圖像獲取裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的圖像獲取裝置，包括相機(jī)(1)以及為相機(jī)(1)補(bǔ)光的補(bǔ)光源(2)；補(bǔ)光源(2)為激光光源，圖像獲取裝置還包括設(shè)置在相機(jī)(1)鏡頭(11)處的球殼型濾光片(3)，球殼型濾光片(3)的內(nèi)外表面為同心的兩個(gè)球面，球殼型濾光片(3)的球心位于鏡頭(11)的出瞳中心和入瞳中心的連線上；其中：a-b/2≤c≤a+b/2；a是球殼型濾光片(3)的中心波長(zhǎng)，b是球殼型濾光片(3)的帶寬，c是激光光源的波長(zhǎng)，a、b和c均是正數(shù)，激光光源的亮度高于通過(guò)球殼型濾光片(3)的陽(yáng)光亮度。本發(fā)明提供的圖像獲取裝置能夠達(dá)到更好地降低陽(yáng)光對(duì)相機(jī)拍攝的影響，進(jìn)而提高相機(jī)所獲取圖像質(zhì)量的目的。
【專利說(shuō)明】圖像獲取裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像采集設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地說(shuō)，涉及一種圖像獲取裝置
【背景技術(shù)】
[0002]相機(jī)在進(jìn)行戶外圖像拍攝時(shí)常常會(huì)遇到陽(yáng)光的干擾，導(dǎo)致拍攝以天空為背景的物體時(shí)陽(yáng)光背景過(guò)強(qiáng)，甚至飽和，物體表面反射的陽(yáng)光使得圖像出現(xiàn)不應(yīng)出現(xiàn)的亮區(qū)。
[0003]為了降低陽(yáng)光對(duì)拍攝的影響，目前通常采用平片濾光片來(lái)濾除進(jìn)入到相機(jī)鏡頭內(nèi)的部分陽(yáng)光以降低干擾。但是經(jīng)過(guò)平片濾光片的陽(yáng)光能量仍然過(guò)強(qiáng)，陽(yáng)光對(duì)相機(jī)的拍攝影響仍然較大，最終導(dǎo)致相機(jī)獲取的圖像質(zhì)量較差。
[0004]可見，如何更好地降低陽(yáng)光對(duì)相機(jī)拍攝的影響，進(jìn)而提高相機(jī)所獲取圖像的質(zhì)量，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供一種圖像獲取裝置，以達(dá)到更好地降低陽(yáng)光對(duì)相機(jī)拍攝的影響，進(jìn)而提聞相機(jī)所獲圖像質(zhì)量的目的。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]圖像獲取裝置，包括相機(jī)以及為所述相機(jī)補(bǔ)光的補(bǔ)光源；所述補(bǔ)光源為激光光源，所述圖像獲取裝置還包括設(shè)置在所述相機(jī)鏡頭處的球殼型濾光片，所述球殼型濾光片的內(nèi)外表面為同心的兩個(gè)球面，所述球殼型濾光片的球心位于所述鏡頭的出瞳中心和入瞳中心的連線上；
[0008]其中:a_b/2^ c ^ a+b/2 ；
[0009]a是所述球殼型濾光片的中心波長(zhǎng)，b是所述球殼型濾光片的帶寬，c是所述激光光源的波長(zhǎng)，a、b和c均是正數(shù)，所述激光光源的亮度高于通過(guò)所述球殼型濾光片的陽(yáng)光亮度。
[0010]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述球殼型濾光片位于所述鏡頭的內(nèi)側(cè)，且所述球殼型濾光片的凹面朝向所述鏡頭。
[0011]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述球殼型濾光片的球心與所述鏡頭的出瞳中心重合。
[0012]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述球殼型濾光片的主峰膜位于所述球殼型濾光片的凹面，所述球殼型濾光片的非主峰膜位于所述球殼型濾光片的凸面，且所述球殼型濾光片的球心與所述鏡頭的出瞳中心在所述出瞳中心和入瞳中心的連線方向具有設(shè)定距離。
[0013]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述球殼型濾光片與所述鏡頭的鏡筒滑動(dòng)配合，且能夠沿所述出瞳中心和入瞳中心的連線方向滑動(dòng)。
[0014]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述相機(jī)為線陣相機(jī)，所述補(bǔ)光源為線性激光光源。
[0015]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述補(bǔ)光源包括準(zhǔn)直聚焦模塊、線性發(fā)散模塊和安裝基礎(chǔ)；其中:
[0016]所述準(zhǔn)直聚焦模塊包括激光器和用于將所述激光器發(fā)出的激光聚焦的透鏡組，所述透鏡組和所述線性發(fā)散模塊順序布置在所述激光器的激光光路上，且所述激光器和所述線性發(fā)散模塊分別布設(shè)在所述透鏡組的兩側(cè)；
[0017]所述線性發(fā)散模塊包括并排布置的多個(gè)平凸非球面柱透鏡，多個(gè)所述平凸非球面柱透鏡面對(duì)所述透鏡組的入光側(cè)表面為曲面，背離所述透鏡組的出光側(cè)表面為平面；
[0018]所述激光器、所述透鏡組和所述線性發(fā)散模塊均設(shè)置在所述安裝基礎(chǔ)上。
[0019]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述安裝基礎(chǔ)包括滑軌和設(shè)置在所述滑軌上，且與所述滑軌滑動(dòng)配合的滑動(dòng)部，所述滑動(dòng)部與所述透鏡組固定相連。
[0020]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述線性激光光源還包括:
[0021]用于檢測(cè)拍攝視場(chǎng)距所述線陣相機(jī)距離的距離檢測(cè)裝置；
[0022]與所述滑動(dòng)部相連，用于驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)部滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；
[0023]與所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述距離檢測(cè)裝置相連，根據(jù)所述距離檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果控制所述驅(qū)動(dòng)裝置工作的控制器。
[0024]優(yōu)選的，上述圖像獲取裝置中，所述激光器的功率大于或等于2W。
[0025]本發(fā)明提供的圖像獲取裝置的工作過(guò)程如下:激光光源為相機(jī)補(bǔ)光，激光光源發(fā)出的光投射到被攝物上后被反射，由于激光光源的波長(zhǎng)處于球殼型濾光片所允許通過(guò)的光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，所以被攝物發(fā)射的激光光源的光線能夠通過(guò)球殼型濾光片進(jìn)而進(jìn)入到相機(jī)的鏡頭內(nèi)，相應(yīng)的，外界陽(yáng)光經(jīng)過(guò)球殼型濾光片之后較多地被濾除，而且被球殼型濾光片濾除后剩下的陽(yáng)光進(jìn)入到相機(jī)的鏡頭內(nèi)，由于這一部分陽(yáng)光的亮度低于進(jìn)入到鏡頭內(nèi)激光的亮度，因此被攝物可以在相機(jī)內(nèi)較好地成像，能夠進(jìn)一步減少圖像拍攝中背景陽(yáng)光過(guò)強(qiáng)、甚至飽和以及圖像中出現(xiàn)背景光亮區(qū)等問(wèn)題，最終能夠較好地提高圖像質(zhì)量。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0027]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的相機(jī)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的球殼型濾光片的鍍膜示意圖；
[0030]圖4是光線在鏡頭出瞳中心入射與在球殼型濾光片的球殼球心入射的不意圖；
[0031]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源的準(zhǔn)直聚焦模塊的工作原理示意圖；
[0032]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源的工作原理示意圖；
[0033]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的聚焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]上圖1-圖7中:
