CN215259618U - 一种激光照明匀化装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种激光照明匀化装置包括多激光芯片光源、激光合束件及匀化装置，多激光芯片光源用于发射能够交汇于同一焦点的多束第一激光光束，激光合束件设置于多激光芯片光源的一侧，激光合束件朝向多激光芯片光源的一侧具有入光面，焦点位于激光合束件的入光面上，激光合束件用于将多激光芯片光源发射的多束第一激光光束合束为第二激光光束，第二激光光束包括多个不同光照强度的第一光束单元，匀化装置出光面设置于激光合束件远离多激光芯片光源的一侧，匀化装置用于对第二激光光束进行匀化处理，以使第二激光光束转化为由多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的第三激光光束，从而使得形成的第三激光光束照明清晰。

Description

一种激光照明匀化装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，特别涉及一种激光照明匀化装置。

背景技术

激光照明匀化装置在中远距离及远距离照明时，多激光芯片光源发射的能够交汇于同一焦点的多束第一激光光束，需要通过激光合束件进行多束第一激光光束合束为第二激光光束，但是使用激光合束件会导致第二激光光束包括多个不同光照强度的第一光束单元，且第二激光光束的光照分布不均匀，从而使得激光合束件合束的第二激光光束存在瑕疵，照明不够清晰。

实用新型内容

基于此，本实用新型的主要目的是提供一种使第二激光光束的光照分布均匀的匀化激光照明匀化装置。

为实现上述目的，本实用新型提供一种激光照明匀化装置，包括：

多激光芯片光源，用于发射能够交汇于同一焦点的多束第一激光光束；

激光合束件，设置于所述多激光芯片光源的一侧，所述激光合束件朝向所述多激光芯片光源的一侧具有入光面，所述焦点位于所述入光面上，所述激光合束件用于将所述多激光芯片光源发射的多束所述第一激光光束合束为第二激光光束，所述第二激光光束包括多个不同光照强度的第一光束单元；及

匀化装置，设置于所述激光合束件远离所述多激光芯片光源的一侧，所述匀化装置用于对所述激光合束件输出的所述第二激光光束进行匀化处理，以使所述第二激光光束转化为多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的第三激光光束。

优选地，所述多激光芯片光源包括光学整形件及设置于所述光学整形件远离所述激光合束件的一侧的至少两个激光器芯片，每个所述激光器芯片均用于发射所述第一激光光束，所述光学整形件用于对各个所述第一激光光束进行光学整形，以使各个所述第一激光光束能够交汇于同一所述焦点。

优选地，所述激光合束件为光纤或导光柱。

优选地，所述激光合束件的长度为5mm至300mm。

优选地，所述匀化装置包括驱动件和扩散片，所述扩散片设置于所述激光合束件远离所述多激光芯片光源的一侧，所述驱动件与所述扩散片连接，所述驱动件用于驱动所述扩散片绕所述驱动件的轴向转动，所述第二激光光束照射至转动状态的所述扩散片时，会使所述第二激光光束的多个不同光照强度的所述第一光束单元发生交错变化，并相互融合以得到多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的所述第三激光光束，从而实现了对所述第二激光光束的匀化处理。

优选地，所述驱动件具有驱动轴，所述扩散片套设于驱动轴上，所述驱动件用于通过所述驱动轴带动所述扩散片绕所述驱动轴的轴向转动。

优选地，所述扩散片具有匀化结构，所述匀化结构用于对所述第二激光光束进行折射，以使所述第二激光光束的光照均匀分布。

优选地，所述激光照明匀化装置还包括光学镜头，所述光学镜头设置于所述匀化装置远离所述激光合束件的一侧，所述光学镜头用于调节所述匀化装置输出的所述第三激光光束的照射角度，所述扩散片为透明材料制成。

优选地，所述光学镜头包括间隔设置的凹透镜和第一凸透镜组，所述凹透镜位于所述匀化装置和所述第一凸透镜组之间，所述凹透镜能够沿同轴方向移动以靠近或远离所述匀化装置，以调节所述凹透镜与所述匀化装置的距离，从而使得经所述匀化装置输出的所述第三激光光束能够照射于所述凹透镜的不同部位，进而通过所述凹透镜和第一凸透镜组配合，以调节所述匀化装置输出的所述第三激光光束的照射角度。

优选地，所述光学镜头还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜设置于所述匀化装置和所述凹透镜之间，所述第二凸透镜用于使所述匀化装置输出的所述第三激光光束收束，以使所述第三激光光束能够以更小的照射角度照射于所述凹透镜上。

