CN213276142U - 一种线激光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学设计技术领域，具体涉及一种线激光模组，包括沿着出光轴方向依次排列的光源、激光准直透镜、鲍威尔棱镜、聚焦柱面镜；光源用于发射类椭圆形光线，激光准直透镜用于将光源发射的光线整形成椭圆状的平行光线，鲍威尔棱镜用于将椭圆状的平行光线整形成具有第一线宽的第一线激光，最后通过聚焦柱面镜汇聚线宽方向的平行光于焦点上，长度方向的光线不变，光线在一定工作间距下呈现出具有第二线宽的第二线激光，且得到的第二线激光呈现线条亮度均匀，线宽较细的一字线激光，满足高精度激光位移传感器的激光应用要求。

Description

一种线激光模组

技术领域

本实用新型涉及光学设计技术领域，其具体涉及一种线激光模组。

背景技术

在光学设计技术领域，随着高精度视觉检测的快速发展，市面上很多成像传感器利用激光模组进行照明以便获取成像。这其中，一字线激光模组在机器视觉检测领域有着众多应用。实现一字线成像有多种可实现的结构，主流的成像结构是用圆棒透镜实现成像，圆棒透镜采用光学玻璃材质制成，适应温度变大的环境，光斑聚焦性能好。

然而，目前国内市场上的一字线激光模组存在两个问题：一是产生的激光线较宽，满足不了高精度工业检测的要求；二是利用普通柱面镜拉长激光的线宽，导致激光线条能量存在高斯分布，能量不均匀，即中心能量较高，两边能量低，同样满足不了高精度工业检测的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对相关技术的不足，而提供一种线激光模组，其能够获得线条亮度均匀，线宽较细的一字线激光。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种线激光模组，包括沿着出光轴方向依次排列的光源、激光准直透镜、鲍威尔棱镜、聚焦柱面镜；所述光源，用于发射光线；所述激光准直透镜，用于将所述光源发射的光线整形成椭圆状的平行光线；所述鲍威尔棱镜，用于将椭圆状的平行光线整形成具有第一线宽的第一线激光；所述聚焦柱面镜，用于将具有第一线宽的第一线激光汇聚成具有第二线宽的第二线激光；其中，所述第二线宽小于所述第一线宽。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述第一线激光和所述第二线激光均为一字线激光。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述光源发射的光线为具有长轴方向和短轴方向的类椭圆状光线。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述光源为400～410nm波长的激光二极管。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述激光准直透镜为具有正光焦度、焦距为4.02mm的非球面聚光透镜。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述聚焦柱面镜为平凸柱面镜。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述鲍威尔棱镜的屋脊与所述光源的长轴方向垂直。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述聚焦柱面镜的母线方向与所述光源的长轴方向平行。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述光源、所述激光准直透镜、所述鲍威尔棱镜和所述聚焦柱面镜的几何中心位于同一光轴直线上。

在根据本实用新型的一些实施例中，所述光源位于所述激光准直透镜的前焦点位置，所述激光准直透镜与所述鲍威尔棱镜的间距为5～15mm，所述鲍威尔棱镜与所述聚焦柱面镜的间距为2～5mm。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种线激光模组，包括沿着出光轴方向依次排列的光源、激光准直透镜、鲍威尔棱镜、聚焦柱面镜；光源通过激光准直透镜对发出的光线准直，整形成椭圆形状的平行光线，光线经过鲍威尔棱镜时，形成长度方向的光线发散被拉长，宽度方向不变的平行光，光线被整形成具有第一线宽的第一线激光，最后通过聚焦柱面镜汇聚线宽方向的平行光于焦点上，长度方向的光线不变，光线在一定工作距离下呈现出具有第二线宽的第二线激光，通过聚焦柱面镜将准直后的激光聚焦在固定工作距离，能够得到比直接通过准直透镜将激光线会聚在工作距离处更细的激光，并且在装调时具有较高的一致性，因此得到的第二线激光呈现线条亮度均匀，线宽较细的一字线激光，满足高精度激光位移传感器的激光应用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为线激光光学模组在长轴方向上的俯视图。

图2为线激光光学模组在短轴方向上的俯视图

附图标记：

1-光源；

2-激光准直透镜；

3-鲍威尔棱镜；

4-聚焦柱面镜；

L-长轴方向；

w-短轴方向。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1和图2所示，本实施例提供的一种线激光模组，包括沿着出光轴方向依次排列的光源1、激光准直透镜2、鲍威尔棱镜3、聚焦柱面镜4；线激光模组还包括壳体，光源组件1、激光准直透镜2、鲍威尔棱镜3、聚焦柱面镜4依次安装于壳体内；光源1用于发射光线；激光准直透镜2用于将光源1发射的光线整形成椭圆状的平行光线；鲍威尔棱镜3用于将椭圆状的平行光线整形成具有第一线宽的第一线激光；聚焦柱面镜4用于将具有第一线宽的第一线激光汇聚成具有第二线宽的第二线激光；其中，第二线宽小于第一线宽，且第一线激光和第二线激光均为一字线激光。

其中，光源1发出的光为类似椭圆形状的光，有长轴、短轴之分，长轴方向为光发散角度大的方向本实用新型定义为长度方向，短轴方向为光发散角度小的方向本实用新型定义为宽度方向。

具体的，光源1通过激光准直透镜2对发出的光线准直，整形成椭圆形状的平行光线，光线经过鲍威尔棱镜3时，长度方向的光线发散被拉长，宽度方向不变仍为平行光，光线被整形成具有第一线宽的第一线激光，最后通过聚焦柱面镜4汇聚线宽方向的平行光于焦点上，长度方向的光线不变，光线在一定工作距离下呈现出具有第二线宽的第二线激光，且得到的第二线激光呈现线条亮度均匀，线宽较细的一字线激光。该激光模组在工作距离约100mm的位置处具有较细的线宽，同时整条线激光能量分布均匀，能有效满足高精度工业检测的需求。

进一步地，激光准直透镜2为具有正光焦度、焦距为4.02mm的非球面聚光透镜，这样能折射光线，有效缩短光源与激光准直透镜的距离，并且结构紧凑，减小光路处理的距离。

进一步地，聚焦柱面镜4为平凸柱面镜，其能汇聚宽度方向的平行光于焦点，有效减小线宽，输出线条亮度均匀，线宽较细的一字线激光。

进一步地，光源1为400～410nm波长的激光二极管，更优选为405nm波长的激光二极管，发射的光线能量强，照明度高。

进一步地，鲍威尔棱镜3的屋脊与激光二极管1的长轴方向垂直，这样可以拉长光线发散的长度方向，保持宽度方向不变。

进一步地，聚焦柱面镜4的母线方向与发光二极管1的长轴方向平行，这样可以在线宽方向汇聚鲍威尔棱镜发射的平行线于一点，长度方向的光线不变，输出线宽较小的一字线激光。

进一步地，光源1、激光准直透镜2、鲍威尔棱镜3和聚焦柱面镜4的几何中心位于同一光轴直线上，以保证光束输出方向一致，增加光源利用率。

进一步地，光源1位于激光准直透镜2的前焦点位置，从而实现激光发出光线的准直；激光准直透镜2与鲍威尔棱镜3的间距为5～15mm，优选为 10.4mm，鲍威尔棱镜3与聚焦柱面镜4的间距为2～5mm，优选为3mm，需要说明的是，激光准直透镜与鲍威尔棱镜之间的间距，以及鲍威尔棱镜与聚焦柱面镜之前的间距可根据实际需要进行设计；同时，聚焦柱面镜也可根据激光线的聚焦位置需求选择不同焦距的柱面镜，本实施例中柱面镜柱面方向焦距优选为100mm。这样有效增加光源利用率，有效减少平行光在线宽方向的宽度。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (6)

1.一种线激光模组，其特征在于：包括沿着出光轴方向依次排列的光源(1)、激光准直透镜(2)、鲍威尔棱镜(3)、聚焦柱面镜(4)；

所述光源(1)，用于发射光线；

所述激光准直透镜(2)，用于将所述光源(1)发射的光线整形成椭圆状的平行光线；

所述鲍威尔棱镜(3)，用于将椭圆状的平行光线整形成具有第一线宽的第一线激光；

所述聚焦柱面镜(4)，用于将具有第一线宽的第一线激光汇聚成具有第二线宽的第二线激光；其中，所述第二线宽小于所述第一线宽。

2.如权利要求1所述的一种线激光模组，其特征在于：所述第一线激光和所述第二线激光均为一字线激光。

3.如权利要求1所述的一种线激光模组，其特征在于：所述光源(1)发射的光线为具有长轴方向和短轴方向的椭圆状光线。

4.如权利要求1所述的一种线激光模组，其特征在于：所述鲍威尔棱镜(3)的屋脊与所述光源(1)的长轴方向垂直。

5.如权利要求1所述的一种线激光模组，其特征在于：所述聚焦柱面镜(4)的母线方向与所述光源(1)的长轴方向平行。

6.如权利要求1所述的一种线激光模组，其特征在于：所述光源(1)、所述激光准直透镜(2)、所述鲍威尔棱镜(3)和所述聚焦柱面镜(4)的几何中心位于同一光轴直线上。

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