CN103852070B - 一种视窗模块、一种视窗以及具有该视窗的激光投线仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视窗模块，其包括垂直于同一平面的前视窗、左视窗及右视窗，且所述前视窗、左视窗及右视窗在该平面内的射影构成一等腰梯形，该视窗模块能够在现有技术的基础上消除杂光，使得激光投线仪投射出的水平激光线的亮度均衡。

Description

一种视窗模块、一种视窗以及具有该视窗的激光投线仪

技术领域

本发明的第一方面涉及一种视窗模块。

本发明的第二方面涉及一种具有该视窗模块的视窗。

本发明的第三方面涉及一种具有该视窗的激光投线仪。

背景技术

随着激光投线仪不断的发展以及其应用范围不断的扩展，客户对激光投线的要求也越来越高。

举例而言，越来越多的客户要求激光投线仪能够投射出360度的激光线，即激光线在单一平面内实现全角度覆盖。但在先前传统的激光投线仪中，要实现360度的激光线通常需要在一个平面内每间隔90度设置一个的激光模组，每个激光模组所投射出的激光线其扩散角约在120度-150度之间，共需要四个相同的激光模组。这就导致这样的激光投线仪占用的空间体积很大，材料成本高。

对此，现有技术已经提出一种占用空间体积小，成本低廉的360度激光投线仪，但该激光投线仪仍存在一些缺陷，即在角度较大的部分会出现杂光。

因此，为了消除这些杂光，亟待一种改良的激光投线仪。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于对激光投线仪的视窗进行改良。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提出一种视窗模块，包括垂直于同一平面的前视窗、左视窗及右视窗，且所述前视窗、左视窗及右视窗在该平面内的射影构成一等腰梯形，所述前视窗的射影为所述等腰梯形的上底边，所述左、右视窗为所述等腰梯形的两腰，其中，

所述前视窗在该平面内的射影为线段AB，所述左视窗在该平面内的射影为线段BC，所述右视窗在该平面内的射影为线段AD，

以线段AB的中点O为原点，线段OB的方向作为y轴的正向，线段AB的中垂线并朝向点C或D的方向为x轴的正向构建直角坐标系，

其中，点C的坐标为（m，n），点D的坐标为（m，-n），点E为点B在线段CD上的射影，其坐标为（m，e），点B的坐标为（0，e），点A的坐标为（0，-e），P为光源点，其坐标为（p，0），其中，m、n、e，p均大于0，且0<p<m；

其中，∠CBE的角a，∠PBE的角b，其中，角a和角b均为锐角，a>b并且a+b>90°，

其中， $\frac{n}{m+p}<\tan \left(a\right)<\frac{2p}{n-\sqrt{n^2-4\mathrm{pm}}}.$

本发明的第二方面提出一种视窗，其包括窗框，以及如前所述的视窗模块，所述视窗模块安装在所述窗框中。

本发明的第三方面提出一种激光投线仪，包括，壳体以及垂吊系统，其中，所述垂吊系统具有一激光模组，所述激光模组包括：一激光器，一准直装置，以及一柱面透镜；所述柱面透镜具有高折射率；

其中，所述壳体上设置有如前所述的视窗，

由所述激光器发射的激光经过准直装置后入射至所述柱面透镜，经所述柱面透镜发散，形成扩散角大致大于180度的激光线，所述激光线通过所述视窗向外界发散。

优选地，在本发明中，所述垂吊系统中还设置另一激光模组，两个激光模组位于同一水平面，且相对而设，所述两个激光模组产生的水平激光线相交，以形成扩散角为360度的激光线。

基于上述设置，本发明提供的视窗模块能够在现有技术的基础上消除杂光，使得激光投线仪投射出的水平激光线的亮度均衡。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的视窗模块示意图；

图2a示出了图1中的第一临界点位置；

图2b示出了图1中的第二临界点位置；

图3为本发明一优选实施例提供的视窗的结构示意图；

图4为本发明一优选实施例提供的激光投线仪的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例来进一步阐述本发明的优点。

首先，请参见图1，为本发明一优选实施例所提供的视窗模块示意图。该视窗模块，包括垂直于同一平面的前视窗、左视窗及右视窗。为了便于描述这三个视窗的位置关系，以这三个视窗在同一平面内的射影来描述。

如图1所示，前视窗在该平面内的射影为线段AB，左视窗在该平面内的射影为线段BC，右视窗在该平面内的射影为线段AD，这三条线段构成了一等腰梯形ABCD，线段AB为等腰梯形ABCD的上底边，线段BC及线段AD为腰，线段CD为下底边（虚线示出）。以线段AB的中点O为原点，线段OB的方向作为y轴的正向，线段AB的中垂线并朝向线段CD的方向为x轴的正向构建直角坐标系xoy。