[0035]相機(jī)1、補(bǔ)光源2、球殼型濾光片3、蒸發(fā)源4、鏡頭11、主峰面41、非主峰面42、準(zhǔn)直聚焦模塊21、線性發(fā)散模塊22、接收屏23、線性光斑24、激光器201、透鏡組202、平凸非球面柱透鏡221、入光側(cè)表面2211、出光側(cè)表面2212、驅(qū)動(dòng)裝置25、控制器26、距離檢測(cè)裝置27。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像獲取裝置，達(dá)到了更好地降低陽(yáng)光對(duì)相機(jī)拍攝的影響，能夠提聞相機(jī)所獲圖像的質(zhì)量。
[0037]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本發(fā)明實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0038]請(qǐng)參考附圖1，圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置的結(jié)構(gòu)。圖1所示的圖像獲取裝置包括相機(jī)1、補(bǔ)光源2和球殼型濾光片3。本發(fā)明實(shí)施例中的補(bǔ)光源2為激光光源，用于為相機(jī)1補(bǔ)光。球殼型濾光片3設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11處，且為球殼狀結(jié)構(gòu)，即球殼型濾光片3的內(nèi)外表面為同心的兩個(gè)球面。球殼型濾光片3用于濾光,且球殼型濾光片3的球心位于相機(jī)1鏡頭11的出瞳中心和入瞳中心連線上。需要說(shuō)明的是，光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌在光學(xué)系統(tǒng)物空間所成的像稱為系統(tǒng)的入瞳，入瞳的位置和直徑代表入射光束的位置和口徑，本發(fā)明實(shí)施例中入瞳中心是入瞳位置的中心。相應(yīng)的，光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌在光學(xué)系統(tǒng)像空間所成的像稱為系統(tǒng)的出瞳，出瞳的位置和直徑代表了出射光束的位置和口徑。本發(fā)明實(shí)施例中的出瞳中心是出瞳位置的中心。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例中的球殼型濾光片3的中心波長(zhǎng)、球殼型濾光片3的帶寬以及激光光源的波長(zhǎng)存在如公式(1)所示的關(guān)系:
[0040]a-b/2 彡 c 彡 a+b/2 (1)
[0041]公式(1)中，a是球殼型濾光片3的中心波長(zhǎng)，b是球殼型濾光片3的帶寬，c是激光光源的波長(zhǎng)，a、b和c均是正數(shù)。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，激光光源的亮度高于通過(guò)球殼型濾光片3的陽(yáng)光亮度。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置工作過(guò)程如下:激光光源為相機(jī)1補(bǔ)光，激光光源發(fā)出的光投射到被攝物上后被反射，由于激光光源的波長(zhǎng)處于球殼型濾光片3所允許通過(guò)的光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，所以被攝物發(fā)射的激光光源的光線能夠通過(guò)球殼型濾光片3后進(jìn)入到相機(jī)1鏡頭11內(nèi)。相應(yīng)的，外界陽(yáng)光經(jīng)過(guò)球殼型濾光片3之后較多地被濾除，而且被球殼型濾光片3濾除后剩下的陽(yáng)光進(jìn)入到相機(jī)1的鏡頭11內(nèi)，由于這一部分陽(yáng)光的亮度低于進(jìn)入到鏡頭11內(nèi)的激光亮度，因此被攝物可以在相機(jī)1內(nèi)較好地成像，進(jìn)而能夠進(jìn)一步減少圖像拍攝中背景陽(yáng)光過(guò)強(qiáng)、甚至飽和以及圖像中出現(xiàn)背景光亮區(qū)等問(wèn)題，最終能夠較好地提高圖像質(zhì)量。
