CN104280978A - 一种变焦红外补光灯及摄像机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变焦红外补光灯和摄像机。所述变焦红外补光灯包括：红外光源，用于发出红外光束；红外变焦镜片组件，其设置在所述红外光束的发射路径上，可以相对于所述红外光源运动，而改变红外光源的照亮区域大小，其中，所述红外变焦镜片组件包括至少一个红外变焦镜片；以及传动装置，其将所述红外变焦镜片组件与变焦镜头组件传动连接，用于实现所述红外变焦镜片组件与所述变焦镜头组件的同步变焦运动。从而，本发明的变焦红外补光灯能够实现变焦红外补光；能够提高红外光的利用效率，减少红外光的浪费；还能够降低成本，简化红外变焦的结构和控制方式。
Description
技术领域
本发明涉及安防监控领域，特别是涉及一种变焦红外补光灯及摄像机。
背景技术
安防监控设备对于在夜间或昏暗环境下保护人员和财产安全所起到的作用越来越被人们所重视。由于复杂的环境及实际需求，对于灵活的变焦安防监控设备的需求日益提升。例如，为了在黑暗环境下获得清晰的图像，要求变焦安防监控设备能够对监控区域进行红外照明或红外补光。
现有技术的变焦安防监控设备的红外补光技术方案主要包括以下两种方式。
第一种红外补光技术方案使用固定光束角度的红外光。参见图1，在此种补光方式中，红外光源1发出的红外光束3经反光杯2反射后照亮需补光区域，角度始终保持固定。当监控设备（摄像机）变焦时，红外光的角度或照亮区域的大小始终保持不变。这样，会出现广角端整个画面亮暗不均：有部分区域被红外光束照亮，而另一部分区域未被红外光束照射；或者整个画面亮度不够：红外光有一部分照射到摄像机变焦后的监控区域之外。从而，补光角度不能与摄像机很好的匹配。
第二种红外补光技术方案使用可调光束角度的红外光。参见图2，在这种红外补光方式中，红外光源1发出的红外光束3经第一红外变焦透镜4和第二红外变焦透镜5后照亮需补光区域。另外，通过马达驱动红外变焦透镜运动，从而随着摄像镜头变焦而改变红外光的角度或照亮区域的大小。此方案能够实现红外光角度随着摄像机变焦而改变，但此种方式控制较为复杂，成本较高：镜头变焦和红外变焦由两个马达分别驱动，而且需要有一个控制器来根据镜头变焦情况来控制红外变焦马达的运动，以实现红外变焦和镜头变焦的同步进行。另外，由于此种监控设备结构及透镜尺寸上的限制，会有部分的红外光不能被利用（图2中左上部的光束未入射至第一红外变焦透镜4而浪费），从而造成红外光浪费，通常浪费量超过20%。
由此希望有一种更好的红外补光方式。
发明内容
本专利中的术语“补光”是指在黑暗环境（例如夜间环境）下，监控设备采用专用红外波段的灯光进行照明，以便监控设备能够清晰地监控所要监控的区域。
本发明的目的在于提供一种变焦红外补光灯来实现更好的红外补光。
为实现上述目的，本发明提供一种变焦红外补光灯，所述变焦红外补光灯包括：红外光源，用于发出红外光束；红外变焦镜片组件，其设置在所述红外光束的发射路径上，可以相对于所述红外光源运动，而改变红外光源的照亮区域大小，其中，所述红外变焦镜片组件包括至少一个红外变焦镜片；以及传动装置，其将所述红外变焦镜片组件与变焦镜头组件传动连接，用于实现所述红外变焦镜片组件与所述变焦镜头组件的同步变焦运动。
从而，本发明的变焦红外补光灯能够实现变焦红外补光；能够提高红外光的利用效率，减少红外光的浪费；还能够降低成本，简化红外变焦的结构和控制方式。
优选地，所述传动装置包括传动轴以及固定安装在所述传动轴上的第一齿轮和第二齿轮，其中，所述第一齿轮与所述变焦镜头组件上的镜头变焦齿轮啮合，所述第二齿轮与所述红外变焦镜片组件上的红外变焦齿轮啮合。
优选地，所述镜头变焦齿轮的旋转轴和所述红外变焦齿轮的旋转轴的传动比在1:2至2：1的范围内。
优选地，所述变焦红外补光灯进一步包括控光部件，所述控光部件设置在所述红外光束的发射路径上且相对于所述红外光源固定，用于将所述红外光束中部分未直接入射至所述红外变焦镜片组件的红外光收集起来，使之投射至所述红外变焦镜片组件
优选地，所述控光部件是反光杯。
优选地，所述控光部件是透镜。
优选地，所述控光部件通过粘接或螺纹连接的方式固定至所述红外光源的铝基板。
优选地，所述红外变焦镜片的数量为一片或两片。
优选地，所述红外变焦镜片为凹凸透镜、平凸透镜或双凸透镜。
优选地，所述红外变焦镜片为平凸透镜，且所述平凸透镜的平坦侧对着所述红外光源。
