CN208689286U - 激光准直装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光准直装置，所述激光准直装置包括：激光源，所述激光源用于发射激光；第一镜片和第二镜片，所述第一镜片与所述第二镜片相对设置，所述第一镜片的热膨胀系数小于所述第二镜片的热膨胀系数，所述激光源位于所述第一镜片背离所述第二镜片的一侧，所述激光源发射的激光依次经所述第一镜片和所述第二镜片折射后形成准直光线。通过将热膨胀系数较小的第一镜片设于靠近激光源的位置，以使第一镜片在激光源所发射的激光照射下发生的形变较小，避免第一镜片发生形变而导致第一镜片的焦距变化，进而提高激光准直装置的稳定性。

Description

激光准直装置

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种激光准直装置。

背景技术

激光准直装置中，激光工作时候产生的高温使得镜片发生形变，导致镜片的面曲率等参数发生变化，进而导致激光准直装置中形成的准直光线效果不良，及激光准直装置的光学性能下降。因此，如何提高激光准直装置的准直光线成型效果，成为需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种能够提高准直光线成型效果的激光准直装置。

本实用新型提供了一种激光准直装置，所述激光准直装置包括：激光源，所述激光源用于发射激光；第一镜片和第二镜片，所述第一镜片与所述第二镜片相对设置，所述第一镜片的热膨胀系数小于所述第二镜片的热膨胀系数，所述激光源位于所述第一镜片背离所述第二镜片的一侧，所述激光源发射的激光依次经所述第一镜片和所述第二镜片折射后形成准直光线。

通过将热膨胀系数较小的第一镜片设于靠近激光源的位置，以使第一镜片在激光源所发射的激光照射下发生的形变较小，避免第一镜片发生形变而导致第一镜片的焦距变化，进而提高激光准直装置的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的第一种激光准直装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的第二种激光准直装置的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的第三种激光准直装置的结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的第四种激光准直装置的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的第五种激光准直装置的结构示意图。

图6是图5提供的第一散热件与第一镜片的俯视图。

图7是本实用新型实施例提供的第六种激光准直装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，图1是本申请提供的一种激光准直装置100。所述激光准直装置100可以用于三维扫描、3D体感、3D机器人视觉等领域。所述激光准直装置100包括激光源1、第一镜片3和第二镜片4。所述激光源1用于发射激光。所述激光源1发射的激光依次经所述第一镜片3和所述第二镜片4折射后形成准直光线。所述第一镜片3与所述第二镜片4相对设置。所述第一镜片3位于所述激光源1与所述第二镜片4之间。所述第一镜片3的热膨胀系数小于所述第二镜片4的热膨胀系数。可以理解的，激光源1发射激光的同时产生热量，该热量传导至第一镜片3，以使第一镜片3的温度升高。

通过将热膨胀系数较小的第一镜片3设于靠近激光源1的位置，以使第一镜片3在激光源1所发射的激光照射下发生的形变较小，避免第一镜片3发生形变而导致第一镜片3的焦距变化，进而提高激光准直装置100的稳定性。

在一实施例中，请参阅图2，所述激光准直装置100还包括套筒11、第一散热件12及第二散热件13。所述激光源1、所述第一镜片3和所述第二镜片4位于所述套筒11中。所述第一散热件12和第二散热件13固定于所述套筒11的内壁11a。所述第一散热件12接触所述第一镜片3，第二散热件13接触第二镜片4。所述第一散热件12和第二散热件13分别用于对所述第一镜片3和所述第二镜片4进行散热。具体的，所述第一散热件12可以位于套筒11的内壁11a与第一镜片3的侧壁3a之间，第二散热件13可以位于套筒11的内壁11a与第二镜片4的侧壁4a之间。

本实施例中，通过在套筒11内设置第一散热件12和第二散热件13，第一散热件12和第二散热件13分别接触第一镜片3和第二镜片4，以使第一镜片3和第二镜片4上的热量通过第一散热件12和第二散热件13传递至套筒11，从而降低第一镜片3和第二镜片4的温度，避免第一镜片3和第二镜片4由于温度过高而形变。

