本发明专利技术公开了一种将直进的激光束转变为沿所有方向传播的光束的装置，以及一种使用沿所有方向传播的激光束的安全系统。直进的激光束入射到圆筒形棱镜上，并反复进行反射和透射，以转变为沿所有方向传播的激光束。通过调节激光束入射到圆筒形棱镜上的入射角度，使激光束转变为平面光束或锥形光束。使用产生平面光束或锥形光束的装置构成安全系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种将直进的激光束转变为沿所有方向传播的激光束，并将沿所有方向传播的激光束应用于安全系统以用于三维安全的技术。特别是，本专利技术涉及一种将直进的激光束输入到圆筒形棱镜中，使得激光束在圆筒形棱镜内部反复进行透射和反射，以通过圆筒形棱镜的外表面产生沿所有方向传播的激光束，并调节直进的激光束的入射角度，以产生平面光束或锥形光束的装置，以及一种使用激光束产生装置的安全系统。
技术介绍
尽管目前很需要沿所有方向传播的激光束，但如今还未有用于产生该激光束的装置。若能实现用于产生沿所有方向传播的激光束的装置，则这种装置将被期望有多种应用。安全系统就是其应用之一。为了较宽空间的安全，目前须设置多个产生直进激光束的装置。但若采用本专利技术提供的产生平面光束或锥形光束的装置，则只用少数的激光束产生装置就可以容易监视较宽空间。如今安全问题日益重要。例如，难以阻挡企图从大厦或其它安全区域接近的入侵者。随着保护这种安全区域的技术的发展，要破坏这种安全系统的企图也日益多样化。因此迫切地需要开发一种可以探测安全区域内有无入侵者的系统。其中的一种安全系统在美国专利第4,949,074号中公开，其放出红外辐射光束，并接收反射光束的辐射。此外，美国专利第3,715,953号公开了包括激光测距仪(laser range finder)的地区安全及防火系统。但是，因为安全区域只限定在激光束发射和返回的区域，该系统具有较小的安全区域。因此，为了扩大安全区域，应使用多个直进的激光束。美国专利第4,939,379号中公开了一种扫描目标物表面并测定表面轮廓的系统。然而，因为该系统用激光束扫描整个安全区域，所以需要旋转激光束的旋转装置。其中的一种入侵探测系统在美国专利第5,365,218号中公开。该系统包括安装在旋转装置中的激光装置，并需要为了扫描安全区域而旋转激光装置的马达和其它为了旋转的部件。这增加了安全系统的体积和成本并且使得系统的维修比较复杂。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于产生沿所有方向传播的平面光束的装置。本专利技术的另一目的在于提供一种用于产生沿所有方向传播的锥形光束的装置。本专利技术的又一目的在于提供一种使用由平面光束产生装置产生的平面光束的安全系统。本专利技术的再一目的在于提供一种使用由锥形光束产生装置产生的锥形光束的安全系统。本专利技术提供了一种圆筒形棱镜，作为用于产生平面光束或锥形光束的装置的基本光学元件。本专利技术还提供了用于产生平面光束和锥形光束的条件。为了实现本专利技术的目的，提供了一种使用圆筒形棱镜的平面光束产生装置，其包括具有预定直径的圆筒形棱镜；以及用于向圆筒形棱镜外表面照射激光束的激光束发生器。设置激光束发生器，使得由激光束发生器产生的激光束与圆筒形棱镜中心轴垂直，入射到圆筒形棱镜外表面上。入射到圆筒形棱镜的激光束中的一部分光束从圆筒形棱镜外表面反射，以及剩余部分的激光束从圆筒形棱镜的外表面和内表面反复进行反射和反复透射通过圆筒形棱镜，以产生在圆筒形棱镜半径方向的任意平面上沿360°所有方向传播的平面光束。附图说明从后面结合附图的详细描述中可更加充分地理解本专利技术的其他目的和优点，附图中图1示出了激光束的色散；图2示出了使用圆筒形棱镜在任意平面上沿所有方向传播的平面光束；图3和图4示出了激光束入射到圆筒形棱镜上时的情形；图5示出了激光束宽度和圆筒形棱镜外表面的直径的关系；图6示出了P偏光和S偏光时的反射率R1和R2； 