专利名称：一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置的制作方法
技术领域：
一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置技术领域[0001]本实用新型涉及半导体激光器的照明装置领域，更具体的说，改进涉及的是一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置。
背景技术：
[0002]随着夜间摄像技术的发展，红外激光补光即红外激光照明的应用也越来越普遍。 然而，由于现有半导体激光器的发散角度是固定的，导致其照射的距离有限，近距离激光能量过大，远距离激光能量不足。[0003]如图1所示，激光器110发出的激光打在勻化器120上进行光斑的勻化处理，并经过角度调节光学系统的调节改变激光的发散角，以适配摄像机的摄像；现有的角度调节光学系统多采用倒伽利略式望远镜变焦系统130进行发散角度上的调整，所述倒伽利略式望远镜变焦系统130由一片负透镜131和一片正透镜132组成，其中，负透镜131用于对勻化后的激光进行扩束处理，正透镜132用于对扩束后的激光进行准直处理，并通过移动所述负透镜131来达到激光发散角度可调节的目的。[0004]但是，现有红外激光照明装置的广角只能做到45度，而摄像机的广角一般在60度左右，故当广角摄像时会出现“手电筒效应”，即激光灯的照射范围要比摄像机的摄像范围小得多；此外，现有红外激光照明装置所采用的倒伽利略式望远镜变焦系统130，其激光利用率也不高，损耗的激光都转化成热量，不仅导致了激光灯的照射距离比较短，难以发挥激光照明应用于中远距离照明的优势，无法满足摄像机要求的最小光照要求，而且也导致了散热系统难以设计，难以保证半导体激光器的出光效率和有效寿命。[0005]因此，现有技术尚有待改进和发展。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于，提供一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，可同时兼顾远距离摄像时的出光效率和近距离摄像时的照射角度。[0007]本实用新型的技术方案如下一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，包括激光器、勻化器和角度调节光学系统；其中所述角度调节光学系统包括第一短焦聚焦透镜和第二短焦聚焦透镜；所述第一短焦聚焦透镜设置在激光器与勻化器之间并可来回移动；所述第二短焦聚焦透镜相对该第一短焦聚焦透镜设置在勻化器的另一侧。[0008]所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其中所述勻化器与第二短焦聚焦透镜之间的间距等于第二短焦聚焦透镜的焦距。[0009]所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其中所述激光器与勻化器之间的间距大于两倍第一短焦聚焦透镜的焦距。[0010]所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其中所述激光器设置为红外激光器；所述勻化器设置为单面磨砂毛玻璃或双面磨砂毛玻璃。[0011]所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其中所述第一短焦聚焦透镜设置为平凸透镜、双凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜。[0012]所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其中所述第二短焦聚焦透镜设置为平凸透镜、双凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜。[0013]本实用新型所提供的一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置， 由于在勻化器两侧各采用了一个短焦聚焦透镜，并通过移动激光器与勻化器之间的第一短焦聚焦透镜，并配合勻化器另一侧的第二短焦聚焦透镜共同调节激光的发射角，当第一短焦聚焦透镜靠近激光器时，激光束聚焦在勻化器表面，满足了小角度远距离照射，做到了准直出射，减少了出光损耗，提高了激光的利用率，降低了散热系统的设计难度，延长了半导体激光器的有效寿命；当第一短焦聚焦透镜靠近勻化器时，激光束聚焦后扩散在勻化器表面，满足了大角度近距离照射，消除了广角摄像时的手电筒效应，改善了照明效果；由此可见，本实用新型独创的角度调节光学系统确实同时兼顾了远距离摄像时的出光效率和近距离摄像时的照射角度。
[0014]图1是现有技术采用倒伽利略式望远镜变焦系统的激光照明装置构成原理示意图。[0015]图2是本实用新型光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置内部结构剖面图。[0016]图3是本实用新型激光照明装置处于准直(小角度)状态下的光路示意图。[0017]图4是本实用新型激光照明装置处于发散(大角度)状态下的光路示意图。
具体实施方式
[0018]以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式
和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式
