一种中近距离的半导体激光补光源的制作方法

本发明涉及激光器的技术领域，尤其涉及一种中近距离的半导体激光补光源，其主要用于视频监控中的红外照明。

背景技术：

随着科技的发展，视频监控的应用越来越广泛，在人们生产生活的各个领域都需求巨大，例如高铁运营、高速公路、城市轨道交通、环保监控、校园管理、车辆防盗、小区保卫等。在视频监控设备工作时，夜间等光线暗淡的情况下，亟需红外照明灯来进行补光来保证视频监控设备正常工作。可以说，有一个摄像头，就需要至少配备一个红外照明灯，需求是非常巨大的。

但是，当前市场上适合中近距离监控补光的led红外照明灯，为了平衡光衰，往往采用比实际需求功率大得多的led芯片，以保证光衰后的能量，这样造成了能源的很大浪费。即使少数人采用了半导体激光二极管代替led芯片，但是无法自动控制半导体激光二极管的驱动电路的电流，所以驱动电路无法提供稳定的额定工作电流，从而造成半导体激光二极管发出的光不稳定，使得视频监控图像的成像质量差。

技术实现要素：

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种中近距离的半导体激光补光源，其能够保证半导体激光二极管发光稳定，使得视频监控图像的成像质量显著提高。

本发明的技术方案是：这种中近距离的半导体激光补光源，其包括：半导体激光二极管（1）、光束整形镜（2）、微透镜阵列mla镜片单元（3）、驱动电路（4），驱动电路为半导体激光二极管电提供驱动电能，半导体激光二极管发出的激光经过光束整形镜进行修整后，通过微透镜阵列mla镜片单元进行匀化，所述驱动电路包括电源（j1）、光敏电阻（j2）、电流控制芯片（u1）、第一二极管（d1）、第二二极管（d2）、第五电阻（r5）、第六电阻（r6）、第一电感（l1）、第一电容（c1）、第三电容（c3）、第四电容（c4）；所述电流控制芯片是pt4115，电流从电源正极依次经过第二二极管、并联的第五电阻和第六电阻、半导体激光二极管、第一电感、电流控制芯片第一端、第二端、电源负极，电源负极接地；在第二二极管的电流输出端和电源负极之间并联第一电容、第四电容；在第一电感的电流输出端接入第一二极管，使电流流入电流控制芯片第五端，而第五端连接第五电阻的电流输入端来续流；第三电容与半导体激光二极管并联；在第二二极管的电流输出端和电源负极之间并联光敏电阻。

本发明中设置并联的第五电阻和第六电阻来进行电流采样，第一电容、第四电容的作用是滤波稳压，第一二极管在电流控制芯片的控制调整下实现续流作用，第三电容与半导体激光二极管并联保证了半导体激光二极管两端的电压不会产生突变，在第二二极管的电流输出端和电源负极之间并联光敏电阻，实现通过光强自动控制该中近距离的半导体激光补光源内部电流的作用，因此保证驱动电路能够提供稳定的额定工作电流，半导体激光二极管发光稳定，使得视频监控图像的成像质量显著提高。

附图说明

图1是根据本发明的中近距离的半导体激光补光源的结构示意图。

图2是根据本发明的半导体激光二极管的驱动电路的电路图。

图3是根据本发明的mla镜片单元的表面示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，这种中近距离的半导体激光补光源，其包括：半导体激光二极管1、光束整形镜2、微透镜阵列mla镜片单元3、驱动电路4，驱动电路为半导体激光二极管电提供驱动电能，半导体激光二极管发出的激光经过光束整形镜进行修整后，通过微透镜阵列mla镜片单元进行匀化，所述驱动电路包括电源j1、光敏电阻j2、电流控制芯片u1、第一二极管d1、第二二极管d2、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电感l1、第一电容c1、第三电容c3、第四电容c4；所述电流控制芯片是pt4115，电流从电源正极依次经过第二二极管、并联的第五电阻和第六电阻、半导体激光二极管、第一电感、电流控制芯片第一端、第二端、电源负极，电源负极接地；在第二二极管的电流输出端和电源负极之间并联第一电容、第四电容；在第一电感的电流输出端接入第一二极管，使电流流入电流控制芯片第五端，而第五端连接第五电阻的电流输入端来续流；第三电容与半导体激光二极管并联；在第二二极管的电流输出端和电源负极之间并联光敏电阻。