图7a示出了入射激光束是P偏光束且反射率为(40，30)％时根据角度所得的平面光束强度；图7b示出了入射激光束是P偏光束且反射率为(50，20)％时根据角度所得的平面光束强度；图7c示出了激光束是P偏光束且反射率为(50，40)％时根据角度所得的平面光束强度；图8a示出了激光束是S偏光束且反射率为(30，40)％时根据角度所得的平面光束强度；图8b示出了激光束是S偏光束且反射率为(30，50)％时根据角度所得的平面光束强度；图8c示出了激光束是S偏光束且反射率为(40，50)％时根据角度所得的平面光束强度；图8d示出了激光束是S偏光束且反射率为(40，60)％时根据角度所得的平面光束强度；图8e示出了激光束是S偏光束且反射率为(50，70)％时根据角度所得的平面光束强度；图9a示出了激光束是非偏光束且反射率为(40，40)％时根据角度所得的平面光束强度；图9b示出了激光束是非偏光束且反射率为(50，50)％时根据角度所得的平面光束强度；图10a示出了根据本专利技术的锥形光束产生装置的结构； 图10b示出了根据本专利技术用于产生平行激光束的结构；图11(a)和(b)是本专利技术的锥形光束产生装置产生的从透射光束产生锥形光束的模拟的正视图及侧视图；图12(a)和(b)是本专利技术的锥形光束产生装置产生的从反射光束产生锥形光束的模拟的正视图及侧视图；图13是根据本专利技术的锥形光束产生装置产生的透射光束和反射光束的混合光束的正视图；图14示出了根据本专利技术的实施例使用平面光束的安全系统；图15示出了三面直角棱镜的反射特性；图16a及图16b示出了根据本专利技术的实施例使用三面直角棱镜和平面光束的安全系统；图17a及图17b示出了根据本专利技术的实施例使用三面直角棱镜、平面光束、及受光元件安装部件的安全系统；图18示出了可以监视多个平面的安全系统的结构；图19是安全系统的结构图；图20及图21示出了使用多个平面光束得到入侵者信息的方法；图22示出了根据本专利技术的实施例使用锥形光束的安全系统；图23示出了根据本专利技术的另一实施例使用锥形光束的安全系统； 图24示出了附到圆筒形棱镜的光学传感器安装部件；图25示出附到根据本专利技术的另一实施例使用锥形光束的安全系统；图26是根据本专利技术使用锥形光束的安全系统的结构图。具体实施例方式下面将参照附图结合优选实施例来详细描述本专利技术。本专利技术为了产生沿所有方向传播的平面光束或锥形光束，需要产生直进的激光束的装置和圆筒形棱镜。此外，本专利技术还需要用于固定产生装置和圆筒形棱镜的装置。固定装置对本领域技术人员而言是众所周知的，因此本专利技术中省略对其的说明。说明用于产生沿所有方向传播的平面光束和锥形光束的装置之前，先说明产生向特定角度传播的直进的激光束的传统方法。为了得到按特定角度传播的直进的激光束，使用半圆柱形光学元件。图1示出了从直进的激光束得到沿特定角度传播的激光束的方法。当将激光束10入射到半圆柱形透镜20中时，激光束10在透镜20内进行透射和折射，以转换成沿特定角度传播的激光束30。该角度由透镜曲率半径和材质决定。该角度一般不超过90°。下面参照图2说明用于产生沿所有方向传播的平面光束的装置。平面光束产生装置包括具有中心孔的圆筒形棱镜100和激光束发生器40。圆筒形棱镜外表面101和内表面102为了控制透射率(transmittance)T和反射率(reflectance)R被涂布。透射率T和反射率R根据涂布程度来决定。当圆筒形棱镜的介质不吸收激光束时，T+R＝1。影响入射到圆筒形棱镜的激光束的行为的因素包括反射、斯涅尔定律、根据菲涅耳方程的反射、折射、透射率、和反射率。通过这些因素的相关关系决定平面光束的行为。如图2所示，当由激光束发生器40产生的激光束50垂直入射到圆筒形棱镜100的外表面101上时，激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用圆筒形棱镜的平面光束发生装置，包括：具有预定直径的中空圆筒形棱镜；以及用于向所述圆筒形棱镜外表面发射激光束的激光束发生器，其中，设置所述激光束发生器，使得由所述激光束发生器产生的激光束垂直于所述圆筒形棱镜中心轴，入射到所述圆筒形棱镜外表面，入射到所述圆筒形棱镜的激光束中的一部分从所述圆筒形棱镜外表面反射，而所述激光束的剩余部分从所述圆筒形棱镜外表面和内表面反复进行反射以及反复透射通过所述圆筒形棱镜，以产生在所述圆筒形棱镜的半径方向上的任意平面上沿３６０°所有方向传播的平面光束。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔弘珍，催振，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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