阅读说明：本技术 光学模组和激光模块 (Optical module and laser module ) 是由 蔡磊 邢晓绒 刘兴胜 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种光学模组和激光模块,属于激光扫描技术领域,光学模组包括用于调节入射光的第一光元件,第一光元件至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元,入射光经过第一光元件的反射单元和/或透射单元以出射周期性变化的光斑图像,使入射在第一光元件的光束呈交替性周期变化,故输出间断式的线状或点状阵列光斑,本光学模组结构简单,通过设置光源和第一光元件即可实现不连续的光斑,如点阵或线阵光斑,成本低,尺寸小,可制作小巧型的光学装置；同时,第一光元件在光学模组中的相对位置不改变,降低了偏差,使光学模组的精度更高。(The invention provides an optical module and a laser module, which belong to the technical field of laser scanning, wherein the optical module comprises a first optical element for adjusting incident light, the first optical element at least comprises a plurality of independently arranged reflection units and/or a plurality of transmission units, and the incident light passes through the reflection units and/or the transmission units of the first optical element to emit periodically changed light spot images so that light beams incident on the first optical element are alternately and periodically changed, thereby outputting discontinuous linear or point array light spots; meanwhile, the relative position of the first optical element in the optical module is not changed, so that the deviation is reduced, and the precision of the optical module is higher.)

光学模组和激光模块

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种光学模组和激光模块。

背景技术

现有激光扫描技术应用到很多领域，如医疗美容、激光检测和探测、主动扫描源等。

现有针对激光束的扫描方案多为连续型，输出的光斑为连续线状或面状，无法形成间断点状扫描或间断线状扫描，连续扫描输出连续光斑的系统结构简单，其主要功能仅是完成对光束出射角度的连续改变，无法形成间断点或间断线状扫描。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学模组和激光模块，能够形成不连续的光斑。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种光学模组，其包括用于调节入射光的第一光元件，所述第一光元件至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，入射光经过所述第一光元件的反射单元和/或透射单元以出射周期性变化的光斑图像。

可选地，所述第一光元件包括多个反射单元和多个透射单元时，相邻所述反射单元之间通过所述透射单元间隔，以在所述第一光元件的反射面和/或透射面出射周期性变化的光斑图像。

可选地，所述第一光元件包括独立设置的多个反射单元时，所述第一光元件为吸光材质。

可选地，所述第一光元件包括独立设置的多个透射单元时，所述透射单元包括沿光路设置的第一表面和第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，所述弧面沿所述第一方向形成凸起，所述第一表面为凸面。

可选地，还包括第二光元件，所述第二光元件设在所述第一光元件的透射面的一侧，所述第二光元件的形状可为平板状、弧形或不规则曲面。

可选地，所述第二光元件表面镀反射膜，以使经所述第一光元件透射的光射向所述第二光元件后反射；或者，所述第二光元件表面镀消光膜，以全部吸收或部分吸收经所述第一光元件透射的光。

可选地，所述第二光元件表面镀消光膜以部分吸收经所述第一光元件透射的光时，所述第二光元件表面还镀有反射膜，以使未被吸收的光反射。可选地，所述第一光元件上镀设反射膜以形成反射单元。

可选地，所述第一光元件设置镂空区域以形成透射单元；或者，所述第一光元件为透光材质以形成透射单元。

可选地，所述第一光元件可转动。

可选地，还包括反射镜，所述反射镜沿主光轴设在所述光源和所述第一光元件之间，用于调节光束入射第一光元件的角度。

本发明实施例的另一方面提供一种激光模块，包括激光光源和上述的光学模组，所述光学模组设在所述激光光源的出光侧。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的光学模组和激光模块，通过设置第一光元件，入射光通过第一光元件出射，第一光元件可用于调节入射光以出射周期性变化的光斑图像，第一光元件至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，通过反射单元，或者通过透射单元，或者通过反射单元和透射单元的组合，使入射在第一光元件的光束呈交替性周期变化，故输出间断式的线状或点状阵列光斑，本光学模组结构简单，通过设置光源和第一光元件即可实现不连续的光斑，如点阵或线阵光斑，成本低，尺寸小，可制作小巧型的光学装置；同时，第一光元件在光学模组中的相对位置不改变，降低了偏差，使光学模组的精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之四；

图5为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之五；

图6为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之六；

图7为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之七；

图8为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之八；

图9为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之九；

图10为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之十；

图11为本发明实施例提供的第一光元件结构示意图之一；

图12为本发明实施例提供的第一光元件结构示意图之二；

图13为本发明实施例提供的光学模组结构示意图之十一；

图14为本发明实施例提供的第一光元件结构示意图之三。

图标:2-快轴准直镜；3-慢轴压缩镜；4-反射镜；5-第一光元件；6-第二光元件；7-光束接收屏。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例一

