激光投射装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光投射装置。激光投射装置具有：激光源、扩散板和壳体。扩散板具有入射面和出射面，入射激光源的出射光。在入射面和出射面的至少一方，排列直线状的多个槽。壳体具有在激光源的射出方向，射出通过槽而扩散的光的开口部。

Laser Projection Device

The invention provides a laser projection device. The laser projection device has a laser source, a diffusion plate and a shell. The diffuser plate has an incident plane and an exit plane, and the incident laser source emits light. A plurality of straight grooves are arranged on at least one side of the incident plane and the exit plane. The shell has an opening in the direction of the laser source to emit light diffused through the slot.

【技术实现步骤摘要】
激光投射装置
本公开涉及在用于距离测定的光源等中被使用的激光投射装置。
技术介绍
激光投射装置被用于距离测定装置的光源等。作为距离测定装置的方式，提出并应用了各种距离测定方式。例如，存在自古以来的三角测量方式、对光源的光进行振幅调制并对来自被测定物的反射光与光源的相位差进行测定的相位差检测方式、近年来使用的照射极短脉冲的光并对被测定物的反射光的到达时间进行测定从而测定距离的TOF(TimeofFlight，飞行时间)方式等。在这些距离测定方式中，若增长可测定的距离，提高测定精度，则对光源需要小型高输出且需要高频的调制或者非常短的脉冲波形，因此优选将半导体激光器用作为光源。对于激光源的使用，从针对人体、眼睛的安全性的观点出发设置安全标准。在日本国内以JIS-C6802进行规定。在光可能进入到人眼的情况下，一般需要满足安全基准的等级1的条件。为了满足等级1的条件并提高激光源的输出，需要在投射装置的出射面，增大激光的光束直径。在人们观察投射光源装置时，若投射光源装置的出射面处的发光直径较小，则形成于视网膜的光源像也变小，光集中变高，容易损伤眼睛。为了防止这种情况，通过增大投射光源装置的出射面的发光直径来增大形成于视网膜的光源像，能够提高不损伤眼睛的激光源的光输出的最大值。在现有的投射光源装置中，在半导体激光器的射出部的窗口配置有扩散板。图10表示专利文献1中所述的现有的投射光源装置。图10中，表示了激光源31、将激光源31的出射光扩大的凹透镜32、扩散板33、保持激光源31、凹透镜32和扩散板33的金属封装体34。来自激光源31的出射光被凹透镜32扩散，向扩散板33投射光。在扩散板33，光在全方向扩散。通过使用凹透镜32，增大扩散板33处的光束直径。激光源31的光束直径非常小为几μm，但通过使用扩散板33，在扩散板33上形成相比于激光源31的出射面处的光束直径非常大的光束直径，因此在人们观察激光时，形成于视网膜的光源的像变大，能够增大不损伤眼睛的激光输出的上限。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开平9-307174号公报
技术实现思路
本公开的激光投射装置具有激光源、扩散板和壳体。扩散板具有入射面和出射面，入射激光源的出射光。在入射面和出射面的至少一方，排列直线状的多个槽。壳体具有在激光源的射出方向，射出通过槽而扩散的光的开口部。此外，本公开的另一激光投射装置具有激光源、准直透镜、扩散板和壳体。准直透镜具有第1面、第2面、侧面、第1全反射面和第2全反射面。第1面入射激光源的出射光。第2面与第1面对置。侧面被配置于第1面与第2面之间。第1全反射面被配置于第2面的与第1面对置的位置，使来自第1面的入射光反射。第2全反射面被配置于侧面，使第1全反射面的反射光反射，使其平行光化。准直透镜从第2面射出基于第2全反射面的平行光。扩散板具有入射面和出射面，入射准直透镜的平行光。在扩散板的入射面和出射面的至少一方，排列直线状的多个槽。壳体具有在激光源的射出方向射出通过扩散板的多个槽而扩散的光的开口部。附图说明图1A是实施方式1中的激光投射装置的从Z轴方向观察的XY面的剖视图。图1B是实施方式1中的激光投射装置的从Y轴方向观察的XZ面的剖视图。图1C是实施方式1中的激光投射装置的从X轴方向观察的YZ面的侧面图。图2A是实施方式1中的扩散板的入射面的槽的主视图。图2B是实施方式1中的扩散板的槽的中央部的放大剖视图。图2C是实施方式1中的扩散板的槽的周边部的放大剖视图。图3A是实施方式1中的扩散板的出射面的槽的主视图。图3B是实施方式1中的扩散板的槽的中央部的放大剖视图。图3C是实施方式1中的扩散板的槽的周边部的放大剖视图。图4A是表示基于实施方式1中的扩散板的槽的光线的光路的放大剖视图。图4B是实施方式1中的扩散板的槽的凸形状部分处的光的折射状态的说明图。图4C是实施方式1中的扩散板的槽的凸形状部分处的光的折射状态的说明图。图4D是实施方式1中的扩散板的槽的凸形状部分处的光的折射状态的说明图。图5A是来自实施方式1中的激光投射装置的光的扩展的说明图。图5B是来自实施方式1中的激光投射装置的光的扩展的说明图。图5C是来自实施方式1中的激光投射装置的光的扩展的说明图。图5D是来自实施方式1中的激光投射装置的光的扩展的说明图。图5E是来自实施方式1中的激光投射装置的光的扩展的说明图。图5F是来自实施方式1中的激光投射装置的光的扩展的说明图。图6A是实施方式1中的另一扩散板的槽的说明图。图6B是实施方式1中的另一扩散板的槽的说明图。图6C是实施方式1中的另一扩散板的槽的说明图。图6D是实施方式1中的另一扩散板的槽的说明图。图7A是从Z轴方向观察实施方式2中的激光投射装置的XY面的剖视图。图7B是实施方式2中的准直透镜241的立体图。图8A是实施方式2中的准直透镜的光线的说明图。图8B是从X轴方向观察实施方式2中的准直透镜的出射面的光束状态说明图。图9A是实施方式2中的另一激光投射装置的说明图。图9B是实施方式2中的另一激光投射装置的说明图。图9C是实施方式2中的另一激光投射装置的说明图。图10是表示现有的激光投射装置的图。具体实施方式图10中，通过凹透镜32来扩大激光源31的出射光并照射到扩散板33。因此，为了增大激光源1的表观的光束直径，需要使扩散板33的扩散性非常高。在扩散板33的中央部，光几乎垂直地入射到扩散板33的入射面，但在扩散板33的周边部，光斜率地入射到入射面。因此，为了在扩散板33的中央部和周边部射出相同的扩散光，需要不依赖于入射光的角度的程度地增强扩散性。若激光源31的扩散板33上的表观的光束直径较小，则光源的亮度变高，在观察投射装置时对眼睛有损伤。因此，为了确保投射装置的激光安全，为了增大扩散板33的面处的表观的光束直径，需要使用扩散性非常高的扩散板。在一般的磨砂玻璃状的扩散板中，通过使光在磨砂玻璃部分重复反射从而进行光扩散。因此，若使光扩散性较高则从扩散面向激光源31侧返回的光的比例变大，光利用效率大幅度降低。此外，扩散性较高的扩散板的扩散特性一般为朗伯扩散，向斜率方向的光变弱。以下，参照附图来对本专利技术的实施方式进行说明。(实施方式1)图1～图6表示本专利技术的实施方式1。图1A、1B、1C是实施方式1中的激光投射装置的示意图。将纸面右手方向设为X轴，将向上方向设为Y轴，将纸面深度方向设为Z轴。图1A是从Z轴方向观察的激光投射装置的XY面。图1B是从Y轴方向观察的激光投射装置的XZ面。图1C是从X轴方向观察的激光投射装置的YZ面的图。壳体205由不透光的材质、例如铝、不锈钢等金属、或黑色的树脂材料形成。在壳体205的内部，配置激光源201以及扩散板202。扩散板202包含在激光源201的发光波长下为透明的材质的聚碳酸酯、丙烯酸等树脂材料或者玻璃等。扩散板202的激光源201的光入射的入射面的折射面形状为向外侧突出为圆筒形的非球面柱面透镜形状，其长度方向为上下方向(Y方向)。扩散板202的出射面的折射面形状为向外侧突出为圆筒形的非球面柱面透镜形状，其长度方向为水平方向(Z方向)。在扩散板202的入射面配置槽203。将槽203的出射光设为入射光，在扩散板202的出射面配置槽204。在壳体205的激光源201本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光投射装置，具备：激光源；扩散板，具有入射面和出射面，入射所述激光源的出射光；和壳体，具有在所述激光源的射出方向，射出通过槽而扩散的光的开口部，这里，在所述入射面和所述出射面的至少一方，排列直线状的多个所述槽。

