一种结构光激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种结构光激光器，属于激光器领域，包括载体、光学头、光纤和发光元件，所述载体的一个侧面上设置若干个孔槽，所述孔槽内均安装有所述光学头；所述光学头包括结构体以及安装在所述结构体上的Pattern元件和准直元件，所述准直元件、所述Pattern元件按照光线传播路径依次设置；所述发光元件包括LD光源阵列，所述LD光源阵列包括两个或者多个LD光源，所述LD光源与所述光学头在数量上一一对应并通过所述光纤传导光线，所述光纤的两端分别通过一光纤耦合结构连接所述LD光源以及所述光学头。本实用新型专利技术设计合理，能够有效的降低结构尺寸和重量且不必设置散热结构。

A structured light laser

【技术实现步骤摘要】
一种结构光激光器
本技术涉及激光器领域，特别涉及一种结构光激光器。
技术介绍
三维测量应用特别是手持式或动态测量设备中对光源图案的景深要求非常高，希望图案尺寸精细到十微米量级、景深范围到百毫米级，且需保证在较长的传播距离内维持其精细度指标。但LD发射的激光因其传播的束腰特性决定了焦点半径越小，其发射角将越大，导致传播很短距离就会丧失其精细度。同时，手持测量设备对体积尺寸、重量和散热模式都有约束限制，要求必须尽量小、轻、自散热。
技术实现思路
针对现有技术存在的结构光激光器尺寸大、重量大以及不能够在大范围内提供高精度图案的问题，本技术的目的在于提供一种结构光激光器。为实现上述目的，本技术的技术方案为：一种结构光激光器，包括载体、光学头、光纤和发光元件，所述载体的一个侧面上设置有若干个孔槽，所述孔槽内均安装有所述光学头；所述光学头包括结构体以及安装在所述结构体上的Pattern元件和准直元件，所述准直元件、所述Pattern元件按照光线传播路径依次设置；所述发光元件包括LD光源阵列，所述LD光源阵列包括两个或者多个LD光源，所述LD光源与所述光学头在数量上一一对应并通过所述光纤传导光线，所述光纤的两端分别通过一光纤耦合结构连接所述LD光源以及所述光学头。优选的，所述Pattern元件为衍射光学元件DOE、光栅掩模元件或者棱镜中的一种。优选的，所述准直元件为Glens自聚焦透镜、非球面透镜、微纳透镜的一种或者几种的组合。优选的，所述孔槽轴线与光轴之间存在夹角使所述若干个光学头发出的光线在光轴上形成至少两个焦点位置的光场。优选的，所述不同焦点位置对应的光学头的光场，其景深范围依次顺序连接。优选的，所述光学头的光场FOV角度相同，且彼此重叠。优选的，所述若干个孔槽绕光轴中心呈蜂巢状分布。进一步的，还包括用于驱动所述LD光源阵列发光的LD阵列驱动电路以及用于控制所述LD光源阵列发光时序的控制器，所述控制器、所述LD光源阵列均与所述LD阵列驱动电路电连接。进一步的，所述控制器还包括有GPIO接口和/或通信接口。采用上述技术方案，由于光纤以及光纤耦合结构的设置，使得作为光源的LD光源阵列不必安装在载体上，从而使载体的尺寸和重量得到有效的降低和控制，使得载体能够在狭小空间内安装，并且不必设置散热结构。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中光学头的结构示意图；图3为本技术使用示意图。图中:1-载体、2-光学头、21-结构体、22-Pattern元件、23-准直元件、3-发光元件、31-LD光源、4-光纤、41-光纤耦合结构。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例一如图1及图2所示，一种结构光激光器，包括载体1、光学头2、光纤4和发光元件3。载体1整体呈圆柱形，其一个端面上设置若干个呈蜂巢状分布的孔槽11，孔槽11内均安装有上述的光学头2。光学头2通过粘接或者锁紧结构固定在孔槽11内。本实施例中，光学头2包括结构体21以及安装在结构体21上的Pattern元件22和准直元件23，上述的准直元件23、Pattern元件22按照光线传播路径依次设置。从上述表述可知，光学头2即为通常所称的不包括光源的结构光发生器。上述的Pattern元件22为衍射光学元件DOE、光栅掩模元件或者棱镜中的一种；准直组件23为Glens自聚焦透镜、非球面透镜、微纳透镜的一种或者几种的组合。上述的发光元件3包括LD光源阵列，该LD光源阵列包括两个或者多个LD光源31，LD光源31与光学头2在数量上一一对应并通过上述的光纤4传导光线；而光纤4的两端分别通过一光纤耦合结构41连接LD光源31以及上述的光学头2。