优选地，所述红外变焦镜片的材质为PMMA或PC。
本发明还提供一种摄像机，其中，所述摄像机包括如上所述的变焦红外补光灯。
附图说明
图1是现有技术中出光角度固定的红外补光灯的示意图
图2是现有技术中的可变焦红外补光等的示意图。
图3是根据本发明一实施例的摄像机的示意图。
图4是图3所示摄像机的镜头变焦曲线，其中横坐标表示的是齿轮旋转角度，纵坐标表示的是随着齿轮转动监控器监控范围（视场角）的变化
图5是图3所示摄像机中变焦红外灯的变焦曲线，其中，横坐标表示的是齿轮旋转角度，纵坐标表示的是红外变焦灯组件中心与LED底部的距离随着齿轮旋转角度的变化。随着红外变焦灯组件中心与LED底部距离的变化，红外灯照亮的范围会发生变化，从而与摄像机的监控范围（视场角）一致。
图6是图3所示摄像机的第一种红外变焦灯具体结构在红外灯大角度时的光路示意图。
图7是图3所示摄像机的第一种红外变焦灯具体结构在红外灯小角度时的光路示意图。
图8是图3所示摄像机的第二种红外变焦灯具体结构在红外灯大角度时的光路示意图。
图9是图3所示摄像机的第二种红外变焦灯具体结构在红外灯小角度时的光路示意图。
图10是图3所示摄像机的第三种红外变焦灯具体结构的结构示意图。
图11是图3所示摄像机的结构示意图，示出了传动轴。
附图标记：
| 1 | 红外光源 | 2a | 控光透镜 |
| 2 | 反光杯 | 8 | 红外变焦齿轮 |
| 3 | 红外光束 | 9 | 镜头变焦齿轮 |
| 4 | 第一红外变焦透镜 | 10 | 铝基板 |
| 5 | 第二红外变焦透镜 | 11 | 传动轴 |
| 6 | 镜头变焦组件 | ||
| 7 | 红外变焦组件 |
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
根据本发明的变焦红外补光灯包括：红外光源，用于发出红外光束；红外变焦镜片组件，其设置在所述红外光束的发射路径上，可以相对于所述红外光源运动，而改变红外光源的照亮区域大小，其中，所述红外变焦镜片组件包括至少一个红外变焦镜片；以及控光部件，其设置在所述红外光束的发射路径上且相对于所述红外光源固定，用于将所述红外光束中部分未直接入射至所述红外变焦镜片组件的红外光收集起来，使之投射至所述红外变焦镜片组件；以及传动装置，其将所述红外变焦镜片组件与变焦镜头组件传动连接，用于实现所述红外变焦镜片组件与所述变焦镜头组件的同步运动。
从而，本发明的变焦红外补光灯能够实现变焦红外补光；能够提高红外光的利用效率，减少红外光的浪费；还能够降低成本，简化红外变焦的结构和控制方式。
图3是根据本发明一实施例的摄像机的示意图。如图3所示，所述摄像机包括镜头变焦组件6和红外变焦组件7。红外变焦组件7和镜头变焦组件6通过传动轴11（参见图11）传动连接，从而实现镜头和红外补光灯的同步变焦。例如，摄像机的镜头变焦曲线参见图4，其中横坐标表示的是齿轮旋转角度，纵坐标表示的是随着齿轮转动监控器监控范围（视场角）的变化。变焦红外灯的变焦曲线例如参见图5，其中，横坐标表示的是齿轮旋转角度，纵坐标表示的是红外变焦灯组件中心与LED底部的距离随着齿轮旋转角度的变化。
图6是图3所示摄像机的第一种红外变焦灯具体结构在红外灯大角度时的光路示意图。图7是图3所示摄像机的第一种红外变焦灯具体结构在红外灯小角度时的光路示意图。在图6和图7所示的实施例中，采用反光杯2作为控光部件。反光杯2设置在红外光源1发射的红外光束3的发射路径上，且相对于所述红外光源固定，用于将所述红外光束中部分未直接入射至所述红外变焦镜片组件的红外光收集起来，使之投射至所述红外变焦镜片组件。在红外变焦时，第一红外变焦透镜4和第二红外变焦透镜5同时运动，且保持相互之间的距离不变。但是，也可以第一红外变焦透镜4保持不动，而仅仅第二红外变焦透镜5运动，改变第一红外变焦透镜4和第二红外变焦透镜5之间的距离。由此实现变焦。更具体地，初始位置时，红外光为最大角度，当监控设备变焦时，变焦透镜组向远离光源的方向移动，来实现红外光角度的改变，从而使红外光的照射范围与监控设备的监控范围一致。
所述红外变焦镜片4和5可以采用非球面设计，例如为凹凸透镜、平凸透镜或双凸透镜。优选地，所述红外变焦镜片为平凸透镜，且所述平凸透镜的平坦侧对着所述红外光源。所述红外变焦镜片的材质可以为PMMA或PC。
