[发明专利]一种多发散角度的半导体激光照明模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种多发散角度的半导体激光照明模组，属于安防设备技术领域。

背景技术

随着经济的发展，公共安全已经成为影响世界发展的重要因素，推动了安防行业的快速发展，也对安防设备提出了更高的性能要求，为覆盖更大的监控面积，其中对摄像机的监控距离的要求大大增加。对于CCD或CMOS摄像机在白天自然光条件下成像质量良好，但是在黑夜，尤其是在全黑的环境中，受到光线亮度的限制，成像质量大大下降。目前，搭配摄像机的辅助照明设备为850nm红外发光二极管(LED)，由于LED的出光发散角较大，在夜晚对摄像机的辅助照明距离有限，通过二次光学设计，会造成较大光损耗，尤其是搭配变焦摄像机，需要控制照明器的发散角度在10°以内，要求实现300米的照明距离，对于采用LED的照明器无法实现真正意义的远距离照明。

中国专利CN102830571A公开了“一种用于线阵相机补偿光源的激光灯”，具体是由多个半导体激光芯片组成的激光灯。由半导体激光芯片和对应光线的柱透镜组成照明光路，激光芯片和供电恒流源安装在壳内支座上，每个激光芯片上部加有使光束改变方向的光学系统，激光芯片上方柱透镜镶嵌在壳体内，柱透镜顶端为发光窗口，外壳有散热片。多点发光，避免在被照物体上形成阴影。利用多个低功率激光芯片可降低对环境的要求，可适用的温度范围宽，并有较长使用寿命，少数激光芯片的故障不会影响整体补偿光源的工作，增加光源的可靠性。但是，该专利中的半导体激光灯出光发散角固定，无法搭配变焦摄像机使用。

中国专利CN103472659A公开了“一种变焦式激光红外灯”，包括壳体、尾盖和前盖，所述壳体内设有激光红外发射装置、光学变焦装置、控制电路、驱动电路、电机、透镜夹具，所述光学变焦装置是由两组透镜组成，且通过透镜夹具与壳体连接，第一组透镜为两个平凸透镜，所述两个平凸透镜的凸面面对面设置，第二组透镜为一个双凸透镜，所述两组透镜的中心都位于光源中心线上，实现以变焦的方式来适应不同距离监控红外照明的需求，但是该装置需要多组透镜和电机实现变焦，结构复杂，光损耗较大，同时，在变焦过程中容易出现透镜偏离光轴的现象。

800nm-1000nm半导体激光器基于GaAs系材料，有源区采用体应变多元固溶体量子阱，具有高的微分增益，量子阱能带势垒高，在高温下可减少载流子的溢出；端面采用特殊镀膜材料，具有高的端面灾害性损伤阈值，具有良好的高温工作特性与优良的可靠性。800nm-1000nm半导体激光器光电转换效率大于60％，器件功耗低，内部热量积累少，寿命长。采用精确的波导层厚度控制，脊型波导的合理优化以及二次光学整形方法可以实现不同发散角的光束出射。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种多发散角度的半导体激光照明模组，多个发散角度的激光模组可以根据摄像机变焦过程中补光需要分别控制开启或同时开启，以满足摄像机的辅助照明需求。本发明结构简单、灵活，采用独有的半导体激光器光斑匀化技术和光束发散角度控制技术，配合摄像机在黑夜中使用，保证图像的清晰度。

本发明技术方案如下：

一种具有多个发散角的半导体激光照明模组，包括半导体激光器、照明模组底座、照明模组镜头、照明模组盖板、光束整形透镜和光斑匀化装置；所述半导体激光器固定在照明模组底座上，出光面前方固定照明模组镜头，照明模组镜头内部包含光束整形透镜和光斑匀化装置，照明模组盖板固定在照明模组底座的背面，对半导体激光器起保护作用。

根据本发明优选的，所述半导体激光器采用800nm-1000nm近红外半导体激光器，作为变焦摄像机的辅助照明光源。

根据本发明优选的，所述光斑匀化装置采用光学积分棒或随机微透镜阵列。

根据本发明优选的，所述半导体激光器模组出射的激光发散角度为5°-60°。

根据本发明优选的，所述照明模组，包括N个模组单元，所述N≥2。

所述照明模组中，每个模组单元中的半导体激光器发出的激光，通过光斑匀化装置进行匀化，匀化后的光束再通过光束整形透镜出射；调整光束整形透镜和光斑匀化装置的距离，或者光斑匀化装置中采用不同出射角度的微透镜阵列，实现不同发散角光束出射，进而实现不同的照射距离。此外，通过控制多个半导体激光器同时或独自开启，能更好地兼顾大小角度和远近距离的要求，从而更完整的配合高清变焦摄像机的使用。

本发明的有益效果：