CN108572500B

CN108572500B - 投射光源装置

Info

Publication number: CN108572500B
Application number: CN201810116130.XA
Authority: CN
Inventors: 福井厚司; 藤田胜
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2021-12-03
Anticipated expiration: 2038-02-05
Also published as: US10185211B2; US20180259836A1; EP3373049A1; CN108572500A; JP2018146525A; EP3373049B1; JP6851029B2

Abstract

本发明提供一种投射光源装置。本公开的投影光源装置具备：光源；准直透镜，使所述光源的射出光大致平行光化；中间扩散板，使所述准直透镜的射出光扩散；和出射面扩散板，具有比所述中间扩散板弱的扩散性，使所述中间扩散板的射出光扩散。

Description

投射光源装置

技术领域

本公开涉及在距离测定用的光源等中被使用的投射光源装置。

背景技术

投射光源装置在距离测定装置的光源等中被使用。

作为距离测定装置的方式，已提出并实际使用了各种距离测定方式。例如，有自古以来的三角测量方式、对光源的光进行振幅调制并测定来自被测定物的反射光与光源的相位差的相位差检测方式、近年来被使用的照射极短脉冲的光并测定被测定物的反射光的到达时间来测定距离的TOF(time of flight；飞行时间)方式等。

在任何距离测定方式中，当想要加长能测定的距离、提高测定精度时，对于光源均需要为小型高输出，均需要高频的调制或者非常短的脉冲波形，均需要将半导体激光器作为光源来使用。

关于激光光源的使用，从对于人体、眼睛的安全性的观点出发，设有安全标准。在日本国内，用JIS-C6802来规定，在光有可能进入人的眼睛的情况下，一般而言，需要满足安全基准的等级1的条件。为了满足等级1的条件来提高激光光源的输出，在投射装置的出射面，需要增大激光的射束直径。在人观看投射光源装置时，若投射光源装置的出射面中的发光直径小，则在眼睛的视网膜能够呈现的光源像也变小，从而光集中变强，容易给眼睛带来损伤。为了防止该现象，通过增大投射光源装置的出射面的发光直径来增大在视网膜能够呈现的光源像，从而能够增大不会给眼睛带来损伤的激光光源的光输出的最大值。

在以往的投射光源装置中，有在半导体激光器的射出部的窗配置扩散板的装置。图9表示日本特开平9-307174号公报记载的以往的投射光源装置。

在图9中示出激光光源31、对激光光源31的射出光进行扩展的凹透镜32、扩散板33、以及对激光光源31、凹透镜32和扩散板33进行保持的金属封装件34。

来自激光光源31的射出光被凹透镜32扩散，光投射至扩散板33。在扩散板33中，光被等方向地扩散。通过利用凹透镜32，从而能够增大扩散板33中的射束直径。激光光源31的射束直径非常小为几μm，但通过利用扩散板33，从而在扩散板33上形成与激光光源31的出射面中的射束直径相比非常大的射束直径，因此在人观看激光器时，在眼睛的视网膜形成的光源的像变大，能够增大不会给眼睛带来损伤的激光器输出的上限。

发明内容

本公开的投射光源装置的特征在于，具备：光源；准直透镜，使所述光源的射出光大致平行光化；中间扩散板，使所述准直透镜的射出光扩散；和出射面扩散板，具有比所述中间扩散板弱的扩散性，使所述中间扩散板的射出光扩散。

根据该构成，在将激光扩展之后接近平行光，由剖面为波状的中间扩散板在水平、垂直方向上进行扩展，由出射面扩散板使投射光源装置的出射面的光分布变得均匀，从而能够射出扩散板中的光损失小、均匀且宽的放射角的光，能够增大出射面中的射束直径，从而在安全基准的等级1的范围内提高激光光源输出。

