CN218512725U - 一种照明激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种照明激光器，包括激光光源，激光光源用于发射激光光束，在激光光束的传播路径上依次设置有第一透镜组和第一透镜，第一透镜组沿激光光束的传播方向可移动设置，第一透镜固定设置，第一透镜组具有正光焦度，第一透镜具有负光焦度。本实用新型提供的照明激光器，通过在激光光束的传播路径上依次设置具有正光焦度的第一透镜组和具有负光焦度的第一透镜，且第一透镜组沿激光光束的传播方向可移动设置，第一透镜固定设置，在实现照明功能的同时，通过负光焦度的第一透镜会对入射的平行逆光起到扩散作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，降低了激光光源发光腔面的损伤几率，提高了照明激光器的可靠性。

Description

一种照明激光器

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种照明激光器。

背景技术

激光补光技术是较为创新的一门技术，激光作为补光光源具有发射距离远、亮度强、寿命长、效率高、光衰小、能耗低等优势，适合于中、长远距离的监控成像领域，随着激光补光技术的发展，激光照明灯已广泛应用在安防行业中。

然而，激光的应用场所较为苛刻，激光光源在户外应用环境下时，可能发生设备工作异常，无法满足可靠性需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种照明激光器，以提高照明激光器的可靠性。

本实用新型提供了一种照明激光器，包括激光光源，所述激光光源用于发射激光光束；

在所述激光光束的传播路径上依次设置有第一透镜组和第一透镜，所述第一透镜组沿所述激光光束的传播方向可移动设置，所述第一透镜固定设置；

所述第一透镜组具有正光焦度，所述第一透镜具有负光焦度。

可选的，在所述激光光束的传播路径上还依次设置有第二透镜和匀化片；

沿所述激光光束的传播方向，所述第二透镜和所述匀化片位于所述第一透镜组靠近所述激光光源的一侧；

所述第二透镜具有正光焦度。

可选的，所述第二透镜的焦距小于所述第一透镜组的焦距。

可选的，所述第二透镜的焦距为f，其中，8mm≤f≤16mm。

可选的，所述激光光束经过所述第二透镜透射后在所述匀化片上形成聚焦光斑，所述聚焦光斑的直径为d，其中，d≤2.5mm。

可选的，所述第一透镜组包括第一子透镜和第二子透镜，所述第一子透镜和所述第二子透镜沿所述激光光束的传播方向依次设置；

所述第一子透镜具有正光焦度，所述第二子透镜具有正光焦度。

可选的，所述第一透镜为双凹透镜。

可选的，所述激光光源包括单管激光器芯片，所述单管激光器芯片的功率为w，其中，w≥10W。

可选的，所述激光光源包括边发射激光器芯片。

可选的，所述照明激光器还包括电机，所述电机与所述第一透镜组连接。

本实用新型实施例提供的照明激光器，通过在激光光源发射的激光光束的传播路径上依次设置具有正光焦度的第一透镜组和具有负光焦度的第一透镜，且第一透镜组沿激光光束的传播方向可移动设置，第一透镜固定设置，在实现照明功能的同时，通过负光焦度的第一透镜会对入射的平行逆光起到扩散作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，降低了激光光源发光腔面的损伤几率，提高了照明激光器的可靠性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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和图2为相关技术中的一种照明激光器的结构示意图；

图3和图4为相关技术中的一种照明激光器的工作示意图；

图5和图6为本实用新型实施例提供的一种照明激光器的结构示意图；

图7和图8为本实用新型实施例提供的一种照明激光器的工作示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种照明激光器的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的一种照明激光器的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1和图2为相关技术中的一种照明激光器的结构示意图，如图1和图2所示，该照明激光器包括激光光源10’和正透镜组11’，通过改变激光光源10’和正透镜组11’之间的相对位置关系，可获得变焦效果，从而可改变照明激光器的激光发射角度。

示例性的，如图1所示，当正透镜组11’移动至与激光光源10’较远的位置时，照明激光器的激光出射角度较小，从而实现小角度范围的照明；如图2所示，当正透镜组11’移动至与激光光源10’较近的位置时，照明激光器的激光出射角度较大，从而实现大角度范围的照明。

图3和图4为相关技术中的一种照明激光器的工作示意图，如图3和图4所示，发明人经研究发现，当照明激光器在户外苛刻的应用环境下工作时，雨水、雾气或冰棱等覆着在镜片前，容易聚焦太阳光和环境杂光，使得激光发射光路受阻，或者产生逆反光进入激光光源。而激光光源的发光腔面比较脆弱，较少的逆反光就可能会造成发光腔面损伤，致使激光光源失效，造成照明激光器工作异常。

示例性的，图3表示照明激光器发射的激光光束在距离照明激光器1米远外受阻的光路示意图，图3表示照明激光器发射的激光光束在距离照明激光器0.1米内受阻的光路示意图，如图3和图4所示，在照明激光器处于小角度范围照明的使用状态时，如果光路受阻，很容易形成逆返光，逆向照明激光器的激光发射光路返回，极容易对激光光源的发光腔面造成损害，特别是当逆反光或环境杂光形成平行光入射时(如图3所示)，很容易导致激光光源失效，造成照明激光器工作异常。

基于上述技术问题，本实用新型实施例提供一种照明激光器，包括激光光源，激光光源用于发射激光光束；在激光光束的传播路径上依次设置有第一透镜组和第一透镜，第一透镜组沿激光光束的传播方向可移动设置，第一透镜固定设置；第一透镜组具有正光焦度，第一透镜具有负光焦度。

采用上述技术方案，通过在激光光源发射的激光光束的传播路径上依次设置具有正光焦度的第一透镜组和具有负光焦度的第一透镜，且第一透镜组沿激光光束的传播方向可移动设置，第一透镜固定设置，在实现照明功能的同时，通过负光焦度的第一透镜会对入射的平行逆光起到扩散作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，降低了激光光源发光腔面的损伤几率，提高了照明激光器的可靠性。

以上是本实用新型的核心思想，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

图5和图6为本实用新型实施例提供的一种照明激光器的结构示意图，如图5和图6所示，本实用新型实施例提供的照明激光器包括激光光源10，激光光源10用于发射激光光束12，在激光光束12的传播路径上依次设置有第一透镜组13和第一透镜14，第一透镜组13沿激光光束12的传播方向可移动设置，第一透镜14固定设置，其中，第一透镜组13具有正光焦度，第一透镜14具有负光焦度。

具体的，在本实施例提供的照明激光器中，可将第一透镜组13和第一透镜14设置于一个镜筒(图5和图6中未示出)内，形成一个镜头，但并不局限于此。

其中，第一透镜14可在该镜筒中位置固定，此时，第一透镜14相对激光光源10不动，第一透镜组13可在镜筒中沿激光光束12的传播方向作往复移动，移动第一透镜组13的同时，激光光束12经过第一透镜组13和第一透镜14的发光位置也随之发生变化。因此，通过第一透镜组13的运动，改变第一透镜组13与第一透镜14之间的间距，即可改变的第一透镜组13与第一透镜14的整体焦距，实现变焦，进而使得激光光束12最终的出射角度发生变化。

示例性的，如图5所示，当第一透镜组13移动至与第一透镜14较近(与激光光源10较远)的位置时，照明激光器的激光出射角度较小，从而实现小角度范围的照明；如图6所示，当第一透镜组13移动至与第一透镜14较远(与激光光源10较近)的位置时，照明激光器的激光出射角度较大，从而实现大角度范围的照明。

进一步的，光焦度等于像方光束汇聚度与物方光束汇聚度之差，其数值为焦距的倒数，它表征光学系统偏折光线的能力。光焦度的绝对值越大，对光线的弯折能力越强，光焦度的绝对值越小，对光线的弯折能力越弱。光焦度为正数时，光线的屈折是汇聚性的；光焦度为负数时，光线的屈折是发散性的。光焦度可以适用于表征一个透镜的某一个折射面(即透镜的一个表面)，可以适用于表征某一个透镜，也可以适用于表征多个透镜共同形成的系统(即透镜群)。

在本实施例中，第一透镜组13具有正光焦度，对激光光源发射的激光光束12进行一定程度的汇聚；第一透镜14具有负光焦度，对激光光束12进行一定程度的扩散。其中，对于相同发射角度的激光光束12，第一透镜组13的汇聚作用可以一定程度上减少镜组的通光孔径，从而一定程度上缩小镜头体积，可使第一透镜组13的推拉更加容易，减轻了重量负担。

