線性激光光源及圖像獲取系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的線性激光光源，包括準(zhǔn)直聚焦模塊、線性發(fā)散模塊和安裝基礎(chǔ)，準(zhǔn)直聚焦模塊包括激光器和用于將激光器所發(fā)出激光準(zhǔn)直聚焦的透鏡組，透鏡組和線性發(fā)散模塊順序布置在激光器的激光光路上，且激光器和線性發(fā)散模塊分別布設(shè)在透鏡組的兩側(cè)，線性發(fā)散模塊包括并排布置的多根平凸非球面柱透鏡，多個(gè)平凸非球面柱透鏡面對(duì)透鏡組的入光側(cè)表面為曲面，背離透鏡組的出光側(cè)表面為平面；激光器、透鏡組和線性發(fā)散模塊均設(shè)置在安裝基礎(chǔ)上。本發(fā)明還提供一種圖像獲取系統(tǒng)。上述方案能夠解決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。
【專利說(shuō)明】線性激光光源及圖像獲取系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光源設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地說(shuō)，涉及一種線性激光光源及圖像獲取系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]線陣相機(jī)是一種采用線陣圖像傳感器的相機(jī)。線陣相機(jī)通常以線性光源作為補(bǔ)光源以實(shí)施圖像的拍攝。線性光源一般由1^0(118111: ￡11111:1:1118 010(16，發(fā)光二極管)光源或激光光源整形后獲得。在工作距離遠(yuǎn)、拍攝視場(chǎng)大、掃描速度高、抗陽(yáng)光干擾等應(yīng)用場(chǎng)合，激光光源由于其亮度較高而越來(lái)越普遍地得到應(yīng)用。
[0003]目前，通常采用棒透鏡(即柱透鏡)或鮑威爾棱鏡將激光器輸出的光斑整形為線性光源。有些激光器輸出光斑的能量分布大多呈高斯分布，即中心能量高，邊緣能量低。采用棒透鏡對(duì)此類激光器的輸出光斑整形而產(chǎn)生的線性光源能量分布也近似于高斯分布。很顯然，能量分布均勻影響線陣相機(jī)拍攝圖像的均勻性。
[0004]采用鮑威爾棱鏡對(duì)激光器的輸出光斑整形后產(chǎn)生的線性光源能量分布均勻性較高，可以達(dá)到50 %。但是大口徑的鮑威爾棱鏡目前基本還是需要手工磨制，并且為了與激光器輸出的光斑能量分布相匹配，進(jìn)而使得所形成的線性光源能量分布較均勻，鮑威爾棱鏡需要經(jīng)過(guò)反復(fù)修補(bǔ)后才能制成?？梢?jiàn)，鮑威爾棱鏡的制作周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)成本較高。
[0005]另外，鮑威爾棱鏡對(duì)入射到鮑威爾棱鏡的光斑要求很高。與入射光斑的尺寸和鮑威爾棱鏡的棱寬尺寸正好匹配相比較，當(dāng)入射光斑尺寸比鮑威爾棱鏡的棱寬尺寸小時(shí)，入射光斑通過(guò)鮑威爾棱鏡后產(chǎn)生的線性光源全扇角會(huì)變小，進(jìn)而導(dǎo)致全扇角無(wú)法滿足線陣相機(jī)的拍攝視場(chǎng)要求。鮑威爾棱鏡對(duì)安裝要求較高，即使入射光斑的尺寸與鮑威爾棱鏡的棱寬尺寸一致，如果安裝有一點(diǎn)偏差也會(huì)出現(xiàn)線性光源全扇角變小的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致全扇角無(wú)法滿足線陣相機(jī)的拍攝視場(chǎng)要求。所以，為了保證入射光斑經(jīng)過(guò)鮑威爾棱鏡后所形成的線性光源具有足夠的全扇角以為線陣相機(jī)的拍攝視場(chǎng)補(bǔ)光。目前，通常使得入射光斑的尺寸大于鮑威爾棱鏡的棱寬。但是，當(dāng)入射光斑的尺寸比鮑威爾棱鏡的棱寬尺寸大時(shí)，入射光斑所形成的線性光源兩端會(huì)出現(xiàn)很亮的亮點(diǎn)，亮點(diǎn)所對(duì)應(yīng)部分的光能量會(huì)被較多地浪費(fèi)，進(jìn)而會(huì)降低線性光源的能量利用率。舉例而言，101激光器產(chǎn)生的入射光斑經(jīng)過(guò)鮑威爾棱鏡后所形成的線性光源可以為物體補(bǔ)光，如果線性光源的能量利用率降低，則相機(jī)拍攝的物體圖像就會(huì)變暗(即圖像亮度降低為了達(dá)到相同的補(bǔ)光效果(例如亮度)以使得拍攝正常進(jìn)行，則需要采用151激光器，這不僅會(huì)增加成本，還會(huì)帶來(lái)散熱、電氣上設(shè)計(jì)難等問(wèn)題。
[0006]綜上，如何解決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，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明提供一種線性激光光源，以解決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。
