本發(fā)明有關(guān)于一種發(fā)光模塊及其光學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)雷射二極管所射出的激光束，其在快軸方向的光束發(fā)散角度大于慢軸方向的光束發(fā)散角度，使得激光束的光斑呈現(xiàn)橢圓形?？燧S方向的光束發(fā)散角度大，導(dǎo)致光束的準(zhǔn)直性較差，快軸方向的光束能量較容易損失，不利于后續(xù)的雷射二極管應(yīng)用。因此，當(dāng)使用由傳統(tǒng)雷射二極管開發(fā)而具有發(fā)射與接收的光學(xué)裝置，其掃描精密度較差，掃描范圍較小，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種發(fā)光模塊，可提高光束的準(zhǔn)直性。

2、本發(fā)明的發(fā)光模塊包括發(fā)光單元、柱狀光學(xué)組件、支撐單元及底座。支撐單元連接底座，且有部分的支撐單元高于底座與支撐單元的連接處。發(fā)光單元設(shè)置于該底座，發(fā)光單元包括發(fā)光面，發(fā)光面可發(fā)出一光束。柱狀光學(xué)組件包括入射面，柱狀光學(xué)組件的兩端分別與支撐單元連接，并使入射面朝向發(fā)光面且使入射面與發(fā)光面之間包括一間距，發(fā)光面發(fā)出的光束由入射面入射柱狀光學(xué)組件。發(fā)光模塊滿足以下條件：2≤d/e≤6；其中，d為柱狀光學(xué)組件的直徑，e為發(fā)光單元與入射面之間的間距。

3、其中發(fā)光單元為雷射二極管，柱狀光學(xué)組件為柱狀透鏡、柱面透鏡、光纖或快軸準(zhǔn)直透鏡。

4、本發(fā)明的光學(xué)裝置包括發(fā)射模塊以及接收模塊。發(fā)射模塊包括發(fā)光模塊以及準(zhǔn)直鏡。接收模塊包括接收鏡以及光接收器。發(fā)光模塊發(fā)出的光束先入射并穿透準(zhǔn)直鏡，再入射一待測物并被待測物反射，再入射并穿透接收鏡，最后入射光接收器。

5、本發(fā)明的另一光學(xué)裝置包括發(fā)射模塊以及接收模塊。發(fā)射模塊包括第一發(fā)光模塊數(shù)組以及準(zhǔn)直鏡，第一發(fā)光模塊數(shù)組包括復(fù)數(shù)個發(fā)光模塊，這些發(fā)光模塊沿著發(fā)光模塊的慢軸方向排列。這些發(fā)光面各包括一中心點(diǎn)。接收模塊包括接收鏡以及第一光接收器數(shù)組，第一光接收器數(shù)組包括復(fù)數(shù)個光接收器。第一發(fā)光模塊數(shù)組發(fā)出的光束分別先入射并穿透準(zhǔn)直鏡，再入射一待測物并被待測物反射，再入射并穿透接收鏡，最后分別入射第一光接收器數(shù)組的這些光接收器。光學(xué)裝置滿足以下其中至少一條件：y≤31mm；0.90≤y/(2×fts×tan(ω))≤1.10；0.90≤y/((n-1)×l+d)≤1.10；0.90≤h/(2×fr×tan(ω))≤1.10；其中，y為第一發(fā)光模塊數(shù)組中從第一個發(fā)光面至最后一個發(fā)光面沿著慢軸方向的距離；n為這些發(fā)光模塊的總數(shù)量；l為第一發(fā)光模塊數(shù)組中兩相鄰發(fā)光模塊的兩發(fā)光面的兩中心點(diǎn)間距；d為發(fā)光面的慢軸長度；fts為發(fā)射模塊中發(fā)光模塊于慢軸方向的有效焦距；ω為發(fā)射模塊的半視場角；h為第一光接收器數(shù)組中，從第一個光接收器的中心點(diǎn)至最后一個光接收器的中心點(diǎn)的距離；fr為接收模塊的有效焦距。

6、其中光學(xué)裝置滿足以下其中至少一條件：0.90≤l/(2×fts×tan(β))≤1.10；0.90≤ω/(n×β)≤1.10；0.90≤i/(2×fr×tan(β))≤1.10；其中，l為第一發(fā)光模塊數(shù)組中兩相鄰發(fā)光模塊的兩發(fā)光面的兩中心點(diǎn)間距；fts為發(fā)射模塊中發(fā)光模塊于慢軸方向的有效焦距；β為第一發(fā)光模塊數(shù)組中，兩相鄰發(fā)光模塊的兩慢軸方向光束通過準(zhǔn)直鏡后兩慢軸方向光束夾角的一半；ω為發(fā)射模塊的半視場角；n為等發(fā)光模塊的總數(shù)量；i為第一光接收器數(shù)組中兩相鄰光接收器的兩中心點(diǎn)間距；fr為接收模塊的有效焦距。

7、其中第一虛擬線垂直任一個發(fā)光面且通過其中心點(diǎn)并連接入射面于虛擬點(diǎn)，第二虛擬線連接任一個相鄰發(fā)光面的中心點(diǎn)與虛擬點(diǎn)，第一虛擬線與第二虛擬線的夾角為ang，其中光學(xué)裝置滿足以下條件：45度≤ang≤89度。

8、本發(fā)明的光學(xué)裝置可更包括第二發(fā)光模塊數(shù)組以及第二光接收器數(shù)組，其中第二發(fā)光模塊數(shù)組包括另復(fù)數(shù)個發(fā)光模塊，該另復(fù)數(shù)個發(fā)光模塊沿著另該發(fā)光模塊的另一慢軸方向排列：第一發(fā)光模塊數(shù)組與第二發(fā)光模塊數(shù)組分別設(shè)置于準(zhǔn)直鏡的光軸的兩側(cè)。第二光接收器數(shù)組包括另復(fù)數(shù)個光接收器。第一光接收器數(shù)組與第二光接收器數(shù)組分別設(shè)置于接收鏡的光軸的兩側(cè)。第二發(fā)光模塊數(shù)組發(fā)出的光束分別先入射并穿透準(zhǔn)直鏡，再入射待測物并被待測物反射，再入射并穿透接收鏡，最后分別入射第二光接收器數(shù)組之另復(fù)數(shù)個光接收器。

9、其中光學(xué)裝置滿足以下其中至少一條件：0.90≤y/(2×fts×tan(α))≤1.10；0.90≤h/(2×fr×tan(α))≤1.10；1.71≤α/β≤1.89；其中，y為第一發(fā)光模塊數(shù)組與第二發(fā)光模塊數(shù)組的中心間距；fts為發(fā)射模塊中發(fā)光模塊于慢軸方向的有效焦距；α為分別位于第一發(fā)光模塊數(shù)組與第二發(fā)光模塊數(shù)組的兩最靠近的發(fā)光模塊的兩快軸方向光束，通過準(zhǔn)直鏡后兩快軸方向光束夾角的一半；h為第一光接收器數(shù)組與第二光接收器數(shù)組的中心間距；fr為接收模塊的該有效焦距；β為第一發(fā)光模塊數(shù)組中，兩相鄰發(fā)光模塊的兩慢軸方向光束通過準(zhǔn)直鏡后兩慢軸方向光束夾角的一半。

10、本發(fā)明的另一光學(xué)裝置包括發(fā)射模塊以及接收模塊。發(fā)射模塊包括第一發(fā)光模塊數(shù)組、準(zhǔn)直鏡以及發(fā)射端反射組件。第一發(fā)光模塊數(shù)組包括復(fù)數(shù)個發(fā)光模塊，這些發(fā)光模塊沿著發(fā)光模塊的慢軸方向排列。接收模塊包括接收鏡、第一光接收器數(shù)組以及接收端反射組件，第一光接收器數(shù)組包括復(fù)數(shù)個光接收器。第一發(fā)光模塊數(shù)組發(fā)出的光束先入射并穿透準(zhǔn)直鏡，再經(jīng)發(fā)射端反射組件反射射向一待測物，待測物將光束反射射向接收端反射組件，接收端反射組件再將光束反射，使光束入射并穿透接收鏡，最后入射第一光接收器數(shù)組，由這些光接收器接收。

11、其中準(zhǔn)直鏡包括第一透鏡，第一透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力，且包括一凸面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及另一凸面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第一透鏡為非球面透鏡。

12、其中準(zhǔn)直鏡可更包括第二透鏡設(shè)置于第一發(fā)光模塊數(shù)組與第一透鏡之間，第二透鏡為平凹透鏡具有負(fù)屈光力，且包括一凹面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一平面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第二透鏡為球面透鏡。

13、其中發(fā)射模塊可更包括第一棱鏡以及第二棱鏡，第一棱鏡設(shè)置于第一發(fā)光模塊數(shù)組以及第二棱鏡之間，第二棱鏡設(shè)置于第一棱鏡以及準(zhǔn)直鏡之間，準(zhǔn)直鏡包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡沿著一光軸依序排列。第一透鏡為彎月型透鏡具有負(fù)屈光力，且包括一凹面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凸面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第一透鏡為球面透鏡。第二透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凹面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凸面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第二透鏡為球面透鏡。第三透鏡為彎月型透鏡具有負(fù)屈光力，且包括一凸面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凹面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第三透鏡為球面透鏡。第四透鏡為雙凸透鏡具有正屈光力，且包括一凸面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及另一凸面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第四透鏡為球面透鏡。第三透鏡以及該第四透鏡膠合。

14、其中準(zhǔn)直鏡包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡沿著一光軸依序排列。第一透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凸面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凹面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第一透鏡為球面透鏡。第二透鏡為彎月型透鏡具有負(fù)屈光力，且包括一凸面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凹面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第二透鏡為球面透鏡。第三透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凹面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凸面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第三透鏡為球面透鏡。第四透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凸面朝向第一發(fā)光模塊數(shù)組以及一凹面背向第一發(fā)光模塊數(shù)組，第四透鏡為球面透鏡。

15、其中接收鏡包括第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡。第五透鏡、第六透鏡以及第七透鏡沿著一光軸依序排列。第五透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凸面背向第一光接收器數(shù)組以及一凹面朝向第一光接收器數(shù)組，第五透鏡為球面透鏡。第六透鏡為彎月型透鏡具有正屈光力，且包括一凸面背向第一光接收器數(shù)組以及一凹面朝向第一光接收器數(shù)組，第六透鏡為球面透鏡。第七透鏡為平凹透鏡具有負(fù)屈光力，且包括一凹面背向第一光接收器數(shù)組以及一平面朝向第一光接收器數(shù)組，第七透鏡為球面透鏡。

16、本發(fā)明的光學(xué)裝置可更包括光學(xué)路徑轉(zhuǎn)折組件設(shè)置于發(fā)射端反射組件與待測物之間，使得經(jīng)發(fā)射端反射組件反射的光束先射向光學(xué)路徑轉(zhuǎn)折組件，再經(jīng)光學(xué)路徑轉(zhuǎn)折組件改變光學(xué)路徑射向待測物，待測物將光束反射射向光學(xué)路徑轉(zhuǎn)折組件，光學(xué)路徑轉(zhuǎn)折組件再將光束的光學(xué)路徑改變射向接收端反射組件，光學(xué)路徑轉(zhuǎn)折組件為多面旋轉(zhuǎn)鏡或可旋轉(zhuǎn)反射鏡。

17、實(shí)施本發(fā)明的發(fā)光模塊及其光學(xué)裝置，具有以下有益效果：其快軸方向的光束發(fā)散角先經(jīng)過壓縮，使得光束的光斑不再遠(yuǎn)遠(yuǎn)的偏離圓形，可提高光束的準(zhǔn)直性。當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光模塊于發(fā)射與接收的光學(xué)裝置，可有效提高光學(xué)裝置的掃描精密度及掃描范圍。