请参照图1，本实施例提供一种光学模组，可形成不连续的周期性变化(如间断点状或间断线状)的光斑图像，可应用于扫描式激光光束的场景，以满足非连续型光斑的使用场合。

本发明实施例所述的周期性，可以是固定的周期，也可以是长短不一的周期。

光学模组包括第一光元件5，入射光通过第一光元件5出射，第一光元件5可设在光源(图中未示出)的出光侧，光源出射的光射向第一光元件5，光源可为半导体激光器发射的激光束，也可以为其他类型激光器发射的激光束，其中，半导体激光器包括不限于边发射型半导体激光器、或面发射型半导体激光器等。本发明以下实施例以光源为半导体激光器为例进行举例说明，第一光元件5用于调节入射光以出射周期性变化的光斑图像。

周期性变化指平面周期性变化，就是平面上光沿一个方向形成的光斑图像的周期性变化，如图1形成的光斑图像为多个线型条纹间隔的图形。

具体地，第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，入射光经过第一光元件5的反射单元和/或透射单元以出射周期性变化的光斑图像。

第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元时，第一光元件5为吸光材质，具有吸光特性。此时第一光元件5不透射，只反射，多个反射单元周期性排布时，即可得到周期性变化的光斑图像。

第一光元件5至少包括独立设置的多个透射单元时，请参见实施例二。

第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元时和多个透射单元时，通过反射单元反射光束，透射单元透射光束，当反射单元和透射单元周期性排布时，可得到周期性变化的光斑图像。

本实施例提供的光学模组，通过设置第一光元件5，第一光元件5可用于调节入射光以出射周期性变化的光斑图像，第一光元件5至少包括独立设置的多个反射单元和/或多个透射单元，通过反射单元，或者通过透射单元，或者通过反射单元和透射单元的组合，使入射在第一光元件5的光束呈交替性周期变化，故输出间断式的线状或点状阵列光斑，本光学模组结构简单，通过设置第一光元件5即可实现不连续的光斑，如点阵或线阵光斑，成本低，尺寸小，可制作小巧型的光学装置；同时，第一光元件5在光学模组中的相对位置不改变，降低了偏差，使光学模组的精度更高。

如图5所示，本实施例中还包括快轴准直镜2、慢轴压缩镜3、反射镜4和第二光元件6，当光源为半导体激光器时，光源出射的光沿光路依次经过快轴准直镜2、慢轴压缩镜3、反射镜4、第一光元件5，在第一光元件5处一部分光束反射向出光口，被光束接收屏7接收，并在光束接收屏7形成周期性有规律变化的光斑，另一部分光透射向第二光元件6，被第二光元件6全部吸收或者全部反射或者部分吸收、部分反射。

光斑可以是规律排列，也可以是不规律排列。如图1所示，出光口的光斑为线型阵列光斑，空白间隔的形成是因为第一光元件5的透射部分的存在，使本应该出射到空白间隔处的光通过第一光元件5的透射部分透射到第二光元件6处，因此这部分光没有在光束接收屏7上形成光斑图像，可理解为空白间隔处基本无光束。第一光元件5透射的光与反射至光束接收屏7上的光的强度基本是一样的。

本实施例中快轴准直镜2设在光源的出光侧，光源设在快轴准直镜2远离慢轴压缩镜3的一侧，即图1中光源位于快轴准直镜2的左侧，以使光源的光经快轴准直镜2后出射。附图中光源设置均同此推证。

慢轴压缩镜3设在快轴准直镜2远离光源的一侧，以使光源的光依次经快轴准直镜2和慢轴压缩镜3后出射。

快轴准直镜2用于对光束进行准直，慢轴压缩镜3用于整形慢轴光束，使光源的光束依次经快轴准直镜2、慢轴压缩镜3、反射镜4和第一光元件5后，光束接收屏7上接收到的光斑图像更清晰，图像效果更好，更明显。

反射镜4沿主光轴设在光源和第一光元件5之间，转动反射镜4，用于调节光束入射第一光元件5的角度，光束入射的位置不同，在光束接收屏7上相应形成不同的光斑图像。此时，第一光元件5不转动。

在第一光元件5和光束接收屏7之间还可设置光波导(或第二透镜)，用于控制光斑长度尺寸和匀化光斑。

具体地，第一光元件5包括多个反射单元和多个透射单元，相邻反射单元之间通过透射单元间隔，以在第一光元件5的反射面和/或透射面出射周期性变化的光斑图像。

需要说明的是，第一，如图1所示，第一光元件5上包括多个透射单元和多个反射单元，相邻反射单元之间通过透射单元间隔，相邻反射单元的数量不限定，透射单元的数量也不限定，只要是反射单元和透射单元间隔即可。示例地，如图1所示，相邻两个反射单元之间通过一个透射单元间隔，相邻两个透射单元之间通过一个反射单元间隔，这样就形成了反射单元和透射单元依次间隔的情况。

当然，也可以两个(或三个，四个……)反射单元通过一个(或二个，三个……)透射单元间隔。透射单元和反射单元是在第一光元件5的光学表面上划分形成的，图11和图12为第一光元件5的不同反射和透射形式，图11中设置镂空区域形成透射单元以透光，未设镂空区域的位置镀反射膜形成反射单元以反射光束。图12中黑色部分可看成镀反射膜的反射单元，未镀反射膜的位置为透射单元，为透光材质以透光。图11和图12分别形成了透射单元和反射单元相互间隔的形式，第一光元件5接收光源的光后，用于反射的表面为第一光元件5的反射面，与反射面相对的表面为第一光元件5的透射面。如图2所示，面向第一光元件5的反射面的一侧设有光束接收屏7，面向第一光元件5的透射面的一侧设有第二光元件6，也就是说，第一光元件5的反射面上设有反射单元和透射单元。

第一光元件5的反射面和透射面均可出射周期性变化的光斑图像，光束经反射面反射向光束接收屏7方向可形成光斑，经透射面也可在透射面方向形成光斑。如透射面也设置接收光斑的接收屏，则可将透射面的光斑图像化。如透射面不设置接收屏，则光从透射面损失。

或者第一光元件5的反射面出射周期性变化的光斑图像，此时第一光元件5为吸光材质，光无法从透射面透射，因此透射面不会出射光斑；或者第一光元件5的透射面出射周期性变化的光斑图像。

如图1所示，当光源发出的光射向第一光元件5时，光经反射单元后反射向光束接收屏7，光经透射单元后从透射单元射向与光束接收屏7相反的方向，这部分光没有被光束接收屏7接收到，因此在光束接收屏7上形成了由多个反射单元的图形组成的光束，对应的透射单元处光束断开，呈现周期性线型排布，可看成间断式的线状光斑。

第二，经透射单元透射的光也可以被接收，本实施例中设置第二光元件6用于接收经透射单元透射的光束。

如图2和图3所示，第二光元件6设在第一光元件5远离光束接收屏7的一侧，即第二光元件6设在第一光元件5的透射面的一侧，第二光元件6面向第一光元件5的透射面。

第二光元件6可为吸光腔(或衰减片)，也可为反射腔。如图2所示，当第二光元件6为吸光腔(或衰减片)时，第二光元件6表面可镀消光膜，光束经透射单元透射向第二光元件6后被第二光元件6全部吸收或部分吸收。

第二光元件6表面在镀消光膜的同时还可镀有反射膜，此时，光束经透射单元透射向第二光元件6后被第二光元件6部分吸收，未被吸收的那部分光可以通过反射膜再次反射，或反射至第一光元件5后经第一光学元件透射，透射后可射向光束接收屏7；或直接反射向光束接收屏7，或反射向其他方向，这取决于反射角度以及第一光元件5和光束接收屏7的设置位置。

如图4所示，当第二光元件6为反射腔时，第二光元件6表面可镀反射膜，以使经第一光元件5透射的光射向第二光元件6后反射。光束经透射单元透射向第二光元件6后再被第二光元件6反射向第一光元件5的透射面或如图6所示直接反射向光束接收屏7，根据光路方向不同，这部分光透过第一光元件5后，根据入射角度不同，或被光束接收屏7接收，或没有被光束接收屏7接收而损失。

反射腔的形状不同时，被光束接收屏7接收光斑的形状也不同，光斑的形成方式既可以分组，也可以插缝。例如，当反射单元在光束接收屏7上形成光斑时，反射腔将光束反射向第一光元件5后，光经透射单元再透射向光束接收屏7，此时透射的光束在光束接收屏7上形成的光束可能间隔穿插进原反射单元形成的光斑，以使最终的光斑更密。

第二光元件6的形状可为图6的平板形、图4的弧形或图10的不规则曲面，不同的形状反射后的光路方向不同，在光束接收屏7上形成的光斑图像也不同。

具体地，第一光元件5上可镀反射膜以形成反射单元，当第一光元件5为透光材质(如玻璃或塑料材质等)时，未镀反射膜的位置可直接透射自然形成透射单元以透射光束；当第一光元件5为不透光材质时，可通过设置镂空区域以形成透射单元。

