微衍射监视照明装置
2019-11-22

微衍射监视照明装置

有源红外监视照明装置使用单向微衍射材料覆盖在一组发光二极管(LED)上以将光从LED折射到目标图像上。这将能量分布情况传至与当前广角目标和广角摄影机监视系统匹配的距离。折射光的分布为椭圆形。这种分布可使用不同的衍射材料及LED组中不同的LED数量、亮度和角度进行改变。照明装置的有效范围因这种类型的照明而得以大大扩展。通过将红外(IR)照明向下限制到10度垂直窗口,由于在宽的地面场景上提供多得多的有效能量,该IR照明对监视成像更加有效,尤其使能进行多车道车牌捕获。

参考图1IB,发光歧管微衍射照明装置204照明由四车道高速公路214组成的场景

参考图1A,俯视图中所见的发光歧管11包含多个近点源灯如12和13,发光歧管将光线如17发送通过单向微衍射材料14,微衍射材料使得光线如在点18处所示那样水平发散,从而使得输出光线15和16以更大的角度从照明装置传出。

由于照明的反平方规律,落在目标区域上的光强度随距离的平方成正比地降低。当使用摄影机和透镜结构查看典型的监视场景时,图像的一定比例包含前景和一定量的背景。照明目标区域的前景所需要或最佳的光量通常远低于照明目标区域的背景所需要的光量。另外,受监视目标区域通常水平方向的范围大于垂直方向的范围,因为大多数目标区域基于水平地面区域,人们或汽车跨这些地面区域行进。

发明内容

图1OA示出了由传统照明装置用圆形光束照明的汽车及其车牌。

本发明还可在照明装置的中线上面使用与下面不同的微衍射材料,这可导致非对称垂直光束轮廓,从而使能更有效的利用光进而增大照明距离。

参考图1B,侧视图中所见的发光歧管I具有在顶部所示的点源灯12及在图1A的可见平面下面的点源灯2和3。来自歧管I的光通过微衍射材料4,但微衍射材料的单向特性使光通过而无大的垂直发散,如点8处所示。输出光线如5和6继续接近于其初始轨迹。

在本发明之前,几种必然性已结合从而限制用于广角夜间监视视频摄影的低光照明技术,尤其在几辆汽车的头灯均指向监视摄影机时捕获和读取车牌的情况更是如此。需要使监视照明脉动以节约能量。需要使监视摄影机与在已落在移动目标上之后返回到摄影机的脉动照明同步。需要在汽车跨车道行进的情况下或多个汽车车道为目标的情况下照明较宽的区域。需要广角有效的照明与广角高像素密度摄影机匹配以从大的广角场景如多车道高速公路捕获微小的快速移动的车牌。

参考图3,示出了微衍射材料的微观片段,纳米视觉折射结构具有非常高的放大率,如122、123、124和125所示,它们表现为波浪状。波峰的长度和相对平坦度使在垂直面中具有比水平面中更少的衍射。对齐的纳米视觉结构使得微衍射材料在统计上趋于在一平面如水平面中以与垂直于第一平面的另一平面如垂直面中不同的角度折射光。

参考图9B,由照明装置发射的光的分布被绘为铃形曲线。在垂直轴上示出光数量,在水平轴上示出来自照明装置的光的垂直发散角。函数的半峰全宽(FWHM)被示为在6和12度之间,表明来自照明装置的光具有非常低的垂直发散。

图1OB示出了使用微衍射发光歧管照明装置用类似面积的照明光束照明的两辆汽车及其车牌。

图8示出了本发明的另一实施例,该实施例在照明装置中线的上面使用与下面不同的材料以提供非对称垂直光束轮廓。 图9A绘出了由照明装置发射的光按光数量及水平发散角的分布函数,其中示出了该函数的半峰全宽(FWHM)。

发明内容