[0008]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:
[0009]線性激光光源，包括準(zhǔn)直聚焦模塊、線性發(fā)散模塊和安裝基礎(chǔ)，所述準(zhǔn)直聚焦模塊包括激光器和用于將所述激光器所發(fā)出激光準(zhǔn)直聚焦的透鏡組，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)，所述線性發(fā)散模塊包括并排布置的多根平凸非球面柱透鏡，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；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。
[0010]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述安裝基礎(chǔ)包括滑軌和設(shè)置在所述滑軌上，且與之滑動(dòng)配合的第一滑動(dòng)部，所述第一滑動(dòng)部與所述激光器固定相連；
[0011]和，設(shè)置在所述滑軌上，且與之滑動(dòng)配合的第二滑動(dòng)部，所述第二滑動(dòng)部與所述透鏡組固定相連；
[0012]或者，所述線性發(fā)散模塊與所述透鏡組均固定在所述第二滑動(dòng)部上。
[0013]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述線性激光光源還包括:
[0014]用于檢測(cè)拍攝目標(biāo)距線陣相機(jī)距離的距離檢測(cè)裝置；
[0015]與所述第二滑動(dòng)部相連，用于驅(qū)動(dòng)所述第二滑動(dòng)部滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；
[0016]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。
[0017]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述距離檢測(cè)裝置為激光測(cè)距裝置或雷達(dá)測(cè)距裝置。
[0018]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述平凸非球面柱透鏡的入光側(cè)表面為非球面或者自由曲面。
[0019]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述平凸非球面柱透鏡的入光側(cè)表面和出光側(cè)表面通過(guò)側(cè)平面銜接，所述側(cè)平面與所述出光側(cè)表面垂直。
[0020]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，多個(gè)所述平凸非球面柱透鏡緊密排列，且通過(guò)固定架固定在所述安裝基礎(chǔ)上，所述固定架包括:
[0021]位于所述平凸非球面柱透鏡一端的第一支架；和
[0022]位于所述平凸非球面柱透鏡另一端的第二支架，所述第一支架和第二支架均設(shè)置有與所述平凸非球面柱透鏡相對(duì)應(yīng)端滑動(dòng)配合的凹槽。
[0023]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述固定架還包括第三支架和第四支架，所述第一支架、第二支架、第三支架和第四支架形成方形框，且第三支架和第四支架面向所述方形框內(nèi)的側(cè)面上均設(shè)置有用于壓緊所述平凸非球面柱透鏡的側(cè)平面的壓緊彈簧。
[0024]優(yōu)選的，上述線性激光光源中，所述線性激光光源還包括外殼，所述外殼具有容納所述準(zhǔn)直聚焦模塊、線性發(fā)散模塊和安裝基礎(chǔ)的容納腔，所述容納腔上設(shè)置有排風(fēng)窗，所述排風(fēng)窗設(shè)置有排風(fēng)扇，所述排風(fēng)扇設(shè)置在所述激光器一側(cè)，所述外殼與所述線性發(fā)散模塊的出光側(cè)表面相對(duì)應(yīng)部位設(shè)置有透視窗。
[0025]圖像獲取系統(tǒng)，包括線陣相機(jī)和為所述線陣相機(jī)補(bǔ)光的線性激光光源，所述線性激光光源為上述任意一項(xiàng)所述的線性激光光源。
[0026]本發(fā)明提供的線性激光光源中，激光器發(fā)出的激光通過(guò)透鏡組后，透鏡組能夠決定最終形成的線性光源的寬度，經(jīng)過(guò)透鏡組之后的激光入射到線性發(fā)散模塊的平凸非球面柱透鏡之后，由于平凸非球面柱透鏡在其長(zhǎng)度方向沒(méi)有曲率，而在其寬度方向有曲率，因此入射到平凸非球面柱透鏡的激光被入光側(cè)表面分散開(kāi)，進(jìn)而使得后續(xù)形成的線性光源的能量均勻性較好。本發(fā)明中的平凸非球面柱透鏡和透鏡組中的鏡片均可以機(jī)器生產(chǎn)，相比于鮑威爾棱鏡而言，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。
