專利名稱：光學(xué)指示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)指示裝置，尤指涉及一種具有反射鏡的光學(xué)指示裝置。

背景技術(shù)：
激光技術(shù)在日常生活、工業(yè)以及各領(lǐng)域均有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，其中又以激光指 示器(LASER Pointer)最為普遍應(yīng)用于日常生活中，激光指示器主要利用光學(xué)組件對激光 組件所發(fā)出的光束聚焦或產(chǎn)生繞射，以形成點(diǎn)、直線或特定圖案并投射于物體上，以此進(jìn)行 教學(xué)指引、水平垂直量測或定位等指示用途。請參考圖1，圖1為已知光學(xué)指示裝置示意圖。如第1圖所示，已知光學(xué)指示裝置 10包含光源12以及透鏡14，且光源12所發(fā)出的激光束16可直接由透鏡14聚焦于距離透 鏡14的預(yù)定位置18。依照已知光學(xué)指示裝置10的產(chǎn)品規(guī)格，一般激光束16需聚焦于距離 透鏡14約略3米處，并且激光束16位于3米處的聚焦光點(diǎn)的平均直徑需限定于特定的寬 度內(nèi)。請參考圖2至圖4，圖2為距離已知光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的 關(guān)系示意圖，圖3為圖2的已知光學(xué)指示裝置的透鏡朝遠(yuǎn)離光源方向偏移0. 05毫米(mm) 時距離已知光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖，圖4為圖2的已知 光學(xué)指示裝置的透鏡朝接近光源方向偏移0. 05毫米時距離已知光學(xué)指示裝置3米(m)處 的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖。如圖2所示，距離已知光學(xué)指示裝置10約3米處的 聚焦光點(diǎn)的平均直徑約為3毫米。另外，如圖3與圖4所示，當(dāng)透鏡14與光源12間的距離 偏移0. 05毫米時，聚焦光點(diǎn)的平均直徑從3毫米增加至5毫米。由此可知，聚焦光點(diǎn)的平 均直徑受到透鏡14與光源12間距離的變化影響甚巨，因此為了使激光束的聚焦光點(diǎn)符合 產(chǎn)品規(guī)格，光源12與透鏡14間的距離須限制于一個固定長度，一般約為8. 9毫米。然而，隨著科技的發(fā)展，物品日益縮小或精致化，應(yīng)用于各式各樣指示產(chǎn)品，例如 激光筆或水平儀等的光學(xué)指示裝置亦須縮小。為了符合產(chǎn)品規(guī)格，光源與透鏡間的距離仍 受限于一個固定長度，造成光學(xué)指示裝置位于出光方向的長度無法被縮小，因此縮減光學(xué) 指示裝置位于出光方向的長度，以縮小光學(xué)指示裝置已為業(yè)界極需改善的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種光學(xué)指示裝置，以縮減光學(xué)指示裝置于出光方向的 長度，進(jìn)而符合微小化與精致化的需求。為達(dá)上述的目的，本發(fā)明揭露一種光學(xué)指示裝置。其包含光源、透鏡以及反射鏡， 其中所述光源用于提供光束；所述透鏡設(shè)置于所述光束的光路徑上，以用于聚焦所述光束， 且反射鏡設(shè)置于所述光源與所述透鏡之間的所述光束的光路徑上，用于反射所述光束。為達(dá)上述的目的，本發(fā)明另揭露一種光學(xué)指示裝置。其包含光源、反射鏡組以及 透鏡，其中所述光源用于發(fā)射光束，所述反射鏡組設(shè)置于所述光束的光路徑上，用于反射光 束，且所述透鏡用于聚焦自所述反射鏡組反射的光束至一個預(yù)定位置。
本發(fā)明的光學(xué)指示裝置利用光源與透鏡間的光路徑上插入反射鏡，使光源發(fā)出的 光束可利用反射方式進(jìn)入透鏡，這樣可縮減光學(xué)指示裝置的整體體積或于出光方向的長 度，進(jìn)而符合微小化與精致化的需求。


