一种光源光路系统的制作方法

本实用新型涉及光学领域，更具体地说，涉及一种光源光路系统。

背景技术：

在现有的荧光激发光源光路系统中，主要通过控制扩散片的扩散角度来控制激光光斑的大小。然而，这一方式不能形成光亮均匀分布的光斑，且不能够对光斑大小进行调节。因此，在荧光激发过程中，导致激发光源的激发效率较低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够产生光量均匀分布且尺寸可调的光斑的光源光路系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光源光路系统，包括光源组件和目标组件，以及在所述光源组件和所述目标组件之间沿光轴方向依次设置的复眼组件和调节透镜组件，所述调节透镜组件的焦距和位置可调且与所述复眼组件共轭设置。

在本实用新型所述的光源光路系统中，所述调节透镜组件包括沿光轴方向依次设置的第一会聚透镜、扩束透镜和第二会聚透镜，所述第一会聚透镜邻近所述复眼组件设置，所述第二会聚透镜邻近所述目标组件设置，所述第一会聚透镜、所述扩束透镜和/或所述第二会聚透镜之间的距离可调。

在本实用新型所述的光源光路系统中，所述第一会聚透镜为平凹透镜，所述平凹透镜的凹面面向所述复眼组件，所述平凹透镜的平面面向所述扩束透镜。

在本实用新型所述的光源光路系统中，所述第二会聚透镜为平凹透镜，所述平凹透镜的凹面面向所述扩束透镜，所述平凹透镜的平面面向所述目标组件。

在本实用新型所述的光源光路系统中，所述光源组件包括激光光源组件。

在本实用新型所述的光源光路系统中，所述目标组件包括荧光组件或漫反射组件。

在本实用新型所述的光源光路系统中，所述复眼组件包括平行于所述光源组件设置的由数个透镜单元组合成的复眼多透镜或正对所述光源组件的中央位置且平行于所述光源组件设置的复眼单透镜。

本实用新型解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种光源光路系统，包括光源组件和目标组件，以及在所述光源组件和所述目标组件之间沿光轴方向依次彼此平行设置的复眼组件、第一会聚透镜、扩束透镜和第二会聚透镜，所述第一会聚透镜、所述扩束透镜和/或所述第二会聚透镜之间距离可调，并且所述第一会聚透镜、所述扩束透镜和所述第二会聚透镜构成的等效透镜与所述复眼组件共轭；所述复眼组件包括平行于所述光源组件设置的由数个透镜单元组合成的复眼多透镜或正对所述光源组件的中央位置且平行于所述光源组件设置的复眼单透镜；所述光源组件包括激光光源组件，所述目标组件包括荧光组件或漫反射组件。

实施本实用新型的光源光路系统，通过设置复眼组件和焦距和位置可调的调节透镜组件，可以在目标组件上形成光量均匀分布的光斑，并且光斑尺寸可以调节。进一步地，通过采用两个会聚透镜和一个扩束透镜构成的调节透镜组件，可以简单地通过调节会聚透镜和扩束透镜之间的距离改变透镜组件的位置和焦距，进而可以将通过复眼组件的多束平行光会聚到目标组件上，从而形成光量均匀更加分布并且大小可调的光斑。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的光源光路系统的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的光源光路系统的第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的光源光路系统的调节透镜组件的优选实施例的结构示意图；

图4是本实用新型的光源光路系统的第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型构造了一种光源光路系统，包括光源组件和目标组件，以及在所述光源组件和所述目标组件之间沿光轴方向依次设置的复眼组件、第一会聚透镜、扩束透镜和第二会聚透镜。所述第一会聚透镜、所述扩束透镜和/或所述第二会聚透镜之间距离可调，即所述第一会聚透镜和所述扩束透镜之间的距离，第一会聚透镜和所述第二会聚透镜之间的距离，所述第二会聚透镜和所述扩束透镜或者，第一会聚透镜、所述扩束透镜和所述第二会聚透镜之间距离可调。所述复眼组件、所述第一会聚透镜、所述扩束透镜和所述第二会聚透镜共轭设置。通过简单地调节所述第一会聚透镜和所述扩束透镜之间的距离，可以将通过复眼组件的多束平行光会聚到目标组件上，从而形成光量均匀更加分布且大小可调的光斑。

图1是本实用新型的光源光路系统的第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实用新型的光源光路系统包括光源组件10和目标组件40，以及在所述光源组件10和所述目标组件40之间沿光轴方向依次设置的复眼组件20和调节透镜组件30。如图1所示，所述光源组件10、复眼组件20、调节透镜组件30和目标组件40彼此平行，且所述复眼组件20和所述调节透镜组件30共轭设置。在本实施例中，所述调节透镜组件30的焦距和位置可调。

在本实用新型的优选实施例中，所述光源组件10可以是激光器组件，也可以是其他能够发出任何平行光束的光源组件。

在本实施例中，所述复眼组件20是单个透镜单元构成的复眼单透镜，其设置在所述光源组件10的中央位置，以从光源组件10接收平行光束。该平行光束在经过复眼组件20会聚之后产生的会聚光束将进入所述调节透镜组件30。