[0027]另外，本發(fā)明提供的線性激光光源中，每一根平凸非球面柱透鏡對(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而形成的線性發(fā)散模塊設(shè)置在準(zhǔn)直聚焦模塊整形后的激光光路上，只要透鏡組輸出的光斑尺寸大于其中任何一根平凸非球面柱透鏡的寬度即可。通過(guò)調(diào)節(jié)平凸非球面柱透鏡的數(shù)量或者平凸非球面柱透鏡的寬度就可以設(shè)計(jì)不同尺寸大小的線性發(fā)散模塊，進(jìn)而能夠降低對(duì)線性發(fā)散模塊的安裝精度要求，這能夠有效地解決使用鮑威爾棱鏡時(shí)遇到的安裝問(wèn)題。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028]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(jiàn)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。
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的準(zhǔn)直聚焦模塊的工作原理示意圖；
[0030]圖2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；
[0031]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源中安裝基座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4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；
[0033]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種線性激光光源能量分布圖，圖5中位于中心部位的曲線為線性光斑4寬度方向的能量分布，位于外側(cè)的曲線為線性光斑4長(zhǎng)度方向的能量分布；
[0034]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種線性激光光源能量分布圖，圖6中位于中心部位的曲線為線性光斑4寬度方向的能量分布，位于外側(cè)的曲線為線性光斑4長(zhǎng)度方向的能量分布；
[0035]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種線性激光光源能量分布圖，圖7中位于中心部位的曲線為線性光斑4寬度方向的能量分布，位于外側(cè)的曲線為線性光斑4長(zhǎng)度方向的能量分布；
[0036]圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的平凸非球面柱透鏡的一種結(jié)構(gòu)示意圖，該圖為平凸非球面柱透鏡的橫截面圖；
[0037]圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的線性發(fā)散模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的線性發(fā)散模塊的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]上圖1-圖10中:
[0040]準(zhǔn)直聚焦模塊1、線性發(fā)散模塊2、接收屏3、線性光斑4、滑軌5、第一滑動(dòng)部6、第二滑動(dòng)部7、驅(qū)動(dòng)裝置8、控制器9、距離檢測(cè)裝置10、第一支架11、第二支架12、第三支架13、第四支架14、壓緊彈簧15、壓緊彈簧16、激光器101、透鏡組102、平凸非球面柱透鏡21、入光側(cè)表面211、出光側(cè)表面212、側(cè)平面213、入光側(cè)表面214、出光側(cè)表面215。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線性激光光源，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。
[0042]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。
[0043]請(qǐng)參考附圖1或2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種線性激光光源。所提供的線性激光光源包括準(zhǔn)直聚焦模塊1、線性發(fā)散模塊2和安裝基礎(chǔ)。