在该直角坐标系xoy中，点C的坐标为（m，n），点D的坐标为（m，-n），点E为点B在线段CD上的射影，其坐标为（m，e），点B的坐标为（0，e），点A的坐标为（0，-e），P为光源点，其坐标为（p，0），其中，m、n、e，p均大于0，且0<p<m。其中，∠CBE的角度为a，∠PBE的角度为b。为了要实现消除杂光的效果，这就要求∠CBE和∠PBE均为锐角，a>b并且a+b>90°。

由于在该直角坐标系xoy中，点O是固定的，点P为光源点也是相对固定的，点C和点D可以被理解为视窗的边缘，因此也是固定的。从而，点A及点B的位置就直接影响整个视窗模块的布局。换句话说，e的数值大小，直接影响着a的大小，并影响着视窗模块的消除杂光的效果。

为了获得a的取值范围，根据上述内容，可得出两个临界点。

如图2a所示，为第一临界点，a+b=90°。其中，△CBE与△PBO相似，所以OB/BE=OP/EC，即得出

从而推得：

$\tan \left(a\right)=\frac{2p}{n-\sqrt{n^2-4\mathrm{pm}}}---\left(4\right)$

如图2b所示，为第二临界点，a=b。其中，△CBE与△BPO相似，所以OB/EC=OP/BE，即得出

从而推得：

$\tan \left(a\right)=\frac{n}{m+p}---\left(2\right)$

将上述两式组合，即得出， $\frac{n}{m+p}<\tan \left(a\right)<\frac{2p}{n-\sqrt{n^2-4\mathrm{pm}}}---\left(3\right)$

由公式（3）可以得出a的取值范围。

基于上述设置，视窗模块能够在现有技术的基础上消除杂光，使得激光投线仪投射出的水平激光线的亮度均衡。

图3示出了本发明中一优选实施例提供的一种视窗200，其包括窗框210，以及安装在窗框210中的视窗模块100，包括前视窗110，左视窗120以及右视窗130。

图4示出了本发明一优选实施例所提供的一种激光投线仪300，其包括壳体（未示出）以及垂吊系统（未示出），其中，所述垂吊系统具有一激光器310，一准直装置320，以及一具有高折射率的柱面透镜330。

在壳体上设置有如图3所示的视窗200，由激光器310发射的激光经过准直装置320后入射至柱面透镜330，经柱面透镜330发散，形成扩散角大致大于180度的激光线，激光线通过视窗200向外界发散。

在本发明另一优选实施例，在垂吊系统中还可以设置另一激光模组，两个激光模组位于同一水平面，且相对而设，所述两个激光模组产生的水平激光线相交，以形成扩散角为360度的激光线。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种视窗模块，包括垂直于同一平面的前视窗、左视窗及右视窗，且所述前视窗、左视窗及右视窗在该平面内的射影构成一等腰梯形，所述前视窗的射影为所述等腰梯形的上底边，所述左、右视窗为所述等腰梯形的两腰，

其特征在于，

所述前视窗在该平面内的射影为线段AB，所述左视窗在该平面内的射影为线段BC，所述右视窗在该平面内的射影为线段AD，

以线段AB的中点O为原点，线段OB的方向作为y轴的正向，线段AB的中垂线并朝向点C或D的方向为x轴的正向构建直角坐标系，

其中，点C的坐标为(m，n)，点D的坐标为(m，-n)，点E为点B在线段CD上的射影，其坐标为(m，e)，点B的坐标为(0，e)，点A的坐标为(0，-e)，P为光源点，其坐标为(p，0)，其中，m、n、e，p均大于0，且0<p<m；

其中，∠CBE的角a，∠PBE的角b，其中，角a和角b均为锐角，a>b并且a+b>90°，

其中， $\frac{n}{m+p}<tan\left(a\right)<\frac{2p}{n-\sqrt{n^2-4pm}}.$

2.一种视窗，其特征在于，包括窗框，以及安装在所述窗框中的如权利要求1所述的视窗模块。

3.一种激光投线仪，包括，壳体以及垂吊系统，其中，所述垂吊系统具有一激光模组，所述激光模组包括：

一激光器，一准直装置，以及一柱面透镜；

所述柱面透镜具有高折射率；

其特征在于，所述壳体上设置有如权利要求2所述的视窗，

由所述激光器发射的激光经过准直装置后入射至所述柱面透镜，经所述柱面透镜发散，形成扩散角大于180度的激光线，所述激光线通过所述视窗向外界发散。

4.如权利要求3所述的激光投线仪，其特征在于，所述垂吊系统中还设置另一激光模组，两个激光模组位于同一水平面，且相对而设，所述两个激光模组产生的水平激光线相交，以形成扩散角为360度的激光线。