一种准直光束发生装置

本发明实施例涉及光学领域，尤其涉及一种准直光束发生装置。

背景技术：

1、准直光束是指，自身具有较小光束发散角，并且在一定传播距离后光束半径不会发生变化的光束。准直光束通常由准直光束发生装置得到，现有的准直光束发生装置包括光源和透镜，透镜将光源出射的光束调节为准直光束并出射。但是，在结构设计上，需要光源和透镜之间需要留有足够的光程，并且光源和透镜之间需要沿光束传播方向进行部署，才能使透镜实现准直光束的调节。

2、然而，现有的准直光束发生装置存在以下问题：这种准直光束发生装置由于受到透镜与光源之间的距离的影响，通常会具有较大的厚度，不满足现阶段部分场景中对于光学器件的薄化需求。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种准直光束发生装置，以解决现有准直光束发生装置厚度过大的问题。

2、本技术实施例提供了一种准直光束发生装置，其特征在于，所述装置包括：平行六面体状的光波导、第一棱镜阵列、第二棱镜阵列和第一准直光生成器；

3、所述第一棱镜阵列和所述第一准直光生成器设置在所述光波导的第一面，所述第一棱镜阵列设置在所述第一准直光生成器与所述第一面之间，所述第二棱镜阵列设置在第二面，所述第二面是所述光波导的端面中与所述第一面相互垂直的任一端面；

4、所述第一棱镜阵列将所述第一准直光生成器出射的第一准直光束分束，得到第一准直子光束以及第二准直子光束，所述第一准直子光束和所述第二准直子光束均通过所述第一面入射所述光波导；

5、所述第二棱镜阵列接收经由所述第二面出射的第二准直光束，并将所述第二准直光束反射至所述光波导，以使所述第二准直光束经由所述光波导的第三面的出射，所述第三面是与所述第二面平行的平面，所述第二准直光束包括被所述第三面反射的所述第一准直子光束中被所述第二棱镜阵列反射的一部分，以及所述第二准直子光束中被所述第二棱镜阵列反射的一部分。

6、在一些可能的实施方式中，所述第一准直光生成器包括：第一光源、第一准直单元以及第一匀光单元，所述第一准直单元用于将所述第一光源出射的光束调节为第一准直光束，并将所述第一准直光束出射至第一匀光单元；

7、所述第一匀光单元用于将入射的所述第一准直光束进行均匀性调制，以使所述第一准直光束各点能量的平均值满足预设阈值。这样，第一方面，可以保证入射至光波导的光束是准直光，以使由光波导出射的第二准直光束为准直光；第二方面，第一准直光束经过所述匀光单元调制，可以使第一准直光束入射到光波导的能量均匀性更好，以使由光波导出射的第二准直光束均匀性更好，呈现的光斑不会出现明显的明暗变化缺陷。

8、可选的，所述第一光源可以为led光源，所述第一准直单元可以均为非球面透镜。

9、在一些可能的实施方式中，所述装置还包括：第三棱镜阵列以及第二准直光生成器；

10、所述第三棱镜阵列和所述第二准直光生成器设置在所述光波导的第四面，所述第三棱镜阵列设置在所述第二准直光生成器与所述第四面之间，所述第四面与所述第一面平行；

11、所述第三棱镜阵列将所述第二准直光生成器出射的第三准直光束分束，得到第四准直子光束以及第五准直子光束，所述第四准直子光束和所述第五准直子光束均通过所述第四面入射所述光波导。这样，通过在第一准直光束生成器沿光波导对称位置设置第二准直光束发生器的方式，增加由光波导出射的准直光束的光场面积，提高光场亮度。

12、在一些可能的实施方式中，所述第二棱镜阵列还用于接收经由所述第二面出射的第四准直光束，并将所述第四准直光束反射至所述光波导，以使所述第四准直光束经由所述光波导的第三面出射，所述第四准直光束包括被所述第三面反射的所述第四准直子光束，以及所述第五准直子光束中被所述第二棱镜阵列反射的一部分。这样，通过使用第二棱镜阵列将第四准直光束反射至光波导，由光波导出射，与第二准直光束汇聚，可以增加由光波导出射的准直光束的光场面积，提高光场亮度。

13、在一些可能的实施方式中，所述第二准直光生成器包括：第二光源、第二准直单元以及第二匀光单元，所述第二准直单元用于将所述第二光源出射的光束调节为第三准直光束，并将所述第三准直光束出射至第二匀光单元；

14、所述第二匀光单元用于将入射的所述第三准直光束进行均匀性调制，以使所述第三准直光束各点能量的平均值满足预设阈值。这样，第一方面，可以保证入射至光波导的光束是准直光，以使由光波导出射的第五准直光束为准直光；第二方面，第三准直光束经过所述匀光单元调制，可以使第三准直光束入射到光波导的能量均匀性更好，以使由光波导出射的第五准直光束均匀性更好，呈现的光斑不会出现明显的明暗变化缺陷。

15、在一些可能的实施方式中，所述第一棱镜阵列包括至少一个棱镜第一棱镜，每个第一棱镜包括：第一底面、第一斜面以及第二斜面；针对所述第一棱镜阵列，包括：至少一个第一底面与所述第一面无间隙配合；

16、所述第一斜面用于将所述第一准直光生成器出射的第一准直光束分束，得到第一准直子光束；

17、所述第二斜面用于将所述第二准直光生成器出射的第一准直光分束，得到第二准直子光束。

18、在一些可能的实施方式中，所述第二棱镜阵列包括至少一个第二棱镜，每个第二棱镜包括：第二底面、第三斜面以及第四斜面，所述第三斜面与所述第二底面的夹角范围包括：0°～45°，所述第四斜面与所述第二底面的夹角范围包括：0°～45°；

19、针对第二棱镜阵列，包括，至少一个第二底面与所述第二面无间隙配合；

20、所述第三斜面以及第四斜面均镀有光学反射材料，用于接收经由所述第二面出射的第二准直光束，并将所述第二准直光束反射至所述光波导。

21、可选的，每个所述第二棱镜的横截面为等腰三角形。

22、在一些可能的实施方式中，所述装置还包括分光膜，所述分光膜设置在所述第二面，用于增大所述第二准直光束和/或所述第五准直光束的出光面积。这样，通过在光波导的第三面增设分光膜，可以实现减薄光波导厚度并且出射光束为准直光束的情况下增大出光面积。

23、可选的，所述分光膜选用包括：单一透反率分光膜以及不同透反率分光膜的组合。

24、在一些可能的实施方式中，所述光波导、第一棱镜阵列、第二棱镜阵列以及第三棱镜阵列选用的填充材料，均包括以下至少一种：二氧化硅单质以及玻璃。

25、本技术实施例提供了一种准直光束发生装置，本方案中，所述装置包括：平行六面体状的光波导、第一棱镜阵列、第二棱镜阵列和第一准直光生成器；所述第一棱镜阵列和所述第一准直光生成器设置在所述光波导的第一面，所述第一棱镜阵列设置在所述第一准直光生成器与所述第一面之间，所述第二棱镜阵列设置在第二面，所述第二面是所述光波导的端面中与所述第一面相互垂直的任一端面；所述第一棱镜阵列将所述第一准直光生成器出射的第一准直光束分束，得到第一准直子光束以及第二准直子光束，所述第一准直子光束和所述第二准直子光束均通过所述第一面入射所述光波导；所述第二棱镜阵列接收经由所述第二面出射的第二准直光束，并将所述第二准直光束反射至所述光波导，以使所述第二准直光束经由所述光波导的第三面出射，所述第三面是与所述第二面平行的平面，所述第二准直光束包括被所述第三面反射的所述第一准直子光束中被所述第二棱镜阵列反射的一部分，以及所述第二准直子光束中被所述第二棱镜阵列反射的一部分。可见，通过使用光波导，在不改变入射光为准直光的固有光程的前提下，改变了出射光的方向，使准直光沿垂直于入射光的方向出射，降低了装置的体积大小，从而降低了装置的厚度，实现了装置的薄化。