[0044]其中，準(zhǔn)直聚焦模塊I包括激光器101和透鏡組102。激光器101用于發(fā)出激光。透鏡組102用于將激光器101所發(fā)出的激光準(zhǔn)直聚焦在某一設(shè)定距離處，例如透鏡組102將激光器101所發(fā)出的激光聚焦在接收屏3上。透鏡組102和線性發(fā)散模塊2順序地布置在激光器101的激光光路上，激光器101和線性發(fā)散模塊2分別布設(shè)在透鏡組102的兩側(cè)，線性發(fā)散模塊2包括并排布置的多個(gè)平凸非球面柱透鏡21。多個(gè)平凸非球面柱透鏡21面對(duì)透鏡組102的一側(cè)為入光側(cè)，且入光側(cè)表面211為曲面，背離透鏡組102的另一側(cè)為出光偵牝且出光側(cè)表面212為平面。具體的，平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面211可以為非球面或自由曲面等曲面。
[0045]安裝基礎(chǔ)為準(zhǔn)直聚焦模塊I和線性發(fā)散模塊2提供安裝的基礎(chǔ)，即激光器101、透鏡組102和線性發(fā)散模塊2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)。
[0046]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3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101發(fā)出的帶有發(fā)散角的激光經(jīng)過(guò)透鏡組102后若不經(jīng)過(guò)線性發(fā)散模塊2，則會(huì)在接收屏3上形成一個(gè)光斑，如圖1所示，例如圓形光斑或橢圓形光斑等。所形成的圓形光斑在Y方向(以圖1和2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I能夠決定線性光源的寬度。經(jīng)過(guò)透鏡組102之后的激光入射到線性發(fā)散模塊2的平凸非球面柱透鏡21后，由于平凸非球面柱透鏡21在Y方向沒(méi)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21之后所形成的線性光斑4的寬度沒(méi)有影響。由于平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面211為曲面，出光側(cè)表面212為平面，因此入射到平凸非球面柱透鏡21的激光在X方向上主要被入光側(cè)表面211分散開(kāi)，即入射到入光側(cè)表面211的光線經(jīng)過(guò)平凸非球面柱透鏡之后光線更加分散，進(jìn)而使得后續(xù)形成的線性光斑4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21和透鏡組102中的鏡片均可以機(jī)器生產(chǎn)，相比于鮑威爾棱鏡而言，生產(chǎn)周期短，相應(yīng)的生產(chǎn)成本低，進(jìn)而能夠很好地解決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4的全扇角。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以依據(jù)不同的應(yīng)用需求，來(lái)修改柱透鏡入光側(cè)表面211的曲率面型，進(jìn)而可以得到不同全扇角和能量分布的線型光條紋。
[0047]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21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21而形成的線性發(fā)散模塊2設(shè)置在準(zhǔn)直聚焦模塊I整形后的激光光路上，只要透鏡組102輸出的光斑尺寸大于其中任何一根平凸非球面柱透鏡21的寬度即可，進(jìn)而能夠降低對(duì)入射光斑尺寸的要求。通過(guò)調(diào)節(jié)平凸非球面柱透鏡21的數(shù)量或者平凸非球面柱透鏡21的寬度就可以設(shè)計(jì)不同尺寸大小的線性發(fā)散模塊2，進(jìn)而能夠降低對(duì)線性發(fā)散模塊2的安裝精度要求，可以適應(yīng)各種尺寸和形狀的光斑，這能夠有效地解決使用鮑威爾棱鏡時(shí)遇到的安裝問(wèn)題。
