CN101310209A - 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统 - Google Patents

从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101310209A
CN101310209A CNA2006800423368A CN200680042336A CN101310209A CN 101310209 A CN101310209 A CN 101310209A CN A2006800423368 A CNA2006800423368 A CN A2006800423368A CN 200680042336 A CN200680042336 A CN 200680042336A CN 101310209 A CN101310209 A CN 101310209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
right angle
light beam
optical devices
solid components
laser light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006800423368A
Other languages
English (en)
Inventor
K·M·莫里西
J·A·谢弗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trimble Inc
Original Assignee
Trimble Navigation Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trimble Navigation Ltd filed Critical Trimble Navigation Ltd
Publication of CN101310209A publication Critical patent/CN101310209A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/10—Plumb lines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/12—Instruments for setting out fixed angles, e.g. right angles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G02B19/0057—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode in the form of a laser diode array, e.g. laser diode bar
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于产生正交光束的系统，该系统包括在有或没有光阑(30)的情况下与准直透镜(20)结合工作的激光二极管(15)、以及简单的小型光学装置(40)。至少一条准直的光束被导向由结合在一起的各部件构成的光学装置(40)。光束(32，36)以直角从至少一个光学部件反射，以产生铅垂光束(41，44)。另外，光束(34)以直角从该光学装置反射并透过该光学装置(40)以产生垂直和水平光束(42，43)。所有的光束都彼此正交，具有基本相同的功率，并且被排列和定向为好像源自于同一点。可以产生可选择的正交光束。本发明还公开了一种由六个小部件构成的立方体形状的光学装置。

Description

从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统
技术领域
本发明总体地涉及一种具有结构布局实用性的光学系统，更具体地涉及一种包括从入射的准直激光光束产生至少三条正交光束的简单光学装置的系统。
背景技术
在家居设计和装修行业中，非常普遍的是，在进行家居设计的过程中，工人沿着墙壁或势壁位置确定水平和垂直以及找到从地板到天花板的铅垂线。优点在于，在同一时刻同一地点采用一个装置进行这些测量。如果从同一地点采用一个装置同时进行这些测量，则能够提高测量的准确度。通过在该过程期间不将测量装置从一个地点移动到另一个地点，就能够消除要不然可能会产生的不准确性。另外，单独工作的人能够从同一地点同时确定水平、垂直和铅垂线。特别有利的是，能够采用光束确定水平、垂直和铅垂线。这样消除了对铅锤的需求，并且不需要对墙壁进行大范围标记。产生垂直、水平和铅垂光束的一个装置允许由一个工人进行操作。
当前商业上使用的若干种装置利用可见光束进行水平、垂直和铅垂测量。然而，这些装置在结构上比较复杂，由此生产成本较高。当前商业上使用的装置一般具有一个或多个激光二极管以及复杂的、多部件的、光学组件。由于具有这样的复杂性，这种装置可能需要进行仔细的定标和校正。
因此，需要一种能够从同一地点产生水平、垂直以及铅垂光束的激光光学系统。这种系统除了设计简单以外，还应该经济、精确、高效、易于制造以及易于组装。
发明内容
根据本发明，公开了一种用于产生正交光束的光学系统。光源产生激光光束，然后该激光光束经由准直透镜和光阑布置进行聚焦，以产生至少三条准直的平行激光光束。这三条准直的平行激光光束照射在光学装置上。然后，该光学装置反射并透射这三条准直的平行激光光束以产生至少四条正交光束。这些正交的光束被定向和定位为好像源自于同一点。另外，这四条正交光束的功率一般相同。