图8是图3所示摄像机的第二种红外变焦灯具体结构在红外灯大角度时的光路示意图。图9是图3所示摄像机的第二种红外变焦灯具体结构在红外灯小角度时的光路示意图。在图8和图9所示的实施例中，采用控光透镜2a作为控光部件。控光透镜2a设置在红外光源1发射的红外光束3的发射路径上，且相对于所述红外光源固定，用于将所述红外光束中部分未直接入射至所述红外变焦镜片组件的红外光收集起来，使之投射至所述红外变焦镜片组件。在红外变焦时，第一红外变焦透镜4和第二红外变焦透镜5同时运动，且保持相互之间的距离不变。但是，也可以第一红外变焦透镜4保持不动，而仅仅第二红外变焦透镜5运动，改变第一红外变焦透镜4和第二红外变焦透镜5之间的距离。由此实现变焦。
图10是图3所示摄像机的第三种红外变焦灯具体结构的结构示意图。在图10所示实施例中，仅仅采用了一个第一红外变焦透镜4，而没有采用第二红外变焦透镜5。如图10所示，反光杯2粘接或螺纹连接的方式固定至所述红外光源的铝基板10。
图11是图3所示摄像机的结构示意图，清楚地示出了传动轴11。传动轴11上设置有与之同步旋转的第一齿轮和第二齿轮。所述第一齿轮与所述变焦镜头组件上的镜头变焦齿轮9啮合，所述第二齿轮与所述红外变焦镜片组件上的红外变焦齿轮8啮合。所述镜头变焦齿轮的旋转轴和所述红外变焦齿轮的旋转轴的传动比可以根据需要设置，例如在1:2至2：1的范围内，例如可以选择为1：1。变焦镜头通过旋转运动转化为直线运动的变焦方式是公知的，本发明不再赘述。变焦红外灯的变焦方式也是通过旋转运动转化为直线运动。为了实现变焦镜头与变焦红外灯的良好配合，可以使得变焦镜头和变焦红外灯在初始位置处（未变焦）变焦镜头的视野与变焦红外灯的照亮区域重合，以及/或者使得在最大变焦位置处变焦镜头的视野与变焦红外灯的照亮区域重合。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种变焦红外补光灯，其特征在于，包括：
红外光源，用于发出红外光束；
红外变焦镜片组件，其设置在所述红外光束的发射路径上，可以相对于所述红外光源运动，而改变红外光源的照亮区域大小，其中，所述红外变焦镜片组件包括至少一个红外变焦镜片；以及
传动装置，其将所述红外变焦镜片组件与变焦镜头组件传动连接，用于实现所述红外变焦镜片组件与所述变焦镜头组件的同步变焦运动。
2.如权利要求1所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述传动装置包括传动轴以及固定安装在所述传动轴上的第一齿轮和第二齿轮，其中，所述第一齿轮与所述变焦镜头组件上的镜头变焦齿轮啮合，所述第二齿轮与所述红外变焦镜片组件上的红外变焦齿轮啮合。
3.如权利要求2所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述镜头变焦齿轮的旋转轴和所述红外变焦齿轮的旋转轴的传动比在1:2至2：1的范围内。
4.如权利要求1所述的变焦红外补光灯，其特征在于，进一步包括控光部件，所述控光部件设置在所述红外光束的发射路径上且相对于所述红外光源固定，用于将所述红外光束中部分未直接入射至所述红外变焦镜片组件的红外光收集起来，使之投射至所述红外变焦镜片组件。
5.如权利要求4所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述控光部件是反光杯。
6.如权利要求4所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述控光部件是透镜。
7.如权利要求4所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述控光部件通过粘接或螺纹连接的方式固定至所述红外光源的铝基板。
8.如权利要求1所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述红外变焦镜片为平凸透镜，且所述平凸透镜的平坦侧对着所述红外光源。
9.如权利要求1所述的变焦红外补光灯，其特征在于，所述红外变焦镜片的材质为PMMA或PC。
10.一种摄像机，其特征在于，所述摄像机包括如权利要求1-9中任一项所述的变焦红外补光灯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150114 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |