CN111562710A - 一种红曝消除方法及使用该方法的红外补光灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及夜视安防技术领域，具体为一种红曝消除方法及使用该方法的红外补光灯；其中方法是对红外灯源进行扩束，再利用复眼透镜对扩束后的红外灯光的输出孔径进行扩大并形成均匀光斑，进而消除红曝现象；其中红外补光灯包括均处于同一直线上的红外灯源、准直透镜及复眼光学组件；红外灯源，用作红外照明光源并发射出红外光束；准直透镜，用于将红外灯源射出的光束转变成与准直透镜光轴平行的准直宽光束；复眼光学组件，用于将准直宽光束分为多组细光束并调整其射出的光束发散角度，且至少设有一块复眼透镜。本发明把红外灯源中的点光源转变为面光源，优化光照效果，实现消除红曝现象和人眼辐射安全问题。

Description

一种红曝消除方法及使用该方法的红外补光灯
技术领域
本发明涉及夜视安防技术领域，具体为一种红曝消除方法及使用该方法的红外补光灯。
背景技术
常见的安防相机补光技术发光原理分类主要有：可见光LED补光灯、气体可见光闪光灯、气体红外闪光灯、红外LED补光灯和红外激光补光灯。
可见光LED补光灯和气体可见光闪光灯属于可见光补光技术，夜间会对人眼产生炫目现象，存在交通安全隐患，逐渐将被红外补光技术取代。
气体红外闪光灯、红外LED补光灯和红外激光补光灯属于红外补光技术，其中，气体红外闪光灯的光谱范围比较宽，发光光谱里含有可见光成分，不是纯净的红外光，对人眼仍然有影响，此外，气体红外灯源所发出的可见光光谱成分主要在红光范围，人眼视觉上感觉到的是红色灯，容易与交通红灯混淆，即容易被驾驶员误判为红色交通信号灯，所以无法适用于夜视安防领域。目前，夜视安防领域主要采用红外LED补光灯和红外激光补光灯，即采用红外补光照明，感红外摄像机拍摄，形成黑白夜视图像，但存在以下缺点：
1.红外LED补光灯和红外激光补光灯都是毫米级的点光源，即发光区是毫米级尺寸，一般为0.5-8mm的输出光孔径，这种点光源一般为单颗或多颗，在夜间，这些光源在人眼视觉上表现为一个小红点或多个小红点，即产生“红曝现象”，其中多点阵列容易被误判为交通信号的红灯，引发交通危险；
2.红外LED补光灯和红外激光补光灯的输出光孔径很小，出光口附近的光线很强，如果人眼非常靠近摄像机，将造成刺激伤害。
随着安防发展的需求，越来越多的领域需要更大功率的红外补光，导致红外LED补光灯和红外激光补光灯的红曝现象更明显，出光口附近的危险系数更大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种红曝消除方法及使用该方法的红外补光灯，以解决红外LED补光灯和红外激光补光灯的红曝现象和人眼辐射安全问题。
本发明的技术方案如下：
一方面，本发明提出了一种红曝消除方法，对红外灯源进行扩束，再利用复眼透镜对扩束后的红外灯光的输出孔径进行扩大并形成均匀光斑，以将点光源转化成面光源，进而消除红曝现象。
另一反面，本发明提出了一种使用上述红曝消除方法的红外补光灯，包括红外灯源、准直透镜及复眼光学组件，所述红外灯源、准直透镜及复眼光学组件均处于同一直线上；
所述红外灯源，用作红外照明光源并发射出红外光束；
所述准直透镜，设置于所述红外灯源前侧，用于将所述红外灯源射出的光束转变成与所述准直透镜光轴平行的准直宽光束；
所述复眼光学组件，设置于所述准直透镜前侧，用于将准直宽光束分为多组细光束并调整其射出的光束发散角度，且至少设有一块复眼透镜。
可选的，所述红外灯源为单光源，其包括红外LED灯或红外半导体激光器。
可选的，所述红外灯源为阵列光源，其包括由若干个红外LED灯或红外半导体激光器组合成圆形或方形或其他几何图形阵列。
可选的，所述复眼透镜设有两块，按光束前进方向依次为第一复眼透镜和第二复眼透镜，所述第一复眼透镜阵列中的各个小单元透镜的焦点与所述第二复眼透镜阵列中对应的小单元透镜的中心重合，且所述第一复眼透镜和所述第二复眼透镜的光轴互相平行。
可选的，所述复眼光学组件中的一块或任意组合的多块复眼透镜的表面镀有红外线增透膜。
与现有技术相比，本发明提出了一种红曝消除方法及使用该方法的红外补光灯，具备以下有益效果：
1.本发明采用准直透镜和复眼光学组件分别进行扩束并把红外灯源中的点光源转变为面光源，优化光照效果，实现消除红曝现象和人眼辐射安全问题，提高激光安全系数，降低红外激光的使用风险；
2.本发明在复眼透镜的表面镀制红外线增透膜，减少复眼透镜表面的反射光，从而增加红外线的透光量，降低或消除系统的杂散光，优化光照效果。
附图说明
