CN202791803U - 可大范围连续调整照明角度的激光照明器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可大范围连续调整照明角度的激光照明器，其装置设置包括一用于发射激光的激光器，其中，以及，依次设置的一短焦透镜和一匀化装置；所述激光器、所述短焦透镜和所述匀化装置依次设置在同一光轴上，并且在该光轴上还依次设置有一正透镜以及一负透镜，且所述正透镜沿所述光轴可前后移动。本实用新型可大范围连续调整照明角度的激光照明器由于采用了正透镜在负透镜前方的设计方案，克服了目前市场上激光照明器存在大小角度难以兼顾调整及光能量利用率较低的问题，并使得摄像机的视场角和照明器的补光角度能够完全匹配，并且补光距离完全满足市场上摄像机的摄像距离。

Description

可大范围连续调整照明角度的激光照明器

技术领域

本实用新型涉及一种激光照明装置，尤其涉及的是一种可大范围连续调整照明角度的激光照明补光装置。

背景技术

现有技术中，随着夜间摄像技术的发展，例如夜间监控，通常采用红外线感光技术，就需要红外照明；采用红外激光照明（补光）的技术越来越普遍，对照明质量的要求也越来越高。

但因为半导体激光器的出光角度是固定的，所以照明距离会受限。目前市场上多采用由正负两片透镜组成倒伽利略式望远镜结构完成照明角度可调的功能，如图1所示，激光从激光器110中射出，经过一匀化器120的匀化处理，再经过负透镜130和正透镜140组成的望远镜结构，其中负透镜130完成激光的扩束，正透镜140完成激光的准直，通过移动负透镜可完成激光照射角度的可调目的。

但上述现有技术的照明装置存在以下问题：其一、目前摄像机的取景广角已经达到了60度，而市场上现有的激光照明器最大角度比摄像机所需要的广角要小很多，就产生了较明显的“手电筒”效应；其二、半导体激光器激光能量利用率不高，会产生大量热量，影响激光器寿命，且照明距离较短，难以发挥激光中远距离照明的优势；其三、难以兼顾小角度照明和半导体激光器能量利用率，使得照明的范围无法适配所需要的视场角度；其四、体积过大，影响应用范围。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可大范围连续调整照明角度的激光照明器，其所采用的光学系统，实现激光照明器大、小角度的可连续调整，并且提高激光能量的利用率。

本实用新型的技术方案包括：

一种可大范围连续调整照明角度的激光照明器，其设置包括一用于发射激光的激光器，其中，以及，依次设置的一短焦透镜和一匀化装置；所述激光器、所述短焦透镜和所述匀化装置依次设置在同一光轴上，并且在该光轴上还依次设置有一正透镜以及一负透镜，且所述正透镜沿所述光轴可前后移动。

所述的激光照明器，其中，所述短焦透镜的聚焦光斑小于2.5mm×2.5mm。

所述的激光照明器，其中，所述正透镜和所述负透镜组合形成一透镜组合模块。

所述的激光照明器，其中，所述透镜组合模块的焦点落在所述短焦透镜和匀化装置之间。

一种所述激光照明器的调整方法，其包括以下步骤：

调整正透镜从匀化装置向负透镜靠近，所述激光照明器的照明角度逐步缩小；反之，所述激光照明器的照明角度逐步扩大；直至确定与摄像范围相应的补光范围。

所述的方法，其中，所述短焦透镜的聚焦光斑小于2.5mm×2.5mm。

所述的方法，其中，所述正透镜和所述负透镜组合形成一透镜组合模块。

所述的方法，其中，所述透镜组合模块的焦点落在所述短焦透镜和匀化装置之间。

本实用新型所提供的一种可大范围连续调整照明角度的激光照明器，由于采用了正透镜在负透镜前方的设计方案，克服了目前市场上激光照明器存在大小角度难以兼顾调整及光能量利用率较低的问题，并使得摄像机的视场角和照明器的补光角度能够完全匹配，并且补光距离完全满足市场上摄像机的摄像距离。

附图说明

图1为现有技术的激光照明装置示意图。

图2为本实用新型的激光照明装置光路原理示意图。

图3和图4所示分别为本实用新型照明装置在调整不同照明范围时的示意图。

图5为本实用新型照明装置的光学部件位置原理示意图。

图6为本实用新型照明装置的实体结构剖示示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种可大范围连续调整照明角度的激光照明器，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合附图，将对本实用新型的各较佳实施例进行更为详细的说明。

目前市场上的激光照明器存在大小角度难以兼顾调整及光能量利用率较低的问题，而本实用新型可有效解决上述问题，使得摄像机的视场角和照明器的补光角度进行了完全匹配，并且补光距离完全满足市场上摄像机的摄像距离，同时本实用新型照明装置的补光角度可调。