圖1為已知光學(xué)指示裝置示意圖；圖2為距離已知光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖；圖3為圖2的已知光學(xué)指示裝置的透鏡朝遠(yuǎn)離光源方向偏移0. 05毫米時距離已 知光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖；圖4為圖2的已知光學(xué)指示裝置的透鏡朝接近光源方向偏移0. 05毫米時距離已 知光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中的光學(xué)指示裝置示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的光學(xué)指示裝置的另一實(shí)施方式示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例二的光學(xué)指示裝置示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例三的光學(xué)指示裝置示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例四的光學(xué)指示裝置示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例五的光學(xué)指示裝置示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例六的光學(xué)指示裝置示意圖；圖12為距離光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖。圖13為圖12的光學(xué)指示裝置的透鏡朝遠(yuǎn)離光源方向偏移0. 05毫米時距離光學(xué) 指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖；圖14為圖12的光學(xué)指示裝置的透鏡朝接近光源方向偏移0. 05毫米時距離光學(xué) 指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖。附圖標(biāo)記說明10 光學(xué)指示裝置14 透鏡18 預(yù)定位置102 光源106第一反射鏡110預(yù)定位置150光學(xué)指示裝置15 第一反射鏡200光學(xué)指示裝置202a第一反射鏡250光學(xué)指示裝置252a第一反射鏡252c第三反射鏡302a第一反射鏡302c第三反射鏡
352a第一反射鏡35 第二反射鏡352c第三反射鏡θ入射角
具體實(shí)施例方式請參考圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中的光學(xué)指示裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示， 本實(shí)施例的光學(xué)指示裝置100包含光源102、透鏡104以及反射鏡106，其中所述光源102 可為一個激光組件，例如半導(dǎo)體激光組件等，用于提供光束108，但并不限于激光組件。所述 透鏡104設(shè)置于光束108的光路徑上，用以將所述光束108聚焦至預(yù)定位置110。此外，所 述光束108的中心較佳位于所述透鏡104的光軸上，使聚焦后的所述光束108在所成像的 平面上不至于產(chǎn)生長條狀的光點(diǎn)。所述反射鏡106設(shè)置于所述光源102與所述透鏡104間 的所述光束108的光路徑上，用以將所述光束108反射至所述透鏡104且反射后的所述光 束108進(jìn)入所述透鏡104，進(jìn)而聚焦于所述預(yù)定位置110。在本實(shí)施例中，所述光源102與 所述透鏡104位于所述反射鏡106的同一側(cè)。在本實(shí)施例中，所述光束108從所述光源102射出之后，先以入射角θ入射至所 述反射鏡106，并以相同角度反射至所述透鏡104，且經(jīng)所述透鏡104將所述光束108聚焦 至所述預(yù)定位置110。根據(jù)透鏡成像原理，當(dāng)所述透鏡104的曲率固定時，固定物距是對應(yīng) 于一個特定像距以及成像大小。在本實(shí)施例中，物距為從所述光源102至所述反射鏡106 的距離加上從所述反射鏡106至所述透鏡104中心的距離，即所述光束108從所述光源102 至所述透鏡104中心的光路徑的長度，例如8. 9毫米(mm)，像距為所述光束108成像的所 述預(yù)定位置110至所述透鏡104中心的距離，例如3米。因此，當(dāng)所述光源102至所述透 鏡104中心的光路徑長度固定時，所述光束108聚焦的所述預(yù)定位置110以及位于所述預(yù) 定位置110的所述光束108的直徑大小即可確定。值得注意的是，本實(shí)施例利用所述反射鏡106將所述光源102所發(fā)射的所述光束 108利用反射方式進(jìn)入所述透鏡104，借此改變已知將光源的光束直射于透鏡上的行進(jìn)方 向，進(jìn)而在固定的光路徑長的情況下可縮減光學(xué)指示裝置100于出光方向的整體長度。