专利名称：一种采用多磨砂面毛玻璃匀化的激光照明器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种图像采集系统，尤其涉及的是一种红外激光摄像过程中激光补光的勻化和激光照明装置改进。
背景技术：
现有技术中，随着夜间摄像技术的发展，红外激光补光(或称红外激光照明)的要求越来越高，目前市场上多数采用半导体激光照明器进行红外摄像补光。由于半导体激光器存在光能量分布不均勻的缺陷，目前市场上普遍采用各类光束分割器或光纤对激光光束进行勻化，但由于激光本身的高相干性，上述所有勻化方法或装置虽然会消除图像中的部分明暗大条纹，但同时均会产生严重的激光散斑(即存在区域明暗不均勻问题)，严重影响所摄录图像的清晰度。现有技术中也有尝试采用单片单磨砂面毛玻璃进行勻化的技术，但是与上述光束分割器或光纤的勻化技术一样，仅只能消除部分明暗条纹，同时会带来严重的激光散斑(这是因为激光本身的相干性造成的)。目前市场上没有能彻底消除激光散斑的有效勻化方法或装置，因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，可以解决现有技术中由于激光的高相干性所带来的夜间摄录图像出现激光散斑(即光投射面出现明暗交错亮度不均勻情形)的缺陷，使图像更加清晰，可彻底消除激光散斑。本实用新型的技术方案如下—种采用多面毛玻璃勻化的激光照明器，其包括一半导体激光器，以及一勻化装
置和一透镜组；所述半导体激光器用于发射照明用激光；所述勻化装置，设置在所述半导体激光器与所述透镜组之间，用于在激光传导方向的垂直面上能量分布均勻化；以及一透镜组，至少包括扩束镜和聚焦镜，分别用于扩束和聚焦照明用激光；其中，所述勻化装置设置为至少两层磨砂面。所述的激光照明器，其中，所述至少两层磨砂面设置为至少一片玻璃片，在该玻璃片的两面磨制有磨砂面。所述的激光照明器，其中，所述至少两层磨砂面设置采用单面磨制有磨砂面的玻
璃片O本实用新型所提供的一种采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，由于采用了至少两层磨砂面勻化的技术，实现了对图像中明暗条纹的消除以及图像中的激光散斑现象， 使图像在无需增加太高成本的前提下实现了图像的清晰化，达到了产品的实际市场要求。 本实用新型完全解决了由于激光的高相干性所产生的激光散斑缺陷，极大提升了红外激光补光在夜间摄像领域的应用效果，使图像更加清晰。
图1为本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器较佳实施例的光路组成图。图加、图2b、图2c、图2d及图加分别示出的是本实用新型激光补光的激光照明装
置工作原理示意图。图3为本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器原理示意图。图4为本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器的较佳实施例剖面示意图。图如、图恥和图5c分别为现有技术的无勻化处理时所摄录的一帧图像，和分别单层磨砂面、双层磨砂面时的摄录图像效果。
具体实施方式
以下结合附图，将对本实用新型各较佳实施例进行更为详细的说明。本实用新型的采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，如图1所示，为激光照明器的完整光路组成原理图，其中A是半导体激光器，包括激光二极管、带光纤输出的激光二极管等，用来发出照明补光用的激光；B是勻化装置，包括毛玻璃，用来对激光进行能量勻化处理；C是透镜组，其组成包括扩束镜、聚焦镜等，分别用来对照明用激光进行扩束和聚焦处理；须注意的是，本实用新型所述透镜组中较好的设置方式是扩束镜在前，聚焦镜在后，即需要先扩束再聚焦。本实用新型较佳实施例中所述勻化装置设置为多磨砂面毛玻璃的勻化器件，即所述半导体激光器发出的补光激光经过至少两层磨砂面的勻化处理，具体的，所述两层磨砂面可以采用在一片玻璃片上磨制的两面磨砂面，也可以是在两片玻璃片上分别设置的单面磨砂面，在更佳的效果中，还可以设置更多面磨砂面，例如设置两片双磨砂面毛玻璃片或一片双磨砂面加一片单磨砂面毛玻璃片，其勻化效果将更佳，其中所有组合的磨砂面方向与排列顺序均可任意。但在实际的实验中发现，当采用两层磨砂面时可以有效的克服激光相干性，消除单层磨砂面勻化时带来的激光散斑，如图5a、图恥和图5c所示的效果对比。如图加至图加所示的，当所述勻化器件采用两层以上磨砂面勻化处理时，就会使叠加在光投射面上的激光散斑明暗区域交错变化，最终激光散斑在光投射面上在经过两层以上磨砂面勻化处理后，就会发生如图加至图加所示的变化由激光器A输出的激光束I 经毛玻璃勻化器组B的第一个磨砂面被分割成η束子激光束I” 12、13、…In，每一束子激光束再经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面，产生一个相应的激光散斑场；当η束子激光束 Ip 12、13、…In经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面后，相应的会产生η个激光散斑场Sp S2、在光投射面上叠加。