[发明专利]一种主动照明的夜视装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于激光主动照明的方式条件下探测物体的夜视装置。本发明还涉及一种利用该夜视装置的主动照明的夜视方法。

背景技术

夜视仪有主动式和被动式两种。主动夜视系统是利用近红外光作光源照明目标，如红外LED、红外灯和近红外激光器等；用低照度摄像机或微光摄像机接收目标反射的红外光，转换成视频信号在监视器荧光屏上同步显示图像，这种夜视仪称为主动红外夜视仪。被动夜视系统有两种类型，一类是利用月光、星光、天空辉光、夜天光等一切很微弱的自然光线，加以放大增强达到可视的目的，这类夜视仪也称为微光夜视仪。另一类是利用远红外敏感的探测器探测目标本身的热辐射，这类夜视仪也称为热像仪。在自然光照明被动成像测量条件下，由于各种背景辐射的影响，限制了成像系统对远距离目标成像测量和精确跟踪能力。采用激光主动照明的方式，对远、小、暗目标或其局部进行照明，可以减小背景辐射的影响，提高系统对远距离、小、暗目标的精确跟踪和成像测量能力。激光主动照明成像系统的工作原理是通过调节发射激光束的聚焦状态(发散角)，将目标全部或目标的关键特征部位照亮，满足接收系统探测要求，实现对目标的成像和观察的目的。

主动激光夜视仪，具有成本低、使用方便、空间分辨率高、可以昼夜通用(白天也可以使用)、探测距离也比较远、并能在一定程度上识别目标伪装。所以对于公安、武警和边防线监控等应用来说非常合适。

公知地，被动夜视装置利用物体发射的红外光通过摄像机成像。但是该装置像素少，因此灵敏度低、探测范围有限，并且需要价格昂贵的中红外摄像机。而主动夜视装置(即，主动照明的夜视装置)通过加入照明光源照明物体后在摄像机上成像，使得像素多，因此灵敏度高、探测范围大，并且可以使用便宜的CCD摄像机从而使成本大大降低。

图1示出了一种典型的现有技术的主动照明的夜视装置，主要用于在夜间探测车辆，舰船，或其它目标。该夜视装置包括激光驱动器使激光发光依次通过照明物镜、成像透镜、摄像机，目标物体(车辆)，在照明物镜和成像透镜之间，激光光源发射的光线通过照明物镜照射物体，然后反射到成像透镜并成像在摄像机上。但是这种装置存在缺陷：由于物体的反光和发光特性变化大，光过强的部分在摄像机中溢出，而光过弱的部分会与背景相同，从而造成亮的地方更亮、暗的地方更暗，无法看清物体的细节。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种使照明光源的亮度均匀、从而看清物体细节的主动照明的夜视装置。

本发明的技术方案是：这种主动照明的夜视装置，包括照明光源、照明物镜、成像透镜、摄像机，照明光源发射的光线通过照明物镜照射目标物体，然后反射到成像透镜并成像在摄像机上，在照明光源和照明物镜之间设有第一空间光调制器(SLM，Spatial Light Modulator)，其用于根据从摄像机经图像处理和控制单元得到的调制信号同步地调整光线的亮度。

或者，这种主动照明的夜视装置包括照明光源、照明物镜、成像透镜、摄像机，照明光源发射的光线通过照明物镜照射物体，然后反射到成像透镜并成像在摄像机上，在成像透镜和摄像机之间设有第二空间光调制器，其用于根据从摄像机经图像处理和控制单元得到的调制信号同步地调整光线的亮度。

由于采用了空间光调制器来调整光线的亮度，所以使得物体反光或发光过强的部分亮度减弱、反光或发光过弱的部分亮度增强，从而得到更好的成像质量。

本发明还提供了一种利用以上装置的主动照明的夜视方法，包括以下步骤：

(1)触发照明光源来照明物体所在区域，从而在摄像机上得到图像信号；

(2)图像信号通过图像处理和控制单元后得到调制信号；

(3)空间光调制器根据调制信号来同步地调整照明光线的亮度；

(4)如果再次从摄像机得到的图像信号不符合满意值则根据调制信号调整照明光源，然后执行步骤(1)，如果再次从摄像机得到的图像信号符合满意值则执行步骤(5)；

(5)结束。

附图说明

现在将参照附图仅仅通过例子的方法示出本发明的以上和其它方面，其中：

图1是一种典型的现有技术的主动夜视装置的示意图；

图2是根据本发明的主动照明的夜视装置的第一实施例的示意图；

图3是根据本发明的主动照明的夜视装置的第二实施例的示意图；

图4是根据本发明的主动照明的夜视装置的第三实施例的示意图；

图5是根据本发明的主动照明的夜视装置的第四实施例的示意图；