[发明专利]一种激光补光的匀化方法及其激光照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像采集系统和方法，尤其涉及的是一种红外激光摄像过程中激光补光的匀化方法及其激光照明装置改进。

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匀的缺陷，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匀化，但由于激光本身的高相干性，上述所有匀化方法或装置虽然会消除图像中的部分明暗条纹，但均会产生严重的激光散斑（即存在区域明暗不均匀问题），严重影响所摄录图像的清晰度。

目前市场上没有能彻底消除激光散斑的有效匀化方法或装置，因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光补光的匀化方法及其激光照明装置，可以解决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匀情形）的缺陷，使图像更加清晰，可彻底消除激光散斑。

本发明的技术方案如下：

一种激光补光匀化的激光照明装置，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射用激光；所述匀化装置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，

还设置有一振动或转动装置，用于保持所述半导体激光器、匀化装置及所述透镜组三者中的至少两者之间相对振动或转动，并且其振动或转动的周期小于等于摄像机的电子快门时间。

所述的激光照明装置，其中，所述半导体激光器采用激光二极管或带光纤输出的激光二极管。

所述的激光照明装置，其中，所述匀化装置采用光纤、毛玻璃、多面棱镜和筛孔中的至少一种。

所述的激光照明装置，其中，所述振动或转动装置设置在所述激光器、匀化装置或透镜组中的任一装置上。

一种激光补光的匀化方法，其包括以下步骤：

采用一半导体激光器，以及一匀化装置和一透镜组形成用于激光补光的激光照明装置；所述半导体激光器用于发射照射用激光；所述匀化装置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；

保持所述半导体激光器、匀化装置及所述透镜组三者中的至少两者之间相对振动或转动，并且其振动或转动的周期小于等于摄像机的电子快门时间。

本发明所提供的一种激光补光的匀化方法及其激光照明装置，由于采用了振动或转动的匀化方法和激光照明装置，同时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。本发明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。

附图说明

图1为本发明激光补光的匀化方法激光照明装置较佳实施例的结构功能示意图。

图2a、图2b和图2c分别示出的是本发明激光补光的匀化方法及其激光照明装置工作原理示意图。

图3为本发明激光补光的匀化方法及其激光照明装置原理示意图。

图4为本发明激光补光的匀化方法激光照明装置的较佳实施例示意图。

图5a、图5b和图5c分别为现有技术的无匀化处理时所摄录的一帧图像，和分别采用光束分割器、光纤匀化器时的摄录图像效果。

图5d为本发明激光补光的匀化方法及其激光照明装置摄录图像效果。

图6是本发明激光补光的匀化方法及其激光照明装置的实验装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明各较佳实施例进行更为详细的说明。

本发明的激光补光的匀化方法及其激光照明装置，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，用来发出照射的激光；B是匀化装置，包括光纤、毛玻璃、多面棱镜和筛孔等中的至少一种，用来对激光进行能量匀化处理；C是透镜组，其组成包括扩束镜、聚焦镜等，分别用来对照射用激光进行扩束和聚焦处理；须注意的是，本发明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。