以至在光投射面上的每一点都被均勻地投射到。故可完全消除激光散斑导致的图像不清晰的缺陷。图加是子激光束I1经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面产生的激光散斑场S1在光投射面上的分布示意图；图2b是子激光束I2经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面产生的激光散斑场&在光投射面上的分布示意图；图2c是子激光束I3经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面产生的激光散斑场&在光投射面上的分布示意图；图2d是子激光束In经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面产生的激光散斑场&在光投射面上的分布示意图；图加是 η束子激光束经毛玻璃勻化器组B的第二个磨砂面产生的η个激光散斑场在光投射面上的叠加的效果示意图。由图示可见，本发明可彻底消除激光散斑导致的图像不清晰缺陷。如图3所示，本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器中半导体激光器 110对应的是图1中的A部分，勻化装置120对应的是图1中的B部分，其中包括了两个磨砂面121和122，以消除摄像机所采集图像中的激光散斑；扩束镜131与聚焦透镜132对应的是图1中的C部分透镜组。如图4所示，本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器中的一较具体实施例，将所述半导体激光器Iio设置在了一筒式外壳210的端部，在该筒式外壳210的管腔 211内依次设置有一勻化装置120和一透镜组130，在该勻化装置120设置包括两磨砂面 121和122，具体地可以是一两磨砂面毛玻璃或两片单磨砂面毛玻璃。实验结果表明，本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器确实消除了激光散斑的缺陷。本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器中，半导体激光器输出的激光束经毛玻璃1被分割成η束子激光束，η束子激光束再经毛玻璃2产生η个激光散斑场并在光投射面上叠加，从而消除了激光散斑的缺陷，其与单磨砂面毛玻璃的勻化效果具有质的区别。如图fe至图5c所示是现有技术各处理方式与本实用新型采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器的处理效果对比示意图。现有技术在未进行任何处理时，如图如所示，其图像极不清晰且明暗条纹非常明显；如图恥所示，采用一片单磨砂面毛玻璃勻化，产生的图像明暗条纹有所改善，但激光散斑现象严重，因此现有技术中仅能消除部分明暗条纹，但由于激光本身具有相干性，其并未考虑或实现对激光散斑的消除问题，导致目前夜间摄录技术的不实用。如图5c所示，采用本实用新型两片单磨砂面毛玻璃勻化后，产生的图像清晰无明显缺陷，其清晰无明显缺陷，达到了实用化的要求。以上实验效果图像均为静态图像，但其对比效果已经非常明显，在实际的应用中， 对比动态视频效果，本实用新型的勻化技术效果则更加突出。本实用新型可以采用超过两层的磨砂面以提升勻化效果，但须注意多层磨砂面同时会带来亮度降低的缺陷。应当理解的是，上述针对本实用新型较佳实施例的描述较为具体，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种采用多磨砂面毛玻璃勻化的激光照明器，其包括一半导体激光器，以及一勻化装置和一透镜组；所述半导体激光器用于发射照明用激光；所述勻化装置，设置在所述半导体激光器与所述透镜组之间，用于在激光传导方向的垂直面上能量分布均勻化；以及一透镜组，至少包括扩束镜和聚焦镜，分别用于扩束和聚焦照明用激光；其特征在于， 所述勻化装置设置为至少两层磨砂面毛玻璃。
2.根据权利要求1所述的激光照明器，其特征在于，所述至少两层磨砂面设置为至少一片玻璃片，在该玻璃片的两面磨制有磨砂层。
3.根据权利要求1所述的激光照明器，其特征在于，所述至少两层磨砂面，设置采用单面磨制有磨砂面的玻璃片。
专利摘要本实用新型公开了一种采用多磨砂面毛玻璃匀化的激光照明器，其包括一半导体激光器，以及一匀化装置和一透镜组；所述半导体激光器用于发射照明用激光；所述匀化装置，设置在所述半导体激光器与所述透镜组之间，用于在激光传导方向的垂直面上能量分布均匀化；以及一透镜组，至少包括扩束镜和聚焦镜，分别用于扩束和聚焦照射用激光；其中，所述匀化装置设置为至少两层磨砂面。本实用新型所提供的一种采用多磨砂面毛玻璃匀化的激光照明器，由于采用了至少两层磨砂面匀化的技术，实现了对图像中明暗条纹的消除以及图像中的激光散斑现象，使图像在无需增加太高成本的前提下实现了图像的清晰化，达到了产品的实际市场要求。
文档编号G02B27/09GK202230286SQ20112038458
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者陆知纬 申请人:深圳市佶达德科技有限公司