本实用新型技术方案具有以下优点，多激光芯片光源能够发射多束第一激光光束，多束第一激光光束能够交汇于位于激光合束件的入光面上的焦点上，激光合束件将交汇于焦点上的多束第一激光光束合束为第二激光光束，匀化装置能够对激光合束件输出的第二激光光束进行匀化处理，以使第二激光光束转化为由多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的第三激光光束，从而使得形成的第三激光光束照明清晰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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示出的装置获得其他的附图。

图1为一实施例的激光照明匀化装置的结构示意图；

图2为另一实施例的激光照明匀化装置的结构示意图；

图3为另一实施例的多激光芯片光源的结构示意图。

其中，100.多激光芯片光源；110.光学整形件；120.激光器芯片；200.激光合束件；210.入光面；220.出光面；300.匀化装置；310.扩散片；320.驱动件；321.驱动轴；400.光学镜头；410.凹透镜；420.凸透镜组；421.第一凸透镜；430.第二凸透镜；440.外壳；450.安装件；500.第三凸透镜；600.导电端子；610.正极端；620.负极端。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

以下将主要描述激光照明匀化装置的具体机构。

激光照明匀化装置用于给电视监控系统辅助照明，具体地，在亮度较暗的情况下，电视监控系统无法清晰成像，通过激光照明匀化装置给电视监控系统所监控的区域提供照明，以提高所监控区域亮度至符合要求的程度，从而使得电视监控系统能够清晰成像，在其他实施例中，激光照明匀化装置也可应用在舞台灯光、投影成像或城市景观照明等情景中。

如图1所示，一种激光照明匀化装置包括多激光芯片光源100、激光合束件200及匀化装置300，多激光芯片光源100用于发射能够交汇于同一焦点的多束第一激光光束，激光合束件200设置于多激光芯片光源100的一侧，激光合束件200朝向多激光芯片光源100的一侧具有入光面210，焦点位于入光面210上，激光合束件200用于将多激光芯片光源100发射的多束第一激光光束合束为第二激光光束，第二激光光束包括多个不同光照强度的第一光束单元，匀化装置300设置于激光合束件200远离多激光芯片光源100的一侧，匀化装置300用于对第二激光光束进行匀化处理，以使第二激光光束转化为由多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的第三激光光束。

多激光芯片光源100能够发射多束第一激光光束，多束第一激光光束能够将焦点交汇于位于激光合束件200的入光面210上，激光合束件200将多束第一激光光束耦合为第二激光光束，匀化装置300能够对激光合束件200输出的第二激光光束进行匀化处理，以使第二激光光束转化为由多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的第三激光光束，从而使得形成的第三激光光束照明清晰。

在本实施例中，激光合束件200能够使第二激光光束具有预设的发散角度，具体地，第一激光光束从激光合束件200输出第二激光光束时，第二激光光束具有预设的发散角度，在其他实施例中，能够通过改变激光合束件200的型号，来改变激光合束件200输出的第二激光光束的发散角度，例如，使用NA0.22的激光合束件200时，激光合束件200输出的第二激光光束的发散角度为固定的25.4度。

在一实施例中，如图1所示，激光合束件200还具有与入光面210相对设置的出光面220，多束第一激光光束的焦点位于入光面210上经耦合进入激光合束件200传输转为第二激光光束，再经激光合束件200的出光面220后照射至匀化装置300上。

在一实施例中，如图1所示，激光照明匀化装置还包括与多激光芯片光源100连接的导电端子600，导电端子600用于与外部驱动电源电连接，外部驱动电源能够通过导电端子600给多激光芯片光源100供电。

在一实施例中，如图1所示，导电端子600包括分别与多激光芯片光源100连接的正极端610和负极端620，正极端610和负极端620间隔设置，正极端610用于电连接外部驱动电源的正极，负极端620用于电连驱动接外部电源的负极。

在一实施例中，如图3所示，多激光芯片光源100包括光学整形件110及设置于光学整形件110远离激光合束件的一侧的至少两个激光器芯片120，每个激光器芯片120均用于发射第一激光光束，光学整形件110用于对各个第一激光光束进行光学整形，以使各个第一激光光束能够交汇于同一焦点。

在一实施例中，如图1所示，匀化装置300包括驱动件320和扩散片310，扩散片310设置于激光合束件200远离多激光芯片光源100的一侧出光面220，驱动件320与扩散片310连接，驱动件320用于驱动扩散片310绕驱动件320的轴向转动，以使扩散片310对第二激光光束进行匀化处理，具体地，第二激光光束照射并穿透至转动状态的扩散片310时，会使第二激光光束的多个不同光照强度的第一光束单元发生交错变化，并相互融合以得到多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的所述第三激光光束，从而实现了对第二激光光束的匀化处理，以使第二激光光束转化为由相同光照强度且均匀分布的第三激光光束。

在一实施例中，驱动件320为电机。

在一实施例中，驱动件320的转速大于2000r/min，具体地，驱动件320的转速越大，能够驱动扩散片310转动的越快，扩散片310转动的越快对第二激光光束的匀化处理的效果越好，因此，在其他实施例中，驱动件320能够根据实际需求，选择不同的转速。

在一实施例中，如图1所示，驱动件320具有驱动轴321，扩散片310套设于驱动轴321上，驱动件320驱动轴321用于通过驱动轴321带动扩散片310绕驱动轴321的轴向转动，具体地，驱动件320的驱动轴321转动，以带动套设于驱动轴321的扩散片310同步转动。

在一实施例中，扩散片310为圆形结构，具体地，圆形结构的扩散片310转动过程更加平稳，在本实施例中，扩散片310的中心套设于驱动轴321上，以保证扩散片310在转动过程中，第二激光光束均能可靠的照射在扩散片310上。

在一实施例中，扩散片310具有匀化结构，激光合束件200输出的第二激光光束照射在扩散片310的匀化结构上时会发生折射，以使第二激光光束的光照均匀分布，所述扩散片为透明材料制成，具体地，扩散片310在转动状态时能够使第二激光光束的光照分布更加均匀。

在一实施例中，扩散片310的匀化结构为透明微结构扩散片或磨砂片。

在一实施例中，激光合束件200为光纤或导光柱。

在一实施例中，激光合束件200为光纤时，激光合束件200的长度为5mm至300mm，具体地，当激光合束件200的长度的大于300mm时，由于激光合束件200(光纤)的折弯幅度有限，使得激光合束件200占据空间比较大，从而使得激光照明匀化装置的尺寸比较大，当激光合束件200的长度的小于5mm时，激光合束件200对激光的引导及合束效果较差。

在一实施例中，激光合束件200为光纤时，激光合束件200的长度优选为40mm至80mm。

在一实施例中，如图1所示，激光照明匀化装置还包括光学镜头400，光学镜头400设置于匀化装置300远离激光合束件200出光面220的一侧，光学镜头400用于调节匀化装置300输出的第三激光光束的照射角度，具体地，光学镜头400调节第三激光光束的照射角度，使得光学镜头400输出的第三激光光束能够照射到不同的区域。

在一实施例中，如图1所示，光学镜头400包括间隔设置的凹透镜410和第一凸透镜组420，凹透镜410位于匀化装置300和第一凸透镜组420之间，凹透镜410能够沿第一方向移动以靠近或远离匀化装置300，以调节凹透镜410与匀化装置300的距离，从而使得经匀化装置300输出的第三激光光束能够照射于凹透镜410的不同部位，进而通过凹透镜和第一凸透镜组配合，以调节匀化装置300输出的第三激光光束的照射角度，具体地，第一方向为图1中的X轴所在的方向。

在一实施例中，光学镜头400还包括驱动结构，驱动结构用于驱动凹透镜410沿第一方向移动，以使凹透镜410靠近或远离匀化装置300，具体地，驱动结构的设置，使得凹透镜410的移动更加便捷，提高了激光照明匀化装置的自动化程度，当然，在其他实施例中，也能够以手动的方式带动凹透镜410沿第一方向移动。

在一实施例中，如图1所示，第一凸透镜组420由多个相邻设置的第一凸透镜421，具体地，多个第一凸透镜421组成的第一凸透镜组420可以减少光学透镜球差，使得第三激光光束分布更加均匀。

在一实施例中，如图1所示，光学镜头400还包括第二凸透镜430，第二凸透镜430设置于匀化装置300和凹透镜410之间，第二凸透镜430用于对匀化装置300输出的第三激光光束收束，以使第三激光光束能够以更小的照射角度照射于凹透镜410上，具体地，匀化装置300输出的第三激光光束照射于第二凸透镜430时发生折射，使得第三激光光束收束，从而使得第三激光光束能够以更小的照射角度照射于凹透镜410上，避免第三激光光束照射至凹透镜410外，或需要设置尺寸较大的凹透镜410，以保证第三激光光束能够照射至凹透镜410。

在一实施例中，激光合束件200、第二凸透镜430、凹透镜410及第一凸透镜组420的中轴线相重合，使得从激光合束件200输出的第二激光光束能更可靠的依次照射并透过第二凸透镜430、凹透镜410及第一凸透镜组420。

