CN211426929U - 光学模组和激光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学模组和激光模块，属于激光扫描技术领域，光学模组包括可动的反射元件，用于调节入射光的的入射角度，入射光经过可动的反射元件依次出射不连续的光斑图像。光束经可转动的反射元件可得到一个光斑，反射元件每转动一次，光束经反射元件后均可得到一个不同角度的光斑，将这些光斑经扫描后即可得到不连续的光斑图像，本光学模组结构简单，通过设置反射元件即可实现不连续的光斑，如点阵或线阵光斑，成本低，尺寸小，可制作小巧型的光学装置。

Description

光学模组和激光模块

技术领域

本实用新型涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种光学模组和激光模块。

背景技术

现有激光扫描技术应用到很多领域，如医疗美容、激光检测和探测、主动扫描源等。

现有针对激光束的扫描方案多为连续型，输出的光斑为连续线状或面状，无法形成间断点状扫描或间断线状扫描，连续扫描输出连续光斑的系统结构简单，其主要功能仅是完成对光束出射角度的连续改变，无法形成间断点或间断线状扫描。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学模组和激光模块，能够形成不连续的光斑。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面提供一种光学模组，其包括可动的反射元件，用于调节入射光的入射角度，入射光经过可动的所述反射元件依次出射不连续的光斑图像。

可选地，还包括第一光元件，所述第一光元件设在所述反射元件的出光侧，所述第一光元件为反射镜，用于反射所述反射元件出射的光。

可选地，还包括第一光元件，所述第一光元件设在所述反射元件的出光侧，所述第一光元件至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，入射光经过所述第一光元件的反射单元和/或透射单元以出射周期性变化的光斑图像。

可选地，所述第一光元件包括多个反射单元和多个透射单元时，相邻所述反射单元之间通过所述透射单元间隔，以在所述第一光元件的反射面和/或透射面出射周期性变化的光斑图像。

可选地，所述第一光元件包括独立设置的多个反射单元时，所述第一光元件为吸光材质。

可选地，所述第一光元件包括独立设置的多个透射单元时，所述透射单元包括沿光路设置的第一表面和第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，所述弧面沿所述第一方向形成凸起，所述第一表面为凸面。

可选地，所述第一光元件上镀设反射膜以形成反射单元。

可选地，所述第一光元件设置镂空区域以形成透射单元；或者，所述第一光元件为透光材质以形成透射单元。

可选地，所述反射元件上镀有反射膜。

本实用新型实施例的另一方面提供一种激光模块，包括激光光源和上述的光学模组，所述光学模组设在所述激光光源的出光侧。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的光学模组和激光模块，设置可动的反射元件，用于调节入射光的入射角度，入射光经过可动的反射元件依次出射不连续的光斑图像。光束经可动的反射元件可得到一个光斑，反射元件每动一次，光束经反射元件后均可得到一个不同角度的光斑，将这些光斑经扫描后即可得到不连续的光斑图像，本光学模组结构简单，通过设置反射元件即可实现不连续的光斑，如点阵或线阵光斑，成本低，尺寸小，可制作小巧型的光学装置。

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，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的光学模组结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的光学模组结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的光学模组结构示意图之三；

图4为本实用新型实施例提供的光学模组结构示意图之四；

图5为本实用新型实施例提供的光学模组结构示意图之五；

图6为本实用新型实施例提供的反射元件结构示意图之一；

图7为本实用新型实施例提供的反射元件结构示意图之二；

图8为本实用新型实施例提供的第一光元件结构示意图之一；

图9为本实用新型实施例提供的第一光元件结构示意图之二；

图10为本实用新型实施例提供的光学模组结构示意图之六；

图11为本实用新型实施例提供的第一光元件结构示意图之三。

图标：2－快轴准直镜；3－慢轴压缩镜；4－反射元件；5－第一光元件；7－光束接收屏。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例一

请参照图1，本实施例提供一种光学模组，通过可动的反射元件4得到不连续的(如间断点状或间断线状)的光斑图像，不连续的光斑图像可为周期性规律变化的光斑图像，也可为不规律变化的光斑图像，可应用于扫描式激光光束的场景，以满足非连续型光斑的使用场合。

本实用新型实施例所述的周期性，可以是固定的周期，也可以是长短不一的周期。

光学模组包括可动的反射元件4，用于调节入射光的入射角度，入射光经过可动的反射元件4后依次出射不连续的光斑图像。

具体的，反射元件4可以为平动，也可以为转动：当其为转动时，反射元件4可以为平面型的反射镜；当其为平动时，为了实现本实用新型的技术目的，如图6和图7所示，反射元件4可以适应性为非平面型的、且表面具有多个锯齿状微单元的反射镜，这样设置主要是考虑到每个锯齿状微单元的倾斜角度不同能够解决平动时光束入射角度不变的问题。

需说明的是，本实用新型以下实施例以可动反射元件4为转动进行举例说明，但并不构成对可动反射元件4运动方式的唯一性限制。

光束经可转动的反射元件4可得到一个光斑，反射元件4每转动一次，光束经反射元件4后均可得到一个不同角度的光斑，可理解为将这些光斑汇集后即可得到如图1所示的不连续的(如间断点状或间断线状)的光斑图像，这种光斑可称为扫描式光斑。

当反射元件4每次转动的角度相同时，即可形成周期性规律变化的光斑图像。当然，如果转动的角度不同，形成的光斑则是不规律排列；或者转动角度较小时，相邻的光斑还可能部分叠加。

如图1所示，反射元件4的转动角度不同时，光路方向不同，光束接收屏7上光斑的位置和形状不同。

反射元件4具有反射功能，具体地，反射元件4可为反射镜，或者，反射元件4为其他光元件，这时反射元件4上镀反射膜以反射。

还包括第一光元件5，第一光元件5设在反射元件4的出光侧，入射光依次经反射元件4和第一光元件5后出射向出光口，出光口可设置光束接收屏7。

反射元件4可设在光源(图中未示出)的出光侧，光源出射的光射向反射元件4，光源可为半导体激光器发射的激光束，也可以为其他类型激光器发射的激光束。本实用新型以下实施例以光源为半导体激光器为例进行举例说明，反射元件4和第一光元件5用于调节入射光以出射周期性变化的光斑图像。

周期性变化指平面周期性变化，就是平面上光沿一个方向形成的光斑图像的周期性变化，如图3形成的光斑图像为多个线型条纹间隔的图形。

具体地，如图2所示，第一光元件5可为反射镜，用于反射反射元件4出射的光，第一光元件5为反射镜时，第一光元件5将反射元件4反射的光再次反射向出光口。

如图3所示，第一光元件5还可为半透半反镜，具体地，第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，入射光经过第一光元件5的反射单元和/或透射单元以出射周期性变化的光斑图像。

第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元时，第一光元件5为吸光材质，具有吸光特性。此时第一光元件5不透射，只反射，多个反射单元周期性排布时，即可得到周期性变化的光斑图像。

第一光元件5至少包括独立设置的多个透射单元时，请参见实施例二。

第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元时和多个透射单元时，通过反射单元反射光束，透射单元透射光束，当反射单元和透射单元周期性排布时，可得到周期性变化的光斑图像。

通过设置第一光元件5，第一光元件5可用于调节入射光以出射周期性变化的光斑图像，第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，通过反射单元，或者通过透射单元，或者通过反射单元和透射单元的组合，使入射在第一光元件5的光束呈交替性周期变化，故输出间断式的线状或点状阵列光斑，本光学模组结构简单，通过设置第一光元件5即可实现不连续的光斑，如点阵或线阵光斑，成本低，尺寸小，可制作小巧型的光学装置；同时，第一光元件5在光学模组中的相对位置不改变，降低了偏差，使光学模组的精度更高。

如图5所示，本实施例中还包括快轴准直镜2和慢轴压缩镜3，当光源为半导体激光器时，光源出射的光沿光路依次经过快轴准直镜2、慢轴压缩镜3、反射元件4、第一光元件5，在第一光元件5处光束反射向出光口(或部分反射向出光口，部分透射向与出光口相反的方向)，被光束接收屏7接收，并在光束接收屏7形成周期性有规律变化的光斑。

光源可为半导体激光器发射的激光束，也可以为其他类型激光器发射的激光束，其中，半导体激光器包括不限于边发射型半导体激光器、或面发射型半导体激光器等。

光斑可以是规律排列，也可以是不规律排列。如图1所示，出光口的光斑为椭圆型阵列光斑，每转动一次反射元件4均形成一个光斑，每次转动的角度相同时，即可形成周期性排列的光斑图像。

如图3所示，出光口的光斑为线型阵列光斑，空白间隔的形成是因为第一光元件5的透射部分的存在，使本应该出射到空白间隔处的光通过第一光元件5的透射部分透射出去，因此这部分光没有在光束接收屏7上形成光斑图像，可理解为空白间隔处基本无光束。第一光元件5透射的光与反射至光束接收屏7上的光的强度基本是一样的。

本实施例中快轴准直镜2设在光源的出光侧，光源设在快轴准直镜2远离慢轴压缩镜3的一侧，即图1中光源位于快轴准直镜2的左侧，以使光源的光经快轴准直镜2后出射。附图中光源设置均同此推证。

慢轴压缩镜3设在快轴准直镜2远离光源的一侧，以使光源的光依次经快轴准直镜2和慢轴压缩镜3后出射。

快轴准直镜2用于对光束进行准直，慢轴压缩镜3用于整形慢轴光束，使光源的光束依次经快轴准直镜2、慢轴压缩镜3、反射元件4和第一光元件5后，光束接收屏7上接收到的光斑图像更清晰，图像效果更好，更明显。

反射元件4沿主光轴位于光源和第一光元件5之间，转动反射元件4，用于调节光束入射第一光元件5的角度，光束入射的位置不同，在光束接收屏7上相应形成不同的光斑图像。此时，第一光元件5不转动。在第一光元件5和光束接收屏7之间还可设置光波导(或透镜)，用于控制光斑长度尺寸和匀化光斑。

具体地，第一光元件5包括多个反射单元和多个透射单元，相邻反射单元之间通过透射单元间隔，以在第一光元件5的反射面和/或透射面出射周期性变化的光斑图像。

需要说明的是，如图1所示，第一光元件5上包括多个透射单元和多个反射单元，相邻反射单元之间通过透射单元间隔，相邻反射单元的数量不限定，透射单元的数量也不限定，只要是反射单元和透射单元间隔即可。示例地，如图2和图3所示，相邻两个反射单元之间通过一个透射单元间隔，相邻两个透射单元之间通过一个反射单元间隔，这样就形成了反射单元和透射单元依次间隔的情况。

当然，也可以两个(或三个，四个……)反射单元通过一个(或二个，三个……)透射单元间隔。透射单元和反射单元是在第一光元件5的光学表面上划分形成的，图8和图9为第一光元件5的不同反射和透射形式，图8中设置镂空区域形成透射单元以透光，未设镂空区域的位置镀反射膜形成反射单元以反射光束。图9中黑色部分可看成镀反射膜的反射单元，未镀反射膜的位置为透射单元，为透光材质以透光。图8和图9分别形成了透射单元和反射单元相互间隔的形式，第一光元件5接收光源的光后，用于反射的表面为第一光元件5的反射面，与反射面相对的表面为第一光元件5的透射面。如图2和图3所示，面向第一光元件5的反射面设有光束接收屏7，也就是说，第一光元件5的反射面上设有反射单元和透射单元。

第一光元件5的反射面和透射面均可出射周期性变化的光斑图像，光束经反射面反射向光束接收屏7方向可形成光斑，经透射面也可在透射面方向形成光斑。如透射面也设置接收光斑的接收屏，则可将透射面的光斑图像化。如透射面不设置接收屏，则光从透射面损失。

或者第一光元件5的反射面出射周期性变化的光斑图像，此时第一光元件5为不透光材质，光无法从透射面透射，因此透射面不会出射光斑；或者第一光元件5的透射面出射周期性变化的光斑图像。

如图3所示，当光源发出的光射向第一光元件5时，光经反射单元后反射向光束接收屏7，光经透射单元后从透射单元射向与光束接收屏7相反的方向，这部分光没有被光束接收屏7接收到，因此在光束接收屏7上形成了由多个反射单元的图形组成的光束，对应的透射单元处光束断开，呈现周期性线型排布，可看成间断式的线状光斑。

具体地，如图4所示，第一光元件5上可镀反射膜以形成反射单元，当第一光元件5为透光材质(如玻璃或塑料材质等)时，未镀反射膜的位置可直接透射自然形成透射单元以透射光束；当第一光元件5为不透光材质时，可通过设置镂空区域以形成透射单元。