本发明中设置并联的第五电阻和第六电阻来进行电流采样，第一电容、第四电容的作用是滤波稳压，第一二极管在电流控制芯片的控制调整下实现续流作用，第三电容与半导体激光二极管并联保证了半导体激光二极管两端的电压不会产生突变，在第二二极管的电流输出端和电源负极之间并联光敏电阻，实现通过光强自动控制该中近距离的半导体激光补光源内部电流的作用，因此保证驱动电路能够提供稳定的额定工作电流，半导体激光二极管发光稳定，使得视频监控图像的成像质量显著提高。现有的大部分中近距离的半导体激光补光源都像手电筒的效果一样，发出的光中间部分多而周边少，造成获得的监控画面中间亮而周边暗，照明均匀性差，影响了成像质量，本发明很好地解决了这个问题。

优选地，该半导体激光补光源还设有随动单元，其包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第七电阻r7、第二电容c2、三极管q1、模拟调光器j4；所述三极管的集电极连接第二二极管的输出端，基极通过第七电阻连接到光敏电阻的第二端，光敏电阻的第一端接地，在光敏电阻的第二端和集电极之间设置第一电阻，发射极通过第四电阻后接地，在电流控制芯片第三端和发射极之间设置第二电阻，电流控制芯片第三端通过第三电阻后接地，模拟调光器第一端连接电流控制芯片第三端后通过第二电容接地，模拟调光器第二端与电流控制芯片第二端连接后接地。

j2、r1、r2、r3、r4、r7、c2和q1组成的随动单元实现的功能：控制u1单元，实现补光灯激光器的电流跟随光照强度变化自动开启和关闭的作用，此部分为设计发明点，目前市场上光敏电阻作为开关控制发光电路的开启关闭，都是直接去控制，而本驱动电路增加了r1、r2、r3、r4、r7，c2和q1组成的随动单元，与直接采用光敏电阻作为开关控制灯开启关闭相比的优点在于：通过此电路实现了对光敏电阻信号的放大，从而使控制灵敏度更高。使补光灯激光器的电流随外界光照调整的灵敏度更高。从而实现了更高灵敏度的自动补光控制功能。模拟调光器j4为模拟调光接口，可以实现通过外接控制电平进行光照强度控制，实际工作时，此部分不起作用。

优选地，该半导体激光补光源还包括散热器5、隔离罩6，所述光束整形镜设置在所述半导体激光二极管的发光区的正前方并通过紫外胶与所述半导体激光二极管固定连接，所述mla镜片单元通过镜托固定并设在所述光束整形镜的正前方，半导体激光二极管、光束整形镜子、镜托均在所述散热器内，mla镜片单元露出散热器并被隔离罩盖住。采用这样的结构，使得光路全部在散热器内，散热效果好，加工工艺简单，集成度高，而且防止灰尘落入及划伤mla镜片表面。

优选地，所述隔离罩的表面镀有增透膜。使得出射光线更多地穿透隔离罩，从而照明效果更好。

优选地，所述半导体激光二极管是边阵列激光器，波长范围为650-980nm。面发射半导体激光器与边发射半导体激光器（边阵列激光器）的区别在于：面阵激光器与边发射激光器的结构不同，面阵激光器是一种光学谐振腔垂直于半导体外延片，发出的激光束与衬底表面垂直的半导体激光器。面阵半导体激光器发射的是圆形光斑，而边发射半导体激光器发出的是椭圆光斑，圆形光斑对光束整形要求不高，椭圆形光斑对光束整形的要求非常苛刻。

优选地，所述光束整形镜对半导体激光二极管发出的激光光斑进行整形，经过慢轴压缩。半导体激光器在快轴与慢轴方向光束质量相差明显，快轴方向的发散角较大，不利于光斑输出，需要使用整形光纤对快轴发散角进行压缩，降低快轴方向发散角。压缩后光斑图形为方光斑或长方形光斑。而慢轴压缩则不存在这些问题。

优选地，所述mla镜片单元对光束整形镜出射的激光光斑进行放大和匀化。

优选地，所述mla镜片单元包括mla镜片和mla驱动电路，所述mla镜片的角度范围是0-90度，根据所选镜头的角度来选择所述mla镜片。

优选地，所述mla镜片由玻璃、塑料或合成树脂制成，其表面图形设计为微波阵列。

优选地，所述半导体激光二极管1、光束整形镜2、微透镜阵列mla镜片单元3、驱动电路4、散热器5、隔离罩6、镜托7一体安装。这样制造容易，装配简单，各部件之间连接牢靠。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。