CN109194883A - 一种补光灯装置及拍摄设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种补光灯装置及拍摄设备，用以解决现有技术中存在的在拍摄物体时，物体表面在纵向及横向的亮度反差大、易出现眩光的技术问题。包括：至少两个补光灯模块，用于对拍摄设备的拍摄对象进行补光；所述至少两个补光灯模块按照预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成所述补光灯装置，使每个补光灯模块能对所述拍摄对象的不同区域进行均匀补光；其中，光轴渐变规则是让所有补光灯模块的光轴沿光源方向的延长线能相交于一交点，且任一相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等，且所有的补光灯模块具有相同的光束角及不同的光轴。

Description

一种补光灯装置及拍摄设备

技术领域

本发明涉及监控领域，尤其是涉及一种补光灯装置及拍摄设备。

背景技术

在监控领域中，拍摄设备如视频监控设备、摄像机等对物体进行拍摄时，由于拍摄的角度及环境光线的明暗不同，会使拍摄的图像不清晰，此时通常会使用补光灯对物体进行补光。

在现有技术中，补光灯通常只能对纵深方向进行差异化补光或对图像中心及图像外围的环形区域进行差异化补光。当使用现有技术中的补光灯对物体进行补光时，往往存在横向或纵向远近物体表面亮度反差过大的问题，进而出现摄像机图像细节丢失问题。且现有白光灯技术无法单独控制人眼所在区域的补光强度，进而出现眩光问题。

鉴于此，在拍摄物体时，如何减小物体表面在纵向及横向的亮度反差、避免眩光成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种补光灯装置及拍摄设备，用以解决现有技术中存在的在拍摄物体时，物体表面在纵向及横向的亮度反差大、易出现眩光的技术问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种补光灯装置的技术方案如下：

至少两个补光灯模块，用于对拍摄设备的拍摄对象进行补光；

所述至少两个补光灯模块按照预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成所述补光灯装置，使每个补光灯模块能对所述拍摄对象的不同区域进行均匀补光；其中，光轴渐变规则是让所有补光灯模块的光轴沿补光方向的反向延长线能相交于一点，且任一相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等，且所有的补光灯模块具有相同的光束角及不同的光轴。

通过至少两个补光灯模块按预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成补光灯装置；让每个补光模块具有相同的光束角可以让每个补光模块发出相同大小的光束，通过让相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等及让每个补光灯模块具有不同的光轴，可以让每个补光灯模块按照各自的光轴方向对拍摄对象的不同区域进行补光。从而在拍摄物体时，通过上述补光灯装置能减少拍摄对象表面在纵向及横向的亮度反差及眩光现象的出现、提高光的利用率。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实时方式中，所述阵列具体为一个平面或弧面。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述补光灯模块，包括：

至少一个补光子模块，用于对同一补光区域进行补光。

通过让至少一个补光子模块对同一补光区域进行补光，能够有效的调整补光区域的光强。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述补光子模块，包括：

灯板、光源器件及与所述光源器件对应的配光器件，所述光源器件安装在所述灯板与所述配光器件之间；其中，所述配光器件用于使所述光源器件发出的光线形成光强均匀的光束，所述光源器件的安装面与所述配光器件的出光面平行。

通过让光源器件的安装面和透镜出光面平行，使得补光灯装置非常适合用于安防摄像机，并且可以使用灯板即可安装所有的光源器件，并且让光源器件也容易做成一体成型的器件，从而能够有效的降低补光灯装置的结构成本和硬件成本。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述光源器件，具体为：

LED灯或VCSEL灯。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式中，还包括：

调光电路，所述调光电路与所述光源器件连接，用于调节所述光源器件的光强。

通过让补光灯装置具有调光电路，使得补光灯装置能够对不同补光区域的光强进行调节，所以补光灯装置能够同时对拍摄对象的纵向(包含了纵深)和横向进行补光，从而减少了远近物体表面的亮度反差，及减少同一距离拍摄对象由于反射率差异大较导致的拍摄对象表面的亮度反差。从而能够有效的提升拍摄设备的极限宽动态范围。通过降低人眼所在区域补光亮度有效减小眩光。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实施方式中，所述配光器件，具体为：

