CN112540495A - 一种偏光透镜及监控组件的补光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏光透镜及监控组件的补光方法，偏光透镜包括侧壁部、进光端面和出光端面，侧壁部的内表面为反射面；进光端面和出光端面沿纵向中心线分别布置在侧壁部两端；进光端面朝出光端面内缩设有凹槽，该凹槽具有透射侧壁和折射面，反射面轮廓曲线段和折射面轮廓曲线段各点的曲率均为预设值，用于将入射光线处理为准直光束；出光端面设置有向外凸出的连续排列的菲涅耳锯齿，每一锯齿具有竖直平面和倾斜面，竖直平面的表面平行于纵向中心线，倾斜面的表面朝与纵向中心线方向相交的方向设置，倾斜面上设置有微透镜阵列，以使经由出光端面出射的偏光光束与准直光束之间的偏转角度满足预设条件。本发明能够按照模块组合的方式为复杂监控场景提供补光。

Description

一种偏光透镜及监控组件的补光方法

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别是关于一种偏光透镜及监控组件的补光方法。

背景技术

在环境光不足的情况下监控摄像机成像质量会变差，甚至无法正常工作，因此需要配备补光灯，以便对摄像机视场内的环境进行补光，保证成像质量。补光灯一般由光源和透镜两部分组成，光源发出的光线经透镜折、反射后，按照一定规律分布在摄像机的视场范围内。当补光灯的光强分布固定且覆盖整个视场时，若摄像机安装在距离障碍物比较近，或者视场范围内出现反射较强的物体，画面将出现明显过曝现象。此时若降低整体补光强度，则非过曝区域将会出现噪点增多、画面变暗甚至不可见等问题，极大降低了监控质量和监控效率。因此目前出现了一种新的补光方式——矩阵式补光，所谓矩阵式补光是指补光灯由许多独立的照明单元组成，每个照明单元的补光子区域各不相同，如图1所示，矩阵式补光灯中每个照明单元通常包括光源和相应的偏光透镜，通过调整相应光源的电流大小即可实现特定区域的补光强度调整。

由图1可见，每个透镜的补光子区域通常为非中心对称分布的矩形分布，可以实现这种非对称补光的透镜称为偏光透镜。现有偏光透镜通常使用具有特定偏光功能的反射面和折射面或安装方式，相应的偏光透镜结构如图2、3所示，这两类方法各有优劣：

(1)采用反射面和折射面实现偏光的透镜为非对称结构，其反射面和折射面均为自由曲面，如图2所示，在设计过程中需要分别在反射面和折射面中取N×M个轮廓点，轮廓点数往往有数万个甚至更多，通过大量计算得到每个点的坐标，单个折射或反射曲面的一次计算过程需要数个小时，因此设计周期长、计算难度大是此类方法的主要问题。

(2)采用改变安装方式的偏光透镜设计如图3所示，该方法利用偏光透镜光轴倾斜的方式将光线直接偏折到一定角度，设计方法较为简单，可以直接采用圆对称透镜的设计方法，但是需要相应的结构件进行倾斜固定，在实际应用中偏光透镜一般要多个不同偏光透镜组合使用，采用倾斜角度安装的偏光透镜在生产过程中需要经过多次装夹，因此生产成本相对较高，并且对透镜安装的空间和补光灯外观有较高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏光透镜来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种偏光透镜，所述偏光透镜包括侧壁部、进光端面和出光端面，其中，所述侧壁部的外轮廓面由反射面轮廓曲线段围绕纵向中心线整周旋转形成,内表面为反射面；所述进光端面和出光端面沿所述纵向中心线分别布置在所述侧壁部两端，所述反射面轮廓曲线段的点从所述进光端面到所述出光端面与所述纵向中心线的垂直距离逐渐增大；所述进光端面朝所述出光端面内缩设有凹槽，该凹槽具有透射侧壁和折射面，所述透射侧壁和折射面的轮廓面分别由直线段、折射面轮廓曲线段围绕所述纵向中心线整周旋转形成，所述折射面朝所述进光端面的方向凸出；所述反射面轮廓曲线段和折射面轮廓曲线段各点的曲率均为预设值，用于将入射光线处理为平行于所述纵向中心线方向的准直光束；所述出光端面设置有向外凸出的连续排列的菲涅耳锯齿，每一所述锯齿的纵向剖面呈直角三角形，具有竖直平面和倾斜面，所述竖直平面的表面平行于所述纵向中心线，所述倾斜面的表面朝与所述纵向中心线方向相交的方向设置，所述倾斜面上设置有微透镜阵列，以使经由所述出光端面出射的偏光光束与所述准直光束之间的偏转角度满足预设条件。

