CN202583663U - 一种照明装置及包括该照明装置的摄像机 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于摄像技术领域，提供了一种照明装置及包括该照明装置的摄像机，照明装置包括可见光源，在所述可见光源的出射光路上设有透镜组，所述透镜组的中心轴与所述可见光源的中心轴在同一直线上，所述透镜组包括至少一片可沿所述中心轴移动的透镜。本实用新型在照明装置中设置透镜组，该透镜组中至少有一片透镜可沿中心轴前后移动，使透镜与可见光源之间的距离可调，进而使光束经过透镜组后的出射角大小可调，该照明装置用于摄像机时，可以通过调整相应透镜的位置使出射光的角度和摄像机的视角相匹配，避免出射角相对过大或过小导致摄像效果不佳及光线利用率低的问题。

Description

一种照明装置及包括该照明装置的摄像机

技术领域

本实用新型属于摄像领域，尤其涉及一种照明装置及包括该照明装置的摄像机。

背景技术

摄像机是一种采集被摄物体动态或静态图像信息的设备，可用于安防、交通、艺术、日常拍摄等多种领域，摄像机通常设有照明系统，用于向被摄物体发出照明光，该照明光经被摄物体反射后被