附图说明

图1是本公开的实施方式中的投射光源装置的示意图。

图2A是表示本公开的实施方式中的第1扩散板以及第2扩散板的构造的图。

图2B是表示本公开的实施方式中的第1扩散板以及第2扩散板的构造的图。

图2C是表示本公开的实施方式中的第1扩散板以及第2扩散板的构造的图。

图3A是表示本公开的实施方式中的扩散板中的光线的图。

图3B是表示本公开的实施方式中的扩散板中的光线的图。

图4A是本公开的实施方式中的第1扩散板8、第2扩散板9以及第3扩散板10的射出光的亮度分布图。

图4B是本公开的实施方式中的第1扩散板8、第2扩散板9以及第3扩散板10的射出光的亮度分布图。

图4C是本公开的实施方式中的第1扩散板8、第2扩散板9以及第3扩散板10的射出光的亮度分布图。

图5A是具备本公开的实施方式的投射光源装置的距离测定装置的构成图。

图5B是本公开的实施方式的摄像单元19的说明图。

图6A是表示本公开的实施方式中的来自投射光源装置的光扩展的角度分布的图。

图6B是表示本公开的实施方式中的来自投射光源装置的光扩展的角度分布的图。

图6C是表示本公开的实施方式中的来自投射光源装置的光扩展的角度分布的图。

图7是本公开的实施方式中的将准直透镜设为一个的示意图。

图8是本公开的实施方式中的将扩散板设为两个的示意图。

图9是表示日本特开平9-307174号公报记载的投射光源装置的图。

具体实施方式

在说明实施方式之前，先简单地说明以往中的问题点。

如图9所示，由凹透镜32扩展激光光源31的射出光后照射到扩散板33，因此在扩散板33的中央部分和周边部分，光向扩散板33入射的入射角不同。

即，在扩散板33的中央部分，光几乎垂直地入射至扩散板33的入射面，但在扩散板33的周边部，却倾斜地入射至扩散板33的入射面。因而，在人观看投射光源装置时，为了增大扩散板33的面中的射束直径，需要利用扩散性非常高的扩散板。在一般的磨砂玻璃状的扩散板中，若提高扩散性，则来自扩散面的反射变大，光利用效率会大幅下降。此外，扩散性高的扩散板的扩散特性一般成为朗伯扩散，具有去往倾斜方向的光会变弱的课题。

本公开的目的在于，解决上述以往的课题，提供一种能够射出扩散板中的光损失小、均匀且宽的放射角的光，能够增大投射装置的出射面中的射束直径的投射光源装置。

更具体而言，特征在于，所述光源为激光光源。

此外，特征在于，所述激光光源是多个激光光源相邻排列而成的。

此外，特征在于，所述中间扩散板具有凹形状和凸形状光滑地连接排列的构造。

此外，特征在于，所述出射面扩散板将形成有凹形状和凸形状的面配置在所述光源侧。

此外，特征在于，所述中间扩散板的所述凸形状的宽度比所述凹形状的宽度宽。

此外，特征在于，所述中间扩散板具有：由凸形状和凹形状形成的剖面为挤出形状的第1扩散板；和由凸形状和凹形状形成的剖面为挤出形状的第2扩散板，并且靠近配置为所述第1扩散板的凸形状和凹形状的沟槽方向与所述第2扩散板的凸形状和凹形状的沟槽方向相互正交。

此外，特征在于，从所述光源起依次配置有所述准直透镜、所述第1扩散板、所述第2扩散板和所述出射面扩散板，在将所述准直透镜与所述第1扩散板的距离设为L1、将所述第1扩散板与所述第2扩散板的距离设为L2、将所述第2扩散板与所述出射面扩散板之间的距离设为L3时，以L2＜L1＜L3来配置。

此外，特征在于，关于所述出射面扩散板，在将所述第2扩散板的凸形状和凹形状的排列间隔间距设为p、将所述出射面扩散板的扩散角设为半峰全宽η时，将所述第2扩散板与所述出射面扩散板的距离L3至少配置为L3≥p/(2×tan(η))。

以下，基于实施方式来说明本公开的投射光源装置。

图1表示本公开的投射光源装置1。

在图1中，将纸面右左方向取为X轴，将上方向取为Y轴，将纸面里面方向取为Z轴。附图标记2是作为光源的激光光源，在X轴方向上射出光。激光使用近红外的波长以使得眼睛看不到。