进一步地，所述预设条件包括所述偏转角度等于预设偏转角度或落入预设偏转角度区间。

进一步地，所述预设条件包括所述偏光光束在所述偏转角度时的中心位于预设矩形补光子区域的中心。

进一步地，所述微透镜的横向尺寸和纵向尺寸均由所述预设矩形补光子区域的边界光线构成的夹角角度、预设微透镜高度和横/纵向半径确定得到。

进一步地，所述反射面轮廓曲线段上的各反射轮廓点的曲率由所述反射面对应的最大光线出射角和透镜折射率确定得到。

进一步地，各所述反射轮廓点的高度由关联于所述反射面对应的最大光线出射角和预设初始点的高度的线性函数确定。

进一步地，所述反射轮廓点的坐标生成公式为：

x2_m-1＝x2_m-2-Δx2 (11)

式中，(x2_m-1、h2_m-1)表示第(m-1)个反射轮廓点的位置坐标，

表示第(m-2)个反射轮廓点(x2_m-2、h2_m-2)的斜率，h2_m-2根据斯涅尔定律、所述预设初始点的高度和所述反射面对应的最大光线出射角确定得到，Δx2表示所述反射面对应的最大光线出射角对应的第1个反射轮廓点A2₀(x2₀、h2₀)与最小光线出射角对应的第m个反射轮廓点A2_m(x2_m、h2_m)之间均匀取(m-1)个反射轮廓点的间隔。

进一步地，所述折射面轮廓曲线段上各折射轮廓点的曲率由所述折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角和透镜折射率确定得到。

进一步地，各所述折射轮廓点的高度由关联于所述折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角和预设初始点的高度的线性函数确定。

进一步地，各所述折射轮廓点的坐标生成公式为：

x1_m-1＝x1_m-2-Δx1 (6)

式中，(x1_m-1、h1_m-1)表示第(m-1)个折射轮廓点的位置坐标，

表示第(m-2)个折射轮廓点(x1_m-2、h1_m-2)的斜率，h1_m-2根据斯涅尔定律、所述预设初始点和所述折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角确定得到，Δx1表示所述折射面对应的最大光线出射角对应的第1个反射轮廓点A1₀(x1₀、h1₀)与第m个反射轮廓点A2_m(0、h1_m)之间均匀取(m-1)个折射轮廓点的间隔。

进一步地，所述倾斜面的表面与所述纵向中心线方向之间的夹角阈值由透镜折射率确定。

进一步地，所述倾斜面的表面与所述纵向中心线方向之间的夹角最小值的余角为β_max：

式中，n₀表示空气折射率，n₁表示透镜折射率。

进一步地，所述菲涅耳锯齿的宽度由所述菲涅耳锯齿的高度和所述倾斜面的表面与所述纵向中心线方向之间的夹角确定。

本发明还提供一种监控组件的补光方法，所述监控组件包括摄像机组件和如上所述的偏光透镜，所述补光方法包括：

根据所述摄像机组件，确定监控视场的补光区域以及所述补光区域的中心；

根据不同目标的监控需求，将所述补光区域划分成多个矩形的补光子区域，并确定每一个所述补光子区域的中心；

响应于所述确定的所述补光区域的中心和每一个所述补光子区域的中心，确定预设的偏转角度阈值或预设的偏转角度区间。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本发明能够按照模块组合的方式为复杂监控场景提供补光。

附图说明

图1为现有技术中矩阵式补光灯的分解示意图；

图2和图3为图1中单颗偏光透镜的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的单颗偏光透镜的剖面示意图；

