CN102053460A - 可扩束激光投光装置及激光摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明可扩束激光投光装置，其包括设置在激光源前的扩束透镜组和变角度透镜组，该变角度透镜组中有至少一个可移动透镜，激光束先后经过扩束透镜组和变角度透镜组之后发射出去，通过调整可移动透镜与激光源之间的距离可调整激光发射的角度。本发明还提供一种激光摄像装置，该激光摄像装置中的摄像镜头与激光投光装置之间设有信号连接及同步线连接，该摄像镜头变倍与激光变倍实现联动控制。本发明实现了激光摄像机的镜头变倍与激光变倍实现联动控制，多角度监控保证图像画面高度均匀清晰，实现良好的拍摄效果。

Description

可扩束激光投光装置及激光摄像装置

【技术领域】

本发明涉及一种摄像装置，尤其是指具有照明角度可调的投光装置的激光摄像装置。

【背景技术】

随着社会治安中突发事件日益增多，人们对公共安全的防护要求也越来越高。同时，城市公共安全已经成为衡量城市现代化的重要标志。城市治安监控系统作为城市公共安全的保障体系之一，就是在主要路口、商贸社区重点部位以及治安复杂的公共场所安装监视设备。这些监视设备使得治安管理部门能够在第一时间得到监控区域的直观信息与实时的动态情况，也可实现事故发生后的现场搜索、图像记录，以及疑犯跟踪等。更重要的是，它对犯罪份子起到了强大的威慑作用，作为一个“守望者”守护着一方平安。

安防监控的前端设备一般是传统云台型摄像机或球型摄像机。对于传统云台型摄像机来说，一般由单体摄像机、镜头和云台护罩组成，前端摄像系统显得体积庞大笨重，涉及到组件包括：加热散热部件、枪式摄像机、可控制变焦镜头、云镜解码器、雨刷、红外照明辅助设备等，供应电源的功耗也比较大，安装调试烦琐，设备连接协调故障点多，也容易发生各类问题。最关键的问题是在水平和垂直方向上都存在监控死角。而对于球型摄像机来说，由于其外形美观、无压迫感、且不易被察觉、不存在监控死角、定位精度高、耗电量小、安装方便等众多特点，使其与传统的云台型摄像机相比有无可比拟的优势。然而一般的球型摄像机的投光系统都是固定投光角度而不可变，致使摄像角度改变时，投光无法一致配合，导致近距离拍摄光线跟不上，远距离拍摄又出现手电筒效应，不能清晰有效的拍摄需要监测的场景。

因此，提供一种投光角度可变的，摄像与投光联动配合的可扩束激光投光装置及激光摄像装置实为必要。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种投光角度可变的可扩束激光投光装置。

本发明的再一目的在于提供一种投光角度可变的激光摄像装置，进一步的，该激光摄像装置的镜头变倍与激光变倍实现联动控制。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：

本发明可扩束激光投光装置，其包括设置在激光源前的扩束透镜组和变角度透镜组，该变角度透镜组中有至少一个可移动透镜，激光束先后经过扩束透镜组和变角度透镜组之后发射出去，通过调整可移动透镜与激光源之间的距离可调整激光发射的角度。

该扩束透镜组和变角度透镜组分别包括有球面透镜和非球面透镜，该球面透镜为玻璃球面透镜，该非球面透镜为非球面塑料透镜。

该扩束透镜组包括先后设置的两个非球面透镜A、B和一个球面透镜C，该变角度透镜组包括先后设置的两个球面透镜D、E，该球面透镜E为可移动透镜，该变角度透镜组还包括设置在最外端的非球面透镜F，该球面透镜E可以在球面透镜D与非球面透镜F之间移动。

本发明还提供一种应用所述的可扩束激光投光装置的激光摄像装置，该可扩束激光投光装置可实现角度可变的激光变倍调控，该激光摄像装置中的摄像镜头与激光投光装置之间设有信号连接及同步线连接，该摄像镜头变倍与激光变倍实现联动控制。