进一步地，所述套筒11的材质可以是散热材质，以便于第一镜片3和第二镜片4将热量通过第一散热件12和第二散热件13及套筒11传递至激光准直装置100外。

在其他实施例中，请参阅图3，第一镜片3和第二镜片4上还可以设有散热膜16。散热膜16可以贴合于第一镜片3和第二镜片4的入光面和出光面，所述散热膜16可以将第一镜片3和第二镜片4上的热量快速扩散出去，以降低第一镜片3和第二镜片4的温度。

在其他实施例中，请参阅图4，套筒11的内壁上设有设置反射层19，该反射层19用于反射激光，反射层19可以将激光发射至第一镜片3和第二镜片4，以减少激光通过套筒11射出，进而激光源1发射的激光更多地被第一镜片3和第二镜片4折射以成形为准直激光，提高激光准直装置100的准直激光的形成率。

具体的，所述激光源1发射的激光可以是红外光、紫外光、可见光等。

在一实施例中，请参阅图6，所述第一散热件12和所述第二散热件13沿套筒11的中心轴线方向并列固定于所述套筒11的内壁11a上。所述第一散热件12围接于所述第一镜片3的边缘，所述第二散热件13围接于所述第二镜片4的边缘。

本实施例中，第一散热件12和第二散热件13将第一镜片3和第二镜片4固定在套筒11内，第一散热件12和第二散热件13将第一镜片3和第二镜片4的热量传导至激光准直装置100外的同时，还可以将第一镜片3和第二镜片4固定在套筒11上，实现一物二用，既可以避免第一镜片3和第二镜片4由于高温而产生形变，进而提高激光准直装置100的光学性能，又可以提高激光准直装置100的装配稳定性。

具体的，所述第一散热件12和第二散热件13可以是粘胶、卡合件等。

在一实施例中，请参阅图5，所述第一散热件12包括固定部171及连接所述固定部171的第一支臂172和第二支臂173。所述固定部171固定于所述套筒11的内壁11a上。所述第一支臂172抵持所述第一镜片3的入光面。所述第二支臂173抵持所述第一镜片3的出光面。

通过设置第一散热件12具有第一支臂172和第二支臂173，第一支臂172和第二支臂173分别抵持第一镜片3的入光面和出光面，以使第一镜片3固定在第一散热件12内，且第一支臂172和第二支臂173可以提高第一散热件12卡合第一镜片3的牢固性。

第一支臂172和第二支臂173使得第一散热件12与第一镜片3的接触面积增大，可以提高第一镜片3与第一散热件12之间的热量传输效率，还可以提高第一散热件12对第一镜片3的紧固力。

具体的，请参阅图6，第一散热件12可以呈环形。环形的第一散热件12包围于第一镜片3的周缘，可以提高第一散热件12对第一镜片3的固定能力，从而提高第一镜片3在套筒11内的稳定性。另外，第一散热件12呈环形，以使第一镜片3受到第一散热件12的力更加均匀，从而避免第一镜片3的周侧受到的第一散热件12的抵接力不均匀而导致的第一镜片3被挤压变形或第一镜片3安装位置不准确等问题。

在其他实施例中，第一散热件12的数量可以为多个，多个第一散热件12均匀分布于第一镜片3的周侧。

进一步地，所述第一支臂172的材质为刚性材质。所述第二支臂173的材质为弹性材质。当第一镜片3卡合于所述第一散热件12时，第一支臂172支撑第一镜片3的入光面，第二支臂173弹性压合于第一镜片3的出光面。当所述第一镜片3挤压所述第二支臂173时，所述第二支臂173发生形变，以使卡合于所述第一散热件12或脱离所述第一散热件12。

具体的，第一镜片3可以从第二支臂173所在的一侧安装至第一散热件12内，其中，第一镜片3挤压第二支臂173，以使第二支臂173发生形变，及第一镜片3挤入第一支臂172与第二支臂173支架，从而实现第一镜片3装配至第一散热件12内。第一镜片3可以通过挤压第二支臂173，以使第二支臂173发生形变，及第一镜片3挤出第一支臂172与第二支臂173之间，以实现第一镜片3从第一散热件12内拆卸。

在一实施例中，请参阅图5，所述第二散热件13具有连接部181及连接所述连接部181的第三支臂182和第四支臂183。所述连接部181固定于所述套筒11的内壁11a上。所述第三支臂182抵持所述第二镜片4的入光面。所述第四支臂183抵持所述第二镜片4的出光面。

与第一散热件12相似地，第二散热件13的第三支臂182和第四支臂183使得第一散热件12与第二镜片4的接触面积增大，可以提高第二镜片4与第二散热件13之间的热量传输效率，还可以提高第二散热件13对第二镜片4的紧固力。

所述第三支臂182为刚性材质，所述第四支臂183为弹性材质，以使所述第三支臂182支撑所述第二镜片4的出光面，所述第四支臂183弹性压合所述第二镜片4的入光面。

具体的，第二镜片4可以从第四支臂183所在的一侧安装至第二散热件13内，其中，第二镜片4挤压第四支臂183，以使第四支臂183发生形变，及第二镜片4挤入第三支臂182与第四支臂183支架，从而实现第二镜片4装配至第二散热件13内。第二镜片4可以通过挤压第二支臂173，以使第四支臂183发生形变，及第二镜片4挤出第三支臂182与第四支臂183之间，以实现第二镜片4从第二散热件13内拆卸。

结合以上的任意一种实施例，所述第一镜片3的材质是玻璃，所述第二镜片4的材质是塑料。

本实施例中，玻璃材质的第一镜片3具有较小的热膨胀系数及较好的耐高温性，以使第一镜片3能够在激光的照射下基本不产生形变，从而提高激光准直装置100的稳定性。

具体的，请参阅图1，所述第一镜片3具有相背设置的第一曲面31和第二曲面32，所述第二镜片4具有相背设置的第三曲面41和第四曲面42。所述第二曲面32与所述第三曲面41相对。所述激光源1发射的激光依次经所述第一曲面31、所述第二曲面32、所述第三曲面41及所述第四曲面42的折射后形成准直光线。

具体的，所述第一镜片3的第一曲面31和第二曲面32为球面。所述第二镜片4的第三曲面41和第四曲面42为非球面，以提高激光准直装置100的形成准直激光的质量。

在另一实施例中，所述第一镜片3的材质为第一种塑料。所述第二镜片4的材质为第二种塑料。可以理解的，第一种塑料的热膨胀系数较低，且第一种塑料的热膨胀系数小于第二种塑料的热膨胀系数。

本实施例中，第一镜片3和第二镜片4均为塑料材质。由于塑料材质的镜片成本低，且成型工艺简单。所以第一镜片3和第二镜片4为塑料材质，可以极大地减小激光准直装置100的成本。

通过将热膨胀系数较小的第一镜片3设于靠近激光源1的位置，以使第一镜片3能够在激光的照射下产生少量的形变或基本不产生形变，从而提高激光准直装置100的稳定性。

进一步地，请参阅图7，所述第一镜片3与所述激光源1之间的间距L1大于所述第一镜片3与所述第二镜片4之间的间距L2。

本实施例中，通过增大第一镜片3与激光源1之间的间距来增大第一镜片3与激光源1之间的间距，即增大第一镜片3与激光源1之间的空间，以降低激光源1传导至第一镜片3的温度，从而提高激光准直装置100的稳定性。

在其他实施例中，第一镜片3和第二镜片4的材质还可以是玻璃、陶瓷、有机材料等。

本申请对于镜片的数量不做限定，可以为一个镜片，或者可以为三个或三个以上的镜片。

具体的，所述第一镜片3的第一曲面31和第二曲面32为非球面，所述第二镜片4的第三曲面41和第四曲面42为非球面，以提高激光准直装置100的形成准直激光的质量。

具体的，请参阅图1，所述第一曲面31为朝向所述第二镜片4凸出的凸面，所述第二曲面32为背离所述激光源1凹槽的凹面，所述第三曲面41为背离所述第一镜片3凹槽的凹面，所述第四曲面42为背离所述第一镜片3凸出的凸面，以使激光源1发射的激光依次经所述第一曲面31、所述第二曲面32、所述第三曲面41及所述第四曲面42的折射后形成准直的激光。其中，所述第一曲面31的曲率半径可以小于所述第二曲面32的曲率半径。其中，所述第三曲面41的曲率半径大于所述第四曲面42的曲率半径。