图7和图8为本实用新型实施例提供的一种照明激光器的工作示意图，其中，图7表示照明激光器发射的激光光束在距离照明激光器1米远外受阻的光路示意图，图8表示照明激光器发射的激光光束在距离照明激光器0.1米内受阻的光路示意图，如图7和图8所示，在照明激光器处于小角度范围照明的使用状态时，如果光路受阻，很容易形成逆返光，逆向照明激光器的激光发射光路返回，如果逆反光或环境杂光形成平行光入射，在图3和图4所示的照明激光器结构中，极容易对激光光源的发光腔面造成损害，而在本实施例提供的照明激光器结构中，具有负光焦度的第一透镜14会对入射的平行逆光具有一定的扩散作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，从而可以在一定程度上减少激光光源的发光腔面损伤的几率，提高照明激光器的可靠性。

综上所述，本实用新型实施例提供的照明激光器，通过在激光光源发射的激光光束的传播路径上依次设置具有正光焦度的第一透镜组和具有负光焦度的第一透镜，且第一透镜组沿激光光束的传播方向可移动设置，第一透镜固定设置，在实现照明功能的同时，通过负光焦度的第一透镜会对入射的平行逆光起到扩散作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，降低了激光光源发光腔面的损伤几率，提高了照明激光器的可靠性。

图9为本实用新型实施例提供的另一种照明激光器的结构示意图，如图9所示，可选的，在激光光束12的传播路径上还依次设置有第二透镜15和匀化片16，沿激光光束12的传播方向，第二透镜15和匀化片16位于第一透镜组13靠近激光光源10的一侧，第二透镜15具有正光焦度。

其中，第二透镜15具有正光焦度，其对激光光束12起到汇聚作用；匀化片16对激光光束12起到散射作用。

具体的，如图9所示，激光光源10发射的激光光束12经第二透镜15透射后，会被聚焦到匀化片16上面，由于匀化片16能够稳定的散射光束，使得激光光束12发散固定，有利于使照明激光器的光照照射得更加均匀。

进一步地，图10为本实用新型实施例提供的一种照明激光器的局部结构示意图，如图10所示，由于采用了匀化片16，匀化片16对光束具有散射作用，因此，匀化片16对逆反光也具有散射作用，在照明激光器处于小角度范围照明的使用状态时，如果光路受阻形成逆返光，逆向照明激光器的激光发射光路返回，匀化片16会对入射的逆返光起到散射作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，从而可以减少最终到达激光光源的发光腔面的逆反光或环境杂光，降低激光光源的发光腔面损伤的几率，提高照明激光器的可靠性。

继续参考图9，可选的，第二透镜15的焦距小于第一透镜组13的焦距。

其中，通过设置第二透镜15的焦距小于第一透镜组13的焦距，使得第二透镜15为短焦透镜，可以减小第二透镜15与匀化片16之间的距离，从而缩小镜头体积，减轻重量负担。

同时，第一透镜组13的焦距较大，可使照明激光器的照明角度范围得到更加精细的调节。

可选的，第二透镜15的焦距为f，其中，8mm≤f≤16mm。

其中，通过设置第二透镜15的焦距f满足8mm≤f≤16mm，可使第二透镜15满足短焦透镜的需求，从而减小第二透镜15与匀化片16之间的距离，缩小镜头体积，减轻重量负担。同时，也不会使第二透镜15与匀化片16之间的距离过短而提高工艺难度。

需要说明的是，第二透镜15的焦距f的具体数值可根据实际需求进行设置，例如，f设置为14mm，但并不局限于此。

继续参考图9，可选的，激光光束12经过第二透镜16透射后在匀化片16上形成聚焦光斑，聚焦光斑的直径为d，其中，d≤2.5mm。

具体的，匀化片16可设置于第二透镜15的焦点处，以使激光光源10发射的激光光束12经第二透镜15透射后，被聚焦到匀化片16上面，此时，匀化片16上的聚焦光斑可以看作新的激光光源。

其中，匀化片16上的聚焦光斑越小，意味着新的激光光源越小，越有利于边缘光的控制。

在本实施例中，通过设置激光光束12经过第二透镜16透射后在匀化片16上形成的聚焦光斑的直径小于或等于2.5mm，有助于边缘光的控制，从而在照明激光器处于小角度范围照明的使用状态时，有利于小角度的收缩控制；在照明激光器处于大角度范围照明的使用状态时，使得大角度的边缘光得到均匀控制。

继续参考图5-图9，可选的，第一透镜组13包括第一子透镜131和第二子透镜132，第一子透镜131和第二子透镜132沿激光光束12的传播方向依次设置，第一子透镜131具有正光焦度，第二子透镜132具有正光焦度。