[0048]如上文所述，安裝基礎(chǔ)是準(zhǔn)直聚焦模塊I和線性發(fā)散模塊2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。為此，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5和設(shè)置在滑軌上的第一滑動(dòng)部6，激光器101與第一滑動(dòng)部6固定相連，能夠隨第一滑動(dòng)部6的滑動(dòng)改變激光器101與透鏡組102之間的距離，進(jìn)而使得激光器101發(fā)出的激光能夠聚焦在不同距離處。由于準(zhǔn)直聚焦模塊I能夠決定線性光源的線性光斑4的寬度，所以調(diào)節(jié)第一滑動(dòng)部6可以保證在不同工作距離處都可以得到較窄的線性光源，進(jìn)而能夠提高線性光源的能量利用率。同樣，請(qǐng)參考附圖3，本發(fā)明實(shí)施例還提供了另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的安裝基礎(chǔ)。安裝基礎(chǔ)包括滑軌5、第一滑動(dòng)部6和第二滑動(dòng)部7，其中，第一滑動(dòng)部6設(shè)置在滑軌5上，且與滑軌5滑動(dòng)配合，第一滑動(dòng)部6與激光器101固定相連。第二滑動(dòng)部7也設(shè)置在滑軌5上，且與滑軌5滑動(dòng)配合，透鏡組102固定在第二滑動(dòng)部7上。圖3所示的安裝基礎(chǔ)可以調(diào)節(jié)第一滑動(dòng)部6或第二滑動(dòng)部7或者同時(shí)調(diào)節(jié)第一滑動(dòng)部6和第二滑動(dòng)部7以改變激光器101和透鏡組102之間的距離，進(jìn)而使得激光器101發(fā)出的激光被透鏡組102聚焦在不同的工作距離處。圖3所示的安裝基礎(chǔ)調(diào)節(jié)操作更加靈活、方便。由于有的激光器101為光纖輸出激光器，因此在調(diào)節(jié)激光器101和透鏡組102之間的距離時(shí)，經(jīng)常移動(dòng)激光器101會(huì)損壞光纖，為此，優(yōu)選的方案中，可以通過(guò)移動(dòng)第二滑動(dòng)部7來(lái)調(diào)節(jié)激光器101和透鏡組102之間的距離。本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源能夠?yàn)榫€陣相機(jī)在不同距離處實(shí)施補(bǔ)光，對(duì)激光器101具有一定的通用性。
[0049]更為優(yōu)選的，線性發(fā)散模塊2與透鏡組102均固定在第二滑動(dòng)部7上，進(jìn)而使得線性發(fā)散模塊2能夠隨透鏡組102 —起滑動(dòng)。具體的，線性發(fā)散模塊2與透鏡組102固定一起后再固定在第二滑動(dòng)部7上，也可以各自固定在第二滑動(dòng)部7上。對(duì)此，本發(fā)明實(shí)施例不作限制。
[0050]在圖3所示安裝基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，請(qǐng)參考附圖4，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10、驅(qū)動(dòng)裝置8和控制器9。其中，距離檢測(cè)裝置10用于檢測(cè)拍攝目標(biāo)距線陣相機(jī)的距離，驅(qū)動(dòng)裝置8與第二滑動(dòng)部7或第一滑動(dòng)部6相連，用于驅(qū)動(dòng)第一滑動(dòng)部6和/或第二滑動(dòng)部7滑動(dòng)，進(jìn)而改變激光器101與透鏡組102之間的距離，進(jìn)而改變線性光斑4的聚焦距離，最終保證線性光源的能量利用率?？刂破?與距離檢測(cè)裝置10相連，用于根據(jù)距離檢測(cè)裝置10的檢測(cè)結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)裝置8工作。距離檢測(cè)裝置10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10的具體種類。本發(fā)明實(shí)施例提供的聚焦調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)聚焦的自動(dòng)控制，能夠進(jìn)一步提高本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源的智能化程度。
[0051]本發(fā)明實(shí)施例提供的平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面橫截面輪廓可以為多種，例如拋物線。請(qǐng)參考附圖5，圖5為平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面橫截面輪廓為拋物線y~2 = Cx的線性光源能量分布圖，C = 2.8125±0.001，經(jīng)過(guò)檢測(cè)該種形狀的平凸非球面柱透鏡的全扇角為101。，通過(guò)圖5可以計(jì)算線性激光光源的能量分布均勻性達(dá)到80%。
[0052]請(qǐng)參考附圖6，圖6為平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面橫截面輪廓為拋物線71 = (?的線性光源能量分布圖，(:= 14.0625^0.001。經(jīng)過(guò)檢測(cè)該種形狀的平凸非球面柱透鏡21的全扇角為54。，通過(guò)圖6可以計(jì)算出線性激光光源的能量分布均勻性達(dá)到80%。
