WO2021129501A1 - 一种用于改善光斑形状的封装结构 - Google Patents

Abstract

一种用于改善光斑形状的封装结构（100），包括至少一光源（10）及与至少一光源（10）一一对应设置的至少一光束整形单元（20）。其中，光源（10）用于发出光束，光束包括沿快轴方向的第一子光束（101）和沿慢轴方向的第二子光束（102）；光束整形单元（20）包括设置于对应的光源（10）的出射光路上的一第一光学面（201）和一第二光学面（202）；第一光学面（201）为反射曲面，用于对第一子光束（101）进行准直；第二光学面（202）为透射曲面，用于对第二子光束（102）进行准直。光源（10）发出的第一子光束（101）和第二子光束（102）分别通过光束整形单元（20）的第一光学面（201）和第二光学面（202）进行准直，使得第一子光束（101）和第二子光束（102）的出射尺寸可分别进行调整，从而能够改善光源（10）的光斑形状，以利于光斑进行紧密排布。

Description

一种用于改善光斑形状的封装结构 技术领域

本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种用于改善光斑形状的封装结构。

背景技术

半导体激光二极管具有体积小、重量轻、成本低、效率高等优点，被广泛应用于工业、医疗、通信、军事等领域。但是，半导体激光二极管发出的激光光束沿快轴方向的发散角大约为30度至40度，而沿慢轴方向的发散角大约为15度，二者差异较大，使得半导体激光二极管的出射光斑为面积较大的椭圆形光斑，不利于光斑进行紧密排布，会带来一系列应用缺陷，大大降低了半导体激光二极管的可用性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于改善光斑形状的封装结构，能够改善光源的光斑形状，以利于光斑进行紧密排布。

本发明提供一种用于改善光斑形状的封装结构，包括至少一光源及与至少一所述光源一一对应设置的至少一光束整形单元；至少一所述光源用于发出光束，所述光束包括沿快轴方向的第一子光束和沿慢轴方向的第二子光束；所述光束整形单元包括设置于对应的光源的出射光路上的一第一光学面和一第二光学面；所述第一光学面为反射曲面，用于对所述第一子光束进行准直；所述第二光学面为透射曲面，用于对所述第二子光束进行准直。

本发明提供的封装结构，所述光源发出的第一子光束和第二子光束分别通过所述光束整形单元的第一光学面和第二光学面进行准直，使得所述第一子光束和所述第二子光束的出射尺寸可分别进行调整，从而能够改善所述光源的光斑形状，以利于光斑进行紧密排布。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，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是本发明第一实施例提供的封装结构的立体结构示意图。

图2是图1中的光源发出的光束的光路示意图。

图3是图2中的第一子光束的光路示意图。

图4是图2中的第二子光束的光路示意图。

图5是图1中的光源在准直前后的出射光斑的形状对比图。

图6是本发明第二实施例提供的封装结构的立体结构示意图。

图7是图6中的光源发出的光束的光路示意图。

图8是图7中的第一子光束的光路示意图。

图9是图7中的第二子光束的光路示意图。

图10是图6中的光源在准直前后的出射光斑的形状对比图。

图11是本发明第三实施例提供的封装结构的立体结构示意图。

图12是图11中的光源发出的第一子光束的光路示意图。

图13是图11中的光源发出的第二子光束的光路示意图。

图14是本发明第四实施例提供的封装结构的立体结构示意图。

图15是图14中的光源发出的光束的光路示意图。

图16是本发明第五实施例提供的封装结构的立体结构示意图。

图17是图16中的光源发出的光束的光路示意图。

图18是图17中的光源发出的第一子光束的光路示意图。

图19是图17中的光源发出的第二子光束的光路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

请一并参阅图1和图2，本发明提供一种封装结构100，用于改善光源10的光斑形状，所述封装结构100包括至少一光源10及与至少一所述光源10一一对应设置的至少一光束整形单元20。所述光源10用于发出光束，所述光束包括沿快轴方向的第一子光束101和沿慢轴方向的第二子光束102。所述光束整形单元20包括设置于对应的光源10的出射光路上的一第一光学面201和一第二光学面202。其中，所述第一光学面201为反射曲面，用于对所述第一子光束101进行准直；所述第二光学面202为透射曲面，用于对所述第二子光束102进行准直。