[0044]另外，本發(fā)明創(chuàng)造的發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本方案的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，相機(jī)1視場(chǎng)內(nèi)的光線入射到平片濾光片后，越靠近中心的光線越以接近垂直于濾光片表面的方式入射，而越靠近邊緣的光線的光錐角度越大(也就是光線越傾斜地入射濾光片的表面)。此種情況會(huì)出現(xiàn)濾光片中心波長(zhǎng)藍(lán)移的現(xiàn)象。舉例而言，由于光錐角度的影響，中心波長(zhǎng)為500nm的濾光片，由于光錐角度而導(dǎo)致的藍(lán)移現(xiàn)象，最終濾光片的中心波長(zhǎng)為480nm，為了保證預(yù)設(shè)500nm的波段的光能夠透過(guò)以達(dá)到預(yù)設(shè)目的，所以帶寬至少在40nm。因此，為了解決上述藍(lán)移現(xiàn)象對(duì)平片濾光片中心波長(zhǎng)的影響，通常平片濾光片的帶寬較大，此種情況下又會(huì)使得更多波段的陽(yáng)光通過(guò)平片濾光片，最終影響濾光性能，通過(guò)平片濾光片的陽(yáng)光仍然過(guò)多、過(guò)強(qiáng)。本發(fā)明實(shí)施例提供的球殼型濾光片3的球心位于鏡頭11出瞳中心和入瞳中心的連線上，且為球殼狀結(jié)構(gòu)的兩個(gè)表面為同心的球面，能夠減小入射到其表面光線的光錐角，進(jìn)而能夠減小藍(lán)移現(xiàn)象，此種情況下球殼型濾光片的帶寬可以設(shè)計(jì)的較小，進(jìn)而使得球殼型濾光片具有較好的濾光效果，能夠進(jìn)一步提高本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置所獲取圖像的質(zhì)量。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例中，球殼型濾光片3的中心波長(zhǎng)可以為大氣的陽(yáng)光光譜吸收峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，由于大氣的陽(yáng)光光譜吸收峰所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的陽(yáng)光被大氣吸收最多，此種情況下通過(guò)球殼型濾光片3的陽(yáng)光強(qiáng)度最小，能夠更好地降低圖像拍攝過(guò)程中背景陽(yáng)光對(duì)圖像質(zhì)量的影響。
[0046]更為優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例提供的球殼型濾光片3的球心可以與鏡頭11的出瞳中心重合，也可以與鏡頭11的入瞳中心重合，如圖4所示。此種情況下，相機(jī)1視場(chǎng)內(nèi)的任何一點(diǎn)光線都能夠以近似于垂直球殼型濾光片3表面的方向入射到球殼型濾光片3表面，能夠進(jìn)一步緩解光錐角度引起的濾光片中心波長(zhǎng)的藍(lán)移現(xiàn)象，最終能夠進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量，達(dá)到較好地抵抗陽(yáng)光干擾的問(wèn)題。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，球殼型濾光片3可以設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭
11外側(cè)，如圖2所示；也可以設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11內(nèi)側(cè)。球殼型濾光片3設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11外側(cè)會(huì)導(dǎo)致相機(jī)的體積增大。為此，優(yōu)選的方案中，球殼型濾光片3設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11內(nèi)側(cè)。為了進(jìn)一步緩解光線入射球殼型濾光片3是光錐角較大所產(chǎn)生的藍(lán)移現(xiàn)象，當(dāng)球殼型濾光片3設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11內(nèi)側(cè)時(shí)，球殼型濾光片3的凹面朝向鏡頭11，且球殼型濾光片3的球心與鏡頭11的出瞳中心重合，此時(shí)光線幾乎以垂直于球殼型濾光片3表面的方向入射，這能夠進(jìn)一步減小光錐角以保證整個(gè)相機(jī)體積較小前提下，進(jìn)一步緩解光線入射球殼型濾光片3所產(chǎn)生的藍(lán)移現(xiàn)象。