本發(fā)明涉及光束發(fā)射天線領(lǐng)域，具體是一種橢圓光斑激光發(fā)射天線。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的激光照明鏡頭都是將激光器發(fā)射的光線成圓形，如公告號為CN203241609U的發(fā)明專利公開了一種成像照明鏡頭，采用成像的原理實現(xiàn)變焦激光照明，但是這種照明方式系統(tǒng)的焦距變化很小，成像光斑為圓形光斑。隨著高清攝像的普及，現(xiàn)在市場上絕大多數(shù)攝像機都是高清攝像機。高清攝像機靶面寬高比大多都是16：9的，如果用圓形光斑為其照明，激光的能量利用率會很低，并且比例也不協(xié)調(diào)，不利于晚上的成像效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而設(shè)計了一種橢圓光斑激光發(fā)射天線，能夠解決了圓形光斑激光器為市場上現(xiàn)有的高清攝像機補光照明利用率低的問題，大大提高了光纖激光器為高清攝像機補光照明的利用率，而且成像畫面更協(xié)調(diào)，成像效果好。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明提供了一種橢圓光斑激光發(fā)射天線，包括前透鏡組、變倍透鏡組和固定透鏡組，所述前透鏡組包括凸透鏡Ⅰ，變倍透鏡組包括凹透鏡，固定透鏡組包括凸透鏡Ⅱ，所述前透鏡組、變倍透鏡組和固定透鏡組中至少一組還包括柱面鏡，所述前透鏡組和變倍透鏡組均沿光軸方向可移動設(shè)置，所述前透鏡組的水平方向和垂直方向的組合焦距為正焦距，所述變倍透鏡組的水平方向和垂直方向的組合焦距為為負焦距，所述固定透鏡組的水平方向和垂直方向 的組合焦距為正焦距。

上述前透鏡組、變倍透鏡組和固定透鏡組中僅有變倍透鏡組包括柱面鏡。

上述前透鏡組、變倍透鏡組和固定透鏡組中，任意兩組中分別包括柱面鏡。

上述前透鏡組、變倍透鏡組和固定透鏡組中三組均分別包括柱面鏡，其中，所述前透鏡組、變倍透鏡組和固定透鏡組中的柱面鏡依次為柱面鏡Ⅰ、柱面鏡Ⅱ和柱面鏡Ⅲ。

上述固定透鏡組的后端透鏡靠近激光器的出光口一側(cè)設(shè)置，上述凸透鏡Ⅰ的最大直徑D與前透鏡組中最前端的透鏡到激光器出光口之間的最長距離TOTR的比值D/TOTR＞0.4。

上述橢圓光斑激光發(fā)射天線在變焦過程中始終滿足1＜f1/f2≤2，其中，f1為水平方向的焦距，f2為垂直方向的焦距。

上述橢圓光斑激光發(fā)射天線滿足以下條件：在水平方向上的變焦倍數(shù)f1t/f1w與≥15，在垂直方向上的變焦倍數(shù)f2t/f2w≥15，其中，f1t為橢圓光斑激光發(fā)射天線水平方向的最長焦距，f1w為橢圓光斑激光發(fā)射天線水平方向的最短焦距，f2t為橢圓光斑激光發(fā)射天線垂直方向的最長焦距，f2w為橢圓光斑激光發(fā)射天線垂直方向的最短焦距。

上述固定透鏡組的組合焦距fh≤10mm。

上述柱面鏡Ⅰ的屈光度設(shè)置為負屈光度。

上述柱面鏡采用凸柱面鏡或凹柱面鏡或柱透鏡或鮑威爾棱鏡

本發(fā)明的有益效果可通過上述方案得出：1、本發(fā)明通過采用柱面鏡與透鏡的組合，使得激光發(fā)射天線的水平方向焦距相對于垂直方向的焦距更短、照明角度更大，從而發(fā)射出橢圓光斑，進而解決了圓 形光斑激光器為市場上現(xiàn)有的高清攝像機補光照明利用率低的問題，大大提高了光纖激光器為高清攝像機補光照明的利用率，而且成像畫面更協(xié)調(diào)，成像效果好。2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，通過調(diào)節(jié)前透鏡組或變倍透鏡組，可實現(xiàn)橢圓光斑大小的改變，進而實現(xiàn)不同角度的照明，使用方便，應用范圍廣，值得推廣。

由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中實施例1的光學模擬示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例1中短焦時垂直方向的MTF曲線；

圖4為本發(fā)明實施例1中短焦時水平方向的MTF曲線；

圖5為本發(fā)明實施例1中長焦時垂直方向的MTF曲線；

圖6為本發(fā)明實施例1中長焦時水平方向的MTF曲線；

圖7為本發(fā)明具體實施方式中短焦時水平方向角度模擬圖；

圖8為本發(fā)明具體實施方式中短焦時垂直方向角度模擬圖；

圖9為實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為實施例2的光學模擬示意圖；

圖11為實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為實施例3的光學模擬示意圖；

圖13為實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為實施例4的光學模擬示意圖；

圖15為實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為實施例5的光學模擬示意圖。

其中，1為前透鏡組，2為變倍透鏡組，3為固定透鏡組，4為激光器的出光口，1-1為凸透鏡Ⅰ，1-2為柱面鏡Ⅰ，2-1為柱面鏡Ⅱ，2-2為凹透鏡，3-1為柱面鏡Ⅲ，3-2為凸透鏡Ⅱ。

