CN112540464A - 一种激光匀化照明光路及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光照明技术领域，具体公开了一种激光匀化照明光路及装置；该装置包括扩散板、正透镜、外壳、散射片以及扩束镜，其中，外壳为阶梯圆柱筒结构，其左侧第一圆柱筒直径较大，右侧第二圆柱筒直径较小；散射片、扩束镜依次设置在第二圆柱筒内，使激光通过扩束镜扩大直径、准直后，利用散射片形成按一定角度发散的匀化激光束并入射至外壳第二圆柱筒内设置的正透镜，且正透镜与散射片之间的中心距离为正透镜的焦距；在正透镜左侧还设有扩散板，将正透镜射出的平行光匀化发散。本发明所述的一种激光匀化照明光路及装置，可以将激光光束扩大和发散，使激光能量呈平顶分布，并且可减少和削弱散斑，从而实现激光均匀照明。
Description
技术领域
本发明属于激光照明技术领域，具体涉及一种激光匀化照明光路及装置。
背景技术
激光具有方向性好、能量集中等优点，是一种高亮度光源。但是，由于激光具有良好的相干性，所以在照明时会出现很明显的散斑；另外，激光的能量通常为高斯分布，导致照明时亮度不均匀。散斑和照明不均匀都会影响照明与观察效果，对图像的处理与分析十分不利，需要予以改善以充分发挥激光的优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光匀化照明光路及装置，可将激光光束和发散，使激光能量呈平顶分布，并可减少和削弱散斑，从而实现激光均匀照明。
本发明的技术方案如下：一种激光匀化照明光路及装置，该装置包括扩散板、正透镜、外壳、散射片以及扩束镜，其中，外壳为阶梯圆柱筒结构，其左侧第一圆柱筒直径较大，右侧第二圆柱筒直径较小；散射片、扩束镜依次设置在第二圆柱筒内，使激光通过扩束镜扩大直径、准直后，利用散射片形成按一定角度发散的匀化激光束并入射至外壳第二圆柱筒内设置的正透镜，且正透镜与散射片之间的中心距离为正透镜的焦距；在正透镜左侧还设有扩散板，将正透镜射出的平行光匀化发散。
所述的散射片设置在外壳第二圆柱筒中靠近第一圆柱筒过渡面的位置，使散射片出射的光束不遮挡。
所述的散射片的发散角度a满足a≥2arctan(d/2f)，d为正透镜的通光口径，f为正透镜的后焦距。
所述的扩束镜的光线入射端还设置有滤光片，所述的滤光片位于整个装置的入瞳处。
所述的第一圆柱筒内直径为80-100mm，第二圆柱筒内直径为25-50mm；所述的正透镜、扩散板的通光口径与第一圆柱筒内径相匹配；所述的散射片、扩束镜的通光口径与第二圆柱筒内直径相匹配。
所述的散射片的发散角度为15°-25°。
所述的扩散板设置在正透镜左侧的距离为3-5mm。
所述的扩束镜的扩束倍率为2-5倍。
所述的正透镜的焦距为250-350mm。
所述的激光片透过中心波长为532nm。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种激光匀化照明光路及装置，可以将激光光束扩大和发散，使激光能量呈平顶分布，并且可减少和削弱散斑，从而实现激光均匀照明。
附图说明
图1为本发明所述的一种激光匀化照明光路及装置结构示意图；
图中：1、扩散板；2、正透镜；3、外壳；4、散射片；5、扩束镜；6、滤光片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种激光匀化照明光路及装置，包括扩散板1、正透镜2、外壳3、散射片4以及扩束镜5，其中，外壳3为阶梯圆柱筒体结构，其左侧第一圆柱筒直径较大，例如为100mm，右侧第二圆柱筒直径较小，例如为20mm；在外壳3右侧第二圆柱筒中靠近第一圆柱筒过渡面的位置处安装固定有散射片4，并使散射片4的轴线与外壳3中心轴线相重合；位于散射片4右侧的扩束镜5安装在外壳3第二圆柱筒靠近右侧端部处，扩束镜5中心轴线与散射片4轴线相重合，使从扩束镜5右侧入射的激光，通过扩束镜5进行直径扩大和准直后，入射穿过散射片4，形成按一定角度发散的匀化激光束，并照射至位于外壳3第一圆柱筒左侧的正透镜2中，其中，散射片4的发散角度a满足a≥2arctan(d/2f)，d为正透镜2的通光口径，f为正透镜的后焦距,例如,散射片4的发散角度为20°；正透镜2与散射片4的距离为f,例如焦距f为300mm，其可对散射片4的发散光束会聚形成平行光束；位于正透镜2左侧的扩散板1安装在外壳3第一圆柱筒左侧的端口处，扩散板1对正透镜2的平行光束进行匀化发散进行照明，扩散板1的通光口径为100mm，与正透镜2的距离为4mm；在外壳3第二圆柱筒右端的端口处固定安装有滤光片6，滤光片6位于扩束镜5右侧，位于整个装置的入瞳处，滤光片6透过中心波长为532nm，通光口径为20mm；扩束镜5的扩束倍率为3倍。
实施例2
如图1所示，一种激光匀化照明光路及装置，包括扩散板1、正透镜2、外壳3、散射片4以及扩束镜5，其中，外壳3为阶梯圆柱筒体结构，其左侧第一圆柱筒直径较大，例如为80mm，右侧第二圆柱筒直径较小，例如为15mm；在外壳3右侧第二圆柱筒中靠近第一圆柱筒过渡面的位置处安装固定有散射片4，并使散射片4的轴线与外壳3中心轴线相重合；位于散射片4右侧的扩束镜5安装在外壳3第二圆柱筒靠近右侧端部处，扩束镜5中心轴线与散射片4轴线相重合，使从扩束镜5右侧入射的激光，通过扩束镜5进行直径扩大和准直后，入射穿过散射片4，形成按一定角度发散的匀化激光束，并照射至位于外壳3第一圆柱筒左侧的正透镜2中，其中，散射片4的发散角度a满足a≥2arctan(d/2f)，d为正透镜2的通光口径，f为正透镜的后焦距,例如,散射片4的发散角度为25°；正透镜2与散射片4的距离为f,例如焦距f为250mm，其可对散射片4的发散光束会聚形成平行光束；位于正透镜2左侧的扩散板1安装在外壳3第一圆柱筒左侧的端口处，扩散板1对正透镜2的平行光束进行匀化发散进行照明，扩散板1的通光口径为80mm，与正透镜2的距离为3mm；在外壳3第二圆柱筒右端的端口处固定安装有滤光片6，滤光片6位于扩束镜5右侧，位于整个装置的入瞳处，滤光片6透过中心波长为532nm，通光口径为15mm；扩束镜5的扩束倍率为2倍。
实施例3
如图1所示，一种激光匀化照明光路及装置，包括扩散板1、正透镜2、外壳3、散射片4以及扩束镜5，其中，外壳3为阶梯圆柱筒体结构，其左侧第一圆柱筒直径较大，例如为150mm，右侧第二圆柱筒直径较小，例如为30mm；在外壳3右侧第二圆柱筒中靠近第一圆柱筒过渡面的位置处安装固定有散射片4，并使散射片4的轴线与外壳3中心轴线相重合；位于散射片4右侧的扩束镜5安装在外壳3第二圆柱筒靠近右侧端部处，扩束镜5中心轴线与散射片4轴线相重合，使从扩束镜5右侧入射的激光，通过扩束镜5进行直径扩大和准直后，入射穿过散射片4，形成按一定角度发散的匀化激光束，并照射至位于外壳3第一圆柱筒左侧的正透镜2中，其中，散射片4的发散角度a满足a≥2arctan(d/2f)，d为正透镜2的通光口径，f为正透镜的后焦距,例如,散射片4的发散角度为15°；正透镜2与散射片4的距离为f,例如焦距f为350mm，其可对散射片4的发散光束会聚形成平行光束；位于正透镜2左侧的扩散板1安装在外壳3第一圆柱筒左侧的端口处，扩散板1对正透镜2的平行光束进行匀化发散进行照明，扩散板1的通光口径为150mm，与正透镜2的距离为5mm；在外壳3第二圆柱筒右端的端口处固定安装有滤光片6，滤光片6位于扩束镜5右侧，位于整个装置的入瞳处，滤光片6透过中心波长为532nm，通光口径为50mm；扩束镜5的扩束倍率为5倍。
Claims (10)
1.一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：该装置包括扩散板(1)、正透镜(2)、外壳(3)、散射片(4)以及扩束镜(5)，其中，外壳(3)为阶梯圆柱筒结构，其左侧第一圆柱筒直径较大，右侧第二圆柱筒直径较小；散射片(4)、扩束镜(5)依次设置在第二圆柱筒内，使激光通过扩束镜(5)扩大直径、准直后，利用散射片(4)形成按一定角度发散的匀化激光束并入射至外壳(3)第二圆柱筒内设置的正透镜(2)，且正透镜(2)与散射片之间的中心距离为正透镜(2)的焦距；在正透镜(2)左侧还设有扩散板(1)，将正透镜(2)射出的平行光匀化发散。
2.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的散射片(4)设置在外壳(3)第二圆柱筒中靠近第一圆柱筒过渡面的位置，使散射片(4)出射的光束不遮挡。
3.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的散射片(4)的发散角度a满足a≥2arctan(d/2f)，d为正透镜(2)的通光口径，f为正透镜的后焦距。
4.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的扩束镜(5)的光线入射端还设置有滤光片(6)，所述的滤光片位于整个装置的入瞳处。
5.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的第一圆柱筒内直径为80-100mm，第二圆柱筒内直径为25-50mm；所述的正透镜2、扩散板(1)的通光口径与第一圆柱筒内径相匹配；所述的散射片(4)、扩束镜(5)的通光口径与第二圆柱筒内直径相匹配。
6.根据权利要求1或3所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的散射片的发散角度为15°-25°。
7.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的扩散板(1)设置在正透镜(2)左侧的距离为3-5mm。
8.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的扩束镜(5)的扩束倍率为2-5倍。
9.根据权利要求1所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的正透镜(2)的焦距为250-350mm。
10.根据权利要求4所述的一种激光匀化照明光路及装置，其特征在于：所述的激光片(6)透过中心波长为532nm。
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