能量的分布，使得高功率的光分布在人們經(jīng)常使用的區(qū)域，同時消除雜光的干擾，提高使用效率和效果。
【權(quán)利要求】
1.一種激光光幕用激光器，包括殼體(I)和沿軸向安裝在殼體(I)內(nèi)的激光模組(2)，其特征在于:所述殼體(I)的右端設(shè)置有用以反射所述激光模組(2)的出射激光以投射在平行于幕墻的面上的錐面鏡(3)； 殼體(I)的右端端部設(shè)置有置于所述激光模組(2)出瞳孔處的用以遮擋出瞳孔左右兩側(cè)的出射激光以減小該出射激光與光軸之間的距離的光欄(23)，從而使穿過該光欄(23)后的出射激光經(jīng)錐面鏡(3)后投射在平行于幕墻的面上的分布于40°?50°范圍內(nèi)和130°?140°范圍內(nèi)的激光的光功率最大。
2.如權(quán)利要求1所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述光欄(23)為一頂部開設(shè)豎直縫隙(24)、內(nèi)部設(shè)置左右對稱的光孔(14)的圓板(15)，該光孔(14)為上底長、下底短的等腰梯形或為圓形或為正方形或為頂邊長、底邊短，頂邊的左右兩端與底邊的左右兩端通過內(nèi)凸的弧形段(16)連接的四邊形； 所述豎直縫隙(13)延伸至所述梯形、圓形、正方形或四邊形內(nèi)； 所述梯形、正方形、四邊形和光欄(23)的中心點重合，且激光模組(2)的軸線垂直穿過該中心點。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述錐面鏡(3)安裝在錐面鏡固定座(5)上； 錐面鏡(3)設(shè)置在激光模組(2)的出射激光的光路上，且其錐頂朝向激光模組(2)的瞳孔設(shè)置； 殼體(I)的右端端部通過一連接部(4 )與錐面鏡固定座(5 )連接，錐面鏡(3 )的軸線平行于激光模組(2)的軸線且朝向所述連接部(4) 一側(cè)偏移，使得錐面鏡(3)的軸線與激光模組(2)的軸線之間的距離大或等于Omm且小或等于4mm，激光模組(2)的出射激光經(jīng)該錐面鏡(3 )反射后自錐面鏡固定座(5 )與殼體(I)之間的間隙射出。
4.如權(quán)利要求3所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述連接部(4)的平行于激光模組(2)的軸向的兩個端部之間的夾角大或等于90°，且小或等于180°。
5.如權(quán)利要求3所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述錐面鏡(3)的軸線與激光模組(2)的軸線之間的距離介于0.3?0.7mm。
6.如權(quán)利要求1或2所述的激光光幕用激光器，其特征在于:殼體(I)右端設(shè)置有置于激光模組(2)的出瞳孔的出射光路上的全反射裝置(7)、設(shè)置在殼體(I)右端且置于該全反射裝置(7)的反射光路上的可產(chǎn)生張角大于180°的激光線的錐面鏡(3)。
7.如權(quán)利要求6所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述全反射裝置(7)與激光模組(2)的光軸成45°夾角。
8.如權(quán)利要求6所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述全反射裝置(7)的反射面(8)上鍍有全反射膜。
9.如權(quán)利要求6所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述錐面鏡(3)的設(shè)置使全反射裝置(7)的反射光路垂直入射到錐面鏡(3)上。
10.如權(quán)利要求3所述的激光光幕用激光器，其特征在于:所述錐面鏡(3)外套設(shè)有一透明罩(6),該透明罩(6)是一空心玻璃柱，自所述殼體(I)內(nèi)向外延伸，并將所述錐面鏡(3)包圍在其中； 或該透明罩(6)是一環(huán)形玻璃圈，其開口小于連接部(4)的寬度從而卡設(shè)在該連接部(4)的寬度范圍內(nèi)的面上，并且該環(huán)形玻璃圈的寬度等于錐面鏡固定座(5)與殼體(I)之間的間隙，以將所述錐面鏡(3)遮蔽在由錐面鏡固定座(5)、殼體(I)、連接部(4)和透明罩(6)的封閉空間內(nèi)。
【文檔編號】G02B17/06GK204009228SQ201420415021
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】孫建華, 宋雁鵬, 程學(xué)文 申請人:西安華科光電有限公司