一种大小连续可调的方形光斑照明装置的制作方法

本实用新型涉及，尤其涉及一种大小连续可调的方形光斑照明装置。

背景技术：

现有的激光夜视系统基本上是圆形光斑，而且基本上照明光斑是未经过匀化，或者匀化效果不够理想，呈现系统只有在某一点上光斑内照度均匀、边缘性好，而且由于是圆形光斑，不能切实适配现在摄像机市场角的变化，要么光斑超出整个屏幕，要么光斑只能照射到市场角内的某一些地方，激光利用率低，激光照明市场角不够，匀化不够好，难以适应当前的宽屏比例16：9的摄像机补光需要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一一种大小连续可调的方形光斑照明装置，以解决上述技术问题的至少一种。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种大小连续可调的方形光斑照明装置，包括同轴设置的激光器和镜头，激光器与镜头之间安装有沿光轴方向可移动的变倍聚焦镜片组，激光器的发光端面安装有方形光棒。

本实用新型的有益效果是：激光器发光端面的发出圆形光斑，激光在方形光棒的光学导柱内进行传导折射实现匀化，方形光学导柱的导入导出将圆形光斑整形成为方形光斑，且整形后的方形光斑的照射水平与垂直比例为预设值，实现光斑的匀化整形；通过移动调整变倍聚焦镜片组，从而改变各镜片的位置来实现改变光斑的大小和光斑的均化程度。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，变倍聚焦镜片组包括沿光轴方向依次设置的变倍镜片装置、聚焦镜片装置和固定镜片装置，固定镜片装置靠近方形光棒设置；其中，变倍镜片装置、聚焦镜片装置分别能够相对固定镜片装置移动；激光器能够相对固定镜片装置移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过调整变倍镜片装置与固定镜片装置之间的距离，实现改变光斑的大小和光斑的均化程度；通过调整聚焦镜片装置与与固定镜片装置之间的距离，来达到调节光斑边缘清晰的目的。

进一步，还包括沿光轴同轴套设且转动连接的调节镜筒和内镜筒，内镜筒上设有沿光轴方向的直线孔，调节镜筒上设有螺旋槽，变倍镜片装置、聚焦镜片装置上分别固定有穿过直线孔插入螺旋槽的导柱；其中，通过转动调节镜筒，带动导柱在直线孔内移动，进而带动变倍镜片装置、聚焦镜片装置相对固定镜片装置移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：调节镜筒上设有螺旋槽，内镜筒上设有沿光轴方向的直线孔，转动调节镜筒时，安装在变倍镜片装置、聚焦镜片装置上的导柱只能顺着两个镜筒的公共槽处移动，从而改变各镜片的位置来实现改变光斑的大小和光斑的均化程度。

进一步，激光器通过调节结构与固定镜片装置连接，且通过调节结构调节激光器与固定镜片装置之间的距离。

采用上述进一步方案的有益效果是：实现激光器与固定镜片装置之间的距离可调。

进一步，调节结构包括接口件、限位件和调节螺栓，接口件与固定镜片装置同轴固定连接，限位件套设在接口件和激光器的外侧，调节螺栓一端与接口件连接，激光器可相对接口件移动的连接在调节螺栓上，激光器与调节螺栓的螺帽之间压接有弹性件；限位件螺纹连接在接口件上，通过拧动限位件来调节激光器与接口件之间的距离。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过限位件套设在接口件和激光器的外侧，一方面可以实现接口件与激光器的同轴，另一方面，通过限位件调整激光器与接口件之间的距离，然后通过调节螺栓进行固定。

进一步，限位件呈圆筒状，且其内部沿径向延伸出一限位部，所述限位部与所述接口件螺纹连接，且所述限位部与所述激光器抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单、操作方便。

进一步，所述弹性件为弹簧

进一步，还包括驱动装置，驱动装置驱动调节镜筒转动。

进一步，驱动装置包括驱动电机和齿轮，齿轮安装在驱动电机的输出端，调节镜筒的外周侧设有齿圈，齿圈与齿轮转动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：激光光斑需要调整时驱动电机通过齿轮带动齿圈旋转，齿圈设置在调节镜筒上，从而驱动调节镜筒旋转。

进一步，还包括用于反馈齿圈转动位置的反馈电位器。

附图说明

图1为本实用新型的剖面示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型中聚焦镜片装置和固定镜片装置结构示意图；

