CN103472659A - 一种变焦式激光红外灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变焦式激光红外灯，包括壳体、尾盖和前盖，所述壳体内设有激光红外发射装置、光学变焦装置、控制电路、驱动电路、电机、透镜夹具，所述光学变焦装置是由两组透镜组成，且通过透镜夹具与壳体连接，第一组透镜为两个平凸透镜，所述两个平凸透镜的凸面面对面设置，第二组透镜为一个双凸透镜，所述两组透镜的中心都位于光源中心线上。与现有技术相比，本发明使用红外激光作为光源可以很好的克服LED的缺点，使激光光源使用在变焦补光灯产品上成为现实，实现以变焦的方式来适应不同距离监控红外照明的需求、并且提高了产品的亮度能够照射到更远的距离，提高了光线的均匀性使得高清摄像机的夜视效果更加的清晰。

Description

一种变焦式激光红外灯

技术领域

本发明涉及一种照明设备领域，尤其涉及一种变焦式激光红外灯。

背景技术

随着安防监控技术的发展，监控用的摄像机清晰度不断的提高从传统的30万像素提高到现在普遍使用的130万像素、200万像素，还有很多厂家已经有计划将会陆续推出500万像素、800万像素的高清网络摄像机。摄像机像素的提高最直接的就是面对晚上的效果相对于白天来说很差，有许多的噪点、图像模糊不清，于是用高亮度的红外灯对摄像机进行夜视补光也就成了实现夜视效果的必要手段。传统来说对夜晚补光均采用红外LED进行夜视补光，LED由于其发光亮度低、光电转化效率较低、体积比较大等缺点。而且传统红外灯照射距离短（照射范围为0-200米），光线不均匀，光能利用率不高（红外灯光能利用率上限为25%）。

现有传统的红外灯其亮度已经不能满足高清摄像机的发展需求，并且传统的采用多颗具有不同发光角度红外灯进行分组切换来解决与摄像机配合观看不同距离视频图像的方法，不仅光线利用率低，而且随着需要观看的距离范围不断扩大其体积将会变得非常大，不能满足现在高清摄像机的体积要求。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，实现以变焦的方式来适应不同距离监控红外照明的需求、并且提高了产品的亮度能够照射到更远的距离，提高了光线的均匀性使得高清摄像机的夜视效果更加的清晰的变焦式激光红外灯。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种变焦式激光红外灯，包括壳体、尾盖和前盖，所述壳体内设有激光红外发射装置、光学变焦装置、控制电路、驱动电路、电机、透镜夹具，所述光学变焦装置是由两组透镜组成，且通过透镜夹具与壳体连接，第一组透镜为两个平凸透镜，所述两个平凸透镜的凸面面对面设置，第二组透镜为一个双凸透镜，第一组透镜位于第二组透镜与激光红外发射装置之间，所述两组透镜的中心都位于光源中心线上；

作为优选，第一组透镜的平凸透镜的镜面弧度根据光路要求计算确定弧度范围为80°～120°，第二组透镜的双凸透镜的镜面弧度也根据光路要求计算确定弧度范围为40°～60°；

作为优选，所述第一组透镜距离光源的距离固定不变为20m～45mm，两平凸透镜之间的距离根据光路计算也是固定的范围为0.1mm～1m；第二组透镜与第一组透镜之间的距离可调，调节范围为0～40mm；

作为优选，所述透镜夹具由透镜夹具a和透镜夹具b组成，所述透镜夹具a采用分体式夹具，分两块分别与第一组透镜的两个平凸透镜连接，然后拼合在一起通过螺钉固定并连接于外壳上；所述透镜夹具b采用一体式夹具，与第二组透镜连接，透镜夹具b连接在两根光轴上可以沿光轴前后自由移动，其移动的距离和方式通过电机来控制；