投射光源装置1的光轴3是与X轴平行且通过激光光源2的发光中心的直线。使激光光源2的射出光大致平行光化的准直透镜4由凹透镜5和凸透镜6的透镜组构成。凹透镜5的入射面和出射面的透镜曲率中心以及凸透镜6的入射面和出射面的透镜曲率中心配置在光轴3上。凹透镜5和凸透镜6的透镜组的焦点也配置在光轴3上。进而，在光轴3上配置有构成使准直透镜4的射出光扩散的中间扩散板7的第1扩散板8和第2扩散板9。作为使中间扩散板7的射出光扩散的出射面扩散板的第3扩散板10也配置在光轴3上。

凹透镜5用于扩展激光光源2的射出光，以短的距离获得大的射束直径。材质为透明的，是聚碳酸酯树脂、玻璃。如果没有热的影响，则也可以是丙烯酸类树脂。

凸透镜6使由凹透镜5扩展后的光在X轴方向上大致平行光化。材质为透明的，是聚碳酸酯树脂、玻璃。如果没有热的影响，则也可以是丙烯酸类树脂。在由凹透镜5和凸透镜6构成的透镜组中，激光光源2侧的焦点位置配置为几乎成为激光光源2的光出射面。

第1扩散板8是在激光光源2侧具有沟槽形状的薄板，配置在YZ面。第1扩散板8配置为与凸透镜6相距距离L1，厚度为t1。图2A是表示第1扩散板8的沟槽方向11的图，在水平方向即Z轴方向上平行地形成多个沟槽，在垂直方向即Y轴方向上扩展光。图2C表示图2A的A-AA剖面的放大图。第1扩散板8的沟槽由间距p的等间距形成，是凸形状12和凹形状13在连接点14处连接在一起的形状。

即，第1扩散板8是由凸形状12和凹形状13形成的剖面向Y轴方向挤出的挤出(押し出し)形状。凸形状12以及凹形状13是非球面形状，在连接点14处光滑地连接。在凸形状12的非球面形状下，具有球面像差等像差，平行光入射至第1扩散板8时，在第1扩散板8内部不会聚光到1点。形成为凸形状12的宽度q1大于凹形状13的宽度q2，即，

q1＞q2。

凸形状12和凹形状13在连接点14处光滑地连接，因此相对于Z轴的倾斜角θ在连接点14处成为最大角。第1扩散板8的侧面15形成为相对于X轴倾斜ε。倾斜ε的角度的大小期望为2°以上。

第2扩散板9是在激光光源2侧具有沟槽形状的薄板，配置在YZ面，与第1扩散板8平行，在垂直方向即Z轴方向上扩展光。第2扩散板9配置为与第1扩散板8相距距离L2，厚度为t2。图2B是表示第2扩散板9的沟槽方向16的图，在垂直方向即Y轴方向上形成沟槽，配置为第1扩散板8的沟槽方向和第2扩散板9的沟槽方向相互正交。第2扩散板9的沟槽形状与第1扩散板8相同。即，第2扩散板9的图2B的B-BB剖面的形状与图2C中的第1扩散板8的剖面构造相同。

第3扩散板10是与第1扩散板8以及第2扩散板9相比光扩散的程度少的扩散板，是在激光光源2侧具有磨砂玻璃状的具备弱扩散性的面的薄板。第3扩散板10的扩散是随机的，是在入射激光时不易出现衍射、光斑的构造。第3扩散板10配置为与第2扩散板9相距距离L3，厚度为t3。第3扩散板10配置在YZ面，与第2扩散板9平行。

关于第3扩散板10的光扩散，在平行的光入射至第3扩散板10时，以半峰全宽η的角度范围扩展光。为了在第3扩散板10的出射面上获得均匀的光，第3扩散板10与第2扩散板9的距离L3是

L3≥p/(2×tan(η))。

此外，第1扩散板8、第2扩散板9、第3扩散板10配置为

L2＜L1＜L3，

第1扩散板8、第2扩散板9和第3扩散板10的厚度是

t1＜t3、t2＜t3。

t1和t2大致相同。

在如以上那样构成的投射光源装置1中，对其动作进行说明。

在图1中，激光光源2的射出光被凹透镜5扩展，被凸透镜6平行光化。配置为由凹透镜5和凸透镜6构成的透镜组的激光光源2侧的焦点位置成为激光光源2的光出射面，因此激光光源2的射出光被凹透镜5以及凸透镜6平行光化。

被平行光化后的光入射至第1扩散板8。在图3A中示出第1扩散板8中的光的扩展。入射至第1扩散板8的凸形状12的光17在凸形状12的凸透镜作用下聚光之后进行光扩散，从第1扩散板8射出。基于第1扩散板8的光的扩展，因在凸形状12的面处的折射而发生，因此光的扩展角的最大由凸形状12的倾斜角θ的最大角来决定，即，由连接点14处的凸形状12的倾斜角来决定。入射至凸形状12的光17暂时聚光之后扩散，因此几乎没有在相邻的凹形状发生反射。即，不易产生增大第1扩散板8中的光的扩展角时的限制。

另一方面，入射至第1扩散板8的凹形状13的光18在凹形状13的凹透镜作用下进行光扩散，从第1扩散板8射出。入射至凹形状13的光18由于直接扩散，因此易于在相邻的凹形状发生反射，但配置为凹形状13的宽度q2比凸形状12的宽度q1小，即，

q2＜q1，

因此，至相邻的凹形状的距离变宽，能够使得不易引起在相邻的凹形状处的反射。如果设q1＞q2，则如图3B所示，入射至凹形状的光18在凹形状处折射而在第1扩散板8内扩展时，由于相邻的凹形状的距离近，因此引起反射，无法使得第1扩散板8中的光的扩展角变大。但是，由于设为q2＜q1，因此至相邻的凹形状的距离变宽，能够使得不易引起在相邻的凹形状处的反射，可获得宽的扩展角的光扩散。

激光光源2的射出光被凹透镜5和凸透镜6平行光化，在第1扩散板8中，在与沟槽方向11正交的方向即Y轴方向上扩展光。第2扩散板9中的光扩展也与第1扩散板8相同。如图2A所示的第1扩散板8的沟槽方向11与图2B所示的第2扩散板9的沟槽方向16配置为正交，因此在第1扩散板8中在XY面内扩展光，在第2扩散板9中在XZ面内扩展光。

图4A是第1扩散板8的射出光的亮度分布，成为与沟槽方向11平行、即与Z轴方向平行的条状的明暗分布。明暗的间距相对于第1扩散板8的沟槽间距p而为1/2。

图4B是第2扩散板9的射出光的亮度分布，添加与沟槽方向16平行、即与Y轴方向平行的条状的明暗分布。明暗的间距相对于第2扩散板9的沟槽间距p而为p/2。由于第1扩散板8的沟槽方向11与第2扩散板9的沟槽方向16彼此正交，因此第2扩散板9的亮度分布成为格子状。

图4C是第3扩散板10的射出光的亮度分布。第3扩散板10的光扩散为半峰全宽η，因此通过在光轴3方向上相距距离L，从而在YZ面内分布扩展2×L×tan(η/2)。由于η充分小，因此为下式。

2×L×tan(η/2)≈L×tan(η)

第2扩散板9和第3扩散板10配置为相距距离L3，因为

L3≥p/(2×tan(η))，

所以YZ面内的分布的扩展成为

L×tan(η)≥p/2，

在第3扩散板10中，在YZ面内扩展成为p/2以上，第2扩散板9上的间距p/2的亮度分布由于第3扩散板10的光扩散，能够变得大致均匀。第3扩散板10的出射面、即投射光源装置1的出射面中的亮度分布变得均匀，从而在人观看投射光源装置1时，在眼睛的视网膜能够呈现的光源像的光强度分布变得均匀，与在投射光源装置1的出射面局部有亮度高的场所的情况相比，能够使得不易给眼睛带来大幅损伤。

此外，在投射光源装置1中，激光光源2的光由凹透镜5和凸透镜6平行光化之后，由第1扩散板8以及第2扩散板9扩展光的扩展角，因此观看投射光源装置1的第2扩散板9时的射束直径只要在投射光源装置1的射出光的扩展角的范围内即可，从任何方向观看均成为与凸透镜6中的射束直径大致相同的直径。因此，通过由凹透镜5和凸透镜6大幅地扩展激光光源2的射出光，从而从任何方向观看投射光源装置1均能够成为充分大的射束直径，因此在人观看时，在眼睛的视网膜能够呈现的光源像也变大，能够降低光集中，所以在安全基准的等级1的范围内，即便提高激光光源2的输出，增强来自投射光源装置的射出光，也能够使得给眼睛带来的损伤的可能性非常低。

当点亮激光光源2时，激光光源2发热，从激光光源2侧起，按照凹透镜5、凸透镜6、第1扩散板8、第2扩散板9以及第3扩散板10的顺序依次变热。当经过时间而成为稳定状态时，投射光源装置1内成为大致恒定的温度，但一般而言，与外部相接的第3扩散板10附近的温度易于受外部的温度左右。在室外，夏天与冬天、白天与夜间的温度差变得非常大，热膨胀所引起的变化也变大。第1扩散板8以及第2扩散板9为薄板状，位于投射光源装置1的内部，不易产生温度差，因此第1扩散板8与第2扩散板9的距离L2可以为短的距离。当凸透镜6与第1扩散板8接触时，由于凸透镜6的凸部，有可能使第1扩散板8的沟槽形状变形，因此期望凸透镜6与第1扩散板8的距离L1大于L2。由于第3扩散板10与外部相接，因此通过将第2扩散板9与第3扩散板10的距离L3取得较大，从而能够减小给投射光源装置1内的第2扩散板9带来的热变化的影响。

此外，第1扩散板8的厚度t1、第2扩散板9的厚度t2几乎没有给光学特性带来的影响，因此期望尽可能薄。但是，由于第3扩散板10直接与外部相接，因此也为了防止冲击等所引起的变形，需要某种程度的厚度。因此，设t1＜t3、t2＜t3，通过加厚第3扩散板10的厚度，从而能够耐受来自外部的冲击。此外，第3扩散板10的扩散面形成在激光光源2侧，相反侧的面即X轴正方向的面设为平面，从而在附着了污渍等时，能够易于清洁。

在第1扩散板8的侧面15，如图2C那样设置了倾斜ε。从X轴正方向入射至第1扩散板8的光的大部分在入射面以及出射面发生折射而射出，但一部分的光在第1扩散板8的出射面发生反射，在第1扩散板8的内部以全反射的方式进行传播。在第1扩散板8的内部传播的光在侧面15反射，再次反射至凸形状12和凹形状13，从而作为杂散光从第1扩散板8射出。通过对侧面15赋予倾斜ε，从而在侧面15处反射时，成为比全反射角小的反射角，在侧面15附近从扩散板射出，被未图示的保持扩散板的投射装置的镜筒遮光，能够降低杂散光。在第2扩散板9中也同样。

将以投射光源装置1作为光源的距离测定装置22示于图5A。距离测定装置22具有投射光源装置1和摄像单元19。图5A表示水平面内、即XY面，φh1表示来自投射光源装置1的射出光的扩展。φh2表示摄像单元19中的摄像范围，

φh1＞φh2。

摄像单元19接收来自投射光源装置1的射出光由未图示的被检测物反射后的光，测定被检测物的形状、至被检测物的距离。

将距离测定装置22中的YZ面上的投射光源装置1中的光的扩展、和摄像单元19中的摄像范围示于图5B。投射光源装置1的垂直方向的扩展为φv1，摄像单元19的垂直方向的扩展为φv2，