在 本實(shí)施例中，所述光學(xué)指示裝置100的長度在出光方向112上是由所述透鏡104與所述反 射鏡106的距離所決定。此外，本實(shí)施例光源102的光軸與所述反射鏡106的法線的夾角 是約略為45度，亦即入射所述反射鏡106的入射角θ為45度，但本發(fā)明的入射角并不限 于此，所述光源102的光軸與所述反射鏡106的法線的夾角大于0度且小于等于90度，而 所述光源102的光軸與所述透鏡104的光軸的夾角較佳為大于0度且小于45度，以更有效 縮減光學(xué)指示裝置100的體積。請參考圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的光學(xué)指示裝置的另一 實(shí)施態(tài)樣示意圖。如圖6所示，當(dāng)所述光源102的光軸與所述透鏡104的光軸的夾角縮小 至大于0度且小于45度時，所述透鏡104與所述光源102的距離小于實(shí)施例一的所述透鏡 104與所述光源102的距離，因此本實(shí)施例不僅縮減所述光學(xué)指示裝置100于出光方向112 的長度，亦可縮短所述透鏡104與所述光源102的距離，進(jìn)而減小所述光學(xué)指示裝置100的 整體體積。本發(fā)明的光學(xué)指示裝置并不限于僅具有一個反射鏡，亦可具有復(fù)數(shù)個反射鏡。為 了方便說明，下述實(shí)施例的組件與實(shí)施例一相同的部分將使用相同的標(biāo)號。請參考圖7至 圖11，圖7為本發(fā)明實(shí)施例二的光學(xué)指示裝置示意圖，圖8為本發(fā)明實(shí)施例三的光學(xué)指示裝置示意圖，圖9為本發(fā)明實(shí)施例四的光學(xué)指示裝置示意圖，圖10為本發(fā)明實(shí)施例五的光學(xué) 指示裝置示意圖，圖11為本發(fā)明實(shí)施例六的光學(xué)指示裝置示意圖。如圖7所示，相較于第 一實(shí)施例，第二實(shí)施例的光學(xué)指示裝置150包含一個光源102、一個反射鏡組152以及一個 透鏡104，其中所述反射鏡組152設(shè)置于所述光束108的光路徑上，用于反射所述光束108， 且所述透鏡104用于聚焦自所述反射鏡組152反射的所述光束108至所述預(yù)定位置110。 此外，所述反射鏡組152包含第一反射鏡152a、第二反射鏡152b，其中所述第一反射鏡15 朝向所述光源102且用于反射所述光源102的光束108至所述第二反射鏡152b，且所述第 二反射鏡152b設(shè)置面對且平行于所述第一反射鏡15加。本實(shí)施例的所述光束108先由所 述第一反射鏡15 將光束108反射至所述第二反射鏡152b，再由所述第二反射鏡152b反 射至所述第一反射鏡152a，然后再由所述第一反射鏡15 將光束108反射進(jìn)入所述透鏡 104，以使所述光束108聚焦。本實(shí)施例的光學(xué)指示裝置100是由所述第一反射鏡15 與 所述第二反射鏡152b使光束108以反射方式來改變行進(jìn)路線，并且由于所需的光束108的 光路徑長度是固定的，因此可縮減所述第一反射鏡15 與所述第二反射鏡152b間的距離， 進(jìn)而縮減光學(xué)指示裝置100在所述出光方向112的長度。此外，本實(shí)施例的所述光束108 于所述第一反射鏡15 或所述第二反射鏡152b的反射次數(shù)并不限于此，可依實(shí)際所需的 光路徑長，來調(diào)整反射的次數(shù)。另外，本實(shí)施例的所述第二反射鏡152b設(shè)置于所述光源102 與所述透鏡104之間，但本發(fā)明不以此為限，第二反射鏡亦可設(shè)置于較第二反射鏡靠近第 一反射鏡或較第二反射鏡遠(yuǎn)離第一反射鏡。如圖8所示，相較于第二實(shí)施例，第三實(shí)施例的光學(xué)指示裝置200的反射鏡組 202包含第一反射鏡20 以及第二反射鏡202b，其中第二反射鏡202b垂直于第一反射鏡 202a,且第一反射鏡20 與第二反射鏡202b依序設(shè)置于光源102與透鏡104間的光束108 的光路徑上。值得注意的是，本實(shí)施例的所述光源102的光軸系約略平行于所述透鏡104的 光軸，使所述光源102的所述光束108可經(jīng)由所述第一反射鏡20 與所述第二反射鏡202b 的反射，而進(jìn)入所述透鏡104的光軸上。由于本實(shí)施例增加一個第二反射鏡202b，以增加所 述光束108被反射的次數(shù)。