[发明专利]基于光学反射与折射的方形轮廓激光标示方法及装置

权利要求书

1.基于光学反射与折射的方形轮廓激光标示方法，其特征在于：该方法能够实现将单个点状激光经所设计的光路调整为方形的激光图案，共包括三个功能模块，分别为：点线激光转换模块、线激光准直模块、线激光放大模块；其中，点线激光转换模块依次由激光发生装置、锥面反射镜、方形反射镜框架和反射镜片组成；线激光准直模块由方形凸透镜柱支撑架和凸透镜柱组成；线激光放大模块由圆形双面放大凸透镜组成；

通过该方法将点状激光调整为放大的方形激光图案的具体步骤如下：

步骤一：点激光转换为四条发散的线激光：点线激光转换模块中，激光发生装置发出点状激光，经锥面反射镜反射成为一圈沿竖直平面向四周发散的连续线激光，该连续线激光均照射在方形反射镜框架上，其中激光入射至方形反射镜框架居中部位的四个反射镜片上时会再次发生反射，出射后形成四条连续线激光，实现点线激光转换的功能；

步骤二：发散的线激光转换为准直线激光：线激光准直模块中，入射光为四条发散的线激光，分别入射至安装在方形凸透镜柱支撑架上的四个凸透镜柱上，在凸透镜柱内发生折射，变为四条准直的线激光；

步骤三：四条准直线激光放大为方形图案：线激光放大模块中，四条经准直后的线激光入射至圆形双面放大凸透镜上，经其折射后，在大于焦距的距离后，上、下两条激光线交叉互换位置，左、右两条激光线交叉互换位置，实现线激光的放大功能，且距离越远方形图案的放大倍数越大；

点线激光转换模块中，激光发生装置与锥面反射镜通过螺纹连接，锥面反射镜的圆锥母线与其圆锥底面的夹角为45°，激光发生装置的出光口中心正对锥面反射镜的锥顶，所出射的激光射至锥面反射镜并在其表面发生反射，其入射角、反射角均为45°；方形反射镜框架和反射镜片是通过内凹槽过盈配合或粘连方式于居中部位连接，反射镜片分为上下左右共计四个，经锥面反射镜反射后的激光入射至反射镜片上时，其入射角与反射角均为45度。

2.根据权利要求1所述的基于光学反射与折射的方形轮廓激光标示方法，其特征在于：点线激光转换模块中，激光发生装置与锥面反射镜组合成一个整体，方形反射镜框架和反射镜片组合成一个整体，这两个整体是通过激光发生装置的外径与方形反射镜框架的内孔过盈配合而安装的。

3.根据权利要求1所述的基于光学反射与折射的方形轮廓激光标示方法，其特征在于：线激光准直模块中，方形凸透镜柱支撑架和凸透镜柱通过内凹槽过盈配合或粘连方式于居中部位连接，凸透镜柱分为上下左右共计四个。

4.根据权利要求1所述的基于光学反射与折射的方形轮廓激光标示方法，其特征在于：线激光准直模块中，凸透镜柱光心与点线激光转换模块中的方形反射镜框架的安装距离应等于凸透镜柱焦距与方形反射镜框架边长一半的差值，以保证激光从锥面反射镜的锥顶出发，到达凸透镜柱光心的距离为凸透镜柱的焦距，四条发散线激光转化为四条准直线激光。

5.根据权利要求1所述的基于光学反射与折射的方形轮廓激光标示方法，其特征在于：线激光准直模块中，方形凸透镜柱支撑架与点线激光转换模块中的方形反射镜框架及激光发生装置、线激光放大模块中的圆形双面放大凸透镜应保持同心，即各部分的几何中心应位于同一直线上，该直线即最初点激光的前进方向所在的直线。