图5为图4中的偏光透镜的工作原理示意图；

图6为图4中的偏光透镜的折射面的轮廓曲线的设计原理示意图；

图7为图4中的偏光透镜的反射面的轮廓曲线的设计原理示意图；

图8为图4中的偏光透镜的菲涅耳锯齿的倾角的设计原理示意图；

图9为图4中的偏光透镜的菲涅耳锯齿的高度和宽度的设计原理示意图；

图10为单颗微透镜的结构示意图。

图11为微透镜的横向剖开后的结构示意图。

图12为图11中的横向剖面示意图。

图13为透镜的纵向剖开后的结构示意图。

图14为图13中的纵向剖面示意图。

图15为图4中的偏光透镜的菲涅耳锯齿表面的微透镜的焦距设计原理示意图；

图16为本发明实施例提供的补光灯的结构示意图；

图17a为利用现有技术的补光灯拍摄出的图像示意图

图17b为利用本发明提供的补光灯拍摄出的图像示意图。

具体实施方式

在附图中，使用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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图4所示，本发明实施例提供的偏光透镜包括侧壁部1、进光端面2和出光端面3。

其中，侧壁部1的外轮廓面由反射面轮廓曲线段A2₀ A2_m围绕纵向中心线N整周旋转形成，内表面涂覆有反射材料，形成反射面11。

进光端面2和出光端面3沿纵向中心线N分别布置在侧壁部1两端，反射面轮廓曲线段的点从进光端面2到出光端面3与纵向中心线N的垂直距离逐渐增大。

进光端面2朝出光端面3内缩设有凹槽4，该凹槽4具有透射侧壁41和折射面42，透射侧壁41和折射面42的轮廓面分别由直线段、折射面轮廓曲线段A1₀A1_m围绕纵向中心线N整周旋转形成。透射侧壁41制作材料透过率高。折射面42朝进光端面2的方向凸出。

反射面轮廓曲线段A2₀A2_m和折射面轮廓曲线段A1₀A1_m各点的曲率均为预设值，光源0设置在凹槽4的入口出，其发出光线部分穿过透射侧壁41投射到反射面11上，另一部分光线直接投射到折射面42，反射面11和折射面42将入射光线处理为平行于纵向中心线N方向的准直光束。

出光端面3设置有向外凸出的连续排列的菲涅耳锯齿，每一锯齿的纵向剖面呈直角三角形，具有竖直平面31和倾斜面32，竖直平面31的表面平行于纵向中心线N，倾斜面32的表面朝与纵向中心线N方向相交的方向设置，倾斜面32上设置有微透镜阵列33，以使经由出光端面3出射的偏光光束与准直光束之间的偏转角度满足预设条件。

在一个实施例中，所述预设条件可以包括偏转角度等于预设偏转角度或落入预设偏转角度区间。所述预设条件也包括偏光光束在偏转角度时的中心位于预设矩形补光子区域的中心。其中，预设偏转角度或落入预设偏转角度区间的设置方法可以包括如下方法：

如图5所示，将所述监控视场沿横向分割成多个矩形的补光子区域，每个补光子区域的位置关系如图5所示。同理，也可以将监控视场沿纵向(垂直)分割成多个补光子区域。一个补光子区域对应由一个偏光透镜11照明，通过调整每个透镜的电流可以实现分区域补光强度调整，即矩阵补光。根据每一个菲涅耳锯齿113将通过其的所述准直光束中心偏折到相应的所述补光子区域的中心的角度，获得预设偏转角度或落入预设偏转角度区间的数值。下面通过图5举例说明预设偏折角。

由于照明距离通常远大于偏光透镜11尺寸，因此偏光透镜11在光路中可以近似为一个点。因此，将图5中点S设置为偏光透镜11的位置。将所述监控视场沿横向X1方向分割成多个矩形的补光子区域，每个补光子区域的位置关系如图5所示。同理，也可以将监控视场沿纵向Y1方向分割成多个补光子区域。以图5中的第1个补光子区域为例，SE₁和SE₂是第1个补光子区域在横向的边界光线。点P_i为每i个补光子区域的中心点，点Q为监控视场的中心点，SQ即为偏光透镜11的光轴方向，垂直于横向X1方向和纵向Y1方向，SP_i与光轴SQ的夹角即为该补光子区域的所述预设偏折角θ_i。