具體實施方式：

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖來詳細解釋本發(fā)明的實施方式。

具體實施方式：本發(fā)明提供了一種橢圓光斑激光發(fā)射天線，包括依次設(shè)置的前透鏡組1、變倍透鏡組2、固定透鏡組3，所述固定透鏡組靠近激光器的出光口一側(cè)設(shè)置，所述前透鏡組1包括凸透鏡1-1，變倍透鏡組2包括凹透鏡2-2，固定透鏡組3包括凸透鏡Ⅱ3-2，所述前透鏡組1、變倍透鏡組2和固定透鏡組3中至少一組還分別包括柱面鏡，所述前透鏡組1和變倍透鏡組2均沿光軸方向可移動設(shè)置，即通過使變倍透鏡組2在前透鏡組1和固定透鏡組3之間移動可用以改變光學系統(tǒng)的焦距，也可根據(jù)實際需求移動前透鏡組1的位置用以補償變倍透鏡組2，以保證發(fā)射的光斑滿足照明需求。所述前透鏡組1的水平方向和垂直方向的組合焦距為正焦距，所述變倍透鏡2的水平方向和垂直方向的組合焦距為為負焦距，所述固定透鏡組3的水平方向和垂直方向的組合焦距為正焦距。

在本實施例中，前透鏡1組、變倍透鏡組2和固定透鏡組3均分別包括柱面鏡，其中，所述前透鏡組1、變倍透鏡組2和固定透鏡組3中的柱面鏡依次為負屈光度的柱面鏡Ⅰ1-2、負屈光度的柱面鏡Ⅱ2-1和正屈光度的柱面鏡Ⅲ3-1。其中柱面鏡采用凸柱面鏡或凹柱面鏡或柱透鏡或鮑威爾棱鏡等等只改一維方向的光學透鏡。上述固定透鏡組3的組合焦距fh≤10mm。上述橢圓光斑激光發(fā)射天線在變焦過程 中始終滿足1＜f1/f2≤2，其中，f1為水平方向的焦距，f2為垂直方向。凸透鏡Ⅰ1-1的最大直徑D與前透鏡組1中最前端的透鏡到激光器出光口4之間的最長距離TOTR的比值D/TOTR＞0.4。

所述橢圓光斑激光發(fā)射天線滿足以下條件：在水平方向上的變焦倍數(shù)f1t/f1w與≥15，在垂直方向上的變焦倍數(shù)f2t/f2w≥15，其中，f1t為橢圓光斑激光發(fā)射天線水平方向的最長焦距，f1w為橢圓光斑激光發(fā)射天線水平方向的最短焦距，f2t為橢圓光斑激光發(fā)射天線垂直方向的最長焦距，f2w為橢圓光斑激光發(fā)射天線垂直方向的最短焦距。

在工作過程中，將光纖激光器光纖頭放置在光纖激光器出光口，由于柱面鏡與透鏡組合使得水平方向焦距相對于垂直方向焦距更短、照明角度更大，從而本發(fā)明就會發(fā)射出橢圓光斑。隨著變倍透鏡組2向前透鏡組1移動，照出的橢圓光斑變大，隨著變倍透鏡組2向固定透鏡組3移動，照出的橢圓光斑變小。根據(jù)實際的需求，也可以移動前透鏡組1，進而改變焦距，增強照明效果。

其中，表一為本實施例中各光學元件參數(shù)表。S1～S12分別為各透鏡的各個表面。

表一

實施例2

如圖9所示，在本實施例中，前透鏡組1、變倍透鏡組2和固定透鏡組3三組中僅有前透鏡組1和變倍透鏡組2包括柱面鏡來實現(xiàn)非對稱兩維方向光線發(fā)射，所述前透鏡組1、變倍透鏡組2中的柱面鏡依次為柱面鏡Ⅰ1-2、柱面鏡Ⅱ2-1。

實施例3

如圖10所示，在本實施例中，前透鏡組1、變倍透鏡組2和固定透鏡組3三組中僅有前透鏡組1和固定透鏡組3包括柱面鏡來實現(xiàn)非對稱兩維方向光線發(fā)射，所述前透鏡組1、固定透鏡組3中的柱面鏡分別為柱面鏡Ⅰ1-2、柱面鏡Ⅲ3-1。

實施例4

如圖11所示，在本實施例中，前透鏡組1、變倍透鏡組2和固定透鏡組3三組中僅有變倍透鏡組2和固定透鏡組3包括柱面鏡來實現(xiàn)非對稱兩維方向光線發(fā)射，所述變倍透鏡組2和固定透鏡組3中的柱面鏡分別為柱面鏡Ⅱ2-1、柱面鏡Ⅲ3-1。

實施例5

如圖12所示，在本實施例中，前透鏡組1、變倍透鏡組2和固定透鏡組3三組中僅有變倍透鏡組2包括柱面鏡。

上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。