一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，屬于照明技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]監(jiān)控行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，由于市場(chǎng)的需求和技術(shù)的進(jìn)步，監(jiān)控?cái)z像機(jī)開(kāi)始進(jìn)入了高清晰度時(shí)代。高清攝像機(jī)在白天成像質(zhì)量好，但是在夜間環(huán)境下由于目前市場(chǎng)上配合高清攝像機(jī)使用的紅外LED模組，照明距離有限，從而限制了高清攝像機(jī)的成像質(zhì)量和成像距離，因此限制了高清攝像機(jī)在夜間的使用。
[0003]半導(dǎo)體激光器的光電轉(zhuǎn)換效率在60%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紅外LED的光電轉(zhuǎn)換效率，其能耗低、器件中熱積累少、壽命長(zhǎng)、準(zhǔn)直性好、照明距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)在安防領(lǐng)域作為一種新興的夜視技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。當(dāng)前夜視設(shè)備中采用的波長(zhǎng)為850nm的紅外LED陣列，照明距離有限，在60米以?xún)?nèi)，而采用808nm的半導(dǎo)體激光器作為夜視照明模組光源，照明距離大于100米，同時(shí)，攝像機(jī)CCD或CMOS傳感器對(duì)激光器的波長(zhǎng)響應(yīng)度比紅外LED的波長(zhǎng)響應(yīng)度高1/3，可以實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)距離輔助照明。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利CN203178574U公開(kāi)了 “一種激光夜視儀用光束勻化裝置”，其包括半導(dǎo)體激光器和透鏡組，半導(dǎo)體激光器和透鏡組之間依次設(shè)置有微透鏡陣列、多棱鏡和毛玻璃，所述透鏡組包括擴(kuò)束鏡和聚焦鏡，半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光照射到微透鏡陣列上時(shí)，經(jīng)過(guò)微透鏡陣列后形成很多發(fā)光光點(diǎn)，每個(gè)發(fā)光光點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)小的光源，然后每個(gè)小的光源經(jīng)過(guò)多棱鏡和毛玻璃之后在遠(yuǎn)處相互交疊，從而實(shí)現(xiàn)光斑勻化，有效克服了激光光束的相干性，經(jīng)過(guò)勻化器件組勻化后的光束再經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束和聚焦鏡的聚焦，實(shí)現(xiàn)能量更集中。但是，本專(zhuān)利使用透鏡個(gè)數(shù)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在一定程度上降低了激光的透過(guò)率，造成內(nèi)部發(fā)熱嚴(yán)重，照明距離受到限制。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利CN202008568U公開(kāi)了 “一種光斑勻化處理的激光照明器”，包括散熱底座和鏡頭，所述散熱底座上安裝有激光器，所述鏡頭中安裝有透鏡，其中所述散熱底座和鏡頭之間安裝有一勻光棒，所述激光器、勻光棒和透鏡位于同一水平直線上，且勻光棒為矩形柱狀玻璃棒，該矩形柱狀玻璃棒的長(zhǎng)寬比在6: I到14: I之間，寬厚比為4: 3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明光斑勻化處理的激光照明器產(chǎn)生的4: 3均勻光斑，可與現(xiàn)有CXD監(jiān)控畫(huà)面同步，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離照明，其理論光能利用率可達(dá)100%，但是該專(zhuān)利使用的勻光棒是采用光的散射原理對(duì)激光進(jìn)行勻化，勻化效率低，效果差，同時(shí)對(duì)激光器的光損耗非常大，不利于激光的利用率。
[0006]中國(guó)專(zhuān)利CN103279000A公開(kāi)了一種采用旋轉(zhuǎn)勻光片勻化的激光照明裝置，涉及一種激光照明裝置，解決現(xiàn)有勻化裝置只能消除圖像中的部分明暗大條紋，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的激光散斑，嚴(yán)重影響照明效果的問(wèn)題，包括半導(dǎo)體激光器、勻化裝置和透鏡組；所述半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光光束經(jīng)勻化裝置勻化后入射至透鏡組，經(jīng)透鏡組出射至光投射面形成均勻的光斑，所述勻化裝置至少為一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和勻光片，用于對(duì)激光散斑進(jìn)行勻化處理。該專(zhuān)利中需要旋轉(zhuǎn)裝置，需要增加額外的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜，且不能做到小型化，無(wú)法便攜使用，實(shí)用性不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，解決了市場(chǎng)上現(xiàn)有激光光斑勻化方法中裝置體積過(guò)大且激光透過(guò)率低等問(wèn)題。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進(jìn)行光斑勻化后，光斑勻化效果好，圖像清晰，且裝置體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0008]術(shù)語(yǔ)解釋:
[0009]1、CCD:Charge_coupled Device,電荷f禹合兀件的簡(jiǎn)稱(chēng)。
[0010]2、CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的簡(jiǎn)稱(chēng)。
[0011]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0012]一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，本裝置的光路上依次設(shè)置半導(dǎo)體激光器，微透鏡，光學(xué)勻化片和平凸透鏡；所述半導(dǎo)體激光器，微透鏡，光學(xué)勻化片和平凸透鏡位于同一水平直線上。
[0013]所述半導(dǎo)體激光器與微透鏡之間有10mm-20mm的工作距離，微透鏡與光學(xué)勻化片之間有12mm-20mm的工作距離；
[0014]所述半導(dǎo)體激光器為808nm半導(dǎo)體激光器，用來(lái)進(jìn)行夜視儀的照明補(bǔ)光；
[0015]所述微透鏡采用雙面微透鏡陣列，所述雙面微透鏡陣列是一種陣列形式的透鏡，為兩組微透鏡陣列，即第一組微透鏡陣列相當(dāng)于微透鏡其中一面，第二組微透鏡陣列相當(dāng)于微透鏡的另一面；
[0016]所述光學(xué)勻化片為普通光學(xué)勻化片，位于微透鏡與平凸透鏡之間；
[0017]所述平凸透鏡為單面凸透鏡；
[0018]所述平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離可以調(diào)節(jié)，通過(guò)改變平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離可以調(diào)節(jié)出射光束的發(fā)散角，根據(jù)不同焦距的攝像機(jī)鏡頭進(jìn)行匹配，應(yīng)用于不同場(chǎng)合；平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離越遠(yuǎn)，發(fā)散角越小，照射距離越遠(yuǎn)。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]本發(fā)明所述一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，由半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光，照射到微透鏡上，激光經(jīng)過(guò)雙面微透鏡陣列后，先被微透鏡中的第一組微透鏡單元分裂為多束光，然后在第二組微透鏡陣列中相互交疊，將光斑進(jìn)行勻化；出射光束再經(jīng)過(guò)光學(xué)勻化片進(jìn)行雙重勻化，有效避免了激光光束在通過(guò)第二層陣列時(shí)的干涉問(wèn)題，使激光光束能量更加均勻；勻化后的光束最后經(jīng)過(guò)平凸透鏡，通過(guò)改變平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離，可以調(diào)節(jié)出射光束的發(fā)散角，根據(jù)不同焦距的攝像機(jī)鏡頭進(jìn)行匹配，應(yīng)用于不同場(chǎng)合。利用本發(fā)明所述半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，監(jiān)控距離可大于120 米。
【附圖說(shuō)明】
[0021]附圖1是本發(fā)明半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖中，1、半導(dǎo)體激光器；2、微透鏡；3、光學(xué)勻化片；4、平凸透鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。
[0024]實(shí)施例1、
[0025]如圖1所示，一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，發(fā)光光路上依次設(shè)置半導(dǎo)體激光器I，微透鏡2,光學(xué)勻化片3和平凸透鏡4 ;所述半導(dǎo)體激光器I,微透鏡2,光學(xué)勻化片3和平凸透鏡4位于同一水平直線上。所述半導(dǎo)體激光器I與微透鏡2之間有1mm的工作距離，微透鏡2與光學(xué)勻化片3之間有12mm的工作距離；所述半導(dǎo)體激光器I為808nm半導(dǎo)體激光器，用來(lái)進(jìn)行夜視儀的照明補(bǔ)光；所述微透鏡2采用雙面微透鏡陣列，所述雙面微透鏡陣列是一種陣列形式的透鏡，為兩組微透鏡陣列，即第一組微透鏡陣列相當(dāng)于微透鏡其中一面，第二組微透鏡陣列相當(dāng)于微透鏡的另一面；所述光學(xué)勻化片3為普通光學(xué)勻化片，位于微透鏡2與平凸透鏡4之間；所述平凸透鏡4為單面凸透鏡。
