基于匀化膜的匀化及扩束结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于匀化膜的匀化及扩束结构，该结构包括VCSEL激光二极管、至少一层的匀化膜和凹透镜；所述VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜三者从左至右依次排列，且三者的中心在同一直线上；所述VCSEL激光二极管与匀化膜之间的距离固定不变，且所述匀化膜与凹透镜之间的距离随着凹透镜的左右移动进行变化；所述匀化膜包括匀化本体、设置在匀化本体一面的毛面和分布在匀化本体另一面的光面，所述光面靠近VCSEL激光二极管分布，所述毛面靠近凹透镜分布；所述VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形。本实用新型专利技术可获得更大范围的监控效果能满足现有1.2‑4mm安防或汽车摄像机模组满屏需求。

【技术实现步骤摘要】
基于匀化膜的匀化及扩束结构
本技术涉及光电工程
，尤其涉及一种基于匀化膜的匀化及扩束结构及高斯光整形结构。
技术介绍
现有技术通常是采用边发射激光和单点激光光源，边发射激光光束匀化困难，且匀化后有燥点，图像不清晰。另外，单点激光光源，单点光功率密度高，容易伤害人或其它动物，特别是眼睛，如果单点激光光源需做光匀化需用毛玻璃片或是整形棱镜或电机装毛玻璃旋转的方式来匀化，造成光形不均匀有燥点小角度不能做小，不能满足于远距离监控需求，夜晚或高清、超清监控看清人脸或其它细微特征需求，这种单点激光在光匀化过程中要靠电机带动毛玻璃片旋转来匀化光斑，这样有两个缺陷：一是电机处于不停的工作状态，容易造成机械卡死，从而不能达到设计效果；二是多出了高性能高转速电机，造成产品成本的上升。而且现有的边发射激光二极管由于是单点发光，这样在单点上光功率太高，热量不能完全快速导至导体，造成光功率提升困难，或是芯片不能在-30至60度低温或高温环境下工作。另外，上述结构使得监控范围及监控效果极其不理想，具体表现在监控范围不满屏，光束质量不均匀，有条纹和燥点。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本技术提供一种光束质量均匀、监控效果好及成本低的基于匀化膜的匀化及扩束结构。为实现上述目的，本技术提供一种基于匀化膜的匀化及扩束结构，包括VCSEL激光二极管、至少一层的匀化膜和凹透镜；所述VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜三者从左至右依次排列，且三者的中心在同一直线上；所述VCSEL激光二极管与匀化膜之间的距离固定不变，且所述匀化膜与凹透镜之间的距离随着凹透镜的左右移动进行变化；所述匀化膜包括匀化膜本体、设置在匀化膜本体一面的毛面和分布在匀化膜本体另一面的光面，所述光面靠近VCSEL激光二极管分布，所述毛面靠近凹透镜分布；所述VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形。其中，所述凹透镜为平凹透镜，所述平凹透镜包括透镜本体、内凹部和平起部，所述内凹部设置在透镜本体的一面上且靠近毛面分布，所述平起部设置在透镜本体的一面上且远离毛面分布；且所述内凹部的曲率半径小于平起部的高度。其中，所述透镜本体的上下两端面上均设置有位于内凹部和平起部上的延伸部。其中，所述凹透镜为双凹透镜。其中，所述VCSEL激光二极管包括激光芯片和分布在激光芯片上的多个点光源，点光源呈多点垂直阵列结构分布；多个点光源的发光面朝向匀化膜的光面。其中，所述毛面为光栅馈刻面或印制面。本技术的有益效果是：与现有技术相比，本技术提供的基于匀化膜的匀化及扩束结构，该结构主要包括VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜；VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形，从而使其原始发散角扩大或缩小几倍，从而在照射近距离时光束经两次匀化和整形后变得非常均匀，在摄像机监控近距离时把光束扩得更大，充分布满摄像机屏幕，而获得更大范围的监控效果能满足现有1.2-4mm安防或汽车摄像机模组满屏需求；且匀化膜上毛面和光面的设计，使得匀化扩束效果更好。附图说明图1为本技术中基于匀化膜的匀化及扩束结构中发散角最小的示意图；图2为本技术中光束处于发散角度最大状态图；图3为本技术中匀化膜的毛面结构示意图；图4为本技术中匀化膜的光面结构示意图；图5为本技术中VCSEL激光二极管结构示意图。具体实施方式为了更清楚地表述本技术，下面结合附图对本技术作进一步地描述。请参阅图1-5，本技术提供的基于匀化膜的匀化及扩束结构，包括VCSEL激光二极管10、至少一层的匀化膜11和凹透镜12；所述VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜三者从左至右依次排列，且三者的中心在同一直线上；所述VCSEL激光二极管与匀化膜之间的距离固定不变，且所述匀化膜与凹透镜之间的距离随着凹透镜的左右移动进行变化；所述匀化膜11包括匀化本体111、设置在匀化本体一面的毛面112和分布在匀化本体另一面的光面113，所述光面靠近VCSEL激光二极管分布，所述毛面靠近凹透镜分布；所述VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形。