该光学装置由至少四个结合在一起的部件构成。这些部件之一是直角三角形立体部件。该直角三角形立体部件的斜边表面被定位并涂覆有部分反射材料，从而反射并透射所述准直的平行激光光束之一。另外的两个光学装置部件是直角梯形立体部件。这些直角梯形立体部件均被定位为在相反方向上反射两条所述准直的平行激光光束。最后的一个部件是另一个直角梯形立体部件。这个直角梯形立体的倾斜表面被定位为与涂覆有反射材料的直角三角形立体部件的斜边表面相邻，从而形成立方体。该直角三角形立体部件和直角梯形立体部件具有相同的折射率。因此，该直角梯形立体部件无折射地透射透过该直角三角形部件的光束。
根据本发明的另一个实施例，使用玻璃带将光学装置结合在一起，而不需要在结合光学部件之间使用粘合剂。
根据本发明的另一个实施例，该直角三角形立体部件具有涂覆有反射材料的第二表面，从而反射并透射所述准直的激光光束之一，由此，沿着-x轴产生另一条正交光束。
根据本发明的另一个实施例，不是将反射材料施加到直角三角形立体部件的斜边表面，而是将反射材料施加到与直角三角形立体部件的斜边表面相邻地设置的直角梯形立体部件的倾斜表面。
根据本发明的另一个实施例，至少四个直角梯形立体部件包括光学装置。直角梯形立体部件之一的倾斜表面与另一个直角梯形立体部件的倾斜表面相邻地设置以形成立方体。该直角梯形立体部件的倾斜表面之一涂覆有反射材料，用于反射并透射所述准直的激光光束的入射部分。包括该立方体的这两个直角梯形立体部件具有相同的折射率。另外两个直角梯形立体部件被定位为在相反方向上反射激光光束。
根据本发明的另一个实施例，利用至少四个直角三角形立体部件构造光学装置。所述直角三角形立体部件之一的斜边表面与另一个直角三角形立体部件的斜边表面相邻地设置，以形成立方体。该直角三角形立体部件的斜边表面之一涂覆有反射材料，以反射并透射所述准直的激光光束的入射部分。形成该立方体的这两个直角三角形立体部件具有相同的折射率。另外的两个直角三角形立体部件被定位为在相反方向上反射所述准直的激光光束。
根据本发明的另一个实施例，布置至少六个直角三角形立体部件以形成立方体光学装置。该立方体形状提高了制造和组装的容易度。
根据本发明的另一个实施例，该光学装置由结合在一起的至少三个部件构成。这些部件之一是直角三角形立体部件。该直角三角形立体部件的斜边表面被定位并涂覆有部分反射材料，从而反射并透射所述准直的平行激光光束之一。另一个光学装置部件是直角梯形立体部件。这个直角梯形立体部件被定位为沿着y轴反射所述准直的平行激光光束之一。最后的一个部件是另一个直角梯形立体部件。这个直角梯形立体的倾斜表面与涂覆有反射材料的直角三角形立体部件相邻地设置以形成立方体。该直角三角形立体部件和直角梯形立体部件具有相同的折射率。因此，该直角梯形立体部件无折射地透射透过直角三角形部件的光束。
根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于产生正交光束的光学系统。光源产生激光光束，然后该激光光束经由准直透镜进行聚焦从而产生准直的激光光束。这个准直的激光光束照射在光学装置上。然后，该光学装置反射并透射该激光光束以产生几条正交的光束。这些正交的光束被定向和定位为好像源自于同一点。另外，这些正交光束的功率基本相同。
根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于产生正交光束的光学系统。光源产生激光光束，然后该激光光束经由准直透镜进行聚焦以产生准直的激光光束。这个准直的激光光束照射在光学装置上。光阑是印刷在光学装置上的垫片(pad)。然后，该光学装置反射并透射该激光光束以产生几个正交的光束。这些正交的光束被定向和定位为好像源自于同一点。另外，这些正交的光束的功率基本相同。
因此，本发明的实施例的特征在于：具有包括一个激光光源和一个简单的光学装置的设备，该光学装置准确地产生源自于同一点的几条正交光束。该光学装置结构简单，易于制造，并且不需要复杂的定标或调整。由于该光学装置的设计简单，所以能够将该光学装置各部件的成本最小化。
根据本文实施的本发明的描述，本发明的实施例的其它特征将显而易见。
附图说明
通过结合下面附图进行阅读，能够更好地理解本发明的特定实施例的以下详细描述，在附图中，相同的结构由相同的参考标号表示，其中：
图1图示根据本发明实施例的用于产生四条正交光束的系统，其中，该系统包括激光二极管、准直透镜、光阑、以及简单的光学装置；
图2是根据本发明实施例的用于产生源自于同一点的四条正交光束的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括三个直角梯形立体部件和一个直角三角形立体部件；
图2A是图2的光学装置的分解图；
图3是根据本发明的另一个实施例的采用玻璃带结合的系统的光学装置的透视图；
图4是根据本发明的另一个实施例的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括四个直角梯形立体部件；
图4A是图4的光学装置的分解图；
图5是根据本发明的另一个实施例的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括通过利用玻璃带结合的四个直角梯形立体部件；
图6是根据本发明的另一个实施例的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括四个直角三角形立体部件；
图6A是图6的光学装置的分解图；
图7是根据本发明的另一个实施例的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括形成立方体光学装置的六个直角三角形立体部件；
图7A是图7的光学装置的分解图；
图8是根据本发明的另一个实施例的用于产生源自于同一点的五条正交光束的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括三个直角梯形立体部件和一个直角三角形立体部件；
图8A是图8的光学装置的分解图；
图9是根据本发明实施例的用于产生源自于同一点的三条正交光束的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括两个直角梯形立体部件和一个直角三角形立体部件；
图9A是图9的光学装置的分解图；
图10是根据本发明实施例的用于产生源自于同一点的四条正交光束的系统的光学装置的分解图，其中，该光学装置包括两个直角梯形立体部件和一个直角三角形立体部件；
图11图示根据本发明实施例的用于产生四条正交光束的系统的光学装置，其中，该系统包括激光二极管、准直透镜、简单光学装置以及印刷在简单的光学装置上的印刷光阑；以及
图12是根据本发明实施例的用于产生源自于同一点的四条正交光束的系统的光学装置的透视图，其中，该光学装置包括两个直角梯形立体部件和一个直角三角形立体部件。
具体实施方式
图1示出了包括一个光源15的系统10，其中，该光源15产生光束17，该光束17照射在光学装置40上。然后，该光学装置40产生四条正交光束41、42、43和44，这四条正交光束41、42、43和44被定向和排列为好像源自于光学装置40内的同一个点。优选的是，光源15是激光二极管，用于产生光束17，该光束17的横截面通常是椭圆形的。通常，光束17沿着y轴进行投射。椭圆形的激光光束17穿过准直透镜20并且与光阑30一起产生三条平行的、准直的、激光光束32、34、和36。作为“水平”光束的光束34的功率近似为受光阑限制的光束17的功率的和的一半。作为“铅垂”光束的光束32和36中的每一个的功率近似为受光阑限制的光束17的功率的和的四分之一。这三条光束32、34和36投射到光学装置40上。光学装置40反射和透射这三条光束32、34和36以产生基本相同功率的四条正交光束41、42、43和44，从而这四条正交光束41、42、43和44被定向和排列为好像源自于光学装置40内的同一点。
该光学装置40由多个光学部件构成。每个光学部件具有简单的几何形状。这些光学部件可以由诸如BK7玻璃之类的硼硅酸盐冕玻璃构成。优选的是，这些光学部件的光学表面的平坦度可以是635nm波长的四分之一。
在一个实施例中，现在对照图2和2A，两种简单几何形状的四个光学部件用于形成光学装置40。一个光学部件是直角三角形立体54，作为分束器光学装置。优选的是，该分束器光学装置54被设计为在约620nm和650nm之间的波长处进行工作，并且被设计为沿着直角三角形立体54的斜边表面55进行S偏振。优选的是，直角三角形立体54的其它表面具有多层的电介质抗反射(AR)涂层，该涂层允许多于约97％的激光从其透过。该直角三角形立体54是五面立体，包括两个直角三角形表面和三个矩形表面。
该光学装置40的另外三个光学部件是直角梯形立体50和52。该直角梯形立体50和52是六面立体，包括两个直角梯形表面和四个矩形表面。优选的是，该直角梯形立体50和52被设计为在大约620nm和650nm之间的波长处进行工作，最好是在635nm波长处进行工作。直角梯形立体50和52的倾斜表面51与相对表面按照45°进行定向。作为90度光学装置的两个直角梯形立体50被定位为按照相反方向41和44从它们的倾斜表面51反射两条四分之一功率的“铅垂”光束32和36，以沿着z轴形成铅垂线。优选的是，每一个倾斜表面51都具有保护增强铝涂层，其中，激光的反射率最好大于约93％以进行P偏振，而透射率最好小于约0.05％。作为水平光学装置的第三个直角梯形立体52被定位为其倾斜表面51邻近并邻接分束器光学装置54的斜边表面55。这两个立体一起形成立方体。这个立方体定位在两个90度光学装置50的较长的两个平行表面53之间。优选的是，水平光学装置52的直立非平行面57涂覆有多层的电介质AR涂层。由于直角三角形立体54和直角梯形立体50和52都是简单的几何形状，所以这些光学部件的制造以及光学装置40的组装更加容易并且成本更低。
在一个实施例中，分束器光学装置54的斜边表面55涂覆有反射材料。在另一个实施例中，水平光学装置52的倾斜表面51涂覆有反射材料。在任何一个例子中，该反射材料将以45度入射角入射的水平光束34分成两份。入射水平光束34的一半将沿着y轴透过水平光学装置52，从而形成水平光束42，该水平光束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阑限制的光束17的功率的和的四分之一。入射水平光束34的另一半沿着x轴以90度的角度从部分反射材料反射，从而形成垂直光束43，该垂直光束43的功率基本上为入射水平光束34的功率的一半或者原始光束17的功率的四分之一。由于水平光学装置52的折射率与分束光学装置54相同，所以在水平光学装置52与分束器光学装置54之间，透射光束42不会发生折射。结果，透射光束42沿着与反射光束43正交的方向从水平光学装置52射出。
光学装置40的部件50、52和54可以通过粘合剂结合在一起。应用粘合剂从不会影响入射光束32、34和36的透射和反射。在另一个实施例中，如图3所示，通过使用玻璃带56将光学装置40的部件50、52和54结合在一起。通常，该玻璃带56贴在光学装置40的各部件上，从而提供附加的结构完整性。该玻璃带56通过粘合剂结合到部件50、52和54上。玻璃带56与光学部件50、52和54之间的粘合剂替代部件50、52和54的结合表面之间的粘合剂。通过消除结合表面之间的粘合剂，能够提高正交光束41、42、43和44的制造精度。