在本实用新型的优选实施例中，所述调节透镜组件30可以是任何位置和焦距可调的透镜组件，例如其可以由数个会聚透镜和扩束透镜构成。在本实用新型的一个优选实施例中，所述调节透镜组件30包括两个会聚透镜和一个扩束透镜，从而构成会聚-扩散-会聚结构。在本实用新型的另一优选实施例中，所述调节透镜组件30可以包括两个会聚透镜和两个扩束透镜，从而构成会聚-扩散-扩散-会聚结构。在本实用新型的其他优选实施例中，还可以包括不同数量的会聚透镜和扩束透镜。通过调节会聚透镜和扩束透镜之间的距离，即可以对所述调节透镜组件30的位置和焦距进行调节。而通过改变所述调节透镜组件30的位置和焦距，可以使得进入透镜组件30的会聚光束变成平行光束射出，并且这些平行光束的大小可调，进而在目标器件40上形成与所述复眼单透镜的形状一致的光斑。

在本实用新型的优选实施例中，所述目标组件40可以是荧光器件。这样，均匀且大小可调的光斑可以会聚到荧光器件上，从而形成荧光激发，进而实现均匀光斑激发以及最佳光斑尺寸调整，进而提高光源的激发效率。在本实用新型的另一优选实施例中，所述目标组件40可以是漫反射组件，这样可以适用于激光散斑系统。在本实用新型的其他优选实施例中，所述目标组件40还可以是任何需要接收均匀且大小可调的光斑的目标器件。

因此，实施本实用新型的光源光路系统，通过设置复眼组件和焦距和位置可调的调节透镜组件，可以在目标组件上形成光量均匀分布的光斑，并且光斑尺寸可以调节。

图2是本实用新型的光源光路系统的第二实施例的结构示意图。如图2所示，本实用新型的光源光路系统包括光源组件10和目标组件40，以及在所述光源组件10和所述目标组件40之间沿光轴方向依次设置的复眼组件20和调节透镜组件30。如图2所示，所述光源组件10、复眼组件20、调节透镜组件30和目标组件40彼此平行，且所述复眼组件20和所述调节透镜组件30共轭设置。在本实施例中，所述调节透镜组件30的焦距和位置可调。

在本实用新型的优选实施例中，所述光源组件10可以是激光器组件，也可以是其他能够发出任何平行光束的光源组件。

在本实施例中，所述复眼组件20为平行于所述光源组件10设置的由数个透镜单元21组合成的复眼多透镜。光源组件10发出的各组平行光束分别进入各个透镜单元21，在经过各个透镜单元21会聚之后产生多组会聚光束。各组光束将分别进入所述调节透镜组件30。

在本实用新型的优选实施例中，所述调节透镜组件30可以是任何位置和焦距可调的透镜组件，例如其可以由数个会聚透镜和扩束透镜构成。在本实用新型的一个优选实施例中，所述调节透镜组件30包括两个会聚透镜和一个扩束透镜，从而构成会聚-扩散-会聚结构。在本实用新型的另一优选实施例中，所述调节透镜组件30可以包括两个会聚透镜和两个扩束透镜，从而构成会聚-扩散-扩散-会聚结构。在本实用新型的其他优选实施例中，还可以包括不同数量的会聚透镜和扩束透镜。通过调节会聚透镜和扩束透镜之间的距离，即可以对所述调节透镜组件30的位置和焦距进行调节。而通过改变所述调节透镜组件30的位置和焦距，可以使得进入所述调节透镜组件30的各组会聚光束以不同的偏转角度射出所述调节透镜组件30。而这些以不同偏转角度射出所述调节透镜组件30的光束最终将依照各个透镜单元21的位置最后在目标器件40上形成与单个透镜单元对应的光斑。

在本实用新型的优选实施例中，所述目标组件40可以是荧光器件。这样，均匀且大小可调的光斑可以会聚到荧光器件上，从而形成荧光激发，进而实现均匀光斑激发以及最佳光斑尺寸调整，进而提高光源的激发效率。在本实用新型的另一优选实施例中，所述目标组件40可以是漫反射组件，这样可以适用于激光散斑系统。在本实用新型的其他优选实施例中，所述目标组件40还可以是任何需要接收均匀且大小可调的光斑的目标器件。