偏光型配光器件，用于改变所述光束的光轴方向。

通过让配光器件采用偏光型配光器件，可以提高补光模块的分区独立性和光束一致性，使投射方向不同的光束具有近乎相同的光束角和均匀的光强。从而减少对拍摄设备排放角度的限制。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实施方式中，所述偏光型配光器件，具体为：

多光轴偏光透镜、在非偏光TIR透镜表面添加了锯齿形偏光栅形成的光学器件、双面折射式偏光异形凸透镜中的任一种。

结合第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中的任一实施方式，在第一方面的第八种可能的实施方式中，所述补光灯模块还包括：

一路驱动电路，所述一路驱动电路与每个补光子模块连接，用于对所有的补光子模块进行相同控制。

通过让补光子模块中的光源器件都使用一路驱动电路能够有效的降低硬件成本。

结合第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式中的任一实施方式，在第一方面的第九种可能的实施方式中，所述补光灯模块，包括：

至少两路驱动电路，每路驱动电路与不同的补光子模块连接，用于对不同的补光子模块进行差异控制；其中，所述补光灯模块具有至少两个补光灯子模块。

通过让补光子模块具有至少两路驱动电路，能够有效的提高对光束的调节细度。

第二方面，本发明实施例提供了一种拍摄设备，所述拍摄设备具有如第一方面中任一可能的实施方式中的补光灯装置。

通过本发明实施例的上述一个或多个实施例中的技术方案，本发明实施例至少具有如下技术效果：

在本发明提供的实施例中，通过至少两个补光灯模块按预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成补光灯装置；让每个补光模块具有相同的光束角可以让每个补光模块发出相同大小的光束，通过让相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等及让每个补光灯模块具有不同的光轴，可以让每个补光灯模块按照各自的光轴方向对拍摄对象的不同区域进行补光。从而在拍摄物体时，通过上述补光灯装置能减少拍摄对象表面在纵向及横向的亮度反差及眩光现象的出现、提高光的利用率。

进一步的，通过让补光灯装置中的不同补光灯模块拥有不同的光轴，可以让补光灯装置拥有不同的投射方向，又由于每个补光灯模块具有不同的补光区域，即补光灯装置中的补光灯模块的补光区域相对独立，使得补光灯模块对应的补光区域之间基本不相互干涉，能够有效的让补光灯装置投射出的光强均匀的分布在拍摄对象表面。

进一步的，由于补光灯装置具有调光电路，使得补光灯装置能够对不同补光区域的光强进行调节，所以补光灯装置能够同时对拍摄对象的纵向(包含了纵深)和横向进行补光，从而减少了远近物体表面的亮度反差，及减少同一距离拍摄对象由于反射率差异大较导致的拍摄对象表面的亮度反差。从而能够有效的提升拍摄设备的极限宽动态范围。并且可以通过降低人眼所在区域补光亮度有效减小眩光。

在本发明提供的实施例中，由于补光灯单元是通过使用多光轴偏光透镜加LED或VCSEL光源实现的，使得补光灯单元的光学系统效率高、光学系统简单。

在本发明提供的实施例中，由于光源器件的安装面和透镜出光面平行，使得补光灯装置非常适合用于安防摄像机，并且可以使用灯板即可安装所有的光源器件，并且让光源器件也容易做成一体成型的器件，从而能够有效的降低补光灯装置的结构成本和硬件成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的补光灯装置1的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的补光灯模块11和补光灯模块12发出的光束立体示意图；

图3为本发明实施例提供的补光灯装置1中的多个补光灯模块发出的光束立体示意图；

图4为本发明实施例提供的补光灯装置1中的多个补光灯模块发出的光束截面图；

图5为本发明实施例提供的补光灯装置1的拍摄区域示意图；

图6为本发明实施例提供的光束2和光束3投射在同一平面形成的光斑示意图；

图7为本发明实施例提供的补光灯模块11的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的补光子模块111的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的偏光型配光器件为多光轴偏光透镜时补光灯装置的结构的示意图；

图10为本发明实施例提供的偏光型配光器件为在非偏光TIR透镜表面添加了锯齿形偏光栅形成的配光器件时补光灯装置的结构的示意图；

图11为本发明实施例提供的偏光型配光器件为双面折射式偏光异形凸透镜时补光灯装置的结构的示意图；

图12-图13为本发明实施例提供的一种拍摄设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施列提供一种补光灯装置及拍摄设备，以解决现有技术中存在的在拍摄物体时，物体表面在纵向及横向的亮度反差大、易出现眩光的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