【技术特征摘要】
2017.10.19 JP 2017-2022971.一种激光投射装置，具备：激光源；扩散板，具有入射面和出射面，入射所述激光源的出射光；和壳体，具有在所述激光源的射出方向，射出通过槽而扩散的光的开口部，这里，在所述入射面和所述出射面的至少一方，排列直线状的多个所述槽。2.一种激光投射装置，具备：激光源；准直透镜，具有：第1面，入射所述激光源的出射光；第2面，与所述第1面对置；侧面，被配置于所述第1面与所述第2面之间；第1全反射面，被配置于所述第2面的与所述第1面对置的位置，使来自所述第1面的入射光反射；以及第2全反射面，被配置于所述侧面，使所述第1全反射面的反射光反射，使其平行光化，所述准直透镜中从所述第2面射出基于所述第2全反射面的平行光；扩散板，具有入射面和出射面，入射所述准直透镜的所述平行光；和壳体，具有在所述激光源的射出方向射出通过所述扩散板的多个槽而扩散的光的开口部，这里，在所述入射面和所述出射面的至少一方，排列直线状的所述多个槽。3.根据权利要求2所述的激光投射装置，其中，所述激光源通过将多个半导体激光器靠近排列而构成。4.根据权利要求2所述的激光投射装置，其中，所述扩散板的多个槽的各自的剖面由第1槽斜面、第2槽斜面、第3槽斜面、第4槽斜面这4个曲面状的槽斜面构成，相邻的所述槽斜面在连接点按照倾斜角几乎相等的方式被连接。5.根据权利要求4所述的激光投射装置，其中，所述扩散板的所述多个槽的一个槽由凹形状、第1凸形状以及第2凸形状构成，所述凹形状由所述第2槽斜面、和在第3连接点连接于所述第2槽斜面的所述第3槽斜面构成，所述第1凸形状由在第2连接点连接于所述第2槽斜面的所述第1槽斜面形成，所述第2凸形状由在第4连接点连接于所述第3槽斜面的所述第4槽斜面形成，所述第1凸形状和所述第2凸形状的至少一方的高度高于或者等于由所述第2槽斜面和所述第3槽斜面形成的所述凹形状的高度。6.根据权利要求4所述的激光投射装置，其中，所述扩散板的所述多个槽的一个槽由凹形状、第1凸形状以及第2凸形状构成，所述凹形状由所述第2槽斜面、和在第3连接点连接于所述第2槽斜面的所述第3槽斜面构成，所述第1凸形状由在第2连接点连接于所述第2槽斜面的所述第1槽斜面形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：福井厚司，藤田胜，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP