专利名称：一种半导体激光器的匀光装置及其匀光方法
技术领域：
本发明涉及激光照明技术领域，特别涉及一种半导体激光器的匀光装置及其匀光方法。
背景技术：
随着照明领域的需求，半导体激光器(尤其是大功率半导体激光器)在照明领域的应用也越来越广泛，但由于大功率半导体激光器的多横模特性，导致其光投射面上的光斑出现明暗相间的条纹，照明效果不佳，严重影响了大功率半导体激光器在照明领域的应用。为了消除大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响，目前市场上多采用光束分割器(如毛玻璃)对激光束进行匀光。此类方法虽然能够消除大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响，但同时产生了一系列更加难以解决的问题，如激光散斑和光源能量利用率低等。因此，现有技术还有待改进和提闻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体激光器的匀光装置及其匀光方法，以解决现有技术中大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果影响的问题。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案
一种半导体激光器的匀光装置，与半导体激光器连接，其中，
所述匀光装置包括
转动装置，用于转动半导体激光器；
驱动电源连接装置，用于防止半导体激光器在转动过程中电源线断裂；
所述转动装置通过驱动电源连接装置连接半导体激光器。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述半导体激光器包括激光发射装置和设置在激光发射装置前方的透镜组。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述透镜组包括依次排列的扩束镜和聚焦镜。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述转动装置包括一转动电机。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述驱动电源连接装置为滑环装置。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述滑环装置包括两个相互咬合的传动齿轮，一导线滑环；
所述半导体激光器固定在一传动齿轮上，转动装置连接另一传动齿轮，半导体激光器的正负极导线连接到导线滑环上；当所述转动装置通过两个传动齿轮驱动半导体激光器转动时，半导体激光器带动导线滑环一起转动。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述驱动电源连接装置为电磁场装置。所述的半导体激光器的匀光装置，其中，所述电磁场装置包括设置在激光器外壳上的第一电磁场装置，其包括第一线圈和第一磁环；第一线圈缠绕在第一磁环上；
设置在转动装置上的第二电磁场装置，其包括第二线圈和第二磁环，第二线圈缠绕在第二磁环上；
所述第二电磁场装置设置在第一电磁场装置内，当所述第一线圈内通入一定电流时，通过电磁场的作用，使随着转动装置转动的第二线圈产生相应的电流和电压给半导体激光器供电。一种所述的半导体激光器的匀光装置的匀光方法，其中，包括以下步骤
51、启动半导体激光器的激光发射装置，输出激光光斑在投影面上；
52、启动转动装置，带动激光发射装置转动，使投影面上的激光光斑产生周期性转动。有益效果
本发明提供的半导体激光器的匀光装置及其匀光方法，使得光投射面上的激光光斑产生周期性的转动，于是，光投射面上的每一区域在一个或若干个周期内接受的光能量都是相等的，有效消除了大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响，同时不会产生新的难以解决的问题。
图I为本发明的半导体激光器的匀光装置的结构框图。图2为本发明的导体激光器的匀光装置不工作时的在投影面上的激光光斑的示意图。图3为本发明的连接匀光装置的导体激光器发出的激光光斑一个周期内在光投射面上的变化示意图。图4为图3所示的8个不同时刻的光投射面上的激光光斑的叠加示意图。图5为图像采集装置采集到的图4的激光光斑的状态示意图。图6为本发明第一实施例的半导体激光器的匀光装置的示意图。图7为本发明第一实施的半导体激光器的匀光装置中的电磁场装置的示意图。图8为本发明第二实施例的半导体激光器的匀光装置的示意图。图9为本发明第二实施的半导体激光器的匀光装置中的滑环装置的示意图。图10为本发明的半导体激光器的匀光装置的匀光方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。请参阅图1，其图I为本发明的半导体激光器的匀光装置的结构框图。如图所示，所述半导体激光器的匀光装置包括转动装置100和驱动电源连接装置200，所述转动装置100通过驱动电源200连接装置连接半导体激光器300。具体来说，所述转动装置100用于转动半导体激光器300，所述驱动电源连接装置200用于防止半导体激光器300在转动过程中出现电源线断裂的现象。进一步地，所述半导体激光器300包括激光发射装置310和设置在激光发射装置310前方的透镜组320。激光发射装置310用于发射出激光束，透镜组320使得激光束照射到激光投影面上形成激光光斑。在这里，所述透镜组320应当包括依次排列的扩束镜和聚焦镜。
下面结合附图I至5来说明一下本发明的半导体激光器的匀光装置是如何消除大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响。当激光发射装置310处于正常工作状态时，而转动装置100处于停止状态时，半导体激光器300输出的光束在光投射面上的光斑呈明暗相间条纹状，如图2所示，其中阴影部分表示有光照的区域。这种情况即为现有技术的半导体激光器出现的问题。而当所述转动装置100启动后，驱动激光发射装置310转动。若转动周期为t，即相对运动的部件由初始位置开始周期性运动到再次返回初始位置所用的时间。则在一个周期t时间内，激光光斑在光投射面上就会发生如图3所示的变化。在光投影面上，当激光光斑完成一个完整周期的转动后，则形成如图4所示的分布状态。当转动装置的转动速度达到一定程度时，此时激光器的转动周期t小于图像探测器的取样周期，则激光光斑的状态如图5所示。以摄像机为例，假设摄像机的取样周期(电子快门)的时间为T，则当满足t ST时，摄像机采集到的激光光斑的状态即如图5所示。由图5可见，本发明的半导体激光器的匀光装置可完全消除大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响。因为激光发射装置310转动时，会带动激光发射装置的电源线跟着转动，如果不进行处理，则会在转动过程中将电源线绞断。故此，我们设置一驱动电源连接装置200防止电源线断裂。下面我们就通过两个具体的实施例来说明一下驱动电源连接装置200是如何防止电源线断裂的。应当理解的是，所述实施例仅仅用于解释驱动电源连接装置，而不仅仅包括下述两种实施例。请继续参阅图6，其为本发明的第一实施例的半导体激光器的匀光装置的示意图。在本实施例中，所述驱动电源连接装置为一电磁场装置(图中用电-磁装置表示)，所述电磁场装置通过转轴连接转动装置和激光发射装置(图中用激光模块表示)，其通过电磁场的作用，使得激光发射装置转动时电源线不会断裂，所述激光发射装置前面设置有依次排列放置的扩束镜和聚焦镜。请一并参阅图7,其为所述电磁场装置的实施例的示意图。如图7所示,所述电磁场装置包括设置在激光器外壳上的第一电磁场装置和设置在转动装置上的第二电磁场装置，所述第一电磁场装置包括第一线圈和第一磁环；第一线圈缠绕在第一磁环上；第二电磁场装置包括第二线圈和第二磁环，第二线圈缠绕在第二磁环上。所述第二电磁场装置设置在第一电磁场装置内，当所述第一线圈内通入一定电流时，通过电磁场的作用，使随着转动装置转动的第二线圈产生相应的电流和电压给半导体激光器供电。请继续参阅图8，其为本发明的第二实施例的半导体激光器的匀光装置的示意图。在本实施例中，所述驱动电源连接装置为一滑环装置，所述滑环装置包括导线滑环、传动轮，所述转动装置通过转轴带动传动轮转动，从而驱动激光发射装置(图中用激光模块表示)跟随转动装置进行转动，所述激光发射装置的正负极电源线连接到导线滑环上，在激光发射装置转动时，带动所述导线滑环一起转动，从而避免了正负极电源线被绞断。所述激光发射装置前面设置有依次排列放置的扩束镜和聚焦镜。
请一并参阅图9，其为本发明第二实施的半导体激光器的匀光装置中的滑环装置的示意图。如图所示，所述滑环装置包括两个相互咬合的传动齿轮，一导线滑环；所述半导体激光器固定在一传动齿轮上，转动装置连接另一传动齿轮，半导体激光器的正负极导线连接到导线滑环上；当所述转动装置通过两个传动齿轮驱动半导体激光器转动时，半导体激光器带动导线滑环一起转动。所述两个传动齿轮固定在齿轮固定座上，所述扩束镜和聚焦镜放置在激光发射装置前。另外，本发明还提供了一种半导体激光器的匀光装置的匀光方法，如图10所示，包括以下步骤
51、启动半导体激光器的激光发射装置，输出激光光斑在投影面上；
52、启动转动装置，带动激光发射装置转动，使投影面上的激光光斑产生周期性转动。因为所述技术效果和详细步骤都已经在上面进行了详细描述，这里就不再一一赘述了。综上所述，本发明的半导体激光器的匀光装置及其匀光方法，其中，所述匀光装置包括转动装置和驱动电源连接装置，所述转动装置通过驱动电源连接装置连接半导体激光器。所述转动装置转动半导体激光器，所述驱动电源连接装置用于防止半导体激光器在转动过程中出现电源线断裂的现象。从而使得光投射面上的激光光斑产生周期性的转动，于是，光投射面上的每一区域在一个或若干个周期内接受的光能量都是相等的，有效消除了大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响，同时不会产生新的难以解决的问题。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种半导体激光器的匀光装置，与半导体激光器连接，其特征在于， 所述匀光装置包括 转动装置，用于转动半导体激光器； 驱动电源连接装置，用于防止半导体激光器在转动过程中电源线断裂； 所述转动装置通过驱动电源连接装置连接半导体激光器。
2.根据权利要求I所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述驱动电源连接装置为滑环装置。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述滑环装置包括两个相互咬合的传动齿轮，一导线滑环； 所述半导体激光器固定在一传动齿轮上，转动装置连接另一传动齿轮，半导体激光器的正负极导线连接到导线滑环上；当所述转动装置通过两个传动齿轮驱动半导体激光器转动时，半导体激光器带动导线滑环一起转动。
4.根据权利要求I所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述驱动电源连接装置为电磁场装置。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述电磁场装置包括 设置在激光器外壳上的第一电磁场装置，其包括第一线圈和第一磁环；第一线圈缠绕在第一磁环上； 设置在转动装置上的第二电磁场装置，其包括第二线圈和第二磁环，第二线圈缠绕在第二磁环上； 所述第二电磁场装置设置在第一电磁场装置内，当所述第一线圈内通入一定电流时，通过电磁场的作用，使随着转动装置转动的第二线圈产生相应的电流和电压给半导体激光器供电。
6.根据权利要求I所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述半导体激光器包括激光发射装置和设置在激光发射装置前方的透镜组。
7.根据权利要求6所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述透镜组包括依次排列的扩束镜和聚焦镜。
8.根据权利要求I所述的半导体激光器的匀光装置，其特征在于，所述转动装置包括一转动电机。
9.一种权利要求I所述的半导体激光器的匀光装置的匀光方法，其特征在于，包括以下步骤 S1、启动半导体激光器的激光发射装置，输出激光光斑在投影面上； S2、启动转动装置，带动激光发射装置转动，使投影面上的激光光斑产生周期性转动。
全文摘要
本发明公开了一种半导体激光器的匀光装置及其匀光方法，其中，所述匀光装置包括转动装置和驱动电源连接装置，所述转动装置通过驱动电源连接装置连接半导体激光器。所述转动装置转动半导体激光器，所述驱动电源连接装置用于防止半导体激光器在转动过程中出现电源线断裂的现象。从而使得光投射面上的激光光斑产生周期性的转动，于是，光投射面上的每一区域在一个或若干个周期内接受的光能量都是相等的，有效消除了大功率半导体激光器的多横模特性对照明效果的影响，同时不会产生新的难以解决的问题。
文档编号F21V14/02GK102620247SQ20121007425
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者陆知纬 申请人:深圳市佶达德科技有限公司