CN114280876A

CN114280876A - 一种大范围激光照明结构

Info

Publication number: CN114280876A
Application number: CN202210091245.4A
Authority: CN
Inventors: 蔡震; 陈浩; 吉俊文
Original assignee: Jiangsu Liangdian Photoelectric Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Liangdian Photoelectric Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2022-04-05

Abstract

本发明提供一种大范围激光照明结构，包括：激光器，其出射光束；沿着出射光束方向依次设有半波片、伽利略扩束组件、光束提束器和光束反射组件以能够将出射光束形成大范围的激光照明区域；其结构简单，不仅实现了激光光束光强和发散角连续调节，而且激光扩散效果较好，实现了大范围的激光照明。

Description

一种大范围激光照明结构

技术领域

本发明涉及激光照明技术领域，具体涉及一种大范围激光照明结构。

背景技术

近年来，例如，作为车载用的周边监视传感器或在医院、工厂、设施等中进行人的监视的监视传感器的照明，可以使用将激光作为光源的激光照明装置。

在这样的激光照明装置中，要求增大激光光束的宽度并以广角照射，以利用从1个光源射出的激光尽可能监视较大的范围。因此，以往作为使激光扩散的单元，例如，使用了使光扩散的扩散板进行扩散，但是激光扩散效果不佳，照明区域有限，且在这样的激光照明装置中，无法实现光强和发散角连续调节。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大范围激光照明结构，其结构简单，不仅实现了激光光束光强和发散角连续调节，而且激光扩散效果较好，实现了大范围的激光照明。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大范围激光照明结构，包括：激光器，所述激光器出射光束；沿着出射光束方向依次设有半波片、伽利略扩束组件、光束提束器和光束反射组件以能够将出射光束形成大范围激光照明区域。

本发明提供一种大范围激光照明结构，其结构简单，不仅实现了激光光束光强和发散角连续调节，而且激光扩散效果较好，实现了大范围的激光照明。

作为优选技术方案，所述半波片为可旋转结构以能够改变入射光束的偏振方向。

作为优选技术方案，所述伽利略扩束组件包括：凹透镜、偏振分光棱镜和凸透镜，改变偏振方向的光束入射依次穿过所述凹透镜、所述偏振分光棱镜和所述凸透镜以能够实现光强连续调制的平行光束出射。

作为优选技术方案，所述凹透镜沿光轴移动以能够实现发散角度连续调节的平行光束出射。

作为优选技术方案，所述凸透镜包括：第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜分别与所述偏振分光棱镜呈相对应且相互配合以能够实现分光出射。

作为优选技术方案，所述光束反射组件包括：第一正多面体反射镜和第二正多面体反射镜，所述第一凸透镜与所述第一正多面体反射镜呈相对应设置，所述第二凸透镜与所述第二正多面体反射镜呈相对应设置。

作为优选技术方案，所述光束提束器对其提束高度进行调节以能够实现光束照射于所述第一正多面体反射镜上或所述第二正多面体反射镜上。

作为优选技术方案，所述第一正多面体反射镜的中心位置处连接有第一旋转轴，所述第二正多面体反射镜的中心位置处连接有第二旋转轴，所述第一旋转轴与激光照明结构的光轴之间角度为X，所述第二旋转轴与激光照明结构的光轴之间角度为Y,X和Y均满足＞0°且＜180°。

作为优选技术方案，所述第一正多面体反射镜沿着第一旋转轴周向旋转，所述第二正多面体反射镜沿着第二旋转轴周向旋转。

附图说明

图1为一种大范围激光照明结构的结构图。

其中，1-激光器；2-半波片；3-凹透镜；4-偏振分光棱镜；5-第一凸透镜；6-第二凸透镜；7-光束提束器；8-第一正多面体反射镜；9-第二正多面体反射镜；10-出射光束；11-第一旋转轴；12-第二旋转轴。