[0026]本發(fā)明所述一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，由半導(dǎo)體激光器I發(fā)出的激光首先經(jīng)過(guò)微透鏡2，由于微透鏡2為兩組微透鏡陣列，激光先通過(guò)微透鏡2的第一組微透鏡陣列形成多個(gè)小的發(fā)光點(diǎn)，每個(gè)小的發(fā)光點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)小的次光源，然后每個(gè)次光源經(jīng)過(guò)微透鏡2的第二組微透鏡陣列進(jìn)行相互交疊，從而實(shí)現(xiàn)光斑的初次勻化，經(jīng)過(guò)初次勻化的激光光束再通過(guò)光學(xué)勻化片3進(jìn)行雙重勻化，有效避免了激光光束在通過(guò)第二組微透鏡陣列時(shí)由激光光束相干干涉產(chǎn)生的細(xì)條紋雜斑的問(wèn)題，使激光光束能量更加均勻，圖像更加清晰；經(jīng)過(guò)雙重勻化后的光束最后通過(guò)位于光路上的平凸透鏡4，改變平凸透鏡4與光學(xué)勻化片3之間的距離可以調(diào)節(jié)出射光束的發(fā)散角，通過(guò)調(diào)大平凸透鏡4與光學(xué)勻化片3之間的距離，使得發(fā)散角變小，從而使能量更加集中，照射距離更遠(yuǎn)，滿足遠(yuǎn)距離監(jiān)控的要求。
[0027]實(shí)施例2、
[0028]如實(shí)施例1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其區(qū)別在于，
[0029]所述半導(dǎo)體激光器I與微透鏡2之間有20mm的工作距離，微透鏡2與光學(xué)勻化片3之間有20mm的工作距離。
[0030]以上是對(duì)本發(fā)明所提到的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化方法的具體介紹，其中未詳細(xì)描述的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公共常識(shí)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本發(fā)明的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，本裝置的發(fā)光光路上依次設(shè)置半導(dǎo)體激光器，微透鏡，光學(xué)勻化片和平凸透鏡；所述半導(dǎo)體激光器，微透鏡，光學(xué)勻化片和平凸透鏡位于同一水平直線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器與微透鏡之間有10mm-20mm的工作距離，微透鏡與光學(xué)勻化片之間有1 2mm-20mm的工作距離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器為808nm半導(dǎo)體激光器，用來(lái)進(jìn)行夜視儀的照明補(bǔ)光。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其特征在于，所述微透鏡采用雙面微透鏡陣列，所述雙面微透鏡陣列是一種陣列形式的透鏡，為兩組微透鏡陣列，即第一組微透鏡陣列相當(dāng)于微透鏡其中一面，第二組微透鏡陣列相當(dāng)于微透鏡的另一面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其特征在于，所述光學(xué)勻化片為普通光學(xué)勻化片，位于微透鏡與平凸透鏡之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其特征在于，所述平凸透鏡為單面凸透鏡。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，其特征在于，所述平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離可以調(diào)節(jié)，通過(guò)改變平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離可以調(diào)節(jié)出射光束的發(fā)散角，根據(jù)不同焦距的攝像機(jī)鏡頭進(jìn)行匹配，應(yīng)用于不同場(chǎng)合；平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離越遠(yuǎn)，發(fā)散角越小，照射距離越遠(yuǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器照明模組的光斑勻化裝置，依次設(shè)置半導(dǎo)體激光器，微透鏡，光學(xué)勻化片和平凸透鏡；所述半導(dǎo)體激光器，微透鏡，光學(xué)勻化片和平凸透鏡位于同一水平直線上。由半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光，照射到微透鏡上，激光經(jīng)過(guò)雙面微透鏡陣列后，先被微透鏡中的第一組微透鏡單元分裂為多束光，然后在第二組微透鏡陣列中相互交疊，將光斑進(jìn)行勻化；出射光束再經(jīng)過(guò)光學(xué)勻化片進(jìn)行雙重勻化，有效避免了激光光束在通過(guò)第二層陣列時(shí)的干涉問(wèn)題，使激光光束能量更加均勻；勻化后的光束最后經(jīng)過(guò)平凸透鏡，通過(guò)改變平凸透鏡與光學(xué)勻化片之間的距離，可以調(diào)節(jié)出射光束的發(fā)散角，根據(jù)不同焦距的攝像機(jī)鏡頭進(jìn)行匹配，應(yīng)用于不同場(chǎng)合。
【IPC分類(lèi)】G03B15/05, G02B27/48, G02B27/09
【公開(kāi)號(hào)】CN104950452
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410139471
【發(fā)明人】史國(guó)柱, 李明, 于璨璨, 馬崇彩, 李樹(shù)強(qiáng)
【申請(qǐng)人】山東華光光電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2014年3月31日