。[0019]本实用新型的一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其内部结构如图2所示，包括同光轴安装在固定管筒200中的激光器110、勻化器220和角度调节光学系统，沿该固定管筒200的轴向加工有通孔，用于固定安装激光器110、勻化器220和角度调节光学系统；其中，所述角度调节光学系统包括第一短焦聚焦透镜310和第二短焦聚焦透镜320 ；所述第一短焦聚焦透镜310设置在激光器110和勻化器220之间，并通过其固定座311滑动连接在所述固定管筒200的通孔中，用于在激光器110和勻化器220之间来回移动；所述第二短焦聚焦透镜通过其固定座321固定连接在所述固定管筒200的通孔中， 并相对所述第一短焦聚焦透镜310位于勻化器220的另一侧；所述勻化器220通过其固定座221固定连接在所述固定管筒200的通孔中。[0020]所谓的激光器110为本领域技术人员所熟知，例如半导体激光器等，在此不再赘述；所谓的勻化器220指的是对照射在其表面上的激光光斑能进行勻化处理的器件，包括但不限于单面磨砂毛玻璃或双面磨砂毛玻璃等；所谓的短焦聚焦透镜310或320指的是至少具有一个短焦距的聚焦透镜，包括但不限于平凸透镜、双凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜寸。[0021]此外，如图2所示，所述激光器110设置在固定管筒200的通孔中，通过螺钉111固定在固定管筒200的端面上，激光器110的底部连接在线路板211上，同时在线路板211 的另一面对应设置有散热器212和散热风扇213，作为激光器110的散热系统，以简单的设计和较低的成本降低了激光器110的工作温度，提高了激光器110的有效寿命。[0022]在本实用新型光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置的优选实施方式中，一方面，结合图3所示，所述勻化器220与第二短焦聚焦透镜320之间的间距等于第二短焦聚焦透镜320的焦距；由此通过第二短焦聚焦透镜320可将聚焦在勻化器220上的最小激光束在理论上做到全部准直出射，最大程度的减少了出光损耗，达到了最高的激光利用率。[0023]另一方面，结合图4所示，所述激光器110与勻化器220之间的间距大于两倍第一短焦聚焦透镜310的焦距，即所述激光器110与勻化器220之间的间距超过第一短焦聚焦透镜310的焦距的两倍；由此通过第二短焦聚焦透镜320可将先聚焦后扩散在勻化器上的最大激光束理论上做到180度的发散角，不仅满足了现有摄像设备对广角摄像时60度范围的照明要求，而且也满足了将来摄像设备对广角摄像时更大范围的照明要求。[0024]与现有技术中的激光照明装置相比，本实用新型所提供的一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，由于在勻化器两侧各采用了一个短焦聚焦透镜，并通过移动激光器与勻化器之间的第一短焦聚焦透镜，并配合勻化器另一侧的第二短焦聚焦透镜共同调节激光的发射角，当第一短焦聚焦透镜靠近激光器时，激光束聚焦在勻化器表面， 满足了小角度远距离照射，做到了准直出射，减少了出光损耗，提高了激光的利用率，降低了散热系统的设计难度，延长了半导体激光器的有效寿命；当第一短焦聚焦透镜靠近勻化器时，激光束聚焦后扩散在勻化器表面，满足了大角度近距离照射，消除了广角摄像时的手电筒效应，改善了照明效果。[0025]应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，包括激光器、勻化器和角度调节光学系统；其特征在于所述角度调节光学系统包括第一短焦聚焦透镜和第二短焦聚焦透镜；所述第一短焦聚焦透镜设置在激光器与勻化器之间并可来回移动；所述第二短焦聚焦透镜相对该第一短焦聚焦透镜设置在勻化器的另一侧。
2.根据权利要求1所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其特征在于所述勻化器与第二短焦聚焦透镜之间的间距等于第二短焦聚焦透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其特征在于所述激光器与勻化器之间的间距大于两倍第一短焦聚焦透镜的焦距。
4.根据权利要求1所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其特征在于所述激光器设置为红外激光器；所述勻化器设置为单面磨砂毛玻璃或双面磨砂毛玻璃。
5.根据权利要求1所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其特征在于所述第一短焦聚焦透镜设置为平凸透镜、双凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜。
6.根据权利要求1所述的光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，其特征在于所述第二短焦聚焦透镜设置为平凸透镜、双凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜。
专利摘要本实用新型公开了一种光利用率高且照明角度可大范围调节的激光照明装置，包括激光器、匀化器、第一短焦聚焦透镜和第二短焦聚焦透镜；第一短焦聚焦透镜设置在激光器与匀化器之间可移动；第二短焦聚焦透镜相对第一短焦聚焦透镜设置在匀化器的另一侧。当第一短焦聚焦透镜靠近激光器时，激光束聚焦在匀化器表面，满足了小角度远距离照射，减少了出光损耗，提高了激光的利用率，延长了激光器的有效寿命；当第一短焦聚焦透镜靠近匀化器时，激光束聚焦后扩散在匀化器表面，满足了大角度近距离照射，消除了广角摄像时的手电筒效应，改善了照明效果；由此本实用新型独创的角度调节光学系统确实同时兼顾了远距离摄像时的出光效率和近距离摄像时的照射角度。
文档编号G03B15/05GK202306090SQ20112043873
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者陆知纬 申请人:深圳市佶达德科技有限公司