CN101950117A - 一种高效智能的红外照明系统 - Google Patents

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陈俊杰
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一种高效智能的红外照明系统，属于光机电一体化领域，涉及一种用于安防监控领域的红外照明系统。本系统采用单个高功率红外光源配合一个变角聚光镜头，使红外照明角度连续变化，与摄像机的变焦同步，实现了照明区域与监控视场在距离、角度、目标不断变化情况下的完美结合，是一种智能化的红外照明系统，而且相对于一般红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减小了功耗值、成本和体积，高效节能环保。

Description

一种高效智能的红外照明系统
技术领域
本专利技术属于光机电一体化领域，涉及一种用于安防监控领域的红外照明系统，特别是关于一种高效智能的红外照明系统。
技术背景
安防监控设备在实施夜间监控时，都需要红外光源进行辅助照明，但是红外光源变角与摄像机变焦同步的技术难题一直没有解决。目前，对于变焦摄像机，都采用多组不同角度红外灯相互配合的方式进行红外辅助照明，相当于把整个监控范围按焦距段分成几个区域，每个区域由一组固定角度的红外灯进行照明。这种方案的缺陷在于，每组红外灯负责不同区域的照明，使得红外灯的数量增多，加大了整个产品的功耗值、成本和体积，而且仍然无法实现光源变角与摄像机变焦的同步。
本专利技术采用单个高功率红外灯配合一个可变角度的聚光镜头，使红外照明角度连续变化，通过程序控制可变照明角度与摄像机变焦同步，实现了照明区域与监控视场在距离、角度、目标不断变化情况下的完美结合，是一种智能化的红外照明系统，而且相对于一般红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减小了功耗值、成本和体积，高效节能环保。
发明内容
本专利技术实施的目的是在于提供一种高效智能的红外照明系统。
参见图2是本专利技术中变角聚光镜组的光学系统图，变角聚光镜组是一个由光学镜片组成的变焦聚光镜头，包括后固定透镜为凹凸负镜片的G1、移动透镜为凹凸正镜片的G2、前固定透镜为凹凸正镜片的G3，其中S为大功率红外光源、d为移动透镜G2的可移动距离。所述G1靠近光源固定，G3在照明区域一侧固定，G2为可移动组份，当G2的距离d改变时，聚光镜组的焦距也改变，根据光学变焦原理，出射光线经过聚光镜组后的出射角度也改变，连续改变移动透镜G2的距离就可以实现出射光线角度的连续变化。所述变角聚光镜组包括三个光学透镜的焦距f1～f3(单位：mm)和折射率n1～n3及其六个面的曲率半径R1～R6(单位：mm)分别满足以下条件：
-31＜f1＜-13    1.68＜n1＜1.85    -15＜R1＜-5.5    -27＜R2＜-10
38＜f2＜57      1.73＜n2＜1.92    -50＜R3＜-29     -32＜R4＜-12
58＜f3＜88      1.73＜n3＜1.92    -250＜R5＜-180   -65＜R6＜-34
移动透镜G2的距离d的变化范围为：0.3～13.72mm，变角聚光镜组的焦距变化为40～160mm，其照明角度变化范围为：4°～40°。
参见图3是本专利技术的远距离红外照明示意图，在夜间监控模式下，摄像机监控远处的小视场范围时，摄像机为长焦状态，对应的红外光照明为小角度照明。从图中可以看出，红外光通过变角聚光镜组后光线比较集中，接近于平行光，最小角度可达4°，可以投射到远处，满足远距离小视场的监控要求。参见图4是本专利技术近距离红外照明示意图，当要改变监控状态，监控近处的大视场范围时，摄像机为短焦状态，这时变角聚光镜组的移动透镜G2的距离d变大，红外光通过聚光镜组后光线慢慢变得分散但是覆盖范围大，最大覆盖角度为40°，能够满足近距离大视场的监控要求。
参见图2，在夜间监控模式下，本系统控制电路板自动检测环境光强度变弱，判断为夜间状态，开启红外照明系统，同时控制电路板接收来自于摄像机的信号，驱动电机带动G2移动从而控制红外照明角度与摄像机连续可调焦距同步，当焦距改变时，红外照明角度实时变化跟进，实现其智能化照明。
本专利技术攻克了红外光源变角与摄像机变焦同步的技术难题，实现了智能化的红外辅助照明，相对于一般多红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减小了功耗值、成本和体积，高效节能环保。
附图说明
附图1是本专利技术的结构示意图
附图2是本专利技术中变角聚光镜组光学系统图
附图3是本专利技术的远距离红外照明示意图，其为摄像机长焦距对应的小角度红外照明。
附图4是本专利技术的近距离红外照明示意图，其为摄像机短焦距对应的大角度红外照明。
具体实施方式
参见图1，本专利技术包括红外光源1、步进电机2、凸轮3、带螺旋槽的主筒4、变角聚光镜组5、红外照明系统控制电路板6。在夜间监控模式下，本系统控制电路板6自动检测环境光强度变弱，判断为夜间状态，开启红外照明系统，同时控制电路板6接收来自于摄像机的信号，驱动步进电机2，通过凸轮3带动变角聚光镜组5的移动透镜G2在主筒4的螺旋槽上转动的同时产生轴向移动，从而改变整个聚光镜组5的焦距，红外光源2靠近变角聚光镜组5的后固定透镜G1，光线经过变角聚光镜组5后，其出射角度根据聚光镜组5的焦距的变化而变化，与摄像机可调焦距同步，当摄像机焦距改变时，红外照明实时变化跟进，具有智能化功能。
参见附图2是本专利技术所述变角聚光镜组光学系统图，包括三个光学透镜的焦距f1～f3和折射率n1～n3及其六个面的曲率半径R1～R6分别所满足的条件如发明内容中第二段段所述。
按以上方式实施的一种高效智能红外照明系统，其照明角度变化范围为：4°～40°，配合一个3瓦的大功率红外灯，最远照射距离可达120米以上。
本专利技术攻克了红外光源变角与摄像机变焦同步的技术难题，解决了“手电筒”现象等红外辅助照明常出现的问题，实现了智能化的红外辅助照明，相对于一般多红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减小了功耗值、成本和体积，高效节能环保。

