專利名稱：一種采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種圖像采集系統(tǒng)，尤其涉及的是一種紅外激光攝像過程中激光補光的勻化和激光照明裝置改進。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，隨著夜間攝像技術的發(fā)展，紅外激光補光(或稱紅外激光照明)的要求越來越高，目前市場上多數(shù)采用半導體激光照明器進行紅外攝像補光。由于半導體激光器存在光能量分布不均勻的缺陷，目前市場上普遍采用各類光束分割器或光纖對激光光束進行勻化，但由于激光本身的高相干性，上述所有勻化方法或裝置雖然會消除圖像中的部分明暗大條紋，但同時均會產(chǎn)生嚴重的激光散斑(即存在區(qū)域明暗不均勻問題)，嚴重影響所攝錄圖像的清晰度。現(xiàn)有技術中也有嘗試采用單片單磨砂面毛玻璃進行勻化的技術，但是與上述光束分割器或光纖的勻化技術一樣，僅只能消除部分明暗條紋，同時會帶來嚴重的激光散斑(這是因為激光本身的相干性造成的)。目前市場上沒有能徹底消除激光散斑的有效勻化方法或裝置，因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，可以解決現(xiàn)有技術中由于激光的高相干性所帶來的夜間攝錄圖像出現(xiàn)激光散斑(即光投射面出現(xiàn)明暗交錯亮度不均勻情形)的缺陷，使圖像更加清晰，可徹底消除激光散斑。本實用新型的技術方案如下—種采用多面毛玻璃勻化的激光照明器，其包括一半導體激光器，以及一勻化裝
置和一透鏡組；所述半導體激光器用于發(fā)射照明用激光；所述勻化裝置，設置在所述半導體激光器與所述透鏡組之間，用于在激光傳導方向的垂直面上能量分布均勻化；以及一透鏡組，至少包括擴束鏡和聚焦鏡，分別用于擴束和聚焦照明用激光；其中，所述勻化裝置設置為至少兩層磨砂面。所述的激光照明器，其中，所述至少兩層磨砂面設置為至少一片玻璃片，在該玻璃片的兩面磨制有磨砂面。所述的激光照明器，其中，所述至少兩層磨砂面設置采用單面磨制有磨砂面的玻
璃片O本實用新型所提供的一種采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，由于采用了至少兩層磨砂面勻化的技術，實現(xiàn)了對圖像中明暗條紋的消除以及圖像中的激光散斑現(xiàn)象， 使圖像在無需增加太高成本的前提下實現(xiàn)了圖像的清晰化，達到了產(chǎn)品的實際市場要求。 本實用新型完全解決了由于激光的高相干性所產(chǎn)生的激光散斑缺陷，極大提升了紅外激光補光在夜間攝像領域的應用效果，使圖像更加清晰。
圖1為本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器較佳實施例的光路組成圖。圖加、圖2b、圖2c、圖2d及圖加分別示出的是本實用新型激光補光的激光照明裝
置工作原理示意圖。圖3為本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器原理示意圖。圖4為本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器的較佳實施例剖面示意圖。圖如、圖恥和圖5c分別為現(xiàn)有技術的無勻化處理時所攝錄的一幀圖像，和分別單層磨砂面、雙層磨砂面時的攝錄圖像效果。
具體實施方式
以下結合附圖，將對本實用新型各較佳實施例進行更為詳細的說明。本實用新型的采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，如圖1所示，為激光照明器的完整光路組成原理圖，其中A是半導體激光器，包括激光二極管、帶光纖輸出的激光二極管等，用來發(fā)出照明補光用的激光；B是勻化裝置，包括毛玻璃，用來對激光進行能量勻化處理；C是透鏡組，其組成包括擴束鏡、聚焦鏡等，分別用來對照明用激光進行擴束和聚焦處理；須注意的是，本實用新型所述透鏡組中較好的設置方式是擴束鏡在前，聚焦鏡在后，即需要先擴束再聚焦。本實用新型較佳實施例中所述勻化裝置設置為多磨砂面毛玻璃的勻化器件，即所述半導體激光器發(fā)出的補光激光經(jīng)過至少兩層磨砂面的勻化處理，具體的，所述兩層磨砂面可以采用在一片玻璃片上磨制的兩面磨砂面，也可以是在兩片玻璃片上分別設置的單面磨砂面，在更佳的效果中，還可以設置更多面磨砂面，例如設置兩片雙磨砂面毛玻璃片或一片雙磨砂面加一片單磨砂面毛玻璃片，其勻化效果將更佳，其中所有組合的磨砂面方向與排列順序均可任意。但在實際的實驗中發(fā)現(xiàn)，當采用兩層磨砂面時可以有效的克服激光相干性，消除單層磨砂面勻化時帶來的激光散斑，如圖5a、圖恥和圖5c所示的效果對比。如圖加至圖加所示的，當所述勻化器件采用兩層以上磨砂面勻化處理時，就會使疊加在光投射面上的激光散斑明暗區(qū)域交錯變化，最終激光散斑在光投射面上在經(jīng)過兩層以上磨砂面勻化處理后，就會發(fā)生如圖加至圖加所示的變化由激光器A輸出的激光束I 經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第一個磨砂面被分割成η束子激光束I” 12、13、…In，每一束子激光束再經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面，產(chǎn)生一個相應的激光散斑場；當η束子激光束 Ip 12、13、…In經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面后，相應的會產(chǎn)生η個激光散斑場Sp S2、在光投射面上疊加。以至在光投射面上的每一點都被均勻地投射到。