图1为本发明照明时光路原理图。
图中：1、红外灯源；2、准直透镜；3、复眼光学组件；31、第一复眼透镜；32、第二复眼透镜；4、被照物体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：本申请提供了一种红曝消除方法，对红外灯源进行扩束，再利用复眼透镜对扩束后的红外灯光的输出孔径进行扩大并形成均匀光斑，以将点光源转化成面光源，进而消除红曝现象。
本申请还提供了一种使用上述红曝消除方法的红外补光灯，请参阅图1，包括红外灯源1、准直透镜2及复眼光学组件3，红外灯源1、准直透镜2及复眼光学组件3均处于同一直线上。
红外灯源1，用作红外照明光源并发射出红外光束；
准直透镜2，设置于红外灯源1前侧，用于将红外灯源1射出的光束转变成与准直透镜2光轴平行的准直宽光束；
复眼光学组件3，设置于准直透镜2前侧，用于将准直宽光束分为多组细光束并调整其射出的光束发散角度，且至少设有一块复眼透镜；
以及一位于复眼光学组件3前侧、用于进行补光成像的被照物体4。
其中，红外灯源1为单光源或阵列光源。当为单光源时，红外灯源1为红外LED灯或红外半导体激光器；当为阵列光源，红外灯源1由多个红外LED灯或红外半导体激光器组合成圆形或方形或其他几何图形阵列。亦或多个红外LED灯或红外半导体激光器公用一个复眼透镜。此外，红外灯源1作为种子光源可与弱白光进行组合使用，可以更好地消除红曝现象。
其中，采用准直透镜2和复眼光学组件3用于将红外灯源1中的点光源转变为面光源，以达到优化光照效果，实现消除红曝现象和人眼辐射安全的目的，在一具体实施方式中，复眼光学组件3中的复眼透镜设有两块，按光束前进方向依次为第一复眼透镜31和第二复眼透镜32，第一复眼透镜31阵列中的各个小单元透镜的焦点与第二复眼透镜32阵列中对应的小单元透镜的中心重合，且第一复眼透镜31和第二复眼透镜32的光轴互相平行。上述布设可提高激光安全系数，降低红外激光的使用风险。
其工作原理为：平行的准直宽光束进入复眼光学组件3后，第一复眼透镜31和第二复眼透镜32的每个微型透镜构成微分单元，每个微分单元即为一个微型光源，这些微型光源依据傅里叶光学原理，在被照物体4表面形成积分效应，从而可以将第一复眼透镜31和第二复眼透镜32看作一个面光源，从而优化光照效果，实现消除红曝现象和人眼辐射安全问题。复眼透镜的每个微型透镜将准直光转换成发散光，发散光的发散角可根据需求通过调整复眼透镜的设计参数实现，即面光源输出光发散角通过调复眼透镜的设计参数实现。
上述复眼光学组件3中一块或任意组合的多块复眼透镜的表面镀有红外线增透膜，优选的，其包含的所有复眼透镜的表面均镀有红外线增透膜，从而增加红外线的透过率，降低或消除系统的杂散光。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种红曝消除方法，其特征在于：对红外灯源进行扩束，再利用复眼透镜对扩束后的红外灯光的输出孔径进行扩大并形成均匀光斑，以将点光源转化成面光源，进而消除红曝现象。
2.一种使用权利要求1所述的红曝消除方法的红外补光灯，其特征在于：包括红外灯源(1)、准直透镜(2)及复眼光学组件(3)，所述红外灯源(1)、准直透镜(2)及复眼光学组件(3)均处于同一直线上；
所述红外灯源(1)，用作红外照明光源并发射出红外光束；
所述准直透镜(2)，设置于所述红外灯源(1)前侧，用于将所述红外灯源(1)射出的光束转变成与所述准直透镜(2)光轴平行的准直宽光束；
所述复眼光学组件(3)，设置于所述准直透镜(2)前侧，用于将准直宽光束分为多组细光束并调整其射出的光束发散角度，且至少设有一块复眼透镜。
3.根据权利要求2所述的红外补光灯，其特征在于：所述红外灯源(1)为单光源，其包括红外LED灯或红外半导体激光器。
4.根据权利要求2所述的红外补光灯，其特征在于：所述红外灯源(1)为阵列光源，其包括由若干个红外LED灯或红外半导体激光器组合成圆形或方形或其他几何图形阵列。
5.根据权利要求2所述的红外补光灯，其特征在于：所述复眼透镜设有两块，按光束前进方向依次为第一复眼透镜(31)和第二复眼透镜(32)，所述第一复眼透镜(31)阵列中的各个小单元透镜的焦点与所述第二复眼透镜(32)阵列中对应的小单元透镜的中心重合，且所述第一复眼透镜(31)和所述第二复眼透镜(32)的光轴互相平行。
6.根据权利要求2所述的红外补光灯，其特征在于：所述复眼光学组件(3)中的一块或任意组合的多块复眼透镜的表面镀有红外线增透膜。
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