因此，在所述光源102至所述透鏡104的光路徑長度不變的情 況下，所述第一反射鏡20 、所述第二反射鏡202b、所述透鏡104與所述光源102間的距離 可被縮減，進(jìn)而縮減光學(xué)指示裝置200于出光方向112的長度以及整體體積。另外，本實(shí)施 例的所述光源102設(shè)置于所述透鏡104的一側(cè)，但本發(fā)明并不限于此，光源距離第一反射鏡 的長度可小于較透鏡距離第二反射鏡的長度，反之亦可。如圖9所示，相較于第二實(shí)施例，第四實(shí)施例的光學(xué)指示裝置250的反射鏡組252 包含第一反射鏡25 、第二反射鏡252b以及第三反射鏡252c，其中所述第一反射鏡25 鄰近所述光源102，所述第三反射鏡252c鄰近透鏡，而所述第二反射鏡252b設(shè)置于所述第 一反射鏡25 與所述第三反射鏡252c之間。其中，所述第一反射鏡25 與所述第三反射 鏡252c垂直于所述第二反射鏡252b，且所述第一反射鏡25 、所述第二反射鏡252b與所 述第三反射鏡252c依序設(shè)置于所述光源102與所述透鏡104間的所述光束108的光路徑 上。值得注意的是，相較于實(shí)施例三，本實(shí)施例另增加第三反射鏡252c，以增加光束108于 所述光源102與所述透鏡104之間被反射的次數(shù)，可多次改變光束108的行進(jìn)路程，因此更 可縮減所述第一反射鏡25 、所述第二反射鏡252b、所述第三反射鏡252c、所述透鏡104與 所述光源102間的距離，進(jìn)而縮減光學(xué)指示裝置250在所述出光方向112的長度以及整體體積。在本實(shí)施例中，所述光源102的光軸垂直于所述透鏡104的光軸，且所述光源102設(shè) 置于所述透鏡104與所述第一反射鏡25 之間。本發(fā)明的光源并不限于設(shè)置于透鏡與第一反射鏡之間，亦可設(shè)置于第一反射鏡相 對于透鏡的另一側(cè)。為了方便說明，下述實(shí)施例的組件與實(shí)施例四相同的部分將使用相同 的標(biāo)號，且相同結(jié)構(gòu)的部分將不贅述。如圖10所示，相較于實(shí)施四例，實(shí)施例五的光學(xué)指示 裝置300的第一反射鏡30 與第二反射鏡302b皆垂直于第三反射鏡302c，且第一反射鏡 302a設(shè)置于光源102與透鏡104之間。此外，本發(fā)明的光學(xué)指示裝置的第二反射鏡并不限于垂直第三反射鏡，如圖11所 示，相較于實(shí)施例四，實(shí)施例六的光學(xué)指示裝置350的第二反射鏡352b與第三反射鏡352c 皆垂直于第一反射鏡35 ，且所述第二反射鏡352b與所述第三反射鏡352c設(shè)置于所述光 源102與所述透鏡104之間。另外，本發(fā)明的反射鏡的數(shù)量并不限于上述實(shí)施例的數(shù)量，可 依據(jù)實(shí)際所欲的光學(xué)指示裝置的體積、出光方向的長度或制造方法等因素來加以調(diào)整，以 達(dá)到縮減光學(xué)指示裝置的體積或出光方向的長度的功效。并且，上述的第一反射鏡、第二反 射鏡與第三反射鏡并不限于分別由三個對象所構(gòu)成，亦可為三個反射面位于同一個對象上 或至少一對象上。另外，為了清楚說明本發(fā)明增加反射鏡對聚焦光點(diǎn)的平均直徑的影響，請參考圖 12至圖14，圖12為距離光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖，圖13為 圖12的光學(xué)指示裝置的透鏡朝遠(yuǎn)離光源方向偏移0. 05毫米時距離光學(xué)指示裝置3米處的 光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖，圖14為圖12的光學(xué)指示裝置的透鏡朝接近光源方向 偏移0. 05毫米時距離光學(xué)指示裝置3米處的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系示意圖。如圖12 所示，距離光學(xué)指示裝置3米處的聚焦光點(diǎn)的平均直徑約略為3. 5毫米。另外，如圖13所 示，當(dāng)所述透鏡與光源間的距離增加0. 05毫米時，聚焦光點(diǎn)的平均直徑從3. 5毫米增加至 4. 5毫米。如圖14所示，當(dāng)所述透鏡與光源間的距離減少0.05毫米時，聚焦光點(diǎn)的平均直 徑從3. 5毫米增加至5. 5毫米。