本实用新型可大范围连续调整照明角度的激光照明器较佳实施例，如图2所示的光路原理，本实用新型激光照明器中包括一激光器210，用来发射激光；发射出的激光通过一短焦透镜220进行汇聚，并在该短焦透镜220的焦点前后设置一匀化装置230；在该匀化装置230后设置一正透镜240和一负透镜250组成的望远镜结构，激光经过该两个透镜，形成一定的补光范围。与现有技术不同的是，本实用新型照明装置是将正透镜240设置负透镜250的前方，并且设置正透镜240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实用新型照明装置补光范围的调整。

如图2中所示的本实用新型激光照明器完整光路组成，其中A是半导体激光器；B是短焦透镜，可以包括但不限于是平凸透镜、双凸透镜、非球面镜与自聚焦透镜等；C是匀化装置，可以采用毛玻璃等；D是正透镜；E是负透镜。

由半导体激光器A发出的激光束经短焦透镜B后，激光束被汇聚到匀化装置C上，且要保证汇聚在C上的光斑大小必须小于2.5mm×2.5mm，否则照明和补光的效果不实用；经匀化装置C匀化后的激光束呈发散状态，用正透镜D将发散的激光束收集并汇聚，再用负透镜对经正透镜汇聚后的激光束进行准直。当前后移动正透镜时，可大范围连续调整激光照明器的照明角度，且光斑能量分布始终是均匀的。

如图3所示是本实用新型照明装置在不同位置的补光范围示意，是前后移动正透镜D（A、B、C、E固定不动）时，使激光照明器处于小角度照明状态时的示意图；图4所示是前后移动正透镜D（A、B、C、E固定不动）时，使激光照明器处于大角度照明状态时的示意图。由图示可见，对正、负透镜参数进行设计及相对位置进行调整，从理论上可满足激光照明器的照明角度从0度到90度连续可调整。所述正透镜的可移动装置可以采用手动的移动结构，或者采用自动控制的移动结构，例如通过将正透镜设置在可沿滑槽移动的框架上，或通过螺纹适配可调整等方式，其实现结构在现有技术中常见，在此不再赘述。

如图5所示本实用新型照明装置的一较佳实施例中，其中半导体激光器210发出的激光，经过短焦透镜220之后，在匀化装置230之前形成聚焦区域，该聚焦区域的光斑大小必须小于2.5mm×2.5mm，并将正透镜240和负透镜250组装形成一个透镜组合模块，以方便装配，该透镜组合的焦点为F，当设置所述正透镜240沿光轴方向来回移动时，焦点F也在短焦透镜220与匀化装置230之间移动；当正透镜240向负透镜250靠近时，焦点F也向匀化装置230靠近，激光照明器的照明角度逐步缩小，形成如图3所示较小的补光照明区域。当焦点F与匀化装置230重合时，出射光将被准直，此时激光照明器的照明角度最小；若正透镜240向匀化装置230方向靠近，焦点F也向短焦透镜220方向移动，则本实用新型所述激光照明器的照明角度逐步扩大，如图4所示照明补光范围。直至最终确定与摄像范围相应大小的补光范围，该调整过程可以通过手动，也可以通过程序自动控制调整。

本实用新型的所述照明装置中，光路采用正-负透镜组合，其中正透镜完成了激光的收集并汇聚，负透镜完成激光的准直或大角度出射。与传统的负-正透镜组合的光路相比，在确保同等的激光能量利用率的前提下，本实用新型采用的透镜尺寸较小，故激光照明器的体积较小，有利于大规模的应用。同时，将所述正透镜设置为可前后移动，方便了对补光照明范围的调整。

本实用新型照明装置通过实验证明，其工作原理可以实现。如图6所示，所述半导体激光器210、短焦透镜220、匀化装置230、正透镜240以及负透镜250设置在一筒状的外壳260中，并可设置调整正透镜240的调整结构(图中未示出)，用来在一定范围内调整所述正透镜240在光轴上前后移动，以调整整个激光照明器的补光范围。

本实用新型同时提供了一种激光照明补光范围调整的方法，采用上述照明装置，通过调整正透镜的前后位置关系实现了对补光和照明范围的调整。

应当理解的是，上述针对本实用新型较佳实施例的描述较为具体和详细,并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制,本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1. 一种可大范围连续调整照明角度的激光照明器，其设置包括一用于发射激光的激光器，其特征在于，以及，依次设置的一短焦透镜和一匀化装置；所述激光器、所述短焦透镜和所述匀化装置依次设置在同一光轴上，并且在该光轴上还依次设置有一正透镜以及一负透镜，且所述正透镜沿所述光轴可前后移动。

2.根据权利要求1所述的激光照明器，其特征在于，所述短焦透镜的聚焦光斑小于2.5mm×2.5mm。

3.根据权利要求1所述的激光照明器，其特征在于，所述正透镜和所述负透镜组合形成一透镜组合模块。

4.根据权利要求3所述的激光照明器，其特征在于，所述透镜组合模块的焦点落在所述短焦透镜和匀化装置之间。

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