[發明專利]光束強度變換光學系統以及光束強度變換透鏡

有效

• 申請號: 201680068709.2
• 申請日: 2016-10-07
• 公開（公告）號: CN108292046B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 長谷山亮
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B13/00;G02B13/18;G11B7/1372
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 韓丁

本公開的光束強度變換光學系統(3)具備：激光源(4)；和光束強度變換透鏡(5)，對從激光源(4)射出的激光光線(1)的光強度分布進行變換并使其照射到照射區域(6)，光束強度變換透鏡(5)是單片構造，并且，光束強度變換透鏡(5)的近軸像面(7)的位置與照射區域(6)的位置在光軸(8)上不同。此外，光束強度變換透鏡(5)在近軸像面(7)的縱向球面像差特性中，比70％像高更靠外側的縱向球面像差的位移寬度為70％像高處的縱向球面像差量的20％以內。

技術領域

本公開涉及對從激光源射出的激光光線的光強度分布進行變換并照射到照射區域的光束強度變換光學系統以及光束強度變換透鏡。

背景技術

從激光源輸出的激光光線的光強度分布為高斯分布。并且，研究了用于將激光光線中的高斯型的光強度分布變換為平頂型的光強度分布的光束強度變換光學系統。另外，所謂本公開中的平頂型的光強度分布，表示激光光線中的所希望區域內的光強度分布的位移寬度為峰值強度的10％以內。

作為使用光束強度變化光學系統的一個例子，存在激光激勵光源。激光激勵光源通過將從光束強度變換光學系統射出的激光光線照射到熒光體從而被激勵白色光。光束強度變換光學系統包含激光源，將從激光源射出的具有高斯型的光強度分布的激光光線變換為平頂型的激光光線，并照射到熒光體。換句話說，照射到熒光體的激光光線具有平頂型的光強度分布，針對熒光體的光強度的集中被抑制。

以往的光束強度變換光學系統從激光源向熒光體，依次配置準直透鏡、透鏡陣列、物鏡。準直透鏡使從激光源射出的發散光變換為平行光。透鏡陣列使具有高斯型的光強度分布的激光光線的光強度分布變換為平頂型的光強度分布。聚光透鏡使穿過了透鏡陣列的激光光線照射到熒光體的照射區域。

另外，作為與本申請的發明有關的在先技術文獻信息，例如已知專利文獻1。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2003-255262號公報

發明內容

本公開中的光束強度變換光學系統的一方式具備激光源和光束強度變換透鏡，光束強度變換透鏡是單片構造，并且，在激光光線的光軸上，光束強度變換透鏡的近軸像面的位置與照射區域的位置不同。

此外，本公開中的光束強度變換透鏡的一方式在光束強度變換透鏡的近軸像面處的縱向球面像差特性中，比70％像高更靠外側的縱向球面像差的位移寬度為70％像高處的縱向球面像差量的20％以內。

通過該結構，能夠減少部件數量來提供光束強度變換光學系統以及光束強度變換透鏡。

附圖說明

圖1是示意性地表示具備本公開的一實施方式中的光束強度變換光學系統的激光激勵光源的圖。

圖2表示構成本公開的一實施方式中的光束強度變換光學系統的光束強度變換透鏡中的縱向球面像差特性的圖。

圖3是表示與本公開的一實施方式對應的實施例1的光束強度變換透鏡中的縱向球面像差特性的圖。

圖4是表示與本公開的一實施方式對應的實施例1的光束強度變換光學系統的照射區域中的光強度分布的圖。

圖5是表示與本公開的一實施方式對應的實施例2的光束強度變換透鏡中的縱向球面像差特性的圖。

圖6是表示與本公開的一實施方式對應的實施例2的光束強度變換光學系統的照射區域中的光強度分布的圖。

圖7是表示本公開的一實施方式中的比較例1的光束強度變換透鏡中的縱向球面像差特性的圖。

圖8是表示本公開的一實施方式中的比較例1的光束強度變換光學系統的照射區域中的光強度分布的圖。