作为优选，所述激光红外发射装置固定于尾盖上，所述激光红外发射装置与壳体之间填充有导热硅脂；

作为优选，所述壳体与尾盖采用金属材料制成，所述尾盖以铝板为基板，在其表面电镀一层铜；

作为优选，电机采用微型步进电机，此电机步进角度为9°～15°，步进距离换算得到为0.0075mm-0.0125mm；

作为优选，所述激光红外发射装置为垂直腔面发射激光器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：使用红外激光作为光源可以很好的克服LED的缺点，使用高亮度，高光电转化率的激光光源使用在变焦补光灯产品上成为现实，激光红外灯本身的光电转换率为25%-40%，其照射距离能够达到0-1000米，实现以变焦的方式来适应不同距离监控红外照明的需求、并且提高了产品的亮度能够照射到更远的距离，提高了光线的均匀性使得高清摄像机的夜视效果更加的清晰。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明光学变焦装置结构示意图。

图中：1、光红外发射装置；2、尾盖；3、前盖；4、平凸透镜；5、双凸透镜；6、透镜夹具a；7、透镜夹具b；8、电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1、图2，一种变焦式激光红外灯，包括壳体、尾盖2和前盖3，所述壳体内设有激光红外发射装置1、光学变焦装置、控制电路、驱动电路、电机8、透镜夹具，所述激光红外发射装置1为垂直腔面发射激光器，电机8用于工作调整凸透镜的位置达到改变灯发光角度的目的，驱动电路的作用是给控制板和激光光源提供足够的电能驱动；

电机8采用微型步进电机，此电机步进角度为18°～30°，通过程序的控制步进角度可以减小到9°～15°步进距离换算得到为0.0075mm-0.0125mm，能够对光的发散角度进行较为精密的控制，满足各种摄像机在不同倍数下对视角的需求；

控制电路，其作用是接收摄像机发出的变焦倍数信息，并由控制电路中的程序算法将变焦倍数信息转化为第二组凸透镜距离第一组凸透镜的距离关系，然后将要控制的光线角度变化范围与透镜之间的距离按照算法进行匹配，通过控制透镜组之间的距离来达到控制光线发光角度的目的；

控制电路还负责协议的转化，将不同红外摄像机的协议翻译成变焦激光红外灯的控制协议并按照翻译过来的控制协议驱动步进电机8进行正向或反向的转动，带动第二组凸透镜前后移动。

所述光学变焦装置是由两组透镜组成，且通过透镜夹具与壳体连接，第一组透镜为两个平凸透镜4，所述两个平凸透镜4的凸面面对面设置，第二组透镜为一个双凸透镜5，第一组透镜位于第二组透镜与激光红外发射装置1之间，所述两组透镜的中心都位于光源中心线上。第一组透镜的平凸透镜4的镜面弧度根据光路要求计算确定弧度范围为80°～120°；第二组透镜的双凸透镜5的镜面弧度也根据光路要求计算确定弧度范围为40°～60°；所述第一组透镜距离光源的距离固定不变为20m～45mm，两平凸透镜4之间的距离根据光路计算也是固定的范围为0.1mm～1m；第二组透镜与第一组透镜之间的距离可调，调节范围为0～40mm。目的是将光源发出的光线向中间汇聚，其汇聚的焦距为f1,为第二组透镜再次进行二次光线整理做好准备；第二组透镜为电机8驱动可移动的透镜组，控制系统根据从感红外摄像机发送过来的焦距信息来驱动第二组凸透镜前后移动以达到与摄像机焦距同步的目的；

所述透镜夹具由透镜夹具a6和透镜夹具b7组成，所述透镜夹具a6采用分体式夹具，分两块分别与第一组透镜的两个平凸透镜4连接，然后拼合在一起通过螺钉固定并连接于外壳上；所述透镜夹具b7采用一体式夹具，与第二组透镜连接，透镜夹具b7连接在两根光轴上可以沿光轴前后自由移动，其移动的距离和方式通过电机8来控制，控制电路给步进电机8一个电流信号，步进电机8根据此电流信号发生移动和转向；