图4为本实用新型中变倍镜片装置结构示意图；

图5是本实用新型的装置激光器、方形光棒和调节结构安装示意图；

图6是本实用新型中驱动装置结构示意图；

图7是图6的侧视图；

图8是图2的侧视图；

图9为本实用新型在摄像机中的安装示意图；

图10为图9的侧视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、激光器，2、镜头，3、变倍镜片装置，4、聚焦镜片装置，5、固定镜片装置，6、方形光棒，7、调节镜筒，8、内镜筒，9、螺旋槽，10、直线孔，11、导柱，12、接口件，13、限位件，131、限位部，14、调节螺栓，15、激光器安装座，16、光棒安装座，17、驱动电机，18、齿轮，19、反馈电位器,20、齿圈，21、水平俯仰调节装置，22、弹性件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，包括同轴设置的激光器1和镜头2，激光器1与镜头2之间安装有沿光轴方向可移动的变倍聚焦镜片组，激光器1的发光端面安装有方形光棒6。

本实施例的有益效果是：激光器1发光端面的发出圆形光斑，激光在方形光棒6的光学导柱内进行传导折射实现匀化，方形光学导柱的导入导出将圆形光斑整形成为方形光斑，且整形后的方形光斑的照射水平与垂直比例为预设值，实现光斑的匀化整形；通过移动调整变倍聚焦镜片组，从而改变各镜片的位置来实现改变光斑的大小和光斑的均化程度。

实施例2

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，包括同轴设置的激光器1和镜头2，激光器1与镜头2之间安装有沿光轴方向可移动的变倍聚焦镜片组，激光器1的发光端面安装有方形光棒6。

激光器1发光端面的发出圆形光斑，激光在方形光棒6的光学导柱内进行传导折射实现匀化，方形光学导柱的导入导出将圆形光斑整形成为方形光斑，且整形后的方形光斑的照射水平与垂直比例为预设值，比如预设值可以为当前摄像机等的宽屏比例16：9；实现光斑的匀化整形；通过移动调整变倍聚焦镜片组，从而改变各镜片的位置来实现改变光斑的大小和光斑的均化程度。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，变倍聚焦镜片组包括沿光轴方向依次设置的变倍镜片装置3、聚焦镜片装置4和固定镜片装置5，固定镜片装置5靠近方形光棒6设置；其中，变倍镜片装置3、聚焦镜片装置4分别能够相对固定镜片装置5移动；激光器1能够相对固定镜片装置5移动。

通过调整变倍镜片装置3与固定镜片装置5之间的距离，实现改变光斑的大小和光斑的均化程度；通过调整聚焦镜片装置4与与固定镜片装置5之间的距离，来达到调节光斑边缘清晰的目的。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，还包括沿光轴同轴套设且转动连接的调节镜筒7和内镜筒8，内镜筒8上设有沿光轴方向的直线孔10，调节镜筒7上设有螺旋槽9，变倍镜片装置3、聚焦镜片装置4上分别固定有穿过直线孔10插入螺旋槽9的导柱11；其中，通过转动调节镜筒7，带动导柱11在直线孔10内移动，进而带动变倍镜片装置3、聚焦镜片装置4相对固定镜片装置5移动。

优选的，本实施例中直线孔10为两条，且关于光轴对称设置，螺旋槽9为四条，且两两对称，变倍镜片装置3、聚焦镜片装置4上分别固定有两个对称的导柱11调节镜筒7上设有螺旋槽9，内镜筒8上设有沿光轴方向的直线孔10，转动调节镜筒7时，安装在变倍镜片装置3、聚焦镜片装置4上的导柱11只能顺着两个镜筒的公共槽处移动，从而改变各镜片的位置来实现改变光斑的大小和光斑的均化程度。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，激光器1通过调节结构与固定镜片装置5连接，且通过调节结构调节激光器1与固定镜片装置5之间的距离。

优选的，调节结构包括接口件12、限位件13和调节螺栓14，接口件12与固定镜片装置5同轴固定连接，限位件13套设在接口件12和激光器1的外侧，调节螺栓14一端与接口件12连接，激光器1可相对接口件12移动的连接在调节螺栓14上，激光器1与调节螺栓14的螺帽之间压接有弹性件22；限位件13螺纹连接在接口件12上，通过拧动限位件13来调节激光器1与接口件12之间的距离。