本实施例的光学模组，光源发出的光经过快轴准直镜2进行准直，经过慢轴压缩镜3整形慢轴光束，然后光束进入旋转可动的反射元件4进行反射，通过转动的反射元件4的反射，可得到一个光斑，反射元件4每转动一次，光束经反射元件4后均可得到一个不同角度的光斑，这些光斑可形成不连续的(如间断点状或间断线状)的光斑图像。

反射元件4旋转不同角度时，出射光束以2倍的角度出射至第一光元件5上，第一光元件5全反射或表面镀有用于反射和透射的间隔膜层。当反射元件4旋转不同角度使出射光到达第一光元件5的间隔膜层的反射单元时，光束出射至出光口；当反射元件4旋转不同角度的出射光到达第一光元件5的间隔膜层的透射单元时，光束透射向与出光口相反的方向。

本实施例的光学模组可输出间断式的线状或点状阵列光斑，入射在反射元件4上的光束反射至出光口，并且到达出光口的光束因出射角度的不同而位置不同，可形成点阵或线阵光斑。

实施例二

要形成周期性不连续的光斑，除实施例一方式外，第一光元件5还可为图10所示，第一光元件5至少包括独立设置的多个透射单元，透射单元包括沿光路设置的第一表面和第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，弧面沿第一方向形成凸起，第一表面为凸面。

如图11所示，光束射向第一光元件5时，光束依次经过第一光元件5的第一表面和第二表面，第一表面为凸面，具有汇聚光束的功能，汇聚后的光束再经第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，且每个弧面沿第一方向形成凸起，以形成如图11所示的多个并排的条状弧面结构，弧面的中部位置向上凸起，每个弧面又具有汇聚光束的功能，使光束经第二表面的多个弧面后形成与多个弧面对应的多个条状光斑图像。

或者，将第一光元件5旋转180°后，第一表面和第二表面还在光的出射方向上，此时光束先经过第二表面，后经过第一表面。该设置与上述效果相同，此处不再赘述。

实施例三

本实施例提供一种激光模块，包括激光光源和上述的光学模组，光学模组设在激光光源的出光侧。

该激光模块包含与前述实施例中的光学模组相同的结构和有益效果。光学模组的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

综上三个实施例，本实用新型中的光学模组及激光模块，能够产生间断性的点光斑或线光斑，在实际中尤其可以用于激光医疗美容中的激光脱毛。以半导体激光器为光源的激光脱毛系统为例，一方面，本实用新型的技术方案相对于传统方案中的连续型光斑，间断性的点光斑或线光斑能够以扫描的方式作用于人体皮肤(或待治疗区)，解决了传统方案中连续光斑对非毛囊区的不必要的照射，避免了能量浪费，提高了能量的利用率；另一方面，相对于传统的MEMS(微机电系统,Micro-Electro-Mechanical System)或扫描振镜，可动反射元件4的设置及运动方式能够实现高能量大光斑的输出，能够达到优良的脱毛效果和人体体验性，具有非常大的市场优势。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学模组，其特征在于，包括：可动的反射元件，用于调节入射光的入射角度，入射光经过可动的所述反射元件依次出射不连续的光斑图像。

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括第一光元件，所述第一光元件设在所述反射元件的出光侧，所述第一光元件为反射镜，用于反射所述反射元件出射的光。

3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括第一光元件，所述第一光元件设在所述反射元件的出光侧，所述第一光元件至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，入射光经过所述第一光元件的反射单元和/或透射单元以出射周期性变化的光斑图像。

4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一光元件包括多个反射单元和多个透射单元时，相邻所述反射单元之间通过所述透射单元间隔，以在所述第一光元件的反射面和/或透射面出射周期性变化的光斑图像。

5.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一光元件包括独立设置的多个反射单元时，所述第一光元件为吸光材质。

6.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一光元件包括独立设置的多个透射单元时，所述透射单元包括沿光路设置的第一表面和第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，所述弧面沿所述第一方向形成凸起，所述第一表面为凸面。

7.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一光元件上镀设反射膜以形成反射单元。

8.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一光元件设置镂空区域以形成透射单元；或者，所述第一光元件为透光材质以形成透射单元。

9.根据权利要求1－8任一项所述的光学模组，其特征在于，所述反射元件上镀有反射膜。

10.一种激光模块，其特征在于，包括激光光源和如权利要求1－9任一项所述的光学模组，所述光学模组设在所述激光光源的出光侧。

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