在一个实施例中，折射面轮廓曲线段A1₀A1_m上各折射轮廓点的曲率由折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角和透镜折射率确定得到。

在一个实施例中，各折射轮廓点的高度由关联于折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角和预设初始点的高度的线性函数确定。

如图6和图7所示，沿偏光透镜11纵向剖面建立有平面直角坐标系：光源所在位置为原点O，光轴为Y轴，所述折射面或反射面对应的轮廓曲线对称分布在所述Y轴两侧。那么，“预设光线出射角”指光源发出的光线与Y轴的夹角。

在一个实施例中，各折射轮廓点在平面直角坐标系中的坐标根据斯涅尔定律和预设光线出射角生成得到，其生成方法具体包括：

首先，确定折射面轮廓曲线段A1₀A1_m上的边缘点对应的最大光线OA1₀的预设光线出射角为α1_max。确定所述折射面对应的最大光线OA1₀的预设光线出射角为α1_max。

然后，生成各折射轮廓点，如图6所示，其具体包括：

步骤a1，设定所述模芯顶面与所述Y轴的交点为第二折射轮廓点A1_m(0、h1_m)，并根据第一折射轮廓点A1₀，确定A1₀的纵坐标值h1₀，再通过式(1)计算A1₀的横坐标值x1₀：

x1₀＝-h1₀tanα1_max (1)

步骤b1，在A1₀(x1₀、h1₀)与A1_m(0、h1_m)之间按照等间隔Δx1＝|x1₀/m|取(m-1)个折射轮廓点{A1₁(x1₁、h1₁)、......、A1_m-1(x1_m-1、h1_m-1)}。

步骤c1，根据斯涅尔定律提供的式(2)，可得A1₀(x1₀、h1₀)点切线单位方向向量

式中，n₀为空气折射率，n₁为透镜折射率，T_0x为

的x方向分量，T1_0y为

的y方向分量，

为由式(3)表示的入射光线方向向量，

为式(4)表示的出射光线的方向向量；

步骤d1，根据步骤c1得到的

利用式(5)和式(6)计算A1_m-1(x1_m-1、h1_m-1)的纵坐标值h1_m-1和横坐标值x1_m-1：

x1_m-1＝x1_m-2-Δx1 (6)。

式中，(x1_m-1、h1_m-1)表示第(m-1)个折射轮廓点的位置坐标，

表示第(m-2)个折射轮廓点(x1_m-2、h1_m-2)的斜率，h1_m-2根据斯涅尔定律、预设初始点和折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角确定得到，Δx1表示折射面对应的最大光线出射角对应的第1个反射轮廓点A1₀(x1₀、h1₀)与第m个反射轮廓点A2_m(0、h1_m)之间均匀取(m-1)个折射轮廓点的间隔。

步骤d1中，例如：A1₁(x1₁、h1₁)的纵坐标值

横坐标值x1₁＝x1₀-Δx1。

在一个实施例中，反射面轮廓曲线段上的各反射轮廓点的曲率由反射面11对应的最大光线出射角和透镜折射率确定得到。

在一个实施例中，各反射轮廓点的高度由关联于反射面11对应的最大光线出射角和预设初始点的高度的线性函数确定。

在一个实施例中，各反射轮廓点在平面直角坐标系中的坐标根据斯涅尔定律和预设光线出射角生成得到。

其中，如图7所示，“预设光线出射角”的设计方法包括：

根据制作所述折射面的模芯侧壁沿所述Y轴方向上最高的第一折射点B_m(x_Bm，h_Bm)，确定所述反射面对应的最小光线OB_m的预设光线出射角为α2_min。

根据制作所述折射面的模芯侧壁沿所述Y轴方向上最低的第二折射点B₀(x_B0，h_B0)，确定所述反射面对应的最大光线OB₀的预设光线出射角为α2_max。

在一个实施例中，各反射轮廓点的生成方法具体包括：

步骤a2，设所述反射面的模芯侧壁垂直于的所述直角坐标系的横轴，则可设定：x_Bm＝x_B0＝x_B，光线OB_m、OB₀经由所述模芯侧壁分别折射到的第1个反射轮廓点A2₀(x2₀、h2₀)、第m个反射轮廓点A2_m(x2_m、h2_m)，并在第一反射轮廓点A2₀与第二反射轮廓点A2_m之间按照等间隔Δx2＝|(x2_m-x2₀)/m|取(m-1)个反射轮廓点{A2₁(x2₁、h2₁)、......、A2_m-1(x2_m-1、h2_m-1)}。