在一实施例中，如图1所示，光学镜头400还包括外壳440，凹透镜410、第一凸透镜组420及第二凸透镜430均位于外壳440内。

在一实施例中，如图1所示，光学镜头400还包括用于固定凹透镜410的安装件450，安装件450设置于外壳440内，且能够相对于外壳440沿第一方向移动，以带动凹透镜410沿第一方向移动靠近或远离匀化装置300。

在一实施例中，如图2所示，激光照明匀化装置还包括第三凸透镜500，第三凸透镜500设置于激光合束件200和匀化装置300之间，第三凸透镜500用于使激光合束件200输出的第二激光光束收束，以使第二激光光束能够以更小的照射角度光束照射于匀化装置300上，具体地，激光合束件200输出的第二激光光束照射于第三凸透镜500时发生折射，使得第二激光光束能够以更小的照射角度照射并透过匀化装置300。

在一实施例中，激光合束件200、第三凸透镜500、第二凸透镜430、凹透镜410及第一凸透镜组420为同轴设置，使得从激光合束件200输出的第二激光光束能依次照射并透过第三凸透镜500、第二凸透镜430、凹透镜410及第一凸透镜组420。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光照明匀化装置，其特征在于，包括：

多激光芯片光源，用于发射能够交汇于同一焦点的多束第一激光光束；

激光合束件，设置于所述多激光芯片光源的一侧，所述激光合束件朝向所述多激光芯片光源的一侧具有入光面，所述焦点位于所述入光面上，所述激光合束件用于将所述多激光芯片光源发射的多束所述第一激光光束合束为第二激光光束，所述第二激光光束包括多个不同光照强度的第一光束单元；及

匀化装置，设置于所述激光合束件远离所述多激光芯片光源的一侧，所述匀化装置用于对所述激光合束件输出的所述第二激光光束进行匀化处理，以使所述第二激光光束转化为多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的第三激光光束。

2.如权利要求1所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述多激光芯片光源包括光学整形件及设置于所述光学整形件远离所述激光合束件的一侧的至少两个激光器芯片，每个所述激光器芯片均用于发射所述第一激光光束，所述光学整形件用于对各个所述第一激光光束进行光学整形，以使各个所述第一激光光束能够交汇于同一所述焦点。

3.如权利要求1所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述激光合束件为光纤或导光柱。

4.如权利要求3所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述激光合束件的长度为5mm至300mm。

5.如权利要求1所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述匀化装置包括驱动件和扩散片，所述扩散片设置于所述激光合束件远离所述多激光芯片光源的一侧，所述驱动件与所述扩散片连接，所述驱动件用于驱动所述扩散片绕所述驱动件的轴向转动，所述第二激光光束照射至转动状态的所述扩散片时，会使所述第二激光光束的多个不同光照强度的所述第一光束单元发生交错变化，并相互融合以得到多个相同光照强度且均匀分布的第二光束单元组成的所述第三激光光束，从而实现了对所述第二激光光束的匀化处理。

6.如权利要求5所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述驱动件具有驱动轴，所述扩散片套设于驱动轴上，所述驱动件用于通过所述驱动轴带动所述扩散片绕所述驱动轴的轴向转动。

7.如权利要求5所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述扩散片具有匀化结构，所述匀化结构用于对所述第二激光光束进行折射，以使所述第二激光光束的光照均匀分布，所述扩散片为透明材料制成。

8.如权利要求1所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述激光照明匀化装置还包括光学镜头，所述光学镜头设置于所述匀化装置远离所述激光合束件的一侧，所述光学镜头用于调节所述匀化装置输出的所述第三激光光束的照射角度。

9.如权利要求8所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述光学镜头包括间隔设置的凹透镜和第一凸透镜组，所述凹透镜位于所述匀化装置和所述第一凸透镜组之间，所述凹透镜能够沿同轴方向移动以靠近或远离所述匀化装置，以调节所述凹透镜与所述匀化装置的距离，从而使得经所述匀化装置输出的所述第三激光光束能够照射于所述凹透镜的不同部位，进而通过所述凹透镜和第一凸透镜组配合，以调节所述匀化装置输出的所述第三激光光束的照射角度。

10.如权利要求9所述的激光照明匀化装置，其特征在于，所述光学镜头还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜设置于所述匀化装置和所述凹透镜之间，所述第二凸透镜用于使所述匀化装置输出的所述第三激光光束收束，以使所述第三激光光束能够以更小的照射角度照射于所述凹透镜上。

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