φv1＞φv2。

一般而言，具有像素构造的传感器具备长方形形状的受光面。因而，摄像单元19中的摄像范围为长方形形状，投射光源装置1中的照射范围也设为长方形形状，从而能够效率良好地照射光，并进行摄像。若设

φh2-φh1＝2×Δh、φv2-φv1＝2×Δv，

则投射光源装置1的照射范围设定为Δh＞Δv。在车载用途等中，为了在水平方向上照射、摄像宽的范围，通过较宽地具有水平方向、即Y轴方向的照射范围的余量，从而能够减小设置误差的影响。

根据该构成，能够提供如下投射光源装置，在该投射光源装置中，激光光源2的射出光在凹透镜5和凸透镜6中进行平行光化，由第1扩散板8在垂直方向上扩展光，由第2扩散板9在水平方向上扩展光，由第3扩散板10使得第2扩散板9中的射出光的亮度分布变得一样，从而能够射出扩散板中的光损失小、均匀且宽的放射角的光，能够增大投射装置的出射面中的射束直径，在安全基准的等级1的范围内能够提高激光光源输出。

另外，激光光源2在使多模类型的半导体激光器、微小激光器相邻排列而成的垂直面发光激光器中，可以利用空间相干性小的、或者发光二极管、发光直径小的发光二极管(SLD)。如果增加光斑噪声也没关系，则可以是单模类型的半导体激光器。此外，如果装置大型化也可，则可以利用HeNe、氩气激光器等。

另外，虽然将激光光源2的波长设为近红外，但在能看见测定光也没有关系时，可以利用可见光。或者，也可以利用紫外光。

另外，凹透镜5将入射侧设为平面，将出射侧设为凹面，但并不限定于此。可以将入射侧设为凹，将出射侧设为平面，或者将两方设为凹面。对于透镜面，可以利用非球面。若在入射侧配置凹面，则向激光光源返回的返回光略有增加，因此入射面侧期望为平面。此外，虽然会增加成本，但也可以通过附加反射防止膜来降低凹透镜5的表面反射，提高投射装置的光利用效率。

另外，凸透镜6将入射侧设为平缓的凹面，将出射侧设为凸面，但并不限定于此。如果可取光学系统的X轴方向的长度，则可以通过将入射面侧设为凸面，将出射侧设为平缓的凹面，由此来稍微降低向激光器返回的返回光。此外，虽然会增加成本，但也可以通过附加反射防止膜来降低凸透镜6的表面反射，提高投射装置的光利用效率。

另外，虽然将凸形状12的宽度q1和凹形状的宽度q2设为q1＞q2，但在基于扩散板的光的扩展角小时，可以设为q1＝q2或q1＜q2。

另外，虽然在第1扩散板8、第2扩散板9的侧面附加了倾斜ε，但因为是涂黑的吸收面或磨砂面，因此可以将侧面设为扩散面，降低来自侧面的内部反射。或者，可以使侧面为曲面。

另外，在第1扩散板8和第2扩散板9中，沟槽间距p可以相同，也可以不同。此外，凸形状的宽度q1和凹形状的宽度q2也是可以相同，也可以不同。

另外，虽然将第1扩散板8、第2扩散板9的沟槽间距设为等间距，但也可以稍微使间距随机变化，缓和激光器所引起的衍射、光斑的影响。

另外，虽然将第1扩散板8、第2扩散板9的沟槽形成面配置在激光光源2侧，但如果光利用效率下降也没有关系，则可以配置在相反方向。

另外，虽然在第1扩散板8中在Y轴方向上扩展光，在第2扩散板9中在Z轴方向上进行扩展，但在无需扩展Y轴或Z轴的任意一方的光的扩展角时，能够省略对应的第1扩散板8或第2扩散板9。通过节省第1扩散板8或第2扩散板9，从而表面反射变无，因此可提高投射光源装置的光效率。

另外，虽然将摄像单元19和投射光源装置1各配置了一个，但也可以配置多个投射光源装置来增加光量。此外，虽然将摄像单元19和投射光源装置1配置在水平方向，但也可以配置在垂直方向。虽然使摄像单元19和投射光源装置1靠近配置，但也可以使摄像单元19和投射光源装置1远离配置。