[0053]攝影系統(tǒng)的像面照度主要取決于相對(duì)口徑，對(duì)于大視場(chǎng)物鏡，其視場(chǎng)邊緣的像面照度要比中心小的多，要想提高大視場(chǎng)物鏡拍攝圖像的均勻性，線性光源的能量分布中，應(yīng)該是越到邊緣能量越高。為此，請(qǐng)參考附圖7，圖7為平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面橫截面輪廓為7 = 0.641525^-2-0.0055276朽~4的線性光源能量分布圖。經(jīng)過(guò)檢測(cè)該種形狀的平凸非球面柱透鏡21的全扇角為118.5。，同時(shí)能夠較好地滿足大視場(chǎng)物鏡拍攝的要求。
[0054]本發(fā)明實(shí)施例中線性發(fā)散模塊2包括由多根平凸非球面柱透鏡21所形成的陣列。為了便于多根平凸非球面柱透鏡21的緊密排列，請(qǐng)參考附圖8，圖8示出了一平凸非球面柱透鏡21的具體結(jié)構(gòu)。圖8所示的平凸非球面柱透鏡21的入光側(cè)表面214和出光側(cè)表面215通過(guò)側(cè)平面213銜接，側(cè)平面213與出光側(cè)表面215所在平面相垂直。相鄰的兩根平凸非球面柱透鏡21通過(guò)側(cè)平面213貼緊以便于形成陣列。
[0055]線性發(fā)散模塊2可以通過(guò)多種方式組裝。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種組裝方式。具體如下:多個(gè)平凸非球面柱透鏡21通過(guò)固定架固定在安裝基礎(chǔ)上。請(qǐng)參考附圖9，圖9示出的固定架包括相對(duì)分布的第一支架11和第二支架12，第一支架11和第二支架均設(shè)置有分別與平凸非球面柱透鏡21的相對(duì)應(yīng)端滑動(dòng)配合的凹槽，即第一支架11位于多根并排布置的平凸非球面柱透鏡21的一端，第二支架12位于多根并排布置的平凸非球面柱透鏡21的另一端。在安裝的過(guò)程中可以將多根平凸非球面柱透鏡21逐個(gè)安裝在第一支架11和第二支架12之間，然后通過(guò)推動(dòng)平凸非球面柱透鏡21使得相鄰的兩根平凸非球面柱透鏡21處于緊貼狀態(tài)。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，請(qǐng)參考附圖10，本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源還包括第三支架13和第四支架14，第一支架11、第二支架12、第三支架13和第四支架14形成方形框，第三支架13上設(shè)置有壓緊彈簧16，第四支架14上設(shè)置有壓緊彈簧15，壓緊彈簧16和壓緊彈簧15用于壓緊平凸非球面柱透鏡21的側(cè)部，以保證多根平凸非球面柱透鏡21處于壓緊狀態(tài)。
[0056]更為優(yōu)選的方案中，本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源還可以包括外殼，外殼具有容納準(zhǔn)直聚焦模塊1、線性發(fā)散模塊2和安裝基礎(chǔ)的容納腔，容納腔上設(shè)置有排風(fēng)窗，排風(fēng)窗設(shè)置有排風(fēng)扇，排風(fēng)扇設(shè)置在激光器101 —側(cè),外殼與線性發(fā)散模塊2的出光側(cè)表面相對(duì)應(yīng)部位設(shè)置有透視窗，以便于光線穿出。
[0057]基于本發(fā)明實(shí)施例提供的線性激光光源，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種圖像獲取系統(tǒng)，所提供的圖像獲取系統(tǒng)包括線陣相機(jī)以及為線陣相機(jī)實(shí)施補(bǔ)光的線性激光光源。其中，線性激光光源為本發(fā)明實(shí)施例中任意一項(xiàng)所述的線性激光光源。
[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(jiàn)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.