當(dāng)球殼型濾光片3設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11外側(cè)時(shí)，球殼型濾光片3的凹面朝向鏡頭11，且球殼型濾光片3的球心與鏡頭11的入瞳中心重合，同樣能夠進(jìn)一步緩解光線入射所產(chǎn)生的藍(lán)移現(xiàn)象。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，球殼型濾光片3為等厚度光學(xué)玻璃，幾乎不會(huì)影響相機(jī)1的成像質(zhì)量。但是在實(shí)際的制造過(guò)程中，球殼型濾光片3的制造精度會(huì)影響濾光片的性能。本發(fā)明實(shí)施例中的球殼型濾光片3可以為法-珀干涉儀形式的鍍光膜系。此種鍍膜形式形成的球殼型濾光片3包括主峰面41和非主峰面42。其中，主峰面41指的是法一珀干涉儀形式的鍍光膜系鍍膜面，用來(lái)確定帶通濾光片的中心波長(zhǎng)和帶寬。主峰面在中心波長(zhǎng)附近起作用，用來(lái)保證中心波長(zhǎng)帶寬范圍內(nèi)的光可以透過(guò)，同時(shí)帶寬范圍外的光透過(guò)率迅速截止。非主峰面42，又稱為截止面，通常鍍?cè)跒V光片主峰面對(duì)面的膜。非主峰面42對(duì)遠(yuǎn)離中心波長(zhǎng)波段的光有較好的濾除效果，進(jìn)而彌補(bǔ)主峰面41對(duì)遠(yuǎn)離中心波長(zhǎng)波段的光截止效果不好的缺點(diǎn)。例如，中心波長(zhǎng)為550nm，帶寬為20nm的窄帶濾光片，其主峰面保證550nm的光可以透過(guò)，但是大于560nm和小于540nm的光線透過(guò)率急劇衰減，然后紅外、近紅外和紫外的濾光效果無(wú)法保證。非主峰面42的作用是對(duì)紅外、近紅外和紫外光實(shí)施濾除，對(duì)550nm附近的光不影響。目前，通常通過(guò)蒸發(fā)法鍍膜方式完成濾光片兩面的鍍膜，以形成主峰面41和非主峰面42。以球殼型濾光片3設(shè)置在相機(jī)1的鏡頭11內(nèi)部為例，球殼型濾光片3的凹面面對(duì)鏡頭11，如圖1所示。此種情況下，主峰面41位于球殼型濾光片3的凹面，非主峰面42位于球殼型濾光片3的凸面。這種球殼型濾光片3的鍍膜過(guò)程如圖3所示。在鍍膜時(shí)，球殼型濾光片3的凹面邊緣距離蒸發(fā)源較近，我們知道，距離蒸發(fā)源4越近鍍膜材料的分子擴(kuò)散距離短，鍍膜材料分子的量較大，進(jìn)而會(huì)造成邊緣的膜厚度會(huì)比中間厚。當(dāng)鍍膜的厚度大于設(shè)計(jì)值時(shí)會(huì)引起紅移現(xiàn)象。舉例而言，中心波長(zhǎng)為550nm的窄帶濾光片如果鍍膜時(shí)厚度增加了 10%，則該窄帶濾光片實(shí)際就成為一個(gè)中心波長(zhǎng)為550nm的濾光片，此時(shí)通過(guò)濾光片的光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，即出現(xiàn)所謂的紅移現(xiàn)象。如上文中所述，當(dāng)光線傾斜地入到濾光片的表面時(shí)，濾光片表面的膜的反射光之間的干涉行為會(huì)發(fā)生變化，透過(guò)濾光片的中心波長(zhǎng)會(huì)變短，即出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象。入射光入射的傾斜角度越大，藍(lán)移現(xiàn)象越大。為此，本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，球殼型濾光片3的球心與相機(jī)1鏡頭11的出瞳中心不重合，進(jìn)而使得罩設(shè)到球殼型濾光片3表面的光入射傾斜角改變，對(duì)于同一距離而言，入射光線隨光線偏離鏡頭11的主光軸角度增大而增大，沿主軸的光線在球殼型濾光片3表面的入射角為0度，偏角量大的光線在球殼型濾光片3的表面的入射角是最大的，也就是說(shuō)越靠邊的位置藍(lán)移越大，這正好與紅移現(xiàn)象的趨勢(shì)相同。對(duì)于不同的距離值而言，同一束光線在球殼型濾光片3表面的入射角隨鏡頭11的出瞳中心到球殼型濾光片3的距離增大而增大，相應(yīng)的藍(lán)移現(xiàn)象越嚴(yán)重?？梢?，本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，球殼型濾光片3的球心與鏡頭11的出瞳中心在所述出瞳中心和入瞳中心連線方向具有設(shè)定距離，能夠?qū)崿F(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象與紅移現(xiàn)象的抵消，進(jìn)而進(jìn)一步消除藍(lán)移現(xiàn)象和紅移現(xiàn)象對(duì)圖像成像質(zhì)量的影響。為了方便調(diào)節(jié)球殼型濾光片3的球心與鏡頭出瞳中心之間的距離(如圖4所示)，本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，球殼型濾光片3與鏡頭11的鏡筒滑動(dòng)配合，且能夠沿出瞳中心和入瞳中心的連線方向滑動(dòng)。