因此，实施本实用新型的光源光路系统，通过设置复眼组件和焦距和位置可调的调节透镜组件，可以在目标组件上形成光量均匀分布的光斑，并且光斑尺寸可以调节。

图3是本实用新型的光源光路系统的调节透镜组件的优选实施例的结构示意图。如图3所示，所述调节透镜组件30包括沿光轴方向依次设置的第一会聚透镜31、扩束透镜32和第二会聚透镜33。如图3所示，所述第一会聚透镜31邻近所述复眼组件20设置，所述第二会聚透镜33邻近所述目标组件40设置。所述第一会聚透镜31和所述扩束透镜32之间的距离可调，通过调节第一会聚透镜31和所述扩束透镜32之间的距离，可以调节所述调节透镜组件30的位置和焦距。在本实用新型的其他优选实施例中，也可以设置成所述扩束透镜32和第二会聚透镜33之前的距离可调，因而可以通过调节所述第二会聚透镜33和所述扩束透镜32之间的距离，来调节所述调节透镜组件30的位置和焦距。在本实用新型的另一优选实施例中，第一会聚透镜31和第二会聚透镜33之间的距离可调，因此可以通过调节所述第一会聚透镜31和第二会聚透镜33之间的距离来调节所述调节透镜组件30的位置和焦距。在本实用新型的再一优选实施例中，所述第一会聚透镜31、扩束透镜32和第二会聚透镜33三者之间的距离均可调，因此可以通过调节所述第一会聚透镜31、扩束透镜32和第二会聚透镜33三者之间的距离来调节所述调节透镜组件30的位置和焦距。本领域技术人员可以通过观察在目标组件40上形成的光斑来根据实际需要选择相应的距离即可。

如图3所示，在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一会聚透镜31为平凹透镜，所述平凹透镜的凹面面向所述复眼组件20，所述平凹透镜的平面面向所述扩束透镜32。所述第二会聚透镜33为平凹透镜，所述平凹透镜的凹面面向所述扩束透镜，所述平凹透镜的平面面向所述目标组件40。在本实用新型的其他优选实施例中，所述第一会聚透镜31和所述第二会聚透镜33还可以是其他会聚透镜，例如双凸镜、凹凸透镜等等。如图3所示，在本实用新型的一个优选实施例中，所述扩束透镜32是双凹镜。在本实用新型的其他优选实施例中，所述扩束透镜32还可以是伽利略扩束镜或开普勒扩束镜。

本领域技术人员知悉，对于所述第一会聚透镜31、扩束透镜32和第二会聚透镜33的焦距以及距离可以根据实际的情况进行选择。可以采用市面上常见的会聚和扩束透镜，通过观察在目标组件40上形成的光斑来根据实际需要选择其间的距离即可。

图4是本实用新型的光源光路系统的第三实施例的结构示意图。如图4所示，本实用新型的光源光路系统包括光源组件10和目标组件40，以及在所述光源组件10和所述目标组件40之间沿光轴方向依次彼此平行设置的复眼组件20、第一会聚透镜31、扩束透镜32和第二会聚透镜33。

在本实用新型的优选实施例中，所述光源组件10可以是激光器组件，也可以是其他能够发出任何平行光束的光源组件。

在本实施例中，所述复眼组件20为平行于所述光源组件10设置的由数个透镜单元21组合成的复眼多透镜。光源组件10发出的各组平行光束分别进入各个透镜单元21，在经过各个透镜单元21会聚之后产生多组光束。各组光束将分别进入所述第一会聚透镜31。

在本实施例中，所述第一会聚透镜31、所述扩束透镜32之间的距离可调，并且其构成的等效透镜与所述复眼组件20共轭。如图4所示，所述第一会聚透镜31为平凹透镜，所述平凹透镜的凹面面向所述复眼组件20，所述平凹透镜的平面面向所述扩束透镜32。所述第二会聚透镜33为平凹透镜，所述平凹透镜的凹面面向所述扩束透镜，所述平凹透镜的平面面向所述目标组件40。

如图4所示，分别进入所述第一会聚透镜31的各组光束在经过第一会聚透镜31会聚之后，进入扩束透镜32，且经扩束透镜32扩束之后，形成多组平行光束。多组平行光束随后进入所述第二会聚透镜33，从而经所述第二会聚透镜33会聚后在以不同偏转角度射出第二会聚透镜33，而这些光束最终将依照各个透镜单元21的位置最后在目标器件40上形成与单个透镜单元21对应的光斑。

通过调节所述第一会聚透镜31、所述扩束透镜32之间的距离，即可以对其构成等效透镜的焦距和位置进行调节，从而获得期望大小的均匀光斑。本领域技术人员知悉，对于所述第一会聚透镜31、扩束透镜32和第二会聚透镜33的焦距以及距离可以根据实际的情况进行选择。可以采用市面上常见的会聚和扩束透镜，通过观察在目标组件40上形成的光斑来根据实际需要选择其间的距离即可。

在本实用新型的优选实施例中，所述目标组件40可以是荧光器件。这样，均匀且大小可调的光斑可以会聚到荧光器件上，从而形成荧光激发，进而实现均匀光斑激发以及最佳光斑尺寸调整，进而提高光源的激发效率。在本实用新型的另一优选实施例中，所述目标组件40可以是漫反射组件，这样可以适用于激光散斑系统。在本实用新型的其他优选实施例中，所述目标组件40还可以是任何需要接收均匀且大小可调的光斑的目标器件。

实施本实用新型的光源光路系统，通过采用两个会聚透镜和一个扩束透镜构成的调节透镜组件，可以简单地通过调节会聚透镜和扩束透镜之间的距离改变透镜组件的位置和焦距，进而可以将通过复眼组件的多束平行光会聚到目标组件上，从而形成光量均匀更加分布并且大小可调的光斑。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。