雙偏心調(diào)整光路裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙偏心調(diào)整光路裝置，用于在光點(diǎn)掃描和共焦掃描測量等領(lǐng)域中形成掃描光束。由內(nèi)外兩個(gè)帶有偏心孔的非透明的圓盤和透鏡組成，內(nèi)盤安裝于外盤的偏心孔中，內(nèi)盤直徑與偏心孔直徑相同；透鏡安裝在內(nèi)盤的偏心孔上，透鏡直徑與內(nèi)偏心孔相同，形成雙偏心結(jié)構(gòu)。內(nèi)外盤繞各自中心自由轉(zhuǎn)動。通過改變兩圓盤的轉(zhuǎn)動角度，改變透鏡在空間平面上的位置，用大直徑（大于透鏡口徑，小于外盤直徑）光束入射到圓盤上，就能根據(jù)透鏡位置連續(xù)變化形成掃描光束。其結(jié)構(gòu)緊湊,與傳統(tǒng)的光路結(jié)合性好，而且通光量固定，能保持形成的光點(diǎn)能量和形狀一致性，適用于各種光波長的掃描。
【專利說明】 雙偏心調(diào)整光路裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光路調(diào)整裝置領(lǐng)域，具體是一種雙偏心調(diào)整光路裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在光點(diǎn)掃描和共焦掃描測量中的掃描光束的形成一般是使用空間光調(diào)制器，形成掃描光束過程中受光波長的影響，對于不同波長的光需要采用不同的調(diào)制器參數(shù)。單一的空間光調(diào)制器的掃描角度有限。同時(shí)空間光調(diào)制器受溫度影響較大，對環(huán)境要求高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種雙偏心調(diào)整光路裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)空間光調(diào)制器使用易受限制的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]雙偏心調(diào)整光路裝置，其特征在于:包括內(nèi)圓盤、外圓盤，所述外圓盤直徑大于內(nèi)圓盤，外圓盤中偏心開有外圓盤偏心通孔，所述內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)動安裝在外圓盤偏心孔中，構(gòu)成雙偏心結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓盤中偏心開有內(nèi)圓盤偏心通孔，且內(nèi)圓盤偏心通孔中固定安裝有透鏡。
[0006]所述的雙偏心調(diào)整光路裝置，其特征在于:所述外圓盤偏心通孔直徑與內(nèi)圓盤直徑匹配，內(nèi)圓盤偏心通孔直徑與透鏡直徑匹配。
[0007]所述的雙偏心調(diào)整光路裝置，其特征在于:所述外圓盤繞自身中心轉(zhuǎn)動，內(nèi)圓盤跟隨外圓盤公轉(zhuǎn)的同時(shí)，可繞自身中心獨(dú)立轉(zhuǎn)動。
[0008]本發(fā)明原理為:
[0009]外圓盤中心與外圓盤偏心通孔中心的外偏心距離為ei，內(nèi)圓盤中心與內(nèi)圓盤偏心通孔中心的內(nèi)偏心距離為e2，內(nèi)外圓盤繞各自中心轉(zhuǎn)動時(shí)，透鏡在圓盤平面的位置發(fā)生改變。設(shè)置起始位置為:外圓盤中心O1，內(nèi)圓盤中心O2及透鏡中心O3三點(diǎn)處于水平線，O2在
O1與O3中間。當(dāng)外圓盤轉(zhuǎn)動(逆時(shí)針)Q1，內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)動θ2時(shí)。透鏡中心O3的位置為(以
O1為中心的極坐標(biāo)表示):
I2 2
r = JCi +6^ - cos(/T - θ,)
[0010]]_ —Cl)
[0011 ] θ = θχ+ arcsin(^-sin Θ?)(，)
r —
[0012]其中，r為透鏡中心O3與外圓盤中心O1的距離，Θ為0103的連線與極軸(水平方向)夾角。
[0013]將⑵變形可得:
[0014]sin(^-<9,) = ^-sin (K()
r '
[0015]考慮到圓的對稱型，式中的θ2范圍為(0，Ji)，下同。
[0016]可見透鏡中心的位置受e1; e2, Q1, θ2共同決定。當(dāng)確定G1和e2后，r的大小由θ2決定，同時(shí)θ2受式⑶限制。且r的取值范圍是(|e1-e2|，ei+e2)。因此透鏡中心所能到達(dá)的范圍就是內(nèi)外半徑分別為Ie1I2I和ei+e2的環(huán)形區(qū)域。
[0017]一般情況下，要求透鏡通過外圓盤中心，若透鏡半徑為r3，此時(shí)e1; e2需滿足:
e2_。
[0018]當(dāng)G1 = e2 = e時(shí)，透鏡中心就能通過外圓盤中心,透鏡所能到達(dá)的范圍就是以ei+e2為半徑的圓。此時(shí):
^ O-,
[0019]r = 2c^cos—(4)

2
[0020]對于給定的直線1:1與01相聚Itl(Iere2Iaze^2)，與水平線角度為α。則滿足:
[0021]sin(6^ - a) = —(5)

r
[0022]的點(diǎn)(r，θ )必然在這條直線上。
[0023]由于01和θ2變化的連續(xù)性，因此透鏡中心所能到達(dá)的位置在區(qū)域內(nèi)連續(xù)。連續(xù)調(diào)節(jié)01和θ2大小，透鏡中心就能在平面上形成直線軌跡。