另外，如图6A所示，投射光源装置1的角度放射分布设为了与角度无关而大致恒定，但如图6B所示，也可以增大周边部的光强度，减小中央部即0度方向的光强度。或者，如图6C所示，也可以减小周边部的光强度，增大中央部的光强度。

另外，如图7所示，可以将图1中的凹透镜5和凸透镜6如图7中的透镜20那样设为一个透镜。透镜20是本公开涉及的准直透镜。通过减少透镜片数，从而透镜20的厚度变厚，重量也增加，但通过减少表面反射，能够提高投射光源装置1的光效率。

另外，在图1中，将第1扩散板8以及第2扩散板9的形状配置为在剖面方向上形状设为固定，沟槽方向彼此正交。通过将剖面方向的形状设为固定，从而制作时的形状形成变得容易。另一方面，虽然制作变得困难，但如图8所示，可以将图1中的第1扩散板8和第2扩散板9如图8中的扩散板21那样设为1片扩散板。在将第1扩散板8的沟槽深度设为函数f(y，z)，将第2扩散板9的沟槽深度设为函数g(y，z)时，扩散板21设为沟槽深度由f(y，z)+g(y，引赋予的形状，从而在1片扩散板中，在如图5B所示那样的YZ面内，能够获得长方形形状的光的扩展角。

本公开的投射光源装置能够射出扩散板中的光损失小、均匀且宽的放射角的光，能够增大投射装置的出射面中的射束直径，在安全基准的等级1的范围内提高激光光源输出，也能够适用于室外的车载传感器、防盗传感器、室内的空调、照明等家电的距离传感器用光源。

Claims

1.一种投射光源装置，具备：

光源；

准直透镜，使所述光源的射出光大致平行光化；

中间扩散板，使所述准直透镜的射出光扩散；和

出射面扩散板，具有比所述中间扩散板弱的扩散性，使所述中间扩散板的射出光扩散，

所述中间扩散板具有凹形状和凸形状光滑地连接排列的构造，

所述中间扩散板具有：

第1扩散板，由凸形状和凹形状形成的剖面为挤出形状，在侧面设置了倾斜或者使侧面为曲面，从而光线在该侧面处反射时成为比全反射角小的反射角，在该侧面附近从该扩散板射出；和

第2扩散板，由凸形状和凹形状形成的剖面为挤出形状，在侧面设置了倾斜或者使侧面为曲面，从而光线在该侧面处反射时成为比全反射角小的反射角，在该侧面附近从该扩散板射出，

并且靠近配置为所述第1扩散板的凸形状和凹形状的沟槽方向与所述第2扩散板的凸形状和凹形状的沟槽方向相互正交。

2.根据权利要求1所述的投射光源装置，其特征在于，

所述光源为激光光源。

3.根据权利要求2所述的投射光源装置，其特征在于，

所述激光光源是多个激光光源相邻排列而成的。

4.根据权利要求1所述的投射光源装置，其特征在于，

所述出射面扩散板将形成有凹形状和凸形状的面配置在所述光源侧。

5.根据权利要求1所述的投射光源装置，其特征在于，

所述中间扩散板的所述凸形状的宽度比所述凹形状的宽度宽。

6.根据权利要求1所述的投射光源装置，其特征在于，

从所述光源起依次配置有所述准直透镜、所述第1扩散板、所述第2扩散板和所述出射面扩散板，

在将所述准直透镜与所述第1扩散板的距离设为L1、将所述第1扩散板与所述第2扩散板的距离设为L2、将所述第2扩散板与所述出射面扩散板之间的距离设为L3时，以L2＜L1＜L3来配置。

7.根据权利要求6所述的投射光源装置，其特征在于，

关于所述出射面扩散板，在将所述第2扩散板的凸形状和凹形状的排列间隔间距设为p、将所述出射面扩散板的扩散角设为半峰全宽η时，将所述第2扩散板与所述出射面扩散板的距离L3至少配置为L3≥p/(2×tan(η))。