其内置有集成多协议解码器，集成多种协议，最多可集成9种通讯协议，通讯波特率可调，可与多种常用系统兼容，通用性极强。该集成多协议解码器通过RS485串行控制。

该激光摄像装置为球型摄像机，其摄像头可多角度旋转。可做到水平360°无限位连续旋转。

进一步的，该激光摄像装置采用了超感度1/4”IT CCD。

对比现有技术，本发明具有以下优点：

本发明解决了红外激光用于0.2度到30度范围角度夜视照明的应用难题。

解决了当前球型摄像机画面不清晰、角度不易调节且效率低、激光强度控制、激光变倍不能与镜头变倍联动控制的问题，实现了激光红外光角度与亮度及变倍自动控制，从而达到更便捷、更人性化，并且改变普通摄像机“被动监控”的现状，实现“主动监控”。

成像镜头的变焦、聚焦、激光照明的光斑大小与激光强度可实现联动功能，摄像系统镜头变倍时激光光斑角度大小可自动跟随联动，使两者一直保持最佳状态，从根本上实现了激光与摄像系统的联动功能，解决了目前安防监控过程中存在的跟踪困难、监控死角、摄像球转动的盲目性等问题，推动平安城市监控工程的建设。

本发明采用多角度激光红外灯，激光照射角度为0.2°～30°，光场均匀分布，白天彩色情况下不出现色偏；同时由于超感度1/4”IT CCD的采用，一种比普通CCD接收到更多的光线的CCD，使物体在很暗的光线下仍能清晰成像，摄像机的最低照度达到0.01LUX，从而使得夜间使用激光红外灯时可以获得良好的感光曲线，保证了图像画面高度均匀清晰，实现良好的夜视效果。

激光照明系统具有传统LED红外照明和其它夜间监控系统所无法比拟的长寿命，远距离，小体积，小发热量，功耗低等先天优点，且本项目所采用的激光系统具备封装工艺独特、供电系统设计精准，光照无衰减等特点，实现节能低耗的目标。

激光联动技术的应用避免了在使用过程中调完了激光光斑再调镜头变聚焦的麻烦，方便用户使用。

先进的激光红外照明技术的应用使得本项目的研究在安防监控领域技术方面更具有优越性。激光系统夜视距离根据现场情况可选100-300米，300-500米；500米-800米；800米-1000米，1000米-1500米，1500米-2000米，2000米-3000米。激光夜视系统具有传统LED红外照明和其它夜间监控系统所无法比拟的长寿命，远距离，小体积，小发热量，大功率等先天优点。随着产品的量产用工业化标准实施，产品价格也大幅降低，是替代其它夜间监控产品的最佳产品，是安防监控领域技术上的一个新的突破。

【附图说明】

图1为本发明可扩束激光投光装置的结构示意图；

图2为本发明可扩束激光投光装置的光学原理图。

【具体实施方式】

请参阅图1，本发明可扩束激光投光装置由5-6片透镜组成，典型由如图1所示的6片透镜组成，分别为：透镜A，透镜B，透镜C，透镜D，透镜E，透镜F.其中透镜A，B，F为玻璃球面透镜，C，D，E为非球面塑料透镜。

结合参考图2，所述可扩束激光投光装置由两大部分组成，分别为扩束部分和变焦部分。由激光器出来的光束发散很小，光束很窄，直接用于照明存在能量过于集中，照射面积太小的问题使应用于本产品的使用距离不太现实。而且从激光器出来光束过于狭小而无法通过变焦系统实现变焦。因此激光光束经过变焦系统前必须扩束，实现扩束方式有：1，扩大光束角度实现扩束。2，保持光束角度使光束由窄光束变成一定直径的光柱。本发明所用系统采用这种扩束方式。

扩束实现：通过球面透镜A，B对激光光束聚焦，若只用单片球面透镜在短焦距下，聚焦效果不佳。若换成塑料非球面透镜，因直接出射激光光束能量过于集中，现有塑料材料难以承受。光束经过A，B透镜聚焦后再经过非球面透镜C实现准直从而实现光束由窄光束变成一定直径的光柱的括束，光束到达透镜C时能量密度已大为降低，使采用非球面塑料透镜成为可能。