所述激光红外发射装置1固定于尾盖2上，并保证激光光源的发光中心点在整个光线传播的主光轴上，所述壳体与尾盖2采用金属材料制成；尾盖2与外壳也由螺钉进行紧密的压合连接保证整个产品内部防尘。金属后盖与散热系统紧密连接实现整个变焦激光红外灯的散热。金属后盖上加工有两个小孔，并留有线槽，用于激光光源电源驱动电路线的引入。所述尾盖2以铝板为基板，在其表面电镀一层铜，作用是散去激光红外光源热量。灯源是一个热源发生装置，多余的热量必须散去。因为激光红外发光源必须工作在一个温度范围内，超过其正常工作的最高温度，激光红外发光源发射的光会随温度的提高光衰会越来越大，光衰较大对摄像机成像清晰度等指标影响较大。从而必须把激光红外光发射装置的工作温度控制在一个范围内，就需要发光体后盖的散热导热效果较好。光的发生装置与金属后盖要尽量最大面积的接触已提高散热效果，此间在金属外壳与发光体的接触面之间添加了一种导热硅脂，这种脂是膏状体能够填充金属表面凹处，使得金属外壳与发光体之间接触面积大大增加，已提高散热面积提高散热效率。

外壳作用：1、支架作用，作为部件安装的主体框架；2、定位作用，控制透镜组1与激光灯源之间的距离；3、密封保护作用，除为各部件预留安装位置外其他地方必须密封，用以保护透镜表面不沾惹灰尘而影响透光率，同时也保护透镜不被外部部件接触碰撞而损坏。外壳前盖3是一块平镜夹具，平镜材料是光学玻璃。其主要作用是密封，采用光学玻璃主要是对光衰减很小。外壳上设有的限位开关，以防止透镜组2位置移动过多触碰外壳其他部件而损坏透镜，同时也保证透镜组2与透镜组1之间的最小距离。

综合上所述，本发明使用红外激光作为光源可以很好的克服LED的缺点，使用高亮度，高光电转化率的激光光源使用在变焦补光灯产品上成为现实，激光红外灯本身的光电转换率为25%-40%，其照射距离能够达到0-1000米，实现以变焦的方式来适应不同距离监控红外照明的需求、并且提高了产品的亮度能够照射到更远的距离，提高了光线的均匀性使得高清摄像机的夜视效果更加的清晰。

以上对本发明所提供的一种变焦式激光红外灯进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种变焦式激光红外灯，包括壳体、尾盖和前盖，所述壳体内设有激光红外发射装置、光学变焦装置、控制电路、驱动电路、电机、透镜夹具，其特征在于：所述光学变焦装置是由两组透镜组成，且通过透镜夹具与壳体连接，第一组透镜为两个平凸透镜，所述两个平凸透镜的凸面面对面设置，第二组透镜为一个双凸透镜，第一组透镜位于第二组透镜与激光红外发射装置之间，所述两组透镜的中心都位于光源中心线上。

2.根据权利要求1所述一种变焦式激光红外灯，其特征在于：第一组透镜的平凸透镜的镜面弧度根据光路要求计算确定弧度范围为80°～120°，第二组透镜的双凸透镜的镜面弧度也根据光路要求计算确定弧度范围为40°～60°。

3.根据权利要求1所述一种变焦式激光红外灯及，其特征在于：所述第一组透镜距离光源的距离固定不变为20m～45mm，两平凸透镜之间的距离根据光路计算也是固定的范围为0.1mm～1m；第二组透镜与第一组透镜之间的距离可调，调节范围为0～40mm。

4.根据权利要求1所述一种变焦式激光红外灯，其特征在于：所述透镜夹具由透镜夹具a和透镜夹具b组成，所述透镜夹具a采用分体式夹具，分两块分别与第一组透镜的两个平凸透镜连接，然后拼合在一起通过螺钉固定并连接于外壳上；所述透镜夹具b采用一体式夹具，与第二组透镜连接，透镜夹具b连接在两根光轴上可以沿光轴前后自由移动，其移动的距离和方式通过电机来控制。

5.根据权利要求1所述一种变焦式激光红外灯，其特征在于：所述激光红外发射装置固定于尾盖上，所述激光红外发射装置与壳体之间填充有导热硅脂。

6.根据权利要求5所述一种变焦式激光红外灯，其特征在于：所述壳体与尾盖采用金属材料制成，所述尾盖以铝板为基板，在其表面电镀一层铜。

7.根据权利要求1所述一种变焦式激光红外灯，其特征在于：电机采用微型步进电机，此电机步进角度为9°～15°，步进距离换算得到为0.0075mm-0.0125mm。

8.根据权利要求1所述一种变焦式激光红外灯，其特征在于：所述激光红外发射装置为垂直腔面发射激光器。

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