本实施例中，所述快轴方向指光束沿平行于图1中所示的YOZ平面传播的方向；所述慢轴方向指光束经所述第一光学面201反射前沿平行于图1中所示的XOZ平面传播的方向，光束经所述第一光学面201反射后沿平行于图1中所示的XOY平面传播的方向。

本发明中，所述光源10发出的第一子光束101和第二子光束102分别通过所述光束整形单元20的第一光学面201和第二光学面202进行准直，使得所述第一子光束101和所述第二子光束102的出射尺寸可分别进行调整，从而能够改善所述光源10的光斑形状，以利于光斑进行紧密排布。

具体地，如图1所示，所述封装结构100还包括一封装基板30，所述光源10及所述光束整形单元20均封装固定于所述封装基板30上，所述光源10位于所述光束整形单元20的一侧。

需要说明的是，每一所述光源10和对应的一所述光束整形单元20组成一个发光模组，每一所述发光模组可通过相应的固定结构(图中未示)封装固定于所述封装基板30上。其中，所述发光模组可以设置为一个，也可以阵列设置为多个。为了便于描述，本发明实施例的附图中仅示意出了一个所述发光模组。

本实施例中，所述封装基板30为电路板，所述光源10包括一半导体激光 二极管11及一热沉12，所述半导体激光二极管11固定于所述热沉12上，所述热沉12固定于所述封装基板30上，且所述封装基板30与所述半导体激光二极管11电连接，以驱动所述半导体激光二极管11发光。所述封装基板30可以起到散热基座的功能，所述半导体激光二极管11通过所述热沉12固定设置于所述封装基板30上，有利于提高所述半导体激光二极管11的散热效率，使得所述半导体激光二极管11能长时间发光而不会因温度过高损坏。

如前所述，半导体激光二极管发出的光束沿快轴方向的发散角和沿慢轴方向的发散角不同，若不对该光束进行整形，该光束形成的光斑为面积较大的椭圆形光斑，不利于半导体激光二极管的应用。本发明中，为改善所述光源10的光斑形状，在所述光源10的一侧对应设置有所述光束整形单元20，以对所述光源10发出的光束进行相应整形。

具体地，如图1所示，本实施例中，所述光束整形单元20包括一第一光学元件21和一第二光学元件22，所述第一光学元件21、所述第二光学元件22沿所述光源10的光路方向依次设置，所述光源10位于所述第一光学元件21的焦点处，所述第二光学元件22位于所述第一光学元件21的正上方。

更具体地，本实施例中，所述第一光学元件21为平凹反射镜，所述平凹反射镜包括一呈单轴抛物面形状的反射面201，所述平凹反射镜的反射面201即所述第一光学面201；所述第二光学元件22为平凸透射镜，所述平凸透射镜包括一呈单轴抛物面形状的柱面透射面202和一呈平面形状的平面透射面204，所述平凸透射镜的柱面透射面202即所述第二光学面202。

其中，所述反射面201的轴向(即平行于图1中的X轴的方向)垂直于所述半导体激光二极管11发出的光束的快轴方向，所述柱面透射面202的轴向(即平行于图1中的Z轴的方向)平行于所述半导体激光二极管11发出的光束的快轴方向，即，所述反射面201和所述柱面透射面202的轴向相互垂直，也即，所述第一光学面201和所述第二光学面202的轴向相互垂直。

本实施例中，所述半导体激光二极管11发出光束后，所述光束从一侧水平照射在所述平凹反射镜的反射面201(即所述第一光学面201)上，在所述反射面201的反射作用下，所述光束沿垂直于所述封装基板30的方向照射在所述平凸透射镜上并依次穿过所述平凸透射镜的平面透射面204和柱面透射面202(即所述第二光学面202)，并自所述柱面透射面202透射出去。

其中，如图2所示，所述光束包含的沿快轴方向发散的第一子光束101经所述第一光学面201反射后被准直成平行光束，所述光束包含的沿慢轴方向发散的第二子光束102经所述第二光学面202透射后也被准直成平行光束。