線性激光光源，其特征在于，包括準(zhǔn)直聚焦模塊(I)、線性發(fā)散模塊(2)和安裝基礎(chǔ)，所述準(zhǔn)直聚焦模塊(I)包括激光器(101)和用于將所述激光器(101)所發(fā)出激光準(zhǔn)直聚焦的透鏡組(102)，所述透鏡組(102)和所述線性發(fā)散模塊(2)順序布置在所述激光器(101)的激光光路上，且所述激光器(101)和所述線性發(fā)散模塊(2)分別布設(shè)在所述透鏡組(102)的兩側(cè)，所述線性發(fā)散模塊(2)包括并排布置的多根平凸非球面柱透鏡(21)，多個(gè)所述平凸非球面柱透鏡(21)面對(duì)所述透鏡組(102)的入光側(cè)表面(211)為曲面，背離所述透鏡組(102)的出光側(cè)表面(212)為平面；所述激光器(101)、所述透鏡組(102)和所述線性發(fā)散模塊(2)均設(shè)置在所述安裝基礎(chǔ)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性激光光源，其特征在于，所述安裝基礎(chǔ)包括滑軌(5)和設(shè)置在所述滑軌(5)上，且與之滑動(dòng)配合的第一滑動(dòng)部￠)，所述第一滑動(dòng)部(6)與所述激光器(101)固定相連； 和，設(shè)置在所述滑軌(5)上，且與之滑動(dòng)配合的第二滑動(dòng)部(7)，所述第二滑動(dòng)部(7)與所述透鏡組(102)固定相連； 或者，所述線性發(fā)散模塊(2)與所述透鏡組(102)均固定在所述第二滑動(dòng)部(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線性激光光源，其特征在于，所述線性激光光源還包括: 用于檢測(cè)拍攝目標(biāo)距線陣相機(jī)距離的距離檢測(cè)裝置(10)； 與所述第二滑動(dòng)部(7)相連，用于驅(qū)動(dòng)所述第二滑動(dòng)部(7)滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(8)； 與所述驅(qū)動(dòng)裝置(8)和所述距離檢測(cè)裝置(10)相連，根據(jù)所述距離檢測(cè)裝置(10)的檢測(cè)結(jié)果控制所述驅(qū)動(dòng)裝置(8)工作的控制器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性激光光源，其特征在于，所述距離檢測(cè)裝置(10)為激光測(cè)距裝置或雷達(dá)測(cè)距裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性激光光源，其特征在于，所述平凸非球面柱透鏡(21)的入光側(cè)表面(211)為非球面或者自由曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性激光光源，其特征在于，所述平凸非球面柱透鏡(21)的入光側(cè)表面(214)和出光側(cè)表面(215)通過(guò)側(cè)平面(213)銜接，所述側(cè)平面(213)與所述出光側(cè)表面(215)垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性激光光源，其特征在于，多個(gè)所述平凸非球面柱透鏡(21)緊密排列，且通過(guò)固定架固定在所述安裝基礎(chǔ)上，所述固定架包括: 位于所述平凸非球面柱透鏡(21) —端的第一支架(11);和 位于所述平凸非球面柱透鏡(21)另一端的第二支架(12)，所述第一支架(11)和第二支架(12)均設(shè)置有與所述平凸非球面柱透鏡(21)相對(duì)應(yīng)端滑動(dòng)配合的凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線性激光光源，其特征在于，所述固定架還包括第三支架(13)和第四支架(14)，所述第一支架(11)、第二支架(12)、第三支架(13)和第四支架(14)形成方形框，且第三支架(13)和第四支架(14)面向所述方形框內(nèi)的側(cè)面上均設(shè)置有用于壓緊所述平凸非球面柱透鏡(21)偵彳平面(213)的壓緊彈簧(15、16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的線性激光光源，其特征在于，所述線性激光光源還包括外殼，所述外殼具有容納所述準(zhǔn)直聚焦模塊(I)、線性發(fā)散模塊(2)和安裝基礎(chǔ)的容納腔，所述容納腔上設(shè)置有排風(fēng)窗，所述排風(fēng)窗設(shè)置有排風(fēng)扇，所述排風(fēng)扇設(shè)置在所述激光器(101) —側(cè)，所述外殼與所述線性發(fā)散模塊(2)的出光側(cè)表面(212)相對(duì)應(yīng)部位設(shè)置有透視窗。
10.圖像獲取系統(tǒng)，包括線陣相機(jī)和為所述線陣相機(jī)補(bǔ)光的線性激光光源，其特征在于，所述線性激光光源為上述權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的線性激光光源。
【文檔編號(hào)】G02B27/09GK104360485SQ201410612827
【公開(kāi)日】2015年2月18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】黃杰, 楊藝, 包振健, 張勇, 劉文佳 申請(qǐng)人:北京凌云光技術(shù)有限責(zé)任公司