光柱变角度(透镜组变焦)实现：经过透镜C后成的光柱经过塑料非球面凹透镜D而使光柱改变成一定角度光束.为实现光束一定角度变换提供基础。经过D透镜光束再经过非球面塑料透镜E实现变角度。具体实施变角度方法是使透镜E在一定范围内移动使系统能实现0.2度-30度范围变化。玻璃透镜F是系统和外界接触透镜，透镜表面可以是平的也可以是一定曲率的曲面，其作用是隔绝脆弱的塑料透镜和外界接触从而增加系统寿命，其在系统变角度功能实现上起次要作用。

本发明还提供一种应用所述的可扩束激光投光装置的激光摄像装置，具体实施例中应用在激光球型摄像机，该可扩束激光投光装置可实现角度可变的激光变倍调控，该激光球型摄像机中的摄像镜头与激光投光装置之间设有信号连接及同步线连接，该摄像镜头变倍与激光变倍实现联动控制。

其内置有集成多协议解码器，集成多种协议，最多可集成9种通讯协议，通讯波特率可调，可与多种常用系统兼容，通用性极强。该集成多协议解码器通过RS485串行控制。

该激光摄像装置为球型摄像机，其摄像头可多角度旋转。可做到水平360°无限位连续旋转。手动其转动速度从0.9～60rad/s连续调整，预置位速度100°/S；垂直方向转动范围-90°～90°，手动转速达40rad/s，预置位速度60°/S。低速运行平稳、超低噪声、画面无抖动。实现全方位无盲点监视，定位精度达±0.1°。

该激光球型摄像机还设有报警输入、输出，

a.四路常开报警输入、闭合报警；

b.一组报警输出：常开、常闭方式。

c.当系统识别报警信号后，即可在瞬间按照程序设定，完成启动云台与摄像机，将报警区域的图像切换到主监视器，调整报警点的位置，监视预置摄像点，以最快的速度将报警区域的情况如实反应。

报警输入必须是开关类型的输入信号，任何其它类型的输入信号(如电压信号等)都可能损坏球机。当多通道有报警信号时，云台将对有报警输入的通道逐个响应，中间间隔的时间是2秒。

该激光摄像装置中，该摄像镜头变倍与激光变倍不但可以是联动控制，还可以是单独变焦，激光亮度可调。

该激光摄像装置可采用远程控制技术，实现镜头可以通过远程控制进行除雾、除尘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可扩束激光投光装置，其特征在于，其包括设置在激光源前的扩束透镜组和变角度透镜组，该变角度透镜组中有至少一个可移动透镜，激光束先后经过扩束透镜组和变角度透镜组之后发射出去，通过调整可移动透镜与激光源之间的距离可调整激光发射的角度。

2.如权利要求1所述的可扩束激光投光装置，其特征在于，该扩束透镜组和变角度透镜组分别包括有球面透镜和非球面透镜。

3.如权利要求2所述的可扩束激光投光装置，其特征在于，该扩束透镜组包括先后设置的两个非球面透镜A、B和一个球面透镜C，该变角度透镜组包括先后设置的两个球面透镜D、E，该球面透镜E为可移动透镜。

4.如权利要求3所述的可扩束激光投光装置，其特征在于，该变角度透镜组还包括设置在最外端的非球面透镜F，该球面透镜E可以在球面透镜D与非球面透镜F之间移动。

5.如权利要求2所述的可扩束激光投光装置，其特征在于，该球面透镜为玻璃球面透镜，该非球面透镜为非球面塑料透镜。

6.如权利要求1所述的可扩束激光投光装置，其特征在于，其激光发射束可调角度范围为0.2度到30度。

7.一种应用如权利要求1～6任一项所述的可扩束激光投光装置的激光摄像装置，其特征在于，该可扩束激光投光装置可实现角度可变的激光变倍调控，该激光摄像装置中的摄像镜头与激光投光装置之间设有信号连接及同步线连接，该摄像镜头变倍与激光变倍实现联动控制。

8.如权利要求7所述的激光摄像装置，其特征在于，其内置有集成多协议解码器。

9.如权利要求8所述的激光摄像装置，其特征在于，该集成多协议解码器通过RS485串行控制。

10.如权利要求7所述的激光摄像装置，其特征在于，该激光摄像装置为球型摄像机，其摄像头可多角度旋转。

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