步骤b2，利用式(7)计算h_B0：

步骤c2，根据斯涅尔定律提供的式(8)，可得光线OB₀经由所述模芯侧壁折射后的单位方向向量

式中，

表示所述模芯侧壁的方向向量。

步骤d2，根据

计算A2₀(x2₀、h2₀)的纵向坐标值h2₀；

步骤e2，根据斯涅尔定律提供的式(9)，可得A2₀(x1₀、h1₀)点切线单位方向向量

步骤f2，根据步骤e2得到的

利用式(10)和式(11)计算A2_m-1(x2_m-1、h2_m-1)的纵坐标值h2_m-1和横坐标值x2_m-1：

x1_m-1＝x1_m-2-Δx2 (11)。

上述实施例提供的设计方法只需要计算数百个轮廓点的位置，即可得到准直反射面和折射面，与偏光反射面和折射面需要数万个轮廓点相比，这种方法计算速度更快，可以将曲面的一次设计周期从数小时降低到数秒。并且由于反射面和折射面仅做准直用，即光线经折射面和反射面后平行于光轴出射，与补光子区域的大小无关，因此这种方法可以让不同的偏光透镜使用完全相同的反射面和折射面设计，提高灯杯的兼容性，尤其是在组合透镜设计时可以简化设计过程。

在一个实施例中，菲涅耳锯齿位于传统TIR偏光透镜的出光面位置，请参考图5，主要作用是将准直光束的中心折射到矩形补光子区域的中心点P_i，也就是将准直光束偏折角度θ_i。因此，根据斯涅耳定律，倾斜面32的表面与纵向中心线N方向之间的夹角阈值由透镜折射率确定。

具体地，如图8所示，菲涅耳锯齿上表面(斜面)的倾角β对准直光束进行折射，偏折角度表示为式(12)中心偏折角θ，两者关系可以由斯涅耳公式推导出式(12)：

式(12)中，n₀表示空气折射率，n₁表示透镜折射率。

倾斜面32的表面与纵向中心线N方向之间的夹角最小值的余角为β_max：

比如：当透镜为PMMA材质时，折射率为1.59，代入公式(7)可得δ_max＝39°，由几何关系可知，此时菲涅耳锯齿上表面(斜面)最大倾角β_max＝39°，将其代入公式(12)可得最大中心偏折角θ_max＝51°。

在一个实施例中，如果出光面由倾角β的斜面对准直光束进行折射，那偏光透镜的结构将会变大很多，对偏光透镜的安装空间和偏光透镜的外观都会产生非常大的影响，由于光的传播方向在介质中是不会变化的，只会在介质表面发生偏离，菲涅耳锯齿上表面(斜面)的大部分材料只能增加偏光透镜的重量，因此借鉴菲涅耳透镜的设计理念，可以将整个菲涅耳锯齿上表面(斜面)分割成多个倾斜角相同的锯齿状结构，称之为菲涅耳锯齿，如图9所示，其中锯齿高度l和宽度w的关系表示为式(14)：

l＝w·tanβ (14)

所述偏光透镜的出光面设置的所述菲涅耳锯齿相同，根据确定好的所述菲涅耳锯齿的倾角β，结合设定的锯齿的高度l和宽度w中的一个参数，计算另一个参数，锯齿斜面高度l和宽度w的关系表示为：l＝w·tanβ。因此，菲涅耳锯齿的宽度由菲涅耳锯齿的高度和倾斜面32的表面与纵向中心线N方向之间的夹角确定。

例如：当倾角β固定时，锯齿高度和宽度成正比，锯齿密度越大则出光面锯齿越薄，受加工精度影响也就越大，因此为提高透镜的效果，应在高度允许的情况下，选择尽量少的锯齿数。

在一个实施例中，每一个菲涅耳锯齿113上表面设置的微透镜阵列可仿照复眼结构的一个个微小独立微透镜114的组合，每个微透镜114的加工尺寸在微米到2mm之间，每个微透镜114都可实现独立的照明光场调控。

