[实用新型]匀光器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种主动光学(目标)标志的匀光设备。 

背景技术：

一种主动光学(目标)标志器，为了具有体积小、重量轻和功耗少的优点，同时保障可靠性高、寿命长，并且满足辐射功率大的要求，标志器的光源优选数只或数十只LEDs/IREDs器件组成，但是其中每个器件都是点光源。这样的标志器辐射光强的空间分布是不均匀的，在作为CCD光学成像敏感器合作目标的应用中，在较近距离范围内成像后会出现花瓣。尽管标志器的近场花瓣问题与摄像机的焦距有关，但是最根本的原因还是标志器的光源是数个或数十个点光源组成的，而且彼此之间又必须有一定的距离，只要摄像机焦距足够长，例如焦距等于或大于16mm，如果不加特别措施，成像后必然出现花瓣。如果LEDs/IREDs器件的工作电流过小，使其处于欠辐射状态，也是出现花瓣的一个可能的原因。 

显然，为了保证标志器辐射波束单峰、平滑和对称的要求，在采用圆柱形结构后，还必须消除上述花瓣问题，其简单易行的方法有二：一是尽可能减少发光器件发光点间的距离，发光点间距离越小，花瓣越轻微；二是保障发光器件工作是处于正常工作状态。但是，由于LEDs/IREDs器件有一定尺寸，且考虑散热问题，器件之间必须有一定的距离，因此真正解决花瓣问题，特别是近场标志器，必须在原设计的基础上增加匀光器。 

现有匀光器方案是在由下列五种匀光器方案的融合和优选出来的，即 

1.基于积分球原理的方案：在理论上该方案可实现的匀光性能最好，但是试验表明：效率差，结构较复杂，实现较困难，不能保持体积、重量和功耗都比较小的优点。 

2.使用菲涅尔透镜和复眼镜的方案：复眼镜的小透镜不能做得足够小，匀光性受到限制，不能满足要求，体积也比较大。 

3.基于微粒导光板的方案：微粒导光板又称匀光板，在可见光波段且对均匀性要求不高的情况下可以使用，目前国内尚无近红外波段的匀光板。 

4.软光纤方案：每根光纤相当于复眼镜的一个小透镜，而光纤的直径只有几～几十微米，将数万根的光纤适当排布后可以实现所要求的匀光性。但是，由于手工排布，能够实现的发光面较小，精度较差，当发光面较大时，输入端与LEDs/IREDs的耦合也有困难，会降低传输效率。 

5.硬光纤方案：硬光纤即光学纤维面板，简称光钎面板，是由光学纤维与特种玻璃材料溶结而成。光纤面板可以实现点光源到扩展面光源的转变，同时具有光的聚集和增强作用。在积分球的输出口面上加上光纤面板，不但能增强辐射光束的均匀性，而且能增强所用波束范围内的光强，在保持单峰、平滑、对称前提下，可以简化发光组件与积分球的耦合，保持体积、重量和功耗都比较小的优点，并且对LEDs/IREDs器件一致性和机械加工精度要求大幅度降低。 

发明内容：

本实用新型的目的是针对近场标志器光束成像后的花瓣问题，提供一种匀光器，能实现标志器数个点光源向扩展面光源的转变，使其发光面上的亮度逼近均匀分布，成像后像斑的空间分布不出现不可接受的花瓣，并且单峰、平滑与对称。 

上述的目的通过以下的技术方案实现： 

匀光器，其组成包括：圆筒形壳体，所述的圆筒形壳体一端安装高均匀性光学纤维面板，另一端安装发光组合，所述的发光组合包括电路板和一组发光器件。 

所述的匀光器，所述的发光器件为发光二极管或者为近红外发光二极管。 

所述的匀光器，所述的发光器件的排列方式为一只发光器件安装在中心，其余发光器件安装在围绕中心发光器件呈圆形布局且其轴向与中心发光器件轴向之间具有倾角。 

所述的匀光器，所述的发光器件之间具有LED骨架，所述的LED骨架 下面具有LED支撑架，所述的电路板外围具有挡环。 

本实用新型的有益效果： 

1.本实用新型发光器件使用发光二极管(LEDs)或近红外发光二极管(IREDs)，规格为T-1 3/4(Φ5mm)，其体积小、重量轻、功耗少、作用范围大、稳定性高、可靠性强，并且对其工作状态进行了I类降额，寿命长(大于10年)。发光器件使用IREDs，容易消除阳光及其它杂散光的干扰。 

2.本实用新型的圆柱形的主体结构，容易实现圆锥形的辐射波束，且具有单峰、平滑和对称的特点，并且波束形状容易调整，可根据应用要求确定。