图4和图4A示出了本发明的另一个实施例。在这个实施例中，构成光学装置40的四个部件是相同的几何形状，它们的形状是用于前一实施例的三个部件的直角梯形立体形状。在这个实施例中，另一个水平光学装置52替代图2的分束光学装置54以形成立方体。这个立方体与图2所述的立方体相似，尽管这个立方体沿着y轴要稍长一些。如以上就图2所述，这个立方体也定位在两个90度光学装置50的较长的平行面之间。两个水平光学装置52的倾斜表面之一涂覆有部分反射材料，从而产生透射和反射的光束42和43。然后，如图5所示，能够通过粘合剂或通过玻璃带56与粘合剂一起将光学装置40的四个光学部件50和52结合在一起。
图6和图6A示出了光学装置40的另一个实施例。在这个实施例中，替代以上如图4所述的使用四个直角梯形立体50和52形成光学装置40，使用四个直角三角形立体54、60和62。按照与以上对照图2所述的90度光学装置50相同的方式对两个直角三角形立体60进行涂覆，从而以90度反射光束32和36，因而沿着z轴产生反射光束41和44。另外，另一个直角三角形立体62替代水平光学装置52以形成立方体，该立方体定位在两个直角三角形立体60之间。两个直角三角形立体54和62的斜边表面涂覆有部分反射材料，从而按照与上述方式相同的方式产生透射和反射的光束42和43。
图7和7A所示的本发明的光学装置40的另一个实施例建立于以上图6所述的光学装置40上。在这个实施例中，使用六个直角三角形立体54建立立方体光学装置40。这是通过对光学装置40增加两个附加的直角三角形立体64来实现的。这两个直角三角形立体64定位在三角形90度光学装置62上以形成立方体。增加两个直角三角形立体64会形成彼此堆叠于其上的三个立方体以形成一个立方体。由于它具有简单的几何关系，立方体光学装置40简化了系统10的制造和装配，从而降低了系统10的整体成本。
图8和8A示出了光学装置40的另一个实施例。在这个实施例中，四个光学装置部件50、52和54的布置与图2所示的相同。然而，在这个实施例中，两个表面涂覆有反射材料。在一个实施例中，这两个被涂覆的表面是直角三角形立体54的斜边表面55和入射的水平光束34没有透过的直角三角形立体54的表面58。在另一个实施例中，这两个被涂覆的表面是水平光学装置52的倾斜表面51和入射的水平光束34没有透过的直角三角形立体54的非斜边表面58。通过用反射材料涂覆直角三角形立体54的另一表面58，沿着-x轴方向即反射光束43的相反方向产生第五正交光束45。可以对涂覆在表面58和55上的反射材料进行控制，以相对于入射光束34实现不同功率比的光束42、43和45。
在另一个实施例中，现在对照图9和图9A，使用两种简单的几何形状的三个光学部件建立光学装置40。一个光学部件是直角三角形立体54，用作分束器光学装置。光学装置40的另外两个光学部件是直角梯形立体50和52。这种光学布置与图2所示的光学布置相似，不同之处在于：底部直角梯形立体50没有包括在这个光学布置中。因此，产生大约相同功率的三条正交光束41、42和43，而不是产生四条正交光束。
图10示出了光学装置40的另一个实施例。在这个实施例中，三个光学部件50、52和54的布置与图9所示的相同。然而，在这个实施例中，两个表面涂覆有如图8和8A所示的反射材料，从而沿着-x轴即反射光束43的相反方向产生第四正交光束45。如图8和8A所示的情况，可以控制涂覆在表面58和55上的反射材料，从而相对于入射光束34实现不同功率比的光束42、43和45。图11示出了系统10的另一个实施例。在这个实施例中，总的来讲，光束17仍然沿着y轴进行投射。椭圆形的激光光束17穿过准直透镜20从而产生一条准直的激光光束。该准直的光束投射到光学装置40上。光阑30是印刷在光学装置40自身上的垫片(pad)。然后，如以上所述，光学装置40产生大约相同功率的四条正交光束41、42、43和44，这四条正交光束41、42、43和44被定向和排列为好像源自于光学装置40内的同一点。图12示出了系统10的另一个实施例。在这个实施例中，总的来讲，光束17仍然沿着y轴进行投射。椭圆形的光束17穿过准直透镜20从而在不使用光阑30的情况下就可以产生一条准直的激光光束。然后，光学装置40产生大约相同功率的四条正交光束41、42、43和44，这四条正交光束41、42、43和44被定向和排列为好像源自于光学装置40内的同一点。
请注意：在本文中没有利用诸如“优选”、“普遍”、“通常”的术语来限制本发明的范围，或者暗示：某些特征对本发明的结构或功能来讲是关键的、必要的或更加重要的。另外，这些术语的唯一目的是为了强调可以或不可以用于本发明特定实施例中的替代或附加的特征。
已经就本发明的特定实施例详细描述了本发明，应该明白，在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种变型和修改。更具体地讲，尽管在本文中本发明的一些方面被视为优选的或尤其有利的方面，但是，应该理解，本发明并不一定限于本发明的这些优选方面。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1、一种用于产生正交光束的系统，所述系统包括：
光源，用于产生激光光束；
准直透镜，用于产生准直的激光光束；
光学装置，用于接收所述准直的激光光束，反射并透射所述准直的激光光束以产生至少三条正交光束，所述正交光束被定向和定位为好像源自于同一点，并且所述三条正交光束的功率基本相同，其中，所述光学装置包括：
直角三角形立体部件；
第一直角梯形立体部件，其中，所述直角梯形立体部件定位为反射所述准直的平行激光光束之一；以及
第二直角梯形立体部件，所述第二直角梯形立体部件与所述直角三角形立体部件相邻地设置，其与所述直角三角形立体部件相邻的一面涂覆有部分反射材料，以反射和透射准直的激光光束的入射部分，其中，所述直角三角形立体部件和所述第二直角梯形立体部件具有相同的折射率，并且，所述第二直角梯形立体部件无折射地透射透过所述直角三角形部件的光束部分；以及
光阑，印刷在所述光学装置上。
2、如权利要求1所述的系统，其中，所述光阑是印刷在所述光学装置上的垫片。
3、如权利要求1所述的系统，其中，所述光源包括发光二极管。
4、如权利要求1所述的系统，其中，所述光源包括激光二极管。
5、如权利要求1所述的系统，其中，所述光学装置由多个部件构成。
6、如权利要求5所述的系统，其中，所述部件包括几何立体光学材料。
7、如权利要求5所述的系统，其中，所述光学装置的所述部件通过光学粘合剂结合在一起。
8、如权利要求5所述的系统，其中，所述光学装置的所述部件通过玻璃带结合在一起，所述玻璃带固定在所述部件上。
10、如权利要求1所述的系统，其中，所述第一直角梯形立体部件在倾斜面上具有反射涂层，用于反射准直的光束。
11、如权利要求10所述的系统，其中，所述反射材料包括针对45°入射角设计的50/50分束器涂层。
12、如权利要求1所述的系统，其中，所述第二直角梯形立体部件在其直立的非平行表面上具有抗反射涂层。
13、如权利要求1所述的系统，其中，所述直角三角形立体部件在其非斜边表面上具有抗反射涂层。
14、如权利要求1所述的系统，其中，所述直角三角形立体部件具有涂覆有部分反射材料的第二表面，从而反射和透射所述准直的激光光束之一，由此产生了另一条正交光束。
15、一种产生正交光束的系统，所述系统包括：
光源，用于产生激光光束；
准直透镜和光阑布置，产生至少三条准直的、受光阑限制的、平行激光光束；以及
光学装置，用于接收所述三条准直的平行激光光束，反射并透射所述三条准直的平行激光光束以产生至少三条正交光束，所述正交光束被定向和定位为好像源自于同一点，并且所述至少三条正交光束的功率基本相同，其中，所述光学装置包括：
直角三角形立体部件，
第一直角梯形立体部件，其中，所述直角梯形立体部件被定位为反射所述准直的平行激光光束之一，以及
第二直角梯形立体部件，所述第二直角梯形立体部件与所述直角三角形立体部件相邻地设置，其与所述直角三角形立体部件相邻的一面涂覆部分反射材料，以反射和透射准直的激光光束的入射部分，其中，所述直角三角形立体部件和所述第二直角梯形立体部件具有相同的折射率，并且，所述第二直角梯形立体部件无折射地透射透过所述直角三角形部件的光束部分。
16、如权利要求15所述的系统，其中，所述直角三角形立体部件具有涂覆有部分反射材料的第二表面，从而反射和透射所述准直的激光光束之一，由此产生了另一条正交光束。
17、如权利要求15所述的系统，其中，所述准直的受到光阑限制的平行激光光束中的两条光束的功率大约是由所述光源产生的受光阑限制的激光光束的总功率的四分之一，而所述准直的受到光阑限制的平行激光光束中的另一条光束的功率大约是由所述光源产生的受到光阑限制的激光光束的总功率的一半。
18、一种产生正交光束的系统，所述系统包括：
光源，用于产生激光光束；
准直透镜，产生至少一条准直的激光光束；以及
光学装置，用于接收所述准直的激光光束，反射并透射所述准直的激光光束以产生至少三条正交光束，所述正交光束被定向和定位为好像源自于同一点，并且所述三条正交光束的功率基本相同，其中，所述光学装置包括：
直角三角形立体部件，其中，所述直角三角形立体部件的斜边表面被定位和涂覆有反射材料，从而反射和透射所述准直的平行激光光束之一，
至少两个直角梯形立体部件，其中，所述直角梯形立体部件均被定位为反射所述准直的平行激光光束之一，所述两个直角梯形立体部件在相反方向上反射光束，以及
直角梯形立体部件，与涂覆有反射材料的所述直角三角形立体部件的斜边表面相邻地设置，其中，所述直角三角形立体部件和直角梯形立体部件具有相同的折射率，并且，所述直角梯形立体部件无折射地透射透过所述直角三角形部件的光束部分。

Claims (18)

1、一种用于产生正交光束的系统，所述系统包括：
光源，用于产生激光光束；
准直透镜，用于产生准直的激光光束；
光学装置，用于接收所述准直的激光光束，反射并透射所述准直的激光光束以产生至少三条正交光束，所述正交光束被定向和定位为好像源自于同一点，并且所述三条正交光束的功率基本相同；
光阑，印刷在所述光学装置上。
2、如权利要求1所述的系统，其中，所述光阑是印刷在所述光学装置上的垫片。
3、如权利要求1所述的系统，其中，所述光源包括发光二极管。
4、如权利要求1所述的系统，其中，所述光源包括激光二极管。
5、如权利要求1所述的系统，其中，所述光学装置由多个部件构成。
6、如权利要求5所述的系统，其中，所述部件包括几何立体光学材料。
7、如权利要求5所述的系统，其中，所述光学装置的所述部件通过光学粘合剂结合在一起。
8、如权利要求5所述的系统，其中，所述光学装置的所述部件通过玻璃带结合在一起，所述玻璃带固定在所述部件上。
9、如权利要求1所述的系统，其中，所述光学装置包括：
直角三角形立体部件；
第一直角梯形立体部件，其中，所述直角梯形立体部件定位为反射所述准直的平行激光光束之一；以及
第二直角梯形立体部件，所述第二直角梯形立体部件与所述直角三角形立体部件相邻地设置，其与所述直角三角形立体部件相邻的一面涂覆有部分反射材料，以反射和透射准直的激光光束的入射部分，其中，所述直角三角形立体部件和所述第二直角梯形立体部件具有相同的折射率，并且，所述第二直角梯形立体部件无折射地透射透过所述直角三角形部件的光束部分。
10、如权利要求9所述的系统，其中，所述第一直角梯形立体部件在倾斜面上具有反射涂层，用于反射准直的光束。
11、如权利要求10所述的系统，其中，所述反射材料包括针对45°入射角设计的50/50分束器涂层。
12、如权利要求9所述的系统，其中，所述第二直角梯形立体部件在其直立的非平行表面上具有抗反射涂层。
13、如权利要求9所述的系统，其中，所述直角三角形立体部件在其非斜边表面上具有抗反射涂层。
14、如权利要求9所述的系统，其中，所述直角三角形立体部件具有涂覆有部分反射材料的第二表面，从而反射和透射所述准直的激光光束之一，由此产生了另一条正交光束。
15、一种产生正交光束的系统，所述系统包括：
光源，用于产生激光光束；
准直透镜和光阑布置，产生至少三条准直的、受光阑限制的、平行激光光束；以及
光学装置，用于接收所述三条准直的平行激光光束，反射并透射所述三条准直的平行激光光束以产生至少三条正交光束，所述正交光束被定向和定位为好像源自于同一点，并且所述至少三条正交光束的功率基本相同，其中，所述光学装置包括：
直角三角形立体部件，
第一直角梯形立体部件，其中，所述直角梯形立体部件被定位为反射所述准直的平行激光光束之一，以及
第二直角梯形立体部件，所述第二直角梯形立体部件与所述直角三角形立体部件相邻地设置，其与所述直角三角形立体部件相邻的一面涂覆部分反射材料，以反射和透射准直的激光光束的入射部分，其中，所述直角三角形立体部件和所述第二直角梯形立体部件具有相同的折射率，并且，所述第二直角梯形立体部件无折射地透射透过所述直角三角形部件的光束部分。
16、如权利要求15所述的系统，其中，所述直角三角形立体部件具有涂覆有部分反射材料的第二表面，从而反射和透射所述准直的激光光束之一，由此产生了另一条正交光束。
17、如权利要求15所述的系统，其中，所述准直的受到光阑限制的平行激光光束中的两条光束的功率大约是由所述光源产生的受光阑限制的激光光束的总功率的四分之一，而所述准直的受到光阑限制的平行激光光束中的另一条光束的功率大约是由所述光源产生的受到光阑限制的激光光束的总功率的一半。
18、一种产生正交光束的系统，所述系统包括：
光源，用于产生激光光束；
准直透镜，产生至少一条准直的激光光束；以及
光学装置，用于接收所述准直的激光光束，反射并透射所述准直的激光光束以产生至少三条正交光束，所述正交光束被定向和定位为好像源自于同一点，并且所述三条正交光束的功率基本相同，其中，所述光学装置包括：
直角三角形立体部件，其中，所述直角三角形立体部件的斜边表面被定位和涂覆有反射材料，从而反射和透射所述准直的平行激光光束之一，
至少两个直角梯形立体部件，其中，所述直角梯形立体部件均被定位为反射所述准直的平行激光光束之一，所述两个直角梯形立体部件在相反方向上反射光束，以及
直角梯形立体部件，与涂覆有反射材料的所述直角三角形立体部件的斜边表面相邻地设置，其中，所述直角三角形立体部件和直角梯形立体部件具有相同的折射率，并且，所述直角梯形立体部件无折射地透射透过所述直角三角形部件的光束。
CNA2006800423368A 2006-01-09 2006-11-16 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统 Pending CN101310209A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/328,047 2006-01-09
US11/328,047 US7440192B2 (en) 2004-04-05 2006-01-09 Optical system providing several beams from a single source

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410283525.0A Division CN104166227A (zh) 2006-01-09 2006-11-16 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101310209A true CN101310209A (zh) 2008-11-19

Family

ID=37737278

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410283525.0A Pending CN104166227A (zh) 2006-01-09 2006-11-16 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统
CNA2006800423368A Pending CN101310209A (zh) 2006-01-09 2006-11-16 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410283525.0A Pending CN104166227A (zh) 2006-01-09 2006-11-16 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7440192B2 (zh)
CN (2) CN104166227A (zh)
DE (1) DE112006003528B4 (zh)
WO (1) WO2007081441A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104142144A (zh) * 2009-03-26 2014-11-12 罗伯特·博世有限公司 自动调平的多线360°激光仪

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8077328B2 (en) * 2009-07-06 2011-12-13 Gammex, Inc. Variable color incoherent alignment line and cross-hair generator