具体实施方式

需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

可以理解，本发明是通过一些实施例达到本发明的目的。

如图1所示，本发明提供一种大范围激光照明结构，包括：激光器 1，所述激光器1出射光束；沿着出射光束10方向依次设有半波片2、伽利略扩束组件、光束提束器7和光束反射组件以能够将出射光束形成大范围的激光照明区域；所述半波片2为可旋转结构以能够改变入射光束的偏振方向；所述伽利略扩束组件包括：凹透镜3、偏振分光棱镜4 和凸透镜，改变偏振方向后的光束依次穿过所述凹透镜3、所述偏振分光棱镜4和所述凸透镜以能够实现光强连续调制的平行光束出射；所述凹透镜3沿着光轴移动以能够实现发散角度连续调节的平行光束出射；所述凸透镜包括：第一凸透镜5和第二凸透镜6，所述第一凸透镜5和所述第二凸透镜6分别与所述偏振分光棱镜4呈相对应且相互配合以能够实现分光出射；所述光束反射组件包括：第一正多面体反射镜8和第二正多面体反射镜9，所述第一凸透镜5与所述第一正多面体反射镜8 呈相对应设置，所述第二凸透镜6与所述第二正多面体反射镜9呈相对应设置；所述第一正多面体反射镜8的中心位置处连接有第一旋转轴11，所述第二正多面体反射镜9的中心位置处连接有第二旋转轴12，所述第一旋转轴11与激光照明结构的光轴之间角度为X，所述第二旋转轴12 与激光照明结构的光轴之间角度为Y,X和Y均满足＞0°且＜180°，第一正多面体反射镜8上的第一旋转轴11与激光照明结构的光轴之间的角度为90°或设置为其它角度，能够实现不同激光照明效果，第二正多面体反射镜9上的第二旋转轴12与激光照明结构的光轴之间的角度为 90°或设置为其它角度，能够实现不同激光照明效果；所述第一正多面体反射镜8沿着第一旋转轴11周向旋转，所述第二正多面体反射镜9沿着第二旋转轴12周向旋转；所述光束提束器7对其提束高度进行调节以能够实现光束照射于所述第一正多面体反射镜8上或所述第二正多面体反射镜9上。

所述激光器1出射光束为线偏振光，入射光束进入所述半波片2，人工或控制电路控制旋转半波片2改变光束偏振方向后，改变偏振方向后的光束入射伽利略扩束组件，通过伽利略扩束组件能够实现光强可连续调制的平行光束出射。

所述激光器1出射光束为平行光束，依次经过半波片2、凹透镜3、偏振分光棱镜4和凸透镜，实现带有一定发散角的平行光束出射，沿光轴移动所述凹透镜3，实现发散角度可连续调节的平行光束出射；凹透镜3、偏振分光棱镜4和凸透镜构成的伽利略扩束组件。

当所述半波片2出射的光束全部为p偏振光时，经所述偏振分光棱镜4出射光束沿所述第一凸透镜5出射；

当所述半波片2出射的光束全部为s偏振光时，经所述偏振分光棱镜4出射光束沿所述第二凸透镜6出射；

当所述半波片2出射的光束为除p偏振光和s偏振光的其它方向线偏振光时，经所述偏振分光棱镜4出射光束沿第一凸透镜5和第二凸透镜6分光出射，实现正交方向的光强和发散角度调节。

通过所述光束提束器7提束以能够实现两支路光束照射于不同光束反射组件上，提束器提束高度在0至30mm范围内可调节；所述高速旋转光束反射组件将所述凸透镜出射的平行光束反射，以能够形成大范围激光照明区域。

优选的，所述大范围激光照明结构为透射式光学系统；

优选的，所述凹透镜3优选为负光焦度透镜组；

优选的，所述凸透镜优选为正光焦度透镜组；

优选的，所述光束反射组件绕其上的旋转轴周向高速旋转。

大范围激光照明结构的主要参数：

激光器1波长：530nm～534nm；

激光器1出射光束直径：φ2～4mm；

激光器1出射光束发散角：4～6mrad；

凹透镜3焦距：-28mm～-32mm；

凸透镜焦距：145mm-155mm；

大范围激光照明结构出射光束发散角：1～3mrad连续可调；

人工或控制电路控制光束提束器7提束高度在0mm～30mm范围内可调节；

光束反射组件采用正八面体反射镜反射，光幕扇角90度，所述光束反射组件沿着其上的旋转轴周向旋转的转速为90-120转/分钟。

本发明提供一种大范围激光照明结构，在一个结构中，提供发散角和光强可连续调节的组合功能且在正交方向均可实现上述功能，结合高速旋转的光束反射组件反射，从而实现大范围激光照明，其光学结构形式简单，利于在工业和产业上大范围的推广生产。

如图1所示，本发明提供一种大范围激光照明结构，包括：激光器 1、半波片2、凹透镜3、偏振分光棱镜4、凸透镜、光束提束器7和光束反射组件，所述激光器1、所述半波片2、所述凹透镜3、所述偏振分光棱镜4、所述凸透镜、所述光束提束器7和光束反射组件均设置在该装置内，所述激光器出射光束为平行光束，入射至半波片2，再经凹透镜3、偏振分光棱镜4和凸透镜，实现平行光束出射。所述激光器1出射光束为线偏振光，入射进入所述可旋转的半波片2，改变偏振方向后，再依次经过凹透镜3、偏振分光棱镜4和凸透镜以能够实现光强连续调制的平行光束出射；所述激光器1出射光束为平行光束，经凹透镜3、偏振分光棱镜4及凸透镜构成的伽利略扩束系统，实现带有发散角的平行光束出射，沿光轴移动所述凹透镜3，实现发散角度可连续调节的平行光束出射；当所述半波片2出射的光束全部为p偏振光时，经所述偏振分光棱镜4出射光束沿所述第一凸透镜5出射；当所述半波片2出射的光束全部为s偏振光时，经所述偏振分光棱镜4出射光束沿所述第二凸透镜6出射；当所述半波片2出射的光束为除p偏振光和s偏振光的其它方向线偏振光时，经所述偏振分光棱镜4出射光束沿第一凸透镜5 和第二凸透镜6分光出射以能够实现正交方向的光强和发散角度调节；通过所述光束提束器7提束以能够实现两支路光束照射于不同光束反射组件上，所述光束提束器7提束高度在0至30mm范围内可调节；高速旋转光束反射组件将所述凸透镜出射的平行光束反射以能够形成大范围激光照明区域。

大范围激光照明结构的优选参数：

激光器1波长：532nm；

激光器1出射光束直径：φ3mm；

激光器1出射光束发散角：5mrad；

凹透镜3焦距：-30mm；

第一凸透镜5和第二凸透镜6焦距：150mm；

大范围激光照明结构出射光束发散角：1～3mrad连续可调；

光束提束器7提束高度：0mm～30mm可调节；

第一正多面体反射镜8和第二正多面体反射镜9采用正八面体反射镜反射，光幕扇角90度，所第一正多面体反射镜8和第二正多面体反射镜9分别沿着其旋转轴周向旋转的转速100转/分钟。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims

1.一种大范围激光照明结构，其特征在于，包括：激光器，所述激光器出射光束；沿着出射光束方向依次设有半波片、伽利略扩束组件、光束提束器和光束反射组件以能够将出射光束形成大范围激光照明区域。

2.根据权利要求1所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述半波片为可旋转结构以能够改变入射光束的偏振方向。

3.根据权利要求1所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述伽利略扩束组件包括：凹透镜、偏振分光棱镜和凸透镜，改变偏振方向的光束入射依次穿过所述凹透镜、所述偏振分光棱镜和所述凸透镜以能够实现光强连续调制的平行光束出射。

4.根据权利要求3所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述凹透镜沿着光轴移动以能够实现发散角度连续调节的平行光束出射。

5.根据权利要求4所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述凸透镜包括：第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜分别与所述偏振分光棱镜呈相对应且相互配合以能够实现分光出射。

6.根据权利要求5所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述光束反射组件包括：第一正多面体反射镜和第二正多面体反射镜，所述第一凸透镜与所述第一正多面体反射镜呈相对应设置，所述第二凸透镜与所述第二正多面体反射镜呈相对应设置。

7.根据权利要求6所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述光束提束器对其提束高度进行调节以能够实现光束照射于所述第一正多面体反射镜上或所述第二正多面体反射镜上。

8.根据权利要求6所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述第一正多面体反射镜的中心位置处连接有第一旋转轴，所述第二正多面体反射镜的中心位置处连接有第二旋转轴，所述第一旋转轴与激光照明结构的光轴之间角度为X，所述第二旋转轴与激光照明结构的光轴之间角度为Y,X和Y均满足＞0°且＜180°。

9.根据权利要求8所述的大范围激光照明结构，其特征在于，所述第一正多面体反射镜沿着第一旋转轴周向旋转，所述第二正多面体反射镜沿着第二旋转轴周向旋转。