提供一种补光灯装置方法，包括：至少两个补光灯模块，用于对拍摄设备的拍摄对象进行补光；至少两个补光灯模块按照预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成补光灯装置，使每个补光灯模块能对拍摄对象的不同区域进行均匀补光；其中，光轴渐变规则是让所有补光灯模块的光轴沿光源方向的延长线能相交于一交点，且任一相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等，且所有的补光灯模块具有相同的光束角及不同的光轴，这些光轴沿光源方向的延长线相交于一点，可以将这些补光灯模块排列成一个阵列构成补光灯装置，是补光灯装置发射出一个光强均匀的光束，进而对被拍摄对象进行均匀补光。从而实现在拍摄物体时，减小物体表面在纵向及横向的亮度反差及眩光。

由于在上述方案中，通过至少两个补光灯模块按预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成补光灯装置；让每个补光模块具有相同的光束角可以让每个补光模块发出相同大小的光束，通过让相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等及让每个补光灯模块具有不同的光轴，可以让每个补光灯模块按照各自的光轴方向对拍摄对象的不同区域进行补光。从而在拍摄物体时，通过上述补光灯装置能减少拍摄对象表面在纵向及横向的亮度反差及眩光现象的出现。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种补光灯装置1，请参见图1，为补光灯装置的结构示意图，该补光灯装置1包括：

至少两个补光灯模块(即补光灯模块11、补光灯模块12)，用于对拍摄设备的拍摄对象进行补光。

在图1中，补光灯模块11和补光灯模块12的出光面发出的光束假设为圆锥形光束，它们的光束立体图请参见图2-图4。

在图2中补光灯模块11的光束为2，补光灯模块12的光束为3，补光灯模块11的光轴为21、光束角为22，补光灯模块12的光轴为31、光束角为32。

在补光灯装置1中，至少两个补光灯模块11和补光灯模块12按照预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成补光灯装置1，使每个补光灯模块能对拍摄对象的不同区域进行均匀补光。以图5中的拍摄对象5为例，在图5中假设补光灯装置的整个补光区域为4，一个小的虚线框即为一个小的补光区域，补光灯模块11对拍摄对象5的补光区域41进行补光，补光灯模块12对拍摄对象5的补光区域42进行补光。

请参见图2，光轴渐变规则是让所有补光灯模块的光轴沿补光方向的反向延长线能相交于一点，且任一相邻两个补光灯模块之间的夹角均相等(即均为夹角11)，且所有的补光灯模块具有相同的光束角(即光束角22、光束角32的角度相等)及不同的光轴(即光轴21与光轴31的投射方向不同)，从而使光束2和光束3大小相同(即在光束投射在同一平面形成的光斑大小相等，如图6所示)。

需要说明的是，补光灯模块发出的光束可以是圆锥形的也可以是方锥形的，或其它形状。

下面以补光灯装置中的一个补光灯模块11为例，对补光灯模块的结构进行说明。

补光灯模块11可以包括至少一个补光子模块，用于对同一补光区域41进行补光。

请参见图7，假设补光灯模块11是由4个补光灯子模块组成的，即补光灯子模块111、补光灯子模块112、补光灯子模块113、补光灯子模块114，这四个补光灯子模块均对补光区域401进行补光。

具体的，请参见图8，以补光灯子模块111为例，其组成结构为：

灯板1111、光源器件1112、及与光源器件1112对应的配光器件1113，光源器件1112安装在灯板1111与配光器件1113之间，使光源器件1112固定在灯板1111上，且光源器件1112的安装面与配光器件1113的出光面11131平行，并使光源器件1112发出的光线通过配光器件1113在配光器件1113的出光面11131形成光强均匀的光束2。