KR101094281B1 (ko) * 2009-11-24 2011-12-19 삼성모바일디스플레이주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
CN102095415B (zh) * 2010-12-10 2012-09-12 西安华科光电有限公司 一种共点三维分光锥反激光投线仪
CN102692716B (zh) * 2012-03-21 2014-10-22 常州华达科捷光电仪器有限公司 制造多束光效果的光学元件
US9684153B2 (en) * 2014-04-03 2017-06-20 Seek Thermal, Inc. System and method for producing an aperture on an optical element of an infrared optical system
US20180129063A1 (en) * 2016-11-04 2018-05-10 Digislide Photonics Pty Ltd Method and apparatus to reduce laser speckle

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD222432A1 (de) 1984-03-01 1985-05-15 Zeiss Jena Veb Carl Anordnung zur strahlenteilung eines laserstrahles
US5144487A (en) * 1991-09-03 1992-09-01 Pacific Laser Portable laser device for alignment tasks
US5408553A (en) * 1992-08-26 1995-04-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Optical power splitter for splitting high power light
US5307368A (en) * 1992-09-08 1994-04-26 Hamar M R Laser apparatus for simultaneously generating mutually perpendicular planes
US5381439A (en) * 1993-06-14 1995-01-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Laser dividing apparatus
US5459932A (en) * 1993-08-27 1995-10-24 Levelite Technology, Inc. Automatic level and plumb tool
US5617202A (en) * 1994-05-24 1997-04-01 Levelite Technology, Inc. Diode laser co-linear and intersecting light beam generator
US5500524A (en) * 1994-09-23 1996-03-19 Levelite Technology, Inc. Diode laser co-linear light beam generator
US6005716A (en) * 1997-07-03 1999-12-21 Levelite Technology, Inc. Co-linear and intersecting five light beam generator
US6154319A (en) * 1997-07-03 2000-11-28 Levelite Technology Inc. Multiple laser beam generation
US6327090B1 (en) * 1997-07-03 2001-12-04 Levelite Technology, Inc. Multiple laser beam generation
US6292303B1 (en) * 1999-03-10 2001-09-18 Hamar Laser Instruments, Inc. Laser apparatus for simultaneously generating a plurality of laser planes from a single laser source
US6542304B2 (en) * 1999-05-17 2003-04-01 Toolz, Ltd. Laser beam device with apertured reflective element
DE19929436A1 (de) * 1999-06-26 2001-01-11 Hilti Ag Strahlteiler zur Aufspaltung eines Lichtstrahlenbündels in Teilstrahlenbündel
US6609815B1 (en) * 2000-08-23 2003-08-26 Hilti Aktiengesellschaft Laser arrangement for a multi-beam laser sighting mechanism
DE10055161B4 (de) * 2000-11-08 2011-01-05 Hilti Aktiengesellschaft Justageanordnung für Strahlteiler
