本發明專利技術公開了一種激光補光的勻化方法及其激光照明裝置，其裝置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射照射用激光；所述勻化裝置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，用于擴束和聚焦照射用激光；其中，還設置有一振動或轉動裝置，用于保持所述半導體激光器、勻化裝置及所述透鏡組三者中的至少兩者之間相對振動或轉動，并且其振動或轉動的周期小于等于攝像機的電子快門時間。本發明專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置由于采用了振動或轉動的勻化方法和激光照明裝置，實現了對圖像中明暗條紋的消除以及圖像中的激光散斑現象。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種圖像采集系統和方法，尤其涉及的是一種紅外激光攝像過程中激光補光的勻化方法及其激光照明裝置改進。
技術介紹
現有技術中，隨著夜間攝像技術的發展，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條紋，但均會產生嚴重的激光散斑(即存在區域明暗不均勻問題)，嚴重影響所攝錄圖像的清晰度。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，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種激光補光的勻化方法及其激光照明裝置，可以解決由于激光的高相干性所帶來的夜間攝錄圖像出現激光散斑(即光投射面出現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。本專利技術的技術方案如下一種激光補光勻化的激光照明裝置，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射照射用激光；所述勻化裝置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，還設置有一振動或轉動裝置，用于保持所述半導體激光器、勻化裝置及所述透鏡組三者中的至少兩者之間相對振動或轉動，并且其振動或轉動的周期小于等于攝像機的電子快門時間。所述的激光照明裝置，其中，所述半導體激光器采用激光二極管或帶光纖輸出的激光二極管。所述的激光照明裝置，其中，所述勻化裝置采用光纖、毛玻璃、多面棱鏡和篩孔中的至少一種。所述的激光照明裝置，其中，所述振動或轉動裝置設置在所述激光器、勻化裝置或透鏡組中的任一裝置上。一種激光補光的勻化方法，其包括以下步驟采用一半導體激光器，以及一勻化裝置和一透鏡組形成用于激光補光的激光照明裝置；所述半導體激光器用于發射照射用激光；所述勻化裝置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；保持所述半導體激光器、勻化裝置及所述透鏡組三者中的至少兩者之間相對振動或轉動，并且其振動或轉動的周期小于等于攝像機的電子快門時間。本專利技術所提供的一種激光補光的勻化方法及其激光照明裝置，由于采用了振動或轉動的勻化方法和激光照明裝置，同時實現了對圖像中明暗條紋的消除以及圖像中的激光散斑現象，使圖像在無需增加太高成本的前提下實現了圖像的清晰化，達到了產品的實際市場要求。本專利技術完全解決了由于激光的高相干性所產生的激光散斑缺陷，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。附圖說明圖1為本專利技術激光補光的勻化方法激光照明裝置較佳實施例的結構功能示意圖。圖2a、圖2b和圖2c分別示出的是本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置工作原理示意圖。圖3為本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置原理示意圖。圖4為本專利技術激光補光的勻化方法激光照明裝置的較佳實施例示意圖。圖如、圖恥和圖5c分別為現有技術的無勻化處理時所攝錄的一幀圖像，和分別采用光束分割器、光纖勻化器時的攝錄圖像效果。圖5d為本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置攝錄圖像效果。圖6是本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置的實驗裝置示意圖。具體實施例方式以下結合附圖，將對本專利技術各較佳實施例進行更為詳細的說明。本專利技術的激光補光的勻化方法及其激光照明裝置，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，用來發出照射的激光；B是勻化裝置，包括光纖、毛玻璃、多面棱鏡和篩孔等中的至少一種，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，分別用來對照射用激光進行擴束和聚焦處理；須注意的是，本專利技術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。本專利技術較佳實施例中同時設置了一振動或轉動裝置，如圖1所示，該振動或轉動裝置在現有技術的實現方式中是較多的，例如可以采用馬達驅動的偏心輪聯動，或者通過馬達驅動轉動，例如可以齒輪傳動或皮帶傳動等。本專利技術是通過振動或轉動裝置振動或轉動A、B、C中的至少一個，使三者中的至少兩者之間產生相對運動，使對照射用激光進行進一步的勻化處理，從而使疊加在光投射面上的激光明暗區域快速交錯變化，以至在一定時間內光投射面上的每一點都被均勻地投射到。假設用來攝錄的攝像機電子快門時間為T，而所述振動或轉動裝置保持A、B、 C三個部分中之至少兩者之間相對運動的周期為t，即相對運動的組件由初始位置發生周期性運動再次返回初始位置所用的時間。在滿足t ^ T時，攝像機采集到的激光補光圖像由于明暗區域的交錯累積疊加使任何區域的亮度都變得完全均勻，故可完全消除激光散斑3/4頁導致的圖像不清晰之缺陷。因此，本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置可以完全解決由于激光的高相干性所產生的攝錄圖像中激光散斑缺陷，極大提升了紅外激光補光在夜間攝像領域的應用效果，使圖像更加清晰了。如圖加和圖2b所示的，當A、B、C中的至少兩者之間發生相對運動時，就會使疊加在光投射面上的激光散斑明暗區域交錯變化，如圖2c所示，于是在一個完整的相對運動周期t時間內，激光散斑在光投射面上就會發生如圖加至圖2c所示的變化圖加中所示是相對運動前半個周期的激光散斑分布示意圖；圖2b是相對運動后半個周期的激光散斑分布示意圖；圖2c所示是一個完整的相對運動周期t時間內的激光散斑場的累積疊加。在 t ^ T時，本專利技術即可解決激光散斑導致的圖像不清晰缺陷。采用本專利技術的工作原理，以只針對振動或轉動勻化裝置為例，來說明本專利技術的較佳實施例的技術效果。如圖3所示，本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置中半導體激光器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；擴束鏡131與聚焦透鏡 132對應的是圖1中的C部分透鏡組；同時在所述勻化裝置120下方的陰影部分示意為振動或轉動裝置140，該振動或轉動裝置實現可以采用目前常見的振動馬達或馬達轉動驅動機構，例如齒輪或皮帶驅動，通過振動或轉動勻化裝置，以消除攝像機所采集圖像中的激光散斑。如圖4所示，本專利技術激光補光的勻化方法及其激光照明裝置中的一較具體實施例，將所述半導體激光器110設置在了一筒式外殼210的端部，在該筒式外殼210的管腔 211內依次設置有一勻化裝置120和一透鏡組130，在該勻化裝置120的下方設置有一振動裝置140，具體的可以是通過振動馬達驅動所述勻化裝置120，該勻化裝置120通過一振動彈簧121彈性固定在所述管腔211內。如圖6所示是本專利技術實驗裝置圖，其中激光器110、勻化裝置120和透鏡組130依次設置形成一光學系統，并在所述勻化裝置120的下方設置一振動裝置140。所述勻化裝置 120此處采用的是毛玻璃。其中的激光器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；透鏡組對應的是圖1中的C部分；通過振動勻化裝置，實驗結果表明，確實消除了激光散斑的缺陷。本專利技術激光補光的勻化方法的較佳實施例中，就是利用上述振動或轉動裝置實現激光器、勻化裝置本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種激光補光勻化的激光照明裝置，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射照射用激光；所述勻化裝置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；其特征在于，還設置有一振動或轉動裝置，用于保持所述半導體激光器、勻化裝置及所述透鏡組三者中的至少兩者之間相對振動或轉動，并且其振動或轉動的周期小于等于攝像機的電子快門時間。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陸知緯，方享文，費維剛，王勇來，
申請(專利權)人：深圳市佶達德科技有限公司，
類型：發明
國別省市：94
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