具体的，光源器件1112可以为LED灯VCSEL灯，也可以为其它类型。光源器件1112发出的光线可调，具体是通过与光源器件1112电连接的调光电路13来调节的。

配光器件1113具体可以为偏光型配光器件，用于改变光束2的光轴21的方向，并改变光束角22的大小。

具体的，偏光型配光器件可以为多光轴偏光透镜、在非偏光TIR透镜表面添加了锯齿形偏光栅形成的光学器件、双面折射式偏光异形凸透镜中的任一种，请参见图9-图11。

需要理解的是，补光灯装置1中的灯板可以用于安装所有的光源器件，也可以是不同光源器件使用不同的灯板，具体灯板的数量在此不做限定；补光灯装置中的配光器件可以是每个光源器件对应一个独立的配光器件，也可以是所有光源器件对应的配光器件一体成型为一个整体，作为一个配光器件来使用，具体配光器件的组成形式不做限定。

进一步的，补光灯装置1中的补光灯模块还具有驱动电路14，可以是一个补光灯模块具有一路驱动电路，也可以是一个补光灯模块具有至少2路驱动电路，具体补光灯模块具有记录驱动电路在此不做限定。

当补光灯模块具有一路驱动电路时，由于补光灯模块中的所有光源器件都受这一路驱动电路的控制，所以能够有效的减少电子元器件的使用，进而降低补光灯模块的成本。

当一个补光灯模块是由至少两个补光灯子模块构成的，且此补光灯模块具有至少两路驱动电路时，由于不同的驱动电路可以对不同的光源器件进行差异控制，所以能够更加细致的对光源器件的亮度进行调整。

基于同一发明构思，本发明一实施例中提供一种能够对拍摄对象进行分区补光的拍摄设备500，所述补光灯装置501与所述拍摄设备本体502电连接，具体请参见图12和图13；所述补光灯装置501可以是安装在所述拍摄设备本体502上，也可以是安装在所述拍摄设备本体502之外，该拍摄设备500的补光灯装置501的具体实施方式可参见前述补光灯装置1的实施例部分的描述，重复之处不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种补光灯装置，其特征在于，包括：

至少两个补光灯模块，用于对拍摄设备的拍摄对象进行补光；

所述至少两个补光灯模块按照预设的光轴渐变规则排列成一个阵列，组成所述补光灯装置，使每个补光灯模块能对所述拍摄对象的不同区域进行均匀补光；其中，光轴渐变规则是让所有补光灯模块的光轴沿补光方向的反向延长线能相交于一点，且任一相邻的两个补光灯模块的光轴之间的夹角相等，且所有的补光灯模块具有相同的光束角及不同的光轴。

2.如权利要求1所述的补光灯装置，其特征在于，所述阵列具体为一个平面或弧面。

3.如权利要求1所述的补光灯装置，其特征在于，所述补光灯模块，包括：

至少一个补光子模块，用于对同一补光区域进行补光。

4.权利要求3所述的补光灯装置，其特征在于，所述补光子模块，包括：

灯板、光源器件及与所述光源器件对应的配光器件，所述光源器件安装在所述灯板与所述配光器件之间；其中，所述配光器件用于使所述光源器件发出的光线形成光强均匀的光束，所述光源器件的安装面与所述配光器件的出光面平行。

5.如权利要求4所述的补光灯装置，其特征在于，所述光源器件，具体为：

LED灯或VCSEL灯。

6.如权利要求4所述的补光灯装置，其特征在于，还包括：

调光电路，所述调光电路与所述光源器件连接，用于调节所述光源器件的光强。

7.如权利要求4所述的补光灯装置，其特征在于，所述配光器件，具体为：

偏光型配光器件，用于改变所述光束的光轴方向。

8.如权利要求7所述的补光灯装置，其特征在于，所述偏光型配光器件，具体为：

多光轴偏光透镜、在非偏光TIR透镜表面添加了锯齿形偏光栅形成的光学器件、双面折射式偏光异形凸透镜中的任一种。

9.如权利要求1-8任一项所述的补光灯装置，其特征在于，所述补光灯模块，还包括：

一路驱动电路，所述一路驱动电路与每个补光子模块连接，用于对所有的补光子模块进行相同控制。

10.如权利要求1-8任一项所述的补光灯装置，其特征在于，所述补光灯模块还包括：

至少两路驱动电路，每路驱动电路与不同的补光子模块连接，用于对不同的补光子模块进行差异控制；其中，所述补光灯模块具有至少两个补光灯子模块。

11.一种拍摄设备，其特征在于，所述拍摄设备具有如权利要求1-10任一项所述的补光灯装置。