具体地，请一并参阅图3和图4，本实施例中，所述第一光学面201沿快轴方向的截面线(即第一光学面201与平行于图1中的YOZ平面的平面相交时的轮廓线)为抛物线，沿慢轴方向的截面线(即第一光学面201与平行于图1中的XOZ平面的平面相交时的轮廓线)为直线；所述第二光学面202沿快轴方向的截面线(即第二光学面202与平行于图1中的YOZ平面的平面相交时的轮廓线)为直线，沿慢轴方向的截面线(即第二光学面202与平行于图1中的XOY平面的平面相交时的轮廓线)为抛物线；所述平面反射面204沿快轴方向的截面线(即平面反射面204与平行于图1中的YOZ平面的平面相交时的轮廓线)和沿慢轴方向的截面线(即平面反射面204与平行于图1中的XOY平面的平面相交时的轮廓线)均为直线。

如图3所示，所述半导体激光二极管11发出光束后，所述第一子光束101发散射向所述第一光学面201，经所述第一光学面201反射后，所述第一子光束101被准直而平行射入所述第二光学元件22；可以理解的是，平行光束垂直射向透射面时，其传播方向不会改变，因此，被准直的所述第一子光束101沿垂直于所述第二光学元件22的方向平行射入所述第二光学元件22时，所述第一子光束101的传播方向在所述平面透射面204和所述第二光学面202处均不会发生改变，所述第一子光束101经所述第二光学元件22平行透射出去。

其中，照射在所述第一光学面201的不同位置的所述第一子光束101的入射角不同，因此，为了使发散射向所述第一光学面201任一位置的所述第一子光束101均能够被准直且沿垂直于所述第二光学元件22的方向平行射入所述第二光学元件22，本实施例中，所述第一光学面201沿快轴方向的截面线在不同位置的曲率各不相同，即，所述第一光学面201沿快轴方向的截面线为曲率连续变化的抛物线。

可以理解的是，当所述半导体激光二极管11与所述第一光学元件21之间的距离发生变化时，所述第一子光束101照射在所述第一光学面201的入射角也会改变，所述第一光学面201的曲率也应相应改变，由此，所述第一光学面201才能对所述第一子光束101进行准直并将所述第一子光束101沿垂直于所述 第二光学元件22的方向发射出去。也即是说，在具体的实施例中，所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离确定时，所述第一光学面201沿快轴方向的截面线的曲率即唯一确定，所述第一光学面201的抛物面形状相应确定。

如图4所示，所述半导体激光二极管11发出光束后，所述第二子光束102发散射向所述第一光学面201，经所述第一光学面201反射后，所述第二子光束201发散射入所述第二光学元件22，并经所述第二光学面202准直后平行透射出去。

其中，所述第二子光束102在经所述第二光学面202准直前，所述第二子光束102会先经过所述平面透射面204，所述第二子光束102从空气中进入透镜中，所述第二子光束102在所述平面透射面204处发生折射，所述第二子光束102的发散角相应减小，发散角减小后的所述第二子光束102发散射向所述第二光学面202，并在所述第二光学面202处再次发生折射而被准直，所述第二子光束102平行透射出去。

需要说明的是，所述第二子光束102是沿慢轴方向对称发散的光束，经所述第一光学面201反射和经所述平面透射面204折射后，所述第二子光束102仍然是沿慢轴方向对称发散的光束，当所述第二子光束102照射在所述第二光学面202上时，所述第二子光束102在所述第二光学面202轴对称的两个位置的入射角相等，因此，为使所述第二子光束102经所述第二光学面202折射后所述第二子光束102能够被准直且平行透射出去，本实施例中，所述第二光学面201沿慢轴方向的截面线在轴对称的两个位置的曲率相等，即，所述第二光学面201沿慢轴方向的截面线为轴对称的抛物线。

可以理解的是，当所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离或者所述第二光学元件22与所述第一光学元件21之间的距离中的任一个改变时，所述第二子光束102照射在所述第二光学面202的入射角也会改变，所述第二光学面202的曲率应相应改变，由此，所述第二光学面202才能对所述第二子光束101进行准直。也即是说，在具体的实施例中，所述第二光学元件22与所述第一光学元件21之间的距离确定，所述第二光学面202沿慢轴方向的截面线的曲率即唯一确定，所述第二光学面202的柱面形状相应确定。

如上所述，所述第一子光束101和所述第二子光束102分别通过所述第一光学面201和所述第二光学面202进行准直，使得所述第一子光束101和所述 第二子光束102分别从发散光束变成平行光束，与未准直相比，所述第一子光束101和所述第二子光束102的出射尺寸可分别进行压缩，从而能够改善所述光源10的光斑形状，减小光斑的面积，以利于光斑进行紧密排布。

其中，所述第一子光束101和所述第二子光束102的出射尺寸的被压缩量与所述光源10、所述第一光学元件21及所述第二光学元件22三者之间的距离有关。

具体地，如图3所示，本实施例中，所述第一子光束101在所述第一光学面201处发生反射且被准直为平行光束，并最终平行出射，所述第一子光束101的出射尺寸L1即边缘光束之间的水平距离。所述第一子光束101的出射尺寸L1的大小与所述第一子光束101的初始发散角α、所述光源10(即半导体激光二极管11)与所述第一光学元件21(即第一光学面201)之间的距离以及所述第一光学面201沿快轴方向的截面线的曲率有关。

可以理解的是，所述光源10的类型一旦确定，所述第一子光束101的初始发散角α即为确定值；再者，如前所述，在具体的实施例中，所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离确定时，所述第一光学面201沿快轴方向的截面线的曲率也即唯一确定，因此，控制所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离，即可控制所述第一子光束101的出射尺寸L1的大小。

如图4所示，本实施例中，所述第二子光束102经过所述第一光学面201的反射及所述第二光学元件22的平面透射面204的折射后，所述第二子光束102在所述第二光学面202处被准直为平行光束，并最终平行出射，所述第二子光束102的出射尺寸L2也即边缘光束之间的水平距离。所述第二子光束102的出射尺寸L2的大小与所述第二子光束102的初始发散角β、所述光源10(即半导体激光二极管11)与所述第一光学元件21(即第一光学面201)之间的距离、所述第一光学元件21与所述第二光学元件22之间的距离以及所述第二光学元件22本身的厚度(即平面透射面204与第二光学面202之间的最大距离)有关。

同理，所述光源10的类型一旦确定，所述第二子光束102的初始发散角β也即为确定值；再者，在具体的实施例中，所述第二光学元件22的厚度也是固定的，因此，控制所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离和/或所述第一光学元件21与所述第二光学元件22之间的距离，即可控制所述第二子光束102的出射尺寸L2的大小。

综上，通过合理控制所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离及所述第一光学元件21与所述第二光学元件22之间的距离，即可分别控制所述第一子光束101的出射尺寸L1和所述第二子光束102的出射尺寸L2，从而改善所述光源10的光斑形状，减小光斑的面积。可以理解的是，所述第一子光束101和所述第二子光束102的出射尺寸可以同时进行控制调整，也可以仅对其中一个子光束的出射尺寸进行控制调整，都能够改善所述光源10的光斑形状。优选的，在一些实施例中，为减少所述光源10发出的光束的光量损失，仅对单一子光束进行压缩调整。

具体的，如图5所示，本实施例中，所述光源10与所述第一光学元件21之间的距离及所述第一光学元件21与所述第二光学元件22之间的距离设置恰当时，仅有所述第一子光束101的出射尺寸L1被压缩，且所述第一子光束101的出射尺寸L1可以等于所述第二子光束102的出射尺寸L2，从而能够将所述光源10的光斑形状改善为圆形光斑，所述圆形光斑的面积要小于所述光源10未进行准直时形成的椭圆形光斑的面积，有利于光斑进行紧密排布，使得多个由所述光源10及对应的所述光束整形单元20组成的发光模组进行阵列设置时相邻的两个所述发光模组的间距比较小，进而减少多个所述发光模组整体出光的光学扩展量，提高其出光的亮度。

在其他实施例中，所述第一子光束101的出射尺寸L1和所述第二子光束102的出射尺寸L2可以同时被压缩，所述第一子光束101的出射尺寸L1等于或者大于所述第二子光束102的出射尺寸L2，所述光源10的光斑形状为圆形或者接近于圆形，所述光斑的面积更小，更有利紧密排布，但相应的，光量损失会有所增加。

优选的，本发明中，所述第一光学元件21可以在所述第一光学面201上设置一介电反射层或者一金属反射层，以增强所述第一光学面201对所述第一子光束101的反射，提高每一所述发光模组的出光亮度。

请一并参阅图6和图7，本发明第二实施例提供的封装结构100b的结构与第一实施例的封装结构100的结构相似，不同之处在于：在第二实施例中，所述第二光学元件22、第一光学元件21沿所述光源10的光路方向依次设置，所述第二光学元件22位于所述光源10及所述第一光学元件21之间，所述光源10发出的光束依次经过所述第二光学元件22的第二光学面202b和所述第一光学 元件21的第一光学面201b。本实施例中，所述光源10发出的光束在其传播路径上，所述光束包含的第二子光束102先被所述第二光学面202b准直，所述光束包含的第一子光束101后被所述第一光学面201b准直。

具体的，如图8所示，本实施例中，所述半导体激光二极管11(即所述光源10)发出光束后，所述第一子光束101发散射入所述第二光学元件22，所述第一子光束101依次经过所述第二光学元件22的平面透射面204和第二光学面202b并透射出去，所述第一子光束101发散射向所述第一光学面201b，并经所述第一光学面201b准直后平行反射出去。

其中，所述第一子光束101在经过所述平面透射面204和所述第二光学面202b时，所述第一子光束101会在所述平面透射面204处及所述第二光学面202b处分别发生一次折射，两次折射后的所述第一子光束101的发散角不变。

如图9所示，本实施例中，所述半导体激光二极管11发出光束后，所述第二子光束102发散射入所述第二光学元件22，所述第二子光束102依次经过所述平面透射面204和所述第二光学面202b，同样的，所述第二子光束102会在所述平面透射面204处及所述第二光学面202b处分别发生一次折射，所述第二子光束102在所述第二光学面202b处发生折射后被准直，所述第二子光束102平行射向所述第一光学面201b，并经所述第一光学面201b平行反射出去。

本实施例中，所述第一子光束101和所述第二子光束102分别通过所述第一光学面201b和所述第二光学面202b进行准直，使得所述第一子光束101和所述第二子光束102分别从发散光束变成平行光束，与未准直相比，所述第一子光束101和所述第二子光束102的出射尺寸可分别进行压缩，同样可以改善所述光源10的光斑形状。

其中，通过控制所述光源10与所述第二光学元件22之间的距离及所述第二光学元件22与所述第一光学元件21之间的距离，即可控制所述第一子光束101的出射尺寸L1b和所述第二子光束102的出射尺寸L2b。

需要说明的是，所述第一子光束101和所述第二子光束102的准直顺序与第一实施例中的准直顺序相反，与第一实施例相比，所述第一子光束101被准直前所述第一子光束101发散传播的距离相对变长，所述第二子光束102被准直前所述第二子光束102发散传播的距离相对减短，因此，被准直后，所述第一子光束101的出射尺寸L1b的相对压缩量小于所述第二子光束102的出射尺 寸L2b的相对压缩量。如图10所示，本实施例中，所述第一子光束101的出射尺寸L1b远大于所述第二子光束102的出射尺寸L2b，所述光源10的光斑为细长椭圆形，可应用于一些需要光斑呈细长形状的场合中。

请一并参阅图11至图13，本发明第三实施例提供的封装结构100c的结构与第一实施例的封装结构100的结构相似，不同之处在于：在第三实施例中，所述光束整形单元20仅包括一光学元件，该光学元件包括一呈双轴抛物面形状的反射面203，具体地，所述反射面203沿快轴方向的截面线为第一抛物线，所述反射面203沿慢轴方向的截面线为第二抛物线。本实施例中，所述光源10设置于所述反射面203的焦点处，所述光源10发出的光束被所述反射面203反射而沿垂直于所述封装基板30的方向出射，所述光束包含的第一子光束101和第二子光束102均通过所述反射面203进行准直。

其中，所述第一抛物线和所述第二抛物线不同，所述第一抛物线为曲率连续变化的抛物线，所述第二抛物线为轴对称的抛物线。

可以理解的是，所述光源10与所述反射面203之间的距离不同时，对应的所述反射面203的面型结构会不同，因此，所述光源10发出的光束被所述反射面203反射后形成的光斑形状也会不同。在一些实施例中，所述光源10形成的光斑可以改善为圆形，也可以改善为细长椭圆形，具体和所述反射面203的面型结构有关。

本实施例中，所述光源10发出的第一子光束101和第二子光束102通过同一个反射面203进行准直，不需要在后续光路中增加额外的整形透镜，所述光束整形单元20的结构简单，有利于多个由所述光源10及所述光束整形单元20组成的发光模组进行阵列设置。

请一并参阅图14和图15，本发明第四实施例提供的封装结构100d与第一实施例的封装结构100的结构相似，不同之处在于：在第四实施例中，所述光束整形单元20仅包括一第三光学元件23，所述第三光学元件23为一体加工成型的呈异形结构的光学元件，所述第三光学元件23可以视为第一实施例中的第一光学元件21和第二光学元件22的结合体，所述第三光学元件23包括一反射面(即所述第一光学面201)、一平面透射面204和一柱面透射面(即所述第二光学面202)，所述平面透射面204与所述第一光学面201之间镂空。

所述光源10发出的光束依次经过所述第一光学面201、所述平面透射面204 和所述第二光学面202，所述光束包含的第一子光束101先被所述第一光学面201准直，所述光束包含的第二子光束102后被所述第二光学面202准直，同样可以改善所述光源10的光斑形状。可以理解的是，本实施例中，所述第一子光束101和所述第二子光束102的传播路径与第一实施例中的传播路径相同(见图3和图4)，因此，其特性的变化规律也与第一实施例中的变化规律相同，此处不再赘述。

本实施例中，所述光束整形单元20仅包括一个第三光学元件23，光学元件数量少，有利于封装固定在封装基板30上；再者，反射面(即所述第一光学面201)和透射面(即所述第二光学面202)成型于同一个光学元件上，所述第三光学元件23封装固定后，两个准直面的位置相对固定，有利于提高所述光源10在准直后形成的光斑的大小一致性。

请一并参阅图16至图19，本发明第五实施例提供的封装结构100e与第四实施例的封装结构100d的结构相似，不同之处在于：在第五实施例中，所述第三光学元件23b的为实心结构的光学元件，所述第三光学元件23b包括一平面透射面200、一反射面(即所述第一光学面201)和一柱面透射面(即所述第二光学面202)，所述光源10发出的光束依次经过所述平面透射面200、所述第一光学面201和所述第二光学面202，所述光束包含的第一子光束101先被所述第一光学面201准直，所述光束包含的第二子光束102后被所述第二光学面202准直，以改善所述光源10的光斑形状。

其中，所述第一子光束101和所述第二子光束102在经过所述平面透射面200时均会发生折射，折射后的所述第一子光束101和所述第二子光束102的发散角减小，而后再沿其传播路径依次被准直。

本实施例中，所述第三光学元件23b为实心结构，相比于第四实施例中的异形镂空结构，结构简单，有利于一体加工成型。

需要说明的是，上述实施例的描述中，均是将所述光源10视为点光源进行描述的，对于点光源来说，所述第一光学面201和所述第二光学面202分别为单轴抛物面的反射面和柱面透射面时，对所述光源10的第一子光束101和第二子光束102的准直效果最好。在其他实施例中，所述光源10可以是条形扩展光源，此时，所述第一光学面201优选为自由曲面的反射面，所述第一光学面201沿快轴方向的截面线为自由曲线，沿慢轴方向的截面线为直线；所述第二光学 面202优选为非球面或者自由曲面的透射面，所述第二光学面202沿快轴方向的截面线为直线，沿慢轴方向的截面线为自由曲线；可以理解的是，呈自由曲面形状的所述第一光学面201和呈非球面形状或者自由曲面形状的所述第二光学面202同样可以分别实现所述第一子光束101和所述第二子光束102的出射尺寸的压缩，以改善所述光源10的光斑形状，所述光源10、所述第一光学面201和所述第二光学面202的设置方式及工作原理和前述实施例的描述相似，此处不做赘述。

以上是本发明实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1. 一种用于改善光斑形状的封装结构，其特征在于，包括：

   至少一光源，用于发出光束，所述光束包括沿快轴方向的第一子光束和沿慢轴方向的第二子光束；以及

   与至少一所述光源一一对应设置的至少一光束整形单元，所述光束整形单元包括设置于对应的光源的出射光路上的一第一光学面和一第二光学面；

   其中，所述第一光学面为反射曲面，用于对所述第一子光束进行准直；所述第二光学面为透射曲面，用于对所述第二子光束进行准直。
2. 如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一光学面沿快轴方向的截面线为抛物线或自由曲线，沿慢轴方向的截面线为直线；所述第二光学面沿快轴方向的截面线为直线，沿慢轴方向的截面线为抛物线或自由曲线。
3. 如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述光束整形单元包括一第一光学元件和一第二光学元件，所述第一光学面为所述第一光学元件的反射面，所述第二光学面为所述第二光学元件的透射面。
4. 如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述第一光学元件、所述第二光学元件沿所述光源的光路方向依次设置，所述光源发出的光束依次经过所述第一光学面和所述第二光学面；

   所述第一子光束发散射向所述第一光学面，经所述第一光学面反射后，所述第一子光束被准直而平行射入所述第二光学元件，并经所述第二光学面平行透射出去；所述第二子光束发散射向所述第一光学面，经所述第一光学面反射后，所述第二子光束发散射入所述第二光学元件，并经所述第二光学面准直后平行透射出去。
5. 如权利要求4所述的封装结构，其特征在于，控制所述光源与所述第一光学元件之间的距离及所述第一光学元件与所述第二光学元件之间的距离，使所述第一子光束的出射尺寸等于所述第二子光束的出射尺寸，所述光源出射的光斑为圆形。
6. 如权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述第二光学元件、所述第一光学元件沿所述光源的光路方向依次设置，所述光源发出的光束依次经过所述第二光学面和所述第一光学面；

   所述第一子光束发散射入所述第二光学元件，经所述第二光学面透射后， 所述第一子光束发散射向所述第一光学面，并经所述第一光学面准直后平行反射出去；所述第二子光束发散射入所述第二光学元件，经所述第二光学面透射后，所述第二子光束被准直而平行射向所述第一光学面，并经所述第一光学面平行反射出去。
7. 如权利要求6所述的封装结构，其特征在于，控制所述光源与所述第二光学元件之间的距离及所述第二光学元件与所述第一光学元件之间的距离，使所述第一子光束的出射尺寸大于所述第二子光束的出射尺寸，所述光源出射的光斑为细长椭圆形。
8. 如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述光束整形单元包括一第三光学元件，所述第一光学面为所述第三光学元件的反射面，所述第二光学面为所述第三光学元件的透射面；所述光源发出的光束依次经过所述第一光学面和所述第二光学面；

   所述第一子光束发散射向所述第一光学面，经所述第一光学面反射后，所述第一子光束被准直而平行射入所述第二光学元件，并经所述第二光学面平行透射出去；所述第二子光束发散射向所述第一光学面，经所述第一光学面反射后，所述第二子光束发散射入所述第二光学元件，并经所述第二光学面准直后平行透射出去。
9. 如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一光学元件于所述第一光学面上设置一介电反射层或一金属反射层，以增强所述第一光学面对所述第一子光束的反射。
10. 如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括一封装基板，所述光源及所述光束整形单元均封装固定于所述封装基板。
11. 如权利要求10所述的封装结构，其特征在于，所述光源包括一半导体激光二极管及一热沉，所述半导体激光二极管固定于所述热沉上，所述热沉固定于所述封装基板。

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