DE10112024C2 (de) * 2001-03-09 2003-03-06 Jenoptik Laser Optik Sys Gmbh Anordnung und Verfahren zum Erzeugen mehrerer zueinander definiert ausgerichteter optischer Achsen
DE10116563B4 (de) * 2001-04-04 2009-05-28 Hilti Aktiengesellschaft Mehrachslaserstrahler mit optischem Strahlteiler
US6563646B1 (en) * 2001-12-28 2003-05-13 Trimble Navigation Limited Portable laser layout instrument
JP2004085784A (ja) 2002-08-26 2004-03-18 Hitachi Koki Co Ltd ビームスプリッター及びそれを搭載したレーザ墨出し装置
TW582551U (en) * 2002-10-04 2004-04-01 Quarton Inc Multi-light beam laser light splitting lens
US7006298B2 (en) * 2004-04-05 2006-02-28 Trimble Navigation Limited Optical system providing four beams from a single source

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104142144A (zh) * 2009-03-26 2014-11-12 罗伯特·博世有限公司 自动调平的多线360°激光仪

Also Published As

Publication number Publication date
DE112006003528T5 (de) 2009-04-23
WO2007081441A1 (en) 2007-07-19
CN104166227A (zh) 2014-11-26
WO2007081441B1 (en) 2007-09-13
DE112006003528B4 (de) 2015-02-12
US7440192B2 (en) 2008-10-21
US20060119953A1 (en) 2006-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101310209A (zh) 从一个光源提供几条正交的准直光束的光学系统
TWI544234B (zh) A lens array and an optical module with it
CN106680917B (zh) 用于多功能望远镜的复合棱镜及其双目望远镜光学系统
US6542247B2 (en) Multi-axis interferometer with integrated optical structure and method for manufacturing rhomboid assemblies
WO2006023523A3 (en) System and method for optical measurement
WO2013013488A1 (zh) 激光测距仪的光学系统结构
JP2003279385A (ja) 光学式変位検出装置および方法
TWI579610B (zh) 光插座及具備其的光模組
JP2001042109A (ja) ビームスプリッタ
US7092167B2 (en) Optical system providing four beams from a single source
TWI596395B (zh) Optical socket and its light module
EP1394507A2 (en) Beam splitter and laser marking apparatus
CN1295483C (zh) 物体三维角度变形的自准直干涉测量系统
CN110286483B (zh) 一种测距双筒望远镜光学系统
CA2315592C (en) Laser arrangement for a multi-beam laser sighting mechanism
RU2399871C1 (ru) Углоизмерительный звездный прибор
US20060005407A1 (en) Tilt sensor
CN103528561A (zh) 激光电子经纬仪的激光发射装置
WO2013013349A1 (zh) 激光测距仪的光学系统结构
WO2015054455A1 (en) Beam splitting for laser power monitoring in molded optical coupling units
US6609815B1 (en) Laser arrangement for a multi-beam laser sighting mechanism
CN211291473U (zh) 一种激光投线仪的分光系统及一种激光投线仪
US6636317B2 (en) Optical interferometer
JPH0718210U (ja) 測量機用反射ターゲット
CN113281768A (zh) 一种激光测量系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20081119