通过限位件13套设在接口件12和激光器1的外侧，一方面可以实现接口件12与激光器1的同轴，另一方面，通过限位件13调整激光器1与接口件12之间的距离，然后通过调节螺栓14进行固定。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，限位件13呈圆筒状，且其内部沿径向延伸出一限位部131，所述限位部131与所述接口件12螺纹连接，且所述限位部131与所述激光器1抵接。结构简单、操作方便。

优选的，弹性件22为弹簧。

具体的，本实施例中，还包括激光器安装座15和光棒安装座16，激光器1固定安装在激光器安装座15上，方形光棒6固定安装在光棒安装座16上，激光器安装座15和光棒安装座16连接；激光器安装座15或光棒安装座16通过调节螺栓14与接口件12连接；限位件13套设在接口件12与激光器安装座15和光棒安装座16的外侧，结构简单、安装和拆卸方便。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，限位件13呈圆筒状，且其内部沿径向延伸出一限位部131，限位部131与接口件12螺纹连接，且限位部131与激光器安装座15或光棒安装座16限位配合。结构简单、操作方便。

本实施例中，限位部131与光棒安装座16限位配合，通过限位部131与接口件12之间的螺纹连接，可以调节限位部131在接口件12上的位置，同时，调节螺栓14穿过激光器安装座15、光棒安装座16，为间隙配合，所以通过限位部131可以推动光棒安装座16和激光器安装座15沿调节螺栓14的螺杆移动，且与调节螺栓14上的弹性件22对激光器安装座15、光棒安装座16的作用力平衡，限位件13可以调节接口件12与光棒安装座16之间的距离，进而调节光棒与固定镜片装置5之间的距离，由于光棒安装座16与激光器安装座15之前连接，激光器1与光棒同时移动。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，还包括驱动装置，驱动装置驱动调节镜筒7转动。

如图1-10所示，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，驱动装置包括驱动电机17和齿轮18，齿轮18安装在驱动电机17的输出端，调节镜筒7的外周侧设有齿圈20，齿圈20与齿轮18转动连接。

具体的，驱动电机17可以采用直流或步进电机，激光光斑需要调整时驱动电机17通过齿轮18带动齿圈20旋转，齿圈20设置在调节镜筒7上，从而驱动调节镜筒7旋转，同时步进电机可以反馈位置；通过直流或步进电机，对装置内的光学镜片距离进行调整，可实现光斑的连续变化。

在另一些具体实施例中，一种大小连续可调的方形光斑照明装置，还包括反馈电位器19，可以反馈当前光斑的大小(或位置)。

本实施例中，镜头2、变倍镜片装置3、聚焦镜头2装置、固定镜片装置5均设有镜片，镜片通过相应的固定装置固定安装。

具体的，镜头2处为凸透镜，变倍镜片装置3的镜片为双凹透镜，聚焦镜头2装置的镜片为凸透镜，固定镜片装置5的镜片为凸透镜，。

本实施例适用于当前流行的高分辨率、感红外、视场角比例16:9的高清摄像机的方形匀化激光光斑的补光装置，该系统使用经过一系列光斑整形匀化技术，将原来圆形的照射光斑整形成为16:9的方形光斑，将原来圆形非匀化光斑，匀化成为照射亮度均匀的匀化光斑，通过直流或步进电机，对装置内的光学镜片距离进行调整，可实现光斑的连续变化。

本实施例安装在摄像机内时，连接有水平俯仰调节装置21。

本实施例的有益效果是：采用光学整形匀化技术，将圆形非匀化的激光光斑经过光学整形匀化后，补光光斑完全切合系统中的高清摄像机视场角，并经过可调节光斑位置，激光光斑呈现完全切合视场角的光斑补光效果，在最终的补光光斑效果，激光边缘清晰、匀化程度高、激光利用率高，与现有技术对比，光斑匀化效果好、边缘清晰、照射光源利用率高，可实现照射光斑与现有高清摄像机视场角变化一致。

本实施例的工作过程为：激光光斑需要调整时驱动电机17通过齿轮18带动齿圈20旋转，齿圈20安装在调节镜筒7上，从而驱动调节外旋转，调节镜筒7上设计四条两两对称的螺旋槽9，内镜筒8上设计有两条对称的直线孔10。安装在内部的变倍镜片装置3和聚焦镜片组上的导柱11只能顺着两个镜筒的公共槽处移动，从而改变各镜片的位置来实现改变光斑的大小和光斑的均化程度。光斑的相对位置由反馈电位器19反回信号。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。