速。在监控摄像过程中，为了提高图像拍摄清晰度，一般将电 子快门速度设置为自动适应环境光强度。特别是在夜间监控拍摄时，快门速度适应光线较 弱的环境适应性调慢，既提高了拍摄清晰度，又降低了摄像机和激光补光装置能耗。因而， 本发明中设置转速调节控制模块调整电机转速，能使本发明的激光补光装置应用于摄像机 的适用范围更广，无论处于何种拍摄环境，使匀化片都能根据不同环境光强度需要自适应 调整转动的周期，从而在匀化片周期性转动实现消除激光相干性所产生的摄录图像中激光 散斑缺陷现象后，还使无论处于何种环境下的拍摄图像更加清晰，极大提升了本发明激光 补光装置在摄像领域的应用范围。
[0032] 进一步地，本发明中，还可以将所述直流无刷电机转速控制在1000~30000转/分范 围内，当电机转速在1〇〇〇~30000转/分范围内，本发明补光效果较佳，使得图像能更加清晰、 稳定。
[0033] 进一步地，匀化片C的位置可以安置在所述第一透镜装置B聚焦激光束的汇聚处， 如图4或图5所示。由半导体激光器A发出的激光束经第一透镜装置B后，激光束被汇聚到匀 化片C上面，通过以上设置能使匀化片C上的激光点重新发射激光束，从而可以看作成新的 激光光源;并且可进一步地控制激光束在匀化片C上面汇聚的光斑大小小于2.5mm X 2.5mm， 光斑越小，越有利于激光照射得更加均匀、以及消减边缘光毛边。
[0034]当第二透镜装置D沿光轴前后移动时，匀化片与第二透镜装置的相对距离发生变 化，因而其光照角度随第二透镜装置D的位置变化而同步变化。可以使半导体激光器发射的 激光的照明角度可调节，消除现有激光器照射距离受限导致难以将激光照明发挥应用于中 远距离照明的优势。
[0035] 譬如，如图4所示，将所述正透镜或正透镜组D远离匀化片C端，激光处于小角度(远 角）出射状态;远角照明，适应于远距离补光。又譬如图4所示，将所述正透镜或正透镜组D靠 近匀化片C端，装置处于大角度(近角）出射状态;近角照明，适应于近距离补光。
[0036]进一步地，参见图6所示，为本发明激光补光装置的光学部件位置示意图，图中S是 激光器A所在位置;L1是第一透镜装置B所在，其焦距为Π ; G是匀化片C所在位置，L2是第二 透镜装置D所在位置，其焦距为f 2。其中，S-L1表示激光器A到第一透镜装置B的距离;L1-G表 示第一透镜装置B与匀化片C间的距离;L2-G表示第二透镜装置D与匀化片C间的距离。
[0037]本发明具体实施时， 当满足条件条件：
此时，第一透镜装置B将激光束聚焦在匀化片C表面，并由第二透镜装置D准直输出，产 生远角照明。若继续移动第二透镜装置D使其靠近匀化片C时，光照角度逐步扩大，从而产生 近角照明的效果。因而，可根据实际对第二透镜装置D、匀化片C与第一透镜装置B的相对位 置参数进行设计，理论上可满足所有摄像机的补光要求，同时所有光学部件距离较近，故光 能损耗较低。
[0038] 在本发明的激光补光装置的光照控制方法的较佳实施例中，所述匀化片的位置在 所述短焦聚焦透镜聚焦激光束的汇聚处，且激光束在所述光束分割器上汇聚的光斑大小小 于2.5mmX 2.5mm。匀化片上的光斑可看作新的光源，激光通过周期性转动的匀化片被快速 匀化散射；当所述第二透镜装置沿光轴移动时，在匀化片与所述第二透镜装置的相对距离 发生变化;其光照角度随第二透镜装置的位置变化而同步变化。
[0039] 这样就可以消除摄像机摄录图像中的激光散斑，实现激光均匀补光，并使得激光 能量的利用效率大大提高，补光范围更广，大小角度照明满足了摄像机在各种拍摄环境下 的要求。
[0040] 本发明的激光补光装置的另一实施例，如图3所示，本实施例的激光补光装置除了 包括上述实施例的结构还包括:设置在第二透镜装置光路后方的一负透镜E，所述负透镜E 与所述第二透镜装置设置在同一光轴上。
[0041] 如图3所示的本实施例的激光补光装置的光路原理，本包括一激光器A，用来发射 激光;发射出的激光通过一短焦透镜B进行汇聚，并在该短焦透镜B的焦点前后设置一匀化 装置C;在该匀化装置C后设置所述第二透镜装置D(如正透镜组）以及一负透镜E组成的结 构，激光经过该两个透镜，形成一定的补光范围。本实施例将正透镜组设置负透镜E的前方， 并且设置正透镜组可以前后移动，从而形成可调整出光角度的照明装置，该出光角度的调 整可以实现本发明照明装置补光范围的调整。