故可完全消除激光散斑導致的圖像不清晰的缺陷。圖加是子激光束I1經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面產(chǎn)生的激光散斑場S1在光投射面上的分布示意圖；圖2b是子激光束I2經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面產(chǎn)生的激光散斑場&在光投射面上的分布示意圖；圖2c是子激光束I3經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面產(chǎn)生的激光散斑場&在光投射面上的分布示意圖；圖2d是子激光束In經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面產(chǎn)生的激光散斑場&在光投射面上的分布示意圖；圖加是 η束子激光束經(jīng)毛玻璃勻化器組B的第二個磨砂面產(chǎn)生的η個激光散斑場在光投射面上的疊加的效果示意圖。由圖示可見，本發(fā)明可徹底消除激光散斑導致的圖像不清晰缺陷。如圖3所示，本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器中半導體激光器 110對應的是圖1中的A部分，勻化裝置120對應的是圖1中的B部分，其中包括了兩個磨砂面121和122，以消除攝像機所采集圖像中的激光散斑；擴束鏡131與聚焦透鏡132對應的是圖1中的C部分透鏡組。如圖4所示，本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器中的一較具體實施例，將所述半導體激光器Iio設置在了一筒式外殼210的端部，在該筒式外殼210的管腔 211內(nèi)依次設置有一勻化裝置120和一透鏡組130，在該勻化裝置120設置包括兩磨砂面 121和122，具體地可以是一兩磨砂面毛玻璃或兩片單磨砂面毛玻璃。實驗結果表明，本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器確實消除了激光散斑的缺陷。本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器中，半導體激光器輸出的激光束經(jīng)毛玻璃1被分割成η束子激光束，η束子激光束再經(jīng)毛玻璃2產(chǎn)生η個激光散斑場并在光投射面上疊加，從而消除了激光散斑的缺陷，其與單磨砂面毛玻璃的勻化效果具有質(zhì)的區(qū)別。如圖fe至圖5c所示是現(xiàn)有技術各處理方式與本實用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器的處理效果對比示意圖?，F(xiàn)有技術在未進行任何處理時，如圖如所示，其圖像極不清晰且明暗條紋非常明顯；如圖恥所示，采用一片單磨砂面毛玻璃勻化，產(chǎn)生的圖像明暗條紋有所改善，但激光散斑現(xiàn)象嚴重，因此現(xiàn)有技術中僅能消除部分明暗條紋，但由于激光本身具有相干性，其并未考慮或?qū)崿F(xiàn)對激光散斑的消除問題，導致目前夜間攝錄技術的不實用。如圖5c所示，采用本實用新型兩片單磨砂面毛玻璃勻化后，產(chǎn)生的圖像清晰無明顯缺陷，其清晰無明顯缺陷，達到了實用化的要求。以上實驗效果圖像均為靜態(tài)圖像，但其對比效果已經(jīng)非常明顯，在實際的應用中， 對比動態(tài)視頻效果，本實用新型的勻化技術效果則更加突出。本實用新型可以采用超過兩層的磨砂面以提升勻化效果，但須注意多層磨砂面同時會帶來亮度降低的缺陷。應當理解的是，上述針對本實用新型較佳實施例的描述較為具體，并不能因此而認為是對本實用新型專利保護范圍的限制，本實用新型的專利保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，其包括一半導體激光器，以及一勻化裝置和一透鏡組；所述半導體激光器用于發(fā)射照明用激光；所述勻化裝置，設置在所述半導體激光器與所述透鏡組之間，用于在激光傳導方向的垂直面上能量分布均勻化；以及一透鏡組，至少包括擴束鏡和聚焦鏡，分別用于擴束和聚焦照明用激光；其特征在于， 所述勻化裝置設置為至少兩層磨砂面毛玻璃。
2.根據(jù)權利要求1所述的激光照明器，其特征在于，所述至少兩層磨砂面設置為至少一片玻璃片，在該玻璃片的兩面磨制有磨砂層。
3.根據(jù)權利要求1所述的激光照明器，其特征在于，所述至少兩層磨砂面，設置采用單面磨制有磨砂面的玻璃片。
專利摘要本實用新型公開了一種采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，其包括一半導體激光器，以及一勻化裝置和一透鏡組；所述半導體激光器用于發(fā)射照明用激光；所述勻化裝置，設置在所述半導體激光器與所述透鏡組之間，用于在激光傳導方向的垂直面上能量分布均勻化；以及一透鏡組，至少包括擴束鏡和聚焦鏡，分別用于擴束和聚焦照射用激光；其中，所述勻化裝置設置為至少兩層磨砂面。本實用新型所提供的一種采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，由于采用了至少兩層磨砂面勻化的技術，實現(xiàn)了對圖像中明暗條紋的消除以及圖像中的激光散斑現(xiàn)象，使圖像在無需增加太高成本的前提下實現(xiàn)了圖像的清晰化，達到了產(chǎn)品的實際市場要求。
文檔編號G02B27/09GK202230286SQ20112038458
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權日2011年10月11日
發(fā)明者陸知緯 申請人:深圳市佶達德科技有限公司