[0049]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像獲取裝置中，相機(jī)1可以為線陣相機(jī)，與之相對(duì)應(yīng)的，補(bǔ)光源2為線性光源。本實(shí)施例不限制線性光源的種類。目前，通常采用鮑威爾棱鏡對(duì)激光器發(fā)出的光斑進(jìn)行整形以得到線性光源。但是，鮑威爾棱鏡整形形成的線性光斑均勻性較好，但是鮑威爾棱鏡的成產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高。
[0050]請(qǐng)參考附圖5-6，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種補(bǔ)光源2。所提供的補(bǔ)光源2為線性激光光源。所提供的線性激光光源包括準(zhǔn)直聚焦模塊21、線性發(fā)散模塊22和安裝基礎(chǔ)。
[0051]其中，準(zhǔn)直聚焦模塊21包括激光器201和透鏡組202。激光器201用于發(fā)出激光。透鏡組202用于將激光器201所發(fā)出的激光聚焦在某一設(shè)定距離處，例如透鏡組202將激光器201所發(fā)出的激光聚焦在接收屏23上。本發(fā)明實(shí)施例中，透鏡組202將激光器201所發(fā)出的激光聚焦在被攝物上。透鏡組202和線性發(fā)散模塊22順序地布置在激光器201的激光光路上，激光器201和線性發(fā)散模塊22分別布設(shè)在透鏡組202的兩側(cè)，線性發(fā)散模塊22包括并排布置的多個(gè)平凸非球面柱透鏡221。多個(gè)平凸非球面柱透鏡221面對(duì)透鏡組202的一側(cè)為入光側(cè)，且入光側(cè)表面2211為曲面，背離透鏡組202的另一側(cè)為出光側(cè)，且出光側(cè)表面2212為平面。
[0052]安裝基礎(chǔ)為準(zhǔn)直聚焦模塊21和線性發(fā)散模塊22提供安裝的基礎(chǔ)，即激光器201、透鏡組202和線性發(fā)散模塊22均設(shè)置在安裝基礎(chǔ)上。通常，安裝基礎(chǔ)為底座式結(jié)構(gòu)。
[0053]下面以本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源投射到接收屏23為例來(lái)說(shuō)明其工作過(guò)程。具體工作過(guò)程如下:激光器201發(fā)出的帶有發(fā)散角的激光經(jīng)過(guò)透鏡組202后若不經(jīng)過(guò)線性發(fā)散模塊22，則會(huì)在接收屏23上形成一個(gè)圓形光斑，如圖5所示。所形成的圓形光斑在Y方向(以圖5和6中的平面坐標(biāo)系為準(zhǔn))的尺寸為整個(gè)線性激光光源所形成的線性光源的寬度尺寸，即準(zhǔn)直聚焦模塊21能夠決定線性光源所形成的線性光斑的寬度。經(jīng)過(guò)透鏡組202之后的激光入射到線性發(fā)散模塊22的平凸非球面柱透鏡221后，由于平凸非球面柱透鏡221在Y方向沒有曲率，只有在X方向有曲率，所以對(duì)激光入射到平凸非球面柱透鏡221之后所形成的線性光斑24的寬度沒有影響。由于平凸非球面柱透鏡221的入光側(cè)表面2211為曲面，出光側(cè)表面2212為平面，因此入射到平凸非球面柱透鏡221的激光在X方向上被入光側(cè)表面2211分散開，即入射到入光側(cè)表面2211的光線經(jīng)過(guò)平凸非球面柱透鏡221之后光散更加分散，進(jìn)而使得后續(xù)形成的線性光斑24的能量均勻性較好。本發(fā)明實(shí)施例中的平凸非球面柱透鏡221和透鏡組202中的鏡片均可以機(jī)器生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短，相應(yīng)的生產(chǎn)成本低，進(jìn)而很好地解決了線性光源能量分布均勻性與鮑威爾棱鏡的制作周期長(zhǎng)、制作成本高之間的矛盾。而且這種線性光源在X方向分散能夠決定線性光斑24的全扇角。