[0042] 本发明所提供的激光补光装置，相较于现有技术，本发明采用了创新的方法，使得 激光能量的利用效率大大得到提高，通过周期性转动的匀化片使激光器照射出的激光迅速 匀化，保证明暗亮度区域的均匀照射，并且可实现连续调节光照角度，使本发明激光补光装 置应用于摄像机能彻底消除摄录图像中的激光散斑，并且使图像成像更加稳定、清晰。 [0043]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可 以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种激光补光装置，其设置包括一用于发射激光的激光器，其特征在于，还包括： 设置在所述激光器前方的用于把所述激光器发出的激光束进行聚焦的第一透镜装置； 设置在所述第一透镜装置前方的匀化片； 以及设置在所述匀化片前方的第二透镜装置； 所述激光器、第一透镜装置、匀化片、及所述第二透镜装置依次设置在同一光轴上，且 所述第二透镜装置沿所述光轴可前后移动;所述匀化片通过一直流无刷电机驱动而进行周 期性转动； 其中，所述激光补光装置，其还包括一转速调节控制模块，用于根据光线的强弱变化进 而调整所述直流无刷电机的转速。2. 根据权利要求1所述的激光补光装置，其特征在于，其还包括，设置在第二透镜装置 光路前方的一负透镜，所述负透镜与所述第二透镜装置设置在同一光轴上。3. 根据权利要求1所述的激光补光装置，其特征在于，所述直流无刷电机转速调整区间 为1000~30000转/分钟。4. 根据权利要求1所述的激光补光装置，其特征在于，所述激光器为半导体激光器。5. 根据权利要求4所述的激光补光装置，其特征在于，所述半导体激光器为单芯片发光 的激光器，所述单芯片发光的激光器光功率范围为2-20瓦。6. 根据权利要求1所述的激光补光装置，其特征在于，所述第一透镜装置为起聚焦作用 的平凸透镜、双凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜。7. 根据权利要求1所述的激光补光装置，其特征在于，所述匀化片为毛玻璃、微透镜阵 列或复眼透镜。8. 根据权利要求1所述可连续调节光照角度的红外激光补光装置，其特征在于，所述匀 化片的位置在所述短焦聚焦透镜聚焦激光束的汇聚处，且激光束在所述光束分割器上汇聚 的光斑大小小于2.5mm X 2.5mm。9. 根据权利要求1所述的激光补光装置，其特征在于，所述第二透镜装置为正透镜或正 透镜组。10. 根据权利要求9所述的激光补光装置，其特征在于，所述正透镜包括平凸透镜、双凸 透镜、凹凸透镜、非球面镜或自聚焦透镜;所述正透镜组为平凸透镜、双凸透镜、凹凸透镜、 非球面透镜、自聚焦透镜中至少两个的组合。11. 一种如权利要求1-10任一项所述的激光补光装置光照控制方法，其特征在于，所述 方法包括： 激光器发出的激光束经第一透镜装置后，激光束被汇聚到进行周期性转动的匀化片上 面，激光束在所述匀化片上汇聚的光斑大小小于2.5mmX 2.5mm，激光束被周期性转动的匀 化片匀化散射;通过第二透镜装置沿光轴移动时，调节装置光照角度；同时通过转速调节控 制模块根据光线的强弱变化进而调整直流无刷电机的转速。
【专利摘要】本发明公开了一种激光补光装置及其光照控制方法，所述装置包括：激光器、第一透镜装置、匀化片、第二透镜装置；激光器、第一透镜装置、匀化片、及第二透镜装置依次设置在同一光轴上，第二透镜装置沿光轴可前后移动；匀化片通过一直流无刷电机驱动进行周期性转动；所述装置还增加一转速调节控制模块，用于根据光线的强弱变化进而调整所述直流无刷电机的转速。本发明光能利用率高，通过正透镜或正透镜组前后移动可连续调节光照角度，基本满足摄像机的补光需求，同时通过周期性转动的匀化片使激光匀化消除散斑，使摄像机摄录的图像清晰，同时增加转速调节控制模块，可使补光装置更稳定可靠，更能匹配摄像机在不同光线强度下的补光要求。
【IPC分类】G02B27/09, G02B27/48
【公开号】CN105589206
【申请号】CN201610175303
【发明人】刘磊
【申请人】刘磊
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月25日