Claims (3)

1.一种高效智能的红外照明系统，包括红外光源(1)、步进电机(2)、凸轮(3)、带螺旋槽的主筒(4)、变角聚光镜组(5)、红外照明系统控制电路板(6)，其特征在于在夜间监控模式下，所述红外照明系统控制电路板自动检测环境光强度变弱，判断为夜间状态，开启红外照明系统，同时控制电路板接收来自于摄像机的信号，驱动步进电机带动变角聚光镜组，使红外照明的角度随着摄像机的变焦同步变化，是一种高效智能化的红外照明系统。
2.根据权利要求书1所述的一种高效智能的红外照明系统，其特征在于变角聚光镜组是一个由光学镜片组成的变焦聚光镜头，包括后固定透镜为凹凸负镜片的G1、移动透镜为凹凸正镜片的G2、前固定透镜为凹凸正镜片的G3。所述G1靠近光源固定，G3在照明区域一侧固定，通过移动G2使变角聚光镜的焦距连续变化，从而实现出射光线角度的连续变化。
3.根据权利要求书1所述的一种高效智能的红外照明系统，其特征在于所述变角聚光镜组包括三个光学透镜的焦距f1～f3(单位：mm)和折射率n1～n3及其六个面的曲率半径R1～R6(单位：mm)分别满足以下条件：
-31＜f1＜-13    1.68＜n1＜1.85    -15＜R1＜-5.5    -27＜R2＜-10
38＜f2＜57      1.73＜n2＜1.92    -50＜R3＜-29     -32＜R4＜-12
58＜f3＜88      1.73＜n3＜1.92    -250＜R5＜-180   -65＜R6＜-34
移动透镜G2的距离d的变化范围为：0.3～13.72mm，变角聚光镜组的焦距变化为40～160mm，其变角范围为：4°～40°，配合一个3瓦的大功率红外灯，最远照射距离可达120米。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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