CN209217429U - 一种带有倾斜板件的结构光发射器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有倾斜板件的结构光发射器，包括支架、激光器以及在激光的光路上依次设置的准直镜和光学衍射元件，所述激光器的四周设有散热件，激光器的底部设有下散热片，激光器与下散热片之间设有导热硅脂；光学衍射元件、准直镜与支架围成的腔体之间密封有可透过红外光的板件，且该板件与准直镜准直后的激光出射方向不垂直。本实用新型在光学衍射元件与准直镜之间增加了倾斜、密封设置的可透过红外光的板件，防止激光器底部的导热硅脂挥发后通过缝隙附着到光学衍射元件的衍射微结构上，保护了衍射微结构不受破坏，改善了产品质量，保障产品可靠性。且倾斜设置能够能够防止红外光经玻璃表面反射回到激光器发射腔而引起的激光异常。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学元件和相机零部件，尤其是一种带有倾斜板件的结构光发射器。
背景技术
随着科技的发展以及人美对美好生活的追求，加速了人们对3D视觉技术的开发和应用，机器人、智能安防、AR/VR、体感游戏、无人机、新零售、物流等诸多行业对深度视觉的需求愈发凸显。目前实现3D成像的技术方案主要有三种：结构光、飞行时间和双目立体视觉方案，其中结构光方案以其高精度、低成本、低功耗等优势脱颖而出。结构光方案所采用的3D Camera包括红外激光发射器、红外激光接收器及普通2D彩色摄像头等。红外激光发射器即结构光发射器，其原理为：激光器发出各种角度的红外激光，经准直镜准直成平行光束，再由光学衍射元件(DOE)下表面的衍射微结构将平行光束衍射成具有特定角度的散斑点云图。
当激光器采用VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)时，其体积较小、形状扁平，因此仅在其底部设置散热模块即可满足散热要求，散热模块一般包括导热硅脂或散热片，导热硅脂将激光器产生的热量迅速传递给其他散热结构进行散热。但当激光器选用LD(Laser Diode，半导体激光二极管)时，其体积较大，为满足其散热需求，不仅要在底部设置导热硅脂等散热装置，在激光器四周也设置散热装置。为了优化整体结构体积大小，结合激光器的AA制程(Active Alignment，主动对准技术)操作便捷度考虑，则将准直镜安装在散热装置上较为合适。
但装配时无法一体成型，需先在散热装置与准直镜之间进行点胶，AA制程后再补胶处理，补胶后容易在二者间留下缝隙。而激光器底部的导热硅脂是油脂类物质，在高温长时间工作的情况下会有少量挥发，激光器底部的导热硅脂挥发后有可能会通过缝隙到达准直镜和光学衍射元件之间的空腔内，并附着在腔体表面，而光学衍射元件下表面有衍射微结构，若挥发的硅脂到达光学衍射元件微结构表面，会破坏最终的成像光斑，从而导致产品失效。
实用新型内容
实用新型目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种带有倾斜板件的结构光发射器。
技术方案：一种带有倾斜板件的结构光发射器，包括支架、激光器以及在激光的光路上依次设置的准直镜和光学衍射元件，所述激光器的四周设有散热件，激光器的底部设有下散热片，激光器与下散热片之间设有导热硅脂；光学衍射元件、准直镜与支架围成的腔体之间密封有可透过红外光的板件，且该板件与准直镜准直后的激光出射方向不垂直。
为了不过度增加整个结构的体积，且保证板件反射的光束不会反射到激光腔体内，优选的，可透过红外光的板件与准直镜准直后的激光出射方向夹角为85°～89°。
为了获得结构体积及防止反射的最佳效果，优选的可透过红外光的板件与准直镜准直后的激光出射方向夹角为87°。
优选的，激光器为LD激光器。
为了在散热的同时也能对准直镜等部件进行稳定支撑，优选的，散热件为金属散热件。
优选的，所述可透过红外光的板件为玻璃片。
为了增加激光的透过率，玻璃片双面均镀有与激光器波长参数相应的增透膜。
在另一种优选方案中，可透过红外光的板件为亚克力板。
为了结构合理、优化体积，且方便散热，支架包围在准直镜和金属散热件的四周，光学衍射元件和可透过红外光的板件固定在支架顶部，下散热片的底部连接有外部散热系统。
为了增强密封效果，可透过红外光的板件通过四周封胶密封在支架内。
有益效果：本实用新型在光学衍射元件与准直镜之间增加了倾斜设置的可透过红外光的板件，通过密封手段能够防止激光器底部的导热硅脂挥发后通过缝隙附着到光学衍射元件的衍射微结构上，有效保护了衍射微结构不受破坏，改善了产品质量，保障产品可靠性。并且，倾斜设置能够能够防止红外光经玻璃表面反射回到激光器发射腔而引起的激光异常，不需要镀红外增透膜即可有效解决玻璃表面反光导致的问题，减少了玻璃成本，从而降低了整体产品的成本。若后续想要获得更高的透过率，也可以增加镀增透膜。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的局部结构放大图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种带有倾斜板件的结构光发射器，包括支架1和和安装在支架1内的部件，具体有：LD激光器2以及在激光的光路上依次设置的准直镜3、可透过红外光的板件8和光学衍射元件4，光学衍射元件4下表面有衍射微结构。本实施例中，可透过红外光的板件8为玻璃片，密封安装在光学衍射元件4、准直镜3与支架1围成的腔体之间，图中的玻璃片安装在玻璃片承载面9上。
激光器2的四周设有金属散热件5，激光器2的底部设有下散热片6，激光器2与下散热片6之间填充有导热硅脂7；金属散热件5能够在散热的同时也能对准直镜3等部件进行稳定支撑，还可固定激光器2的位置。为了结构合理、优化体积，且方便散热，支架1包围在准直镜3和金属散热件5的四周，光学衍射元件4和玻璃片固定在支架1顶部，下散热片6的底部连接有外部散热系统。为了增强密封效果，玻璃片通过四周封胶的工艺密封在支架1内。
另外，如果使用普通的透明玻璃，红外光的透过率通通常不超过92％，且安装时与准直镜3准直后的激光出射方向垂直，则会有部分红外光经玻璃表面反射，经玻璃表面反射的激光会按原光路直接返回到激光器2发光腔体内，导致激光发射器工作异常。