相較于圖2至圖4所示的光點(diǎn)強(qiáng)度與光點(diǎn)直徑的關(guān)系，本 發(fā)明的聚焦光點(diǎn)的平均直徑并不會受到增加反射鏡的影響而有顯著改變，并且在改變透鏡 與光源間的距離時，聚焦光點(diǎn)的平均直徑的變化亦與已知光學(xué)指示裝置的變化約略相同， 因此，本發(fā)明增加反射鏡以縮減光學(xué)指示裝置的出光方向的長度與體積并不會對聚焦光點(diǎn) 有所影響。綜上所述，本發(fā)明的光學(xué)指示裝置系利用于光源與透鏡間的光路徑上插入至少一 個反射鏡，使光源發(fā)出的光束可利用反射方式進(jìn)入透鏡，這樣可縮減光學(xué)指示裝置的整體 體積或在出光方向的長度，進(jìn)而符合微小化與精致化的需求。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)指示裝置，其特征在于，包含光源，用于提供光束；透鏡，設(shè)置于所述光束的光路徑上，用于聚焦所述光束至預(yù)定位置；以及反射鏡，設(shè)置于所述光源與所述透鏡間的所述光束的光路徑上，用于反射所述光束至 所述透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述光源與所述透鏡位于所述反 射鏡的同一側(cè)，且所述光源的光軸與所述反射鏡的法線的夾角大于0度且小于等于90度。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述光源的光束以一個入射角入 射至所述反射鏡，并以相同角度反射至所述透鏡，且經(jīng)由所述透鏡將所述光束聚焦至所述 預(yù)定位置。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述光源為激光組件。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述透鏡的光軸位于所述光束的 光路徑上。
6.一種光學(xué)指示裝置，其包含光源，適于發(fā)射光束；反射鏡組，設(shè)置于所述光束的光路徑上，用于反射所述光束；以及透鏡，聚焦自所述反射鏡組反射的光束至預(yù)定位置。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述反射鏡組包括第一反射鏡、第 二反射鏡及第三反射鏡，所述第一反射鏡鄰近所述光源，所述第三反射鏡鄰近所述透鏡，而 所述第二反射鏡設(shè)置于所述第一反射鏡與所述第三反射鏡之間。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，其中所述第一反射鏡朝向所述光 源且用于反射所述光源至所述第二反射鏡。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，其中所述第二反射鏡設(shè)置于所述 第一反射鏡與所述透鏡之間的所述光束的光路徑上。
10.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述第二反射鏡面對且平行于所 述第一反射鏡。
11.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述第二反射鏡面對且垂直于所 述第一反射鏡。
12.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述第三反射鏡設(shè)置于所述第二 反射鏡與所述透鏡之間的所述光束的光路徑上。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述第一反射鏡與所述第三反 射鏡垂直于所述第二反射鏡。
14.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述第一反射鏡與所述第二反 射鏡垂直于所述第三反射鏡。
15.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)指示裝置，其特征在于，所述第二反射鏡與所述第三反 射鏡垂直于所述第一反射鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)指示裝置，包含一個光源、一個透鏡以及一個反射鏡。光源用于提供一個光束，且透鏡設(shè)置于光束的光路徑上以使光束聚焦。反射鏡設(shè)置于光源與透鏡之間的光束之光路徑上，用于反射光束，以縮減光學(xué)指示裝置的長度。
文檔編號G01C15/00GK102042826SQ20091020613
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者許嘉蕓 申請人:億光電子工業(yè)股份有限公司