[实用新型]一种高速视场扩展装置

说明书

本实用新型公开了一种高速视场扩展装置，包括沿光路依次设置的光源发射模块、核心电扫描模块、相机控制接收模块和图像处理模块；光源发射模块，用于产生激光；核心电扫描模块包括第一电扫描模块和第二电扫描模块，第一电扫描模块将光源发射模块产生的准直线偏振光按一定角度偏转后投射到成像目标上；第二电扫描模块接收成像目标反射回来的偏振光并将其按一定角度偏转后进入相机控制接收模块；相机控制接收模块，对成像目标反射回来的偏振光进行感知成像，并对核心电扫描模块加以时序控制，得到多个顺序子视场图像；终端图像处理模块，用于将多个顺序子视场图像拼接融合后输出。本实用新型实现了非机械式视场扩展和快速扫描成像，响应速度快。

技术领域

本实用新型属于激光成像技术领域，更具体地，涉及一种高速视场扩展装置。

背景技术

现有技术中的激光主动照明成像系统主要是通过传统的变焦镜头实现视场的扩展，但变焦镜头昂贵而笨重，而且成像的分辨率又受CCD图像传感器阵元像素数目的限制而难以进行扩展。其他视场扩展方式，如华为采用MEMS微振镜结构的激光雷达，其水平视场角为120°，扫描频率为10Hz，若视场角为30°，对应的扫描频率为40Hz。而本装置基于液晶电控半波片，同样视场角为30°，对应的扫描频率为125Hz。因此视场范围扩展和快速响应输出在现有激光主动成像系统中难以同时实现。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种高速视场扩展装置，包括沿光路依次设置的光源发射模块、核心电扫描模块、相机控制接收模块和图像处理模块，其目的在于实现对视场快速范围扩展。

所述光源发射模块，用于产生激光，并将其转换为准直线偏振光；

所述核心电扫描模块包括第一电扫描模块和第二电扫描模块，所述第一电扫描模块与所述光源发射模块的中心共轴，用于将所述光源发射模块产生的准直偏振光按一定角度偏转后投射到成像目标上；所述第二电扫描模块与所述相机控制接收模块的中心共轴，用于接收所述成像目标反射回来的偏振光并将其按一定角度偏转后进入相机控制接收模块；

所述相机控制接收模块，用于对所述成像目标反射回来的偏振光进行感知成像，并对所述核心电扫描模块加以时序控制，得到多个顺序子视场图像；

所述图像处理模块，用于将所述相机控制接收模块接收到的多个顺序子视场图像拼接融合后输出。

优选的，所述第一电扫描模块和第二电扫描模块分别包括多级层叠的电扫描子模块，每一级所述电扫描子模块分别对偏振光进行不同角度的偏转，多级电扫描子模块对偏振光的偏转角度进行逐级叠加。

优选的，所述电扫描子模块的偏转范围之和不超过所述电扫描模块的通光孔径。

优选的，所述相机控制接收模块包括放大单元，成像单元和时序控制单元；所述放大单元用于放大成像视场角，所述成像单元对目标反射回的偏振光进行感知成像，所述时序控制单元分别对每一级电扫描子模块和成像单元进行时序同步控制，并根据时序得到多个顺序子视场图像。

优选的，每个所述电扫描子模块包括平行同向设置的半波片、四分之一波片和偏振光栅器件。

优选的，所述半波片为由铁电液晶或双频液晶高速响应材料制备而成的电控液晶半波片。

优选的，所述偏振光栅器件采用角复用全息光栅、液晶光栅或超表面微纳结构光栅等器件。

优选的，所述主动照明光源发射模块，包括激光器、准直器、起偏器、扩束透镜，所述起偏器将所述激光器输出的激光变为线偏振光，所述扩束透镜使输出的线偏振光扩束并调节光束直径。

优选的，所述时序控制单元为时序控制器或时序控制电路。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：