相较于现有技术，本技术提供的基于匀化膜的匀化及扩束结构，该结构主要包括VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜；VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形，从而使其原始发散角扩大或缩小几倍，从而在照射近距离时光束经两次匀化和整形后变得非常均匀，在摄像机监控近距离时把光束扩得更大，充分布满摄像机屏幕，而获得更大范围的监控效果能满足现有1.2-4mm安防或汽车摄像机模组满屏需求；且匀化膜上毛面和光面的设计，使得匀化扩束效果更好。在本实施例中，所述凹透镜为平凹透镜或双凹透镜，本图中提供的就是平凹透镜的结构图，所述平凹透镜包括透镜本体121、内凹部122和平起部123，所述内凹部设置在透镜本体的一面上且靠近毛面分布，所述平起部设置在透镜本体的一面上且远离毛面分布；且所述内凹部的曲率半径小于平起部的高度。所述透镜本体的上下两端面上均设置有位于内凹部和平起部上的延伸部124。在本实施例中，若是凹透镜为双凹透镜，则包括透镜本体和设置在透镜本体上的两个内凹部。在本实施例中，所述VCSEL激光二极管10包括激光芯片101和分布在激光芯片上的多个点光源102，点光源呈多点垂直阵列结构分布；多个点光源的发光面朝向匀化膜的光面。因为VCSEL激光二极管是由多个点光源垂直阵列组成后二次匀化，这样做出来的光束质量更均匀，消除了毛玻片旋转时的磨砂点，使光束质量更细腻，能满足现有4K系列摄像机极高清的夜视细微特征捕捉或成像的监控需求。其中，匀化膜本体不为支架，且该匀化膜为塑料基底匀化膜。所述毛面111为光栅馈刻面或印制面，当然还可是其他类型的毛面。匀化膜在匀化扩束的同时作光束高斯整形，平凹或双凹扩束透镜在加大通光孔径的同时进行二次高斯光整形和扩束，通过改变平凹或双凹扩束透镜本身与匀化膜的位置关系来改变激光发散角的大小。如图1所示，VCSEL激光二极管和匀化膜两者之间的距离固定不变为距离F0，距离F0是始终保持不变的，凹透镜与匀化膜间的位置左右移动进行变化，当凹透镜处于F2时，光束处于发散角度最大的状态，监控范围更广；当凹透镜处于F1时监控范围稍小，能满足角度较小的摄像机监控需求。本技术的具体优点如下：1）本新型在不降低透过率情况下使光束扩大或缩小2-6倍，从而改变最大角2-6倍。从而满足现有安防市场与汽车辅助照明市场所有产品满屏监控需求；2）不用运用单点发光的激光二极管，造成材料成本的浪费，使采购成本上升；3）由于VCSEL芯片是由多点垂直阵列而成，这样激光二极管的热量是由多点传至导体，更容易集成，从大范围提升产品在极高温或极低温下芯片的可靠性，从而提升芯片的使用寿命，如果用VCSEL芯片工作温度为-40至+80度环境下正常工作，并且具有可恢复性，耐恶劣工作环境的优点。以上公开的仅为本技术的几个具体实施例，但是本技术并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于匀化膜的匀化及扩束结构，其特征在于，包括VCSEL激光二极管、至少一层的匀化膜和凹透镜；所述VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜三者从左至右依次排列，且三者的中心在同一直线上；所述VCSEL激光二极管与匀化膜之间的距离固定不变，且所述匀化膜与凹透镜之间的距离随着凹透镜的左右移动进行变化；所述匀化膜包括匀化本体、设置在匀化本体一面的毛面和分布在匀化本体另一面的光面，所述光面靠近VCSEL激光二极管分布，所述毛面靠近凹透镜分布；所述VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形。

【技术特征摘要】
1.一种基于匀化膜的匀化及扩束结构，其特征在于，包括VCSEL激光二极管、至少一层的匀化膜和凹透镜；所述VCSEL激光二极管、匀化膜和凹透镜三者从左至右依次排列，且三者的中心在同一直线上；所述VCSEL激光二极管与匀化膜之间的距离固定不变，且所述匀化膜与凹透镜之间的距离随着凹透镜的左右移动进行变化；所述匀化膜包括匀化本体、设置在匀化本体一面的毛面和分布在匀化本体另一面的光面，所述光面靠近VCSEL激光二极管分布，所述毛面靠近凹透镜分布；所述VCSEL激光二极管发光后先经过匀化膜做光束匀化和高斯整形后再经过凹透镜再次扩束和高斯整形。2.根据权利要求1所述的基于匀化膜的匀化及扩束结构，其特征在于，所述凹透镜为平凹透镜，所述平凹透镜包括透镜本体、内凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉辉，何兵，
申请(专利权)人：深圳新亮智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44