上述结构的设置，使得LD光源阵列上的LD光源31发出的光线通过光纤耦合结构41耦合进光纤4，经光纤4传导后，再经过光纤耦合结构41将光线发送给准直元件23、Pattern元件22后形成光源图案。如此设置，使得LD光源31与载体1能够分离设置，从而有效较低了载体1的尺寸和重量，包装载体1能够在狭小空间内安装，同时也不必在载体1上设置散热结构。实施例二其与实施例一的区别在于：上述的若干个孔槽11呈蜂巢状分布，优选的若干个孔槽11以光轴为中心分布，且孔槽11轴线与光轴之间存在夹角使上述的若干个光学头发出的光线在光轴方向上形成至少两个焦点位置的光场。本实施例优选三个焦点位置，三个焦点位置对应的光学头的光场，其景深范围依次顺序连接，从而能够拼接为一个更大景深的光场，进而保证所需的光斑形态能够根据需要在三个焦点位置(景深)上清晰的呈现。如此设置，通过在光轴上形成多个焦点位置(保持光斑形态清晰稳定的位置)，从而保证实际使用时，光束能在一个较大的传播范围内(景深或者光轴上)保持高精度的光斑形态。具体使用时，上述的每个焦点位置均应当包括至少两个光学头发出的光线，在本实施例中，上述至少两个光学头发出的光线的波长相同或者不同不做限定，均可。作为限定以及方便实用，上述若干个光学头2的Pattern元件22的FOV角度应当相同或者相近，且彼此重叠。实际使用时，当在某一景深位置上光斑形态的精度不足时，只需要启用另一个焦点位置即可。实施例三其与实施例二的区别在于：本实施例的结构光激光器还包括用于驱动上述的LD光源阵列发光的LD阵列驱动电路(图中未示出)以及用于控制LD光源阵列发光时序的控制器(图中未示出)，控制器、LD光源阵列均与LD阵列驱动电路电连接。其中，控制器基于MCU芯片开发，具有GPIO接口和/或通信接口，可接收外部信号，从而实现控制功能。控制器可以生成时序控制信号，控制LD光源阵列中的LD光源31按时序要求工作，从而保证空间分布不同的光束Pattern元件22能在时间域上独立工作。如图3所示，标识为2的三个光学头的焦平面位置依次排列，Focus1、Focus2、Focus3为三个焦点位置所在的平面，P1、P2、P3为三个焦点位置上最终形成的不同光斑图案的示意图例。如此，将单一激光器所无法实现的大景深通过多光源组合方式实现，使用时只需将不同LD光源31的开关时间按照一定时序来同步控制相机，就可以保证在时间域上相机每个时刻都能拍摄到特定的图案光场，或者由外部信号来触发不同LD光源31的开关，实现分时工作的光场图案。以上结合附图对本技术的实施方式作了详细说明，但本技术不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本技术原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构光激光器，其特征在于：包括载体、光学头、光纤和发光元件，所述载体的一个侧面上设置有若干个孔槽，所述孔槽内均安装有所述光学头；所述光学头包括结构体以及安装在所述结构体上的Pattern元件和准直元件，所述准直元件、所述Pattern元件按照光线传播路径依次设置；所述发光元件包括LD光源阵列，所述LD光源阵列包括两个或者多个LD光源，所述LD光源与所述光学头在数量上一一对应并通过所述光纤传导光线，所述光纤的两端分别通过一光纤耦合结构连接所述LD光源以及所述光学头。/n

【技术特征摘要】
1.一种结构光激光器，其特征在于：包括载体、光学头、光纤和发光元件，所述载体的一个侧面上设置有若干个孔槽，所述孔槽内均安装有所述光学头；所述光学头包括结构体以及安装在所述结构体上的Pattern元件和准直元件，所述准直元件、所述Pattern元件按照光线传播路径依次设置；所述发光元件包括LD光源阵列，所述LD光源阵列包括两个或者多个LD光源，所述LD光源与所述光学头在数量上一一对应并通过所述光纤传导光线，所述光纤的两端分别通过一光纤耦合结构连接所述LD光源以及所述光学头。


2.根据权利要求1所述的结构光激光器，其特征在于：所述Pattern元件为衍射光学元件DOE、光栅掩模元件或者棱镜中的一种。


3.根据权利要求1所述的结构光激光器，其特征在于：所述准直元件为Glens自聚焦透镜、非球面透镜、微纳透镜的一种或者几种的组合。


4.根据权利要求1-3任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷长志，
申请(专利权)人：上海瑞立柯信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31