进一步地，第一光元件5可转动，通过转动第一光元件5可使到达光束接收屏7的光束因出射角度的不同而位置不同，形成点阵或线阵等不同的光斑。

第一光元件5在外力作用下实现旋转，例如可通过外部机械件带动第一光元件5旋转，示例地，可通过气缸连接第一光元件5，通过气缸伸缩带动第一光元件5旋转，类似的，利用电机带动也可以实现。

如图6所示，未设置反射镜4，光束射向第一光元件5后，第一光元件5与主光轴(光源出射的平行光束)之间形成夹角，即第一光元件5在外力作用下可转动，以在不同的位置形成光斑，图6中设置两个光束接收屏7，以接收不同角度的光斑，例如，由第一光元件5反射面反射的光束出射至图6中左下方的光束接收屏7，由第二光元件6反射的光束出射至图6中右上方的光束接收屏7。

如图7、图8和图9所示，第一光元件5固定设置不动，反射镜4可转动，当反射镜4的转动角度不同时，光路方向不同，光束接收屏7上光斑的位置和形状不同；第二光元件6吸光或反射光时，光路方向也不同，光束接收屏7上光斑的位置和形状不同。

图7中第二光元件6反射光，可将光反射向高处的光束接收屏7，图9为第一光元件5反射面反射的光出射至低处的光束接收屏7，这通过转动反射镜4实现。

本实施例的光学模组，光源发出的光经过快轴准直镜2进行准直，经过慢轴压缩镜3整形慢轴光束，然后光束进入旋转可动的反射镜4进行反射，反射镜4旋转不同角度时，出射光束以2倍的角度出射至第一光元件5上，第一光元件5表面镀有用于反射和透射的间隔膜层。当反射镜4旋转不同角度使出射光到达第一光元件5的间隔膜层的反射单元时，光束出射至出光口；当反射镜4旋转不同角度的出射光到达第一光元件5的间隔膜层的透射单元时，光束出射至第二光元件6(吸光腔或反射腔)内，进行吸收或二次反射至出光口不同位置。

当然，当不需要设置反射镜4时，第一光元件5在外力作用下(例如外部机械传动机构)通过转动可达到上述同样的效果。

本实施例的光学模组可输出间断式的线状或点状阵列光斑，入射在第一光元件5的反射单元和透射单元上的光束呈交替性周期变化，故入射单元上的光束周期性的反射至出光口，并且到达出光口的光束因出射角度的不同而位置不同，形成点阵或线阵光斑。透射单元上的光束周期性的透射至第二光元件6时，或进行吸收(第二光元件6为吸光腔或衰减片)，或能再次周期性反射(第二光元件6为反射腔)，出光口的阵列光束同时形成两组点阵或线阵光斑。

实施例二

要形成周期性不连续的光斑，除实施例一方式外，第一光元件5还可为图13所示，第一光元件5至少包括独立设置的多个透射单元，透射单元包括沿光路设置的第一表面和第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，弧面沿第一方向形成凸起，第一表面为凸面。

如图13所示，光束射向第一光元件5时，光束依次经过第一光元件5的第一表面和第二表面，第一表面为凸面，具有汇聚光束的功能，汇聚后的光束再经第二表面，第二表面包括沿第一方向连续设置的多个弧面，且每个弧面沿第一方向形成凸起，以形成如图14所示的多个并排的条状弧面结构，弧面的中部位置向上凸起，每个弧面又具有汇聚光束的功能，使光束经第二表面的多个弧面后形成与多个弧面对应的多个条状光斑图像。

或者，将第一光元件5旋转180°后，第一表面和第二表面还在光的出射方向上，此时光束先经过第二表面，后经过第一表面。该设置与上述效果相同，此处不再赘述。

实施例三

本实施例提供一种激光模块，包括激光光源和上述的光学模组，光学模组设在激光光源的出光侧。

该激光模块包含与前述实施例中的光学模组相同的结构和有益效果。光学模组的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

综上三个实施例，本发明提供的光学模组及激光模块，能够产生间断性的点光斑或线光斑，在实际中尤其可以用于激光医疗美容中的激光脱毛。以半导体激光器为光源的激光脱毛系统为例，一方面，本发明技术方案相对于传统方案中的连续型光斑，间断性的点光斑或线光斑能够以扫描的方式作用于人体皮肤(或待治疗区)，解决了传统方案中连续光斑对非毛囊区的不必要的照射，避免了能量浪费，提高了能量的利用率；另一方面，相对于传统的MEMS(微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)或扫描振镜，第一光元件5的设置及运动方式能够实现高能量大光斑的输出，能够达到优良的脱毛效果和人体体验性，具有非常大的市场优势。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。