因此，本实施例中将玻璃片倾斜设置，即玻璃片与准直镜3准直后的激光出射方向不垂直，这样玻璃片反射的光束便不会反射到激光腔体内，能够有效防止因反射光导致的激光器2工作异常情况。在本实施例中为了获得结构体积及防止反射的最佳效果，玻璃片与准直镜3准直后的激光出射方向夹角为87°。如此一来，不需要镀红外增透膜即可有效解决玻璃表面反光导致的问题，可减少保护玻璃成本，从而降低产品成本。
实施例2
本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中玻璃片与准直镜3准直后的激光出射方向夹角为85°。
实施例3
本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中玻璃片与准直镜3准直后的激光出射方向夹角为89°。
实施例4
本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中的可透过红外光的板件88为亚克力板。
实施例5
本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中为了进一步增加红外光的透过率，提升激光器2效率，采用镀膜玻璃片，即在玻璃片双面均镀上增透膜，增透膜与激光器2波长参数相应。如此一来红外光的透过率可达到99.5％以上，双重保证，杜绝激光光束反射回激光发射器内腔引起的产品不良。本实施例中激光器2发光波长范围是820-830nm，因此在玻璃片上镀的是可透光范围为波长800-850nm的增透膜，可防止玻璃反射造成的激光器2工作异常。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，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，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种带有倾斜板件的结构光发射器，包括支架(1)、激光器(2)以及在激光的光路上依次设置的准直镜(3)和光学衍射元件(4)，其特征在于，所述激光器(2)的四周设有散热件(5)，激光器(2)的底部设有下散热片(6)，激光器(2)与下散热片(6)之间设有导热硅脂(7)；光学衍射元件(4)、准直镜(3)与支架(1)围成的腔体之间密封有可透过红外光的板件(8)，且该板件(8)与准直镜(3)准直后的激光出射方向不垂直。
2.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述可透过红外光的板件(8)与准直镜(3)准直后的激光出射方向夹角为85°～89°。
3.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述可透过红外光的板件(8)与准直镜(3)准直后的激光出射方向夹角为87°。
4.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述激光器(2)为LD激光器。
5.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述散热件(5)为金属散热件。
6.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述可透过红外光的板件(8)为玻璃片。
7.根据权利要求6所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述玻璃片双面均镀有与激光器(2)波长参数相应的增透膜。
8.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述可透过红外光的板件(8)为亚克力板。
9.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述支架(1)包围在准直镜(3)和金属散热件的四周，光学衍射元件(4)和可透过红外光的板件(8)固定在支架(1)顶部，下散热片(6)的底部连接有外部散热系统。
10.根据权利要求1所述的一种带有倾斜板件的结构光发射器，其特征在于，所述可透过红外光的板件(8)通过四周封胶密封在支架(1)内。
Priority Applications (1)
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| CN201821439908.2U CN209217429U (zh) | 2018-09-04 | 2018-09-04 | 一种带有倾斜板件的结构光发射器 |
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| CN209217429U true CN209217429U (zh) | 2019-08-06 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111884039A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-03 | 广东瑞谷光网通信股份有限公司 | 一种新型光发射激光器、光发射组件及其组装方法 |
| CN112485803A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-03-12 | Oppo广东移动通信有限公司 | 激光发射装置及制作方法、飞行时间测量装置 |
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2018
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| CN111884039A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-03 | 广东瑞谷光网通信股份有限公司 | 一种新型光发射激光器、光发射组件及其组装方法 |
| CN111884039B (zh) * | 2020-08-26 | 2021-10-29 | 广东瑞谷光网通信股份有限公司 | 一种光发射激光器、光发射组件及其组装方法 |
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