[0054]本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源中，每一根平凸非球面柱透鏡221對(duì)激光的整形作用相互獨(dú)立，以陣列的形式緊密排列多根平凸非球面柱透鏡221而形成的線性發(fā)散模塊22設(shè)置在準(zhǔn)直聚焦模塊21整形后的激光光路上，只要透鏡組202輸出的光斑尺寸大于其中任何一根平凸非球面柱透鏡221的寬度即可。通過(guò)調(diào)節(jié)平凸非球面柱透鏡221的數(shù)量或者平凸非球面柱透鏡221的寬度就可以設(shè)計(jì)不同尺寸大小的線性發(fā)散模塊22，進(jìn)而能夠降低對(duì)線性發(fā)散模塊22的安裝精度要求。
[0055]如上文所述，安裝基礎(chǔ)是準(zhǔn)直聚焦模塊21和線性發(fā)散模塊22的安裝基礎(chǔ)，可以為底座式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施不限制安裝基礎(chǔ)的具體種類及結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源可能需要為線陣相機(jī)在不同距離處實(shí)施補(bǔ)光。由于光向更遠(yuǎn)距離處投射時(shí)會(huì)出現(xiàn)光能量損失，或者鮑威爾棱鏡的棱寬尺寸小于入射光斑的尺寸時(shí)會(huì)出現(xiàn)光能量損失(會(huì)導(dǎo)致光能量利用率低)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致線性光源無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)補(bǔ)光。為了解決此問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的安裝基礎(chǔ)。安裝基礎(chǔ)包括滑軌和設(shè)置在滑軌上，且與滑軌滑動(dòng)配合的滑動(dòng)部，滑動(dòng)部與透鏡組202固定相連。通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)部能夠改變透鏡組202與激光器201之間的距離，進(jìn)而使得激光器201發(fā)出的激光能夠聚焦在不同距離處。
[0056]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，請(qǐng)參考附圖7，本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源還可以包括聚焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的聚焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以包括距離檢測(cè)裝置27、驅(qū)動(dòng)裝置25和控制器26。其中，距離檢測(cè)裝置27用于檢測(cè)拍攝視場(chǎng)距線陣相機(jī)距離的檢測(cè)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置25與滑動(dòng)部相連，用于驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)部滑動(dòng)，控制器26與距離檢測(cè)裝置27相連，用于根據(jù)距離檢測(cè)裝置27的檢測(cè)結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)裝置25工作。距離檢測(cè)裝置27可以為激光測(cè)距裝置，也可以為雷達(dá)測(cè)距裝置，本發(fā)明實(shí)施例不限制距離檢測(cè)裝置27的具體種類。
[0057]本發(fā)明實(shí)施例中的激光器201的功率可以大于或等于2W，能夠?qū)崿F(xiàn)較高功率的照明，以提高線性光斑24的亮度，最終能夠提高圖像獲取裝置所獲取圖像的質(zhì)量。
[0058]本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。