其中，设置第一透镜组13包括具有正光焦度的第一子透镜131和第二子透镜132，以通过两个子透镜达到第一透镜组13的设计目标，可降低第一透镜组13的设计难度，并有助于降低透镜的加工难度，容易实现。

需要说明的是，在其他实施例中，第一透镜组13也可仅采用1个正透镜，以减少镜头体积，从而使得第一透镜组13的推拉更加容易，减轻重量负担，但并不局限于此。

继续参考图5-图9，可选的，第一透镜14为双凹透镜。

其中，通过设置第一透镜14为双凹透镜，有助于满足镜头扩散倍数需求、体积需求和第一透镜组13推拉步长的需求。

需要说明的是，在其他实施例中，第一透镜14也可采用其他面型的负透镜，如弯月形透镜，以实现对入射的平行逆光的扩散作用，使最终到达激光光源的逆反光或环境杂光减少，降低激光光源的发光腔面损伤的几率，提高照明激光器的可靠性，本实用新型实施例对此不作具体限定。

可选的，激光光源10包括单管激光器芯片，单管激光器芯片的功率为w，其中，w≥10W。

其中，单管激光器芯片作为半导体激光器芯片，具有体积小、效率高、质量轻、寿命长、成本低等诸多优点。

在本实施例中，通过设置激光光源10包括功率大于10W的单管激光器芯片，可以满足中长、远距离的照明需求。

需要说明的是，激光光源10中单管激光器芯片的数量可以为1个，也可以为多个，本实用新型实施例对此不作具体限定。

可选的，激光光源10包括边发射激光器芯片。

其中，边发射激光器芯片作为半导体激光器芯片的一种，相比垂直腔面发射激光器芯片，可以实现更高的功率，具有明显的亮度优势。因此，在本实施例中，激光光源10采用边发射激光器芯片，有助于实现更高的功率，提高照明亮度，满足中长、远距离的照明需求。

继续参考图5-图9，可选的，本实用新型实施例提供的照明激光器还包括电机(图中未示出)，电机与第一透镜组13连接。

具体的，通过设置第一透镜组13连接有驱动第一透镜组13移动的电机，以通过电机驱动第一透镜组13激光光束的传播方向移动，调节照明激光器出光角度，实现不同角度范围的照明。

其中，照明角度范围可通过外部控制信号控制电机来实现，有助于使照明角度的调节更加精确。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明激光器，其特征在于，包括激光光源，所述激光光源用于发射激光光束；

在所述激光光束的传播路径上依次设置有第一透镜组和第一透镜，所述第一透镜组沿所述激光光束的传播方向可移动设置，所述第一透镜固定设置；

所述第一透镜组具有正光焦度，所述第一透镜具有负光焦度。

2.根据权利要求1所述的照明激光器，其特征在于，

在所述激光光束的传播路径上还依次设置有第二透镜和匀化片；

沿所述激光光束的传播方向，所述第二透镜和所述匀化片位于所述第一透镜组靠近所述激光光源的一侧；

所述第二透镜具有正光焦度。

3.根据权利要求2所述的照明激光器，其特征在于，

所述第二透镜的焦距小于所述第一透镜组的焦距。

4.根据权利要求2所述的照明激光器，其特征在于，

所述第二透镜的焦距为f，其中，8mm≤f≤16mm。

5.根据权利要求2所述的照明激光器，其特征在于，

所述激光光束经过所述第二透镜透射后在所述匀化片上形成聚焦光斑，所述聚焦光斑的直径为d，其中，d≤2.5mm。

6.根据权利要求1所述的照明激光器，其特征在于，

所述第一透镜组包括第一子透镜和第二子透镜，所述第一子透镜和所述第二子透镜沿所述激光光束的传播方向依次设置；

所述第一子透镜具有正光焦度，所述第二子透镜具有正光焦度。

7.根据权利要求1所述的照明激光器，其特征在于，

所述第一透镜为双凹透镜。

8.根据权利要求1所述的照明激光器，其特征在于，

所述激光光源包括单管激光器芯片，所述单管激光器芯片的功率为w，其中，w≥10W。

9.根据权利要求1所述的照明激光器，其特征在于，

所述激光光源包括边发射激光器芯片。

10.根据权利要求1所述的照明激光器，其特征在于，

所述照明激光器还包括电机，所述电机与所述第一透镜组连接。

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