具体的，所述第一镜片3的径向尺寸可以小于所述第二镜片4的径向尺寸。

由于第一镜片3靠近激光源1，第一镜片3的光接收面积可以小于第二镜片4的光接收面积，即可以设置第一镜片3的径向尺寸可以小于所述第二镜片4的径向尺寸，以满足第一镜片3的第一曲面31可以充分接收激光源1发射的激光即可。第一镜片3的径向尺寸相对较小，那么设于第一镜片3与套筒11之间的第一散热件12的尺寸可以较大，以进一步增加散热功能。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种激光准直装置，其特征在于，所述激光准直装置包括：

激光源，所述激光源用于发射激光；

第一镜片和第二镜片，所述第一镜片与所述第二镜片相对设置，所述第一镜片位于所述激光源与所述第二镜片之间，所述第一镜片的热膨胀系数小于所述第二镜片的热膨胀系数，所述激光源发射的激光依次经所述第一镜片和所述第二镜片折射后形成准直光线。

2.如权利要求1所述的激光准直装置，其特征在于，所述激光准直装置还包括套筒、第一散热件及第二散热件，所述激光源、所述第一镜片和所述第二镜片位于所述套筒中，所述第一散热件和所述第二散热件固定于所述套筒的内壁，所述第一散热件接触所述第一镜片，所述第二散热件接触所述第二镜片，所述散热件和所述第二散热件分别用于对所述第一镜片和所述第二镜片进行散热。

3.如权利要求2所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一散热件围接于所述第一镜片的边缘，所述第二散热件围接于所述第二镜片的边缘。

4.如权利要求3所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一散热件具有固定部及连接所述固定部的第一支臂和第二支臂，所述固定部固定于所述套筒的内壁上，所述第一支臂和所述第二支臂相交，所述第一支臂抵持所述第一镜片的入光面，所述第二支臂抵持所述第一镜片的出光面。

5.如权利要求4所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一支臂的材质为刚性材质，所述第二支臂的材质为弹性材质，当所述第一镜片挤压所述第二支臂时，所述第二支臂发生形变，以使卡合于所述第一散热件或脱离所述第一散热件。

6.如权利要求3所述的激光准直装置，其特征在于，所述第二散热件具有连接部及连接所述连接部的第三支臂和第四支臂，所述连接部固定于所述套筒的内壁上，所述第三支臂和所述第四支臂相交，所述第三支臂支撑所述第二镜片的入光面，所述第四支臂压合所述第二镜片的出光面，所述第三支臂为刚性材质，所述第四支臂为弹性材质。

7.如权利要求1～6任意一项所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一镜片的材质是玻璃，所述第二镜片的材质是塑料。

8.如权利要求7所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一镜片具有相背设置的第一曲面和第二曲面，所述第二镜片具有相背设置的第三曲面和第四曲面，所述第二曲面与所述第三曲面相对，所述激光源发射的激光依次经所述第一曲面、所述第二曲面、所述第三曲面及所述第四曲面的折射后形成准直光线，所述第一镜片的第一曲面和第二曲面为球面，所述第二镜片的第三曲面和第四曲面为非球面。

9.如权利要求1～6任意一项所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一镜片的材质为第一种塑料，所述第二镜片的材质为第二种塑料。

10.如权利要求9所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一镜片具有相背设置的第一曲面和第二曲面，所述第二镜片具有相背设置的第三曲面和第四曲面，所述第二曲面与所述第三曲面相对，所述激光源发射的激光依次经所述第一曲面、所述第二曲面、所述第三曲面及所述第四曲面的折射后形成准直光线，所述第一镜片的第一曲面和第二曲面为非球面，所述第二镜片的第三曲面和第四曲面为非球面。

11.如权利要求10所述的激光准直装置，其特征在于，所述第一曲面相对所述第二曲面靠近所述激光源，所述第三曲面相对所述第四曲面靠近所述第一镜片，所述激光源与所述第一曲面之间的间距大于所述第二曲面与所述第三曲面之间的间距。