[发明专利]一种3D投射器准直镜的设计方法

权利要求书

1.一种3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，包括：在现有的准直镜设计中的成像圆的基础上，增加一个收光圆的概念，所述成像圆只需包含第一激光光源所有发光区域，且设计时准直镜系统对成像圆范围内的物点有成像质量要求，所述收光圆只需包含第二激光光源所有发光区域，且设计时准直镜系统对收光圆范围内的物点无成像质量要求，只需要此范围内的物点发出的光束能全部通过准直镜的系统出射即可。

2.根据权利要求1所述的3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在第二激光光源的一侧设置垫高片，使得第一激光光源和第二激光光源产生高度差，且保证第一激光光源在准直镜的焦平面，第二激光光源在准直镜的虚焦平面；

步骤2：根据第一激光光源有效发光区的尺寸确定准直镜成像圆的大小；

步骤3：根据第二激光光源有效发光区的尺寸确定准直镜收光圆的大小，通过设置成像圆和收光圆设计的权重来降低低光学总长准直镜的设计难度，使得准直镜尺寸能做得更小。

3.根据权利要求1所述的3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，所述第一激光光源用于发射结构光，所述第一激光光源为垂直腔面发射激光器、边发射激光器或水平腔面发射激光器，且所述第一激光光源的波长为红外波段，所述第一激光光源上分布有多个随机排布的点阵。

4.根据权利要求1所述的3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，所述第二激光光源用于提供均匀的光束，所述第二激光光源为LED、垂直腔面发射激光器、边发射激光器或水平腔面发射激光器，所述第二激光光源上分布有至少一个发光点，所述第二激光光源的波长与第一激光光源相同。

5.根据权利要求1所述的3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，所述准直镜的镜片面型为球面或非球面，且镜片的面型关于中心旋转对称，相应的成像圆与收光圆的圆心重合。

6.根据权利要求1所述的3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，所述准直镜的镜片面型为自由曲面，且镜片的面型为旋转非对称结构，相应的成像圆与收光圆的圆心无需重合；可进一步降低收光圆的大小，从而进一步降低低光学总长准直镜的设计难度。

7.根据权利要求2所述的3D投射器准直镜的设计方法，其特征在于，采用根据第一激光光源和第二激光光源发出的光束打到准直镜的第一面上的光束口径来确定准直镜收光圆的大小，进一步降低收光圆的大小，替换上述步骤3，可进一步降低低光学总长准直镜的设计难度。