由于微透镜阵列的入射光为准直光束，因此只需设计一颗微透镜，然后将其阵列即可，微透镜之间光轴相互平行，单颗微透镜的横向尺寸和纵向尺寸均由预设矩形补光子区域的边界光线构成的夹角角度、预设微透镜高度和横/纵向半径确定得到。

如图10所示，图10示意出单颗微透镜的结构示意图。图11示意的是微透镜的横向剖开后的结构示意图。图12是图11中的横向剖面示意图。图13示意的是微透镜的纵向剖开后的结构示意图。图14是图13中的纵向剖面示意图。

图13和图14可以看出，微透镜的横向剖线和纵向剖线为圆形轮廓曲线，横向剖面参数包括微透镜横向尺寸d_x、透镜高度t和透镜在横向轮廓曲线的半径r_x，同理，纵向剖面参数包括微透镜纵向尺寸d_y、透镜高度t和透镜在纵向轮廓曲线的半径r_y。

准直光束经菲涅耳锯齿折射后发散角基本保持不变，通过所述微透镜阵列将经由所述菲涅耳锯齿折射出的发散光束扩展至其对应的整个所述补光子区域。如图15所示，单颗微透镜的发散光线的边界光线需要对应其覆盖的整个所述补光子区域的边界光线，即图5中示出地每一个补光子区域的边界光线，比如第1个补光子区域在横向的边界光线SE₁和SE₂，夹角为γ_x。

如图15所示，单颗微透镜的横向焦距f_x表达式为式(15)：

其中，微透镜横向尺寸d_x由菲涅耳的斜面宽度决定，透镜高度t可以由微透镜在横向轮廓曲线的半径r_x表示为式(16)：

半径r_x和焦距f_x的关系式表示为式(17)：

由公式(15)～(17)可得半径r_x。

同理，可以根据微透镜纵向尺寸d_y，利用式(18)求出透镜在纵向轮廓曲线的半径r_y：

在三维模型设计软件中，将横向剖线和纵向剖线作为引导线，以长宽分别为d_x和d_y的矩形作为轮廓曲线进行放样，即可得到单个微透镜的三维实体。将微透镜阵列与菲涅耳锯齿配合使用即可实现中心偏折角附近任意矩形区域的补光。

基于上述各实施例中的偏光透镜，本发明实施例设计了一个用于安防补光的矩阵式补光灯，补光灯由两组左右对称的四合一偏光透镜和相应的LED光源组成，补光灯结构如图16所示，矩阵式补光灯5由多个发光单元5a组成，每个发光单元5a可以单独调节，可以实现分区域组合补光。如图16所示，每个发光单元5a包括偏光透镜和补光光源0，偏光透镜的补光范围呈非中心对称分布，其能够将补光光源0(LED)出射的光线按照一定强度聚拢或发散到指定区域(通常为监控设备的监控视场)，为监控相机在低照度环境中提供足够的光线，保证成像质量。

应用本发明实施例中的偏光透镜，可以实现-51°～51°的偏光中心角度调整，结合复眼控光可以实现任意形状和大小分布的偏光光斑照明，包括但不限于矩形、圆形等偏光光斑，补光角度调整灵活，可以应用于复杂监控场景的补光。

该补光灯实现矩阵补光的原理如下：当摄像机的视场范围内同时出现反射率高和反射率低的对象时，例如同时监控车辆和行人，为获取清晰的人脸信息，传统补光灯只能提高整体补光强度，此时反射率高的车牌将会产生明显过曝，无法识别。而本发明提供的补光灯可以根据补光场景不同，通过改变相应补光子区域的LED电流，降低车辆区域的补光强度并提高行人区域的补光强度，同时兼顾人脸信息和车牌信息的获取，如图17a和图17b所示。组合透镜适应性强，可以应用于障碍物过曝、车牌人脸同时监控的复杂场景。本发明提出的组合偏光透镜模块中，