[0059]以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.圖像獲取裝置，包括相機(jī)(I)以及為所述相機(jī)(I)補(bǔ)光的補(bǔ)光源(2);其特征在于，所述補(bǔ)光源(2)為激光光源，所述圖像獲取裝置還包括設(shè)置在所述相機(jī)(I)鏡頭(11)處的球殼型濾光片(3),所述球殼型濾光片(3)的內(nèi)外表面為同心的兩個(gè)球面,所述球殼型濾光片(3)的球心位于所述鏡頭(11)的出瞳中心和入瞳中心的連線上； 其中:a_b/2 ^ c ^ a+b/2 ； a是所述球殼型濾光片(3)的中心波長(zhǎng)，b是所述球殼型濾光片(3)的帶寬，c是所述激光光源的波長(zhǎng)，a、b和c均是正數(shù)，所述激光光源的亮度高于通過(guò)所述球殼型濾光片(3)的陽(yáng)光亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述球殼型濾光片(3)位于所述鏡頭(11)的內(nèi)側(cè)，且所述球殼型濾光片⑶的凹面朝向所述鏡頭(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述球殼型濾光片(3)的球心與所述鏡頭(11)的出瞳中心重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述球殼型濾光片(3)的主峰面(41)位于所述球殼型濾光片(3)的凹面，所述球殼型濾光片(3)的非主峰面(42)位于所述球殼型濾光片(3)的凸面，且所述球殼型濾光片(3)的球心與所述鏡頭(11)的出瞳中心在所述出瞳中心和入瞳中心的連線方向具有設(shè)定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述球殼型濾光片(3)與所述鏡頭(11)的鏡筒滑動(dòng)配合，且能夠沿所述出瞳中心和入瞳中心的連線方向滑動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述相機(jī)(I)為線陣相機(jī)，所述補(bǔ)光源(2)為線性激光光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述補(bǔ)光源包括準(zhǔn)直聚焦模塊(21)、線性發(fā)散模塊(22)和安裝基礎(chǔ)；其中: 所述準(zhǔn)直聚焦模塊(21)包括激光器(201)和用于將所述激光器(201)發(fā)出的激光聚焦的透鏡組(202)，所述透鏡組(202)和所述線性發(fā)散模塊(22)順序布置在所述激光器(201)的激光光路上，且所述激光器(201)和所述線性發(fā)散模塊(22)分別布設(shè)在所述透鏡組(202)的兩側(cè)； 所述線性發(fā)散模塊(22)包括并排布置的多個(gè)平凸非球面柱透鏡(221)，多個(gè)所述平凸非球面柱透鏡(221)面對(duì)所述透鏡組(202)的入光側(cè)表面(2211)為曲面，背離所述透鏡組(202)的出光側(cè)表面(2212)為平面； 所述激光器(201)、所述透鏡組(202)和所述線性發(fā)散模塊(22)均設(shè)置在所述安裝基礎(chǔ)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述安裝基礎(chǔ)包括滑軌和設(shè)置在所述滑軌上，且與所述滑軌滑動(dòng)配合的滑動(dòng)部，所述滑動(dòng)部與所述透鏡組(202)固定相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述線性激光光源還包括: 用于檢測(cè)拍攝視場(chǎng)距所述線陣相機(jī)距離的距離檢測(cè)裝置(27)； 與所述滑動(dòng)部相連，用于驅(qū)動(dòng)所述滑動(dòng)部滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(25)； 與所述驅(qū)動(dòng)裝置(25)和所述距離檢測(cè)裝置(27)相連，根據(jù)所述距離檢測(cè)裝置(27)的檢測(cè)結(jié)果控制所述驅(qū)動(dòng)裝置(25)工作的控制器(26)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任意一項(xiàng)所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述激光器(201)的功率大于或等于21
【文檔編號(hào)】G03B15/05GK104317143SQ201410612439
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】劉文佳, 楊藝, 包振健, 黃杰, 肖佳龍 申請(qǐng)人:北京凌云光技術(shù)有限責(zé)任公司