[0024]用大口徑平行光束(要求直徑大于ei+e2)照射到裝置上，只有照射到透鏡部分的光束才能在另一側(cè)形成對應(yīng)光束。改變內(nèi)外圓盤的轉(zhuǎn)動角度，就能在另一側(cè)形成與透鏡運(yùn)動軌跡想對應(yīng)的掃描光束。
[0025]本發(fā)明的的有益效果在于:
[0026]1、裝置中用到的結(jié)構(gòu)都是圓形，與傳統(tǒng)的光路結(jié)合性好；
[0027]2、由于透鏡的通光量固定，因此在對側(cè)形成的光束的能量和形狀的一致性好；對光波長沒有選擇性，適用于各種光波長的掃描。
[0028]3、整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，只需要調(diào)節(jié)內(nèi)外圓盤的轉(zhuǎn)動角度，就能實(shí)現(xiàn)光束的掃描，調(diào)節(jié)光點(diǎn)位置簡單，掃描角度理論上沒有限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0030]圖2為本發(fā)明的光路形成示意圖。
[0031 ] 圖3為圖1的位置變化參考圖。
[0032]圖4為內(nèi)外圓盤運(yùn)動方式參考圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1-圖4所示，雙偏心調(diào)整光路裝置，包括內(nèi)圓盤2、外圓盤3，外圓盤3直徑大于內(nèi)圓盤2，外圓盤3中偏心開有外圓盤偏心通孔，內(nèi)圓盤2轉(zhuǎn)動安裝在外圓盤3偏心孔中，構(gòu)成雙偏心結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓盤2中偏心開有內(nèi)圓盤偏心通孔，且內(nèi)圓盤偏心通孔中固定安裝有透鏡I。
[0034]外圓盤偏心通孔直徑與內(nèi)圓盤2直徑匹配，內(nèi)圓盤偏心通孔直徑與透鏡I直徑匹配。
[0035]外圓盤3繞自身中心轉(zhuǎn)動，內(nèi)圓盤2跟隨外圓盤公轉(zhuǎn)的同時(shí)，可繞自身中心獨(dú)立轉(zhuǎn)動。
[0036]本發(fā)明提供的是一種雙偏心調(diào)整光路裝置，包括透鏡1、帶偏心孔的內(nèi)圓盤2和帶偏心孔的外圓盤3。
[0037]透鏡I固定安裝在內(nèi)圓盤2的偏心孔中，透鏡大小與內(nèi)偏心孔大小相同。內(nèi)圓盤2通過類似于鉸鏈鉚接的方式安裝于外圓盤3的外偏心孔中，內(nèi)圓盤能在外偏心孔中自由轉(zhuǎn)動，內(nèi)圓盤半徑與內(nèi)偏心孔半徑相同。外圓盤能繞自身固定軸轉(zhuǎn)動。
[0038]設(shè)置兩組獨(dú)立的傳動裝置，一組帶動外圓盤繞自身固定軸(即外圓盤的中心)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，也就能帶動內(nèi)圓盤圍繞外圓盤中心做公轉(zhuǎn)運(yùn)動，另一組帶動內(nèi)圓盤繞內(nèi)圓盤中心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。通過這兩組傳動裝置也就能同時(shí)改變內(nèi)外圓盤的轉(zhuǎn)動角頻率，就能改變透鏡在平面中的位置，使透鏡中心完成直線運(yùn)動。
[0039]當(dāng)用大口徑光束4照射到裝置上時(shí)，只有照射到透鏡部分的光束才能在另一側(cè)形成匯聚光束，其余部分光束被內(nèi)圓盤和外圓盤擋住。改變透鏡的位置，匯聚光點(diǎn)的位置隨之發(fā)生改變。
[0040]通過傳動裝置帶動內(nèi)外圓盤轉(zhuǎn)動，連續(xù)改變透鏡中心的的位置，就能在透鏡另一側(cè)形成掃描光束。
【權(quán)利要求】
1.雙偏心調(diào)整光路裝置，其特征在于:包括內(nèi)圓盤、外圓盤，所述外圓盤直徑大于內(nèi)圓盤，夕卜圓盤中偏心開有外圓盤偏心通孔，所述內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)動安裝在外圓盤偏心孔中，構(gòu)成雙偏心結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓盤中偏心開有內(nèi)圓盤偏心通孔，且內(nèi)圓盤偏心通孔中固定安裝有透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙偏心調(diào)整光路裝置，其特征在于:所述外圓盤偏心通孔直徑與內(nèi)圓盤直徑匹配，內(nèi)圓盤偏心通孔直徑與透鏡直徑匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙偏心調(diào)整光路裝置，其特征在于:所述外圓盤繞自身中心轉(zhuǎn)動，內(nèi)圓盤跟隨外圓盤公轉(zhuǎn)的同時(shí)，可繞自身中心獨(dú)立轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】G02B26/08GK104317049SQ201410545404
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】黨學(xué)明, 何小虎, 盧榮勝, 黃平安 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)