本发明实施例还提供一种监控组件的补光方法，监控组件包括摄像机组件和如上述各实施例中的偏光透镜，方法包括：

根据摄像机组件，确定监控视场的补光区域以及补光区域的中心；

根据不同目标的监控需求，将补光区域划分成多个矩形的补光子区域，并确定每一个补光子区域的中心；

响应于确定的补光区域的中心和每一个补光子区域的中心，确定预设的偏转角度阈值或预设的偏转角度区间。

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。本领域的普通技术人员应当理解：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；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)

1.一种偏光透镜，其特征在于，包括侧壁部(1)、进光端面(2)和出光端面(3)，其中，所述侧壁部(1)的外轮廓面由反射面轮廓曲线段围绕纵向中心线(N)整周旋转形成,内表面为反射面(11)；所述进光端面(2)和出光端面(3)沿所述纵向中心线(N)分别布置在所述侧壁部(1)两端，所述反射面轮廓曲线段的点从所述进光端面(2)到所述出光端面(3)与所述纵向中心线(N)的垂直距离逐渐增大；

所述进光端面(2)朝所述出光端面(3)内缩设有凹槽(4)，该凹槽(4)具有透射侧壁(41)和折射面(42)，所述透射侧壁(41)和折射面(42)的轮廓面分别由直线段、折射面轮廓曲线段围绕所述纵向中心线(N)整周旋转形成，所述折射面(42)朝所述进光端面(2)的方向凸出；

所述反射面轮廓曲线段和折射面轮廓曲线段各点的曲率均为预设值，用于将入射光线处理为平行于所述纵向中心线(N)方向的准直光束；

所述出光端面(3)设置有向外凸出的连续排列的菲涅耳锯齿，每一所述锯齿的纵向剖面呈直角三角形，具有竖直平面(31)和倾斜面(32)，所述竖直平面(31)的表面平行于所述纵向中心线(N)，所述倾斜面(32)的表面朝与所述纵向中心线(N)方向相交的方向设置，所述倾斜面(32)上设置有微透镜阵列(33)，以使经由所述出光端面(3)出射的偏光光束与所述准直光束之间的偏转角度满足预设条件。

2.如权利要求1所述的偏光透镜，其特征在于，所述预设条件包括所述偏转角度等于预设偏转角度或落入预设偏转角度区间，或者，所述预设条件包括所述偏光光束在所述偏转角度时的中心位于预设矩形补光子区域的中心。

3.如权利要求2所述的偏光透镜，其特征在于，所述微透镜的横向尺寸和纵向尺寸均由所述预设矩形补光子区域的边界光线构成的夹角角度、预设微透镜高度和横/纵向半径确定得到。

4.如权利要求1至3中任一项所述的偏光透镜，其特征在于，所述反射面轮廓曲线段上的各反射轮廓点的曲率由所述反射面(11)对应的最大光线出射角和透镜折射率确定得到。

5.如权利要求4所述的偏光透镜，其特征在于，各所述反射轮廓点的高度由关联于所述反射面(11)对应的最大光线出射角和预设初始点的高度的线性函数确定。

6.如权利要求1至3中任一项所述的偏光透镜，其特征在于，所述折射面轮廓曲线段上各折射轮廓点的曲率由所述折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角和透镜折射率确定得到。

7.如权利要求6所述的偏光透镜，其特征在于，各所述折射轮廓点的高度由关联于所述折射面折射轮廓线上的边缘点对应的最大光线出射角和预设初始点的高度的线性函数确定。

8.如权利要求1或2所述的偏光透镜，其特征在于，所述倾斜面(32)的表面与所述纵向中心线(N)方向之间的夹角阈值由透镜折射率确定。

9.如权利要求8所述的偏光透镜，其特征在于，所述菲涅耳锯齿的宽度由所述菲涅耳锯齿的高度和所述倾斜面(32)的表面与所述纵向中心线(N)方向之间的夹角确定。

10.一种监控组件的补光方法，其特征在于，所述监控组件包括摄像机组件和如权1所述的偏光透镜，所述方法包括：

根据所述摄像机组件，确定监控视场的补光区域以及所述补光区域的中心；

根据不同目标的监控需求，将所述补光区域划分成多个矩形的补光子区域，并确定每一个所述补光子区域的中心；

响应于所述确定的所述补光区域的中心和每一个所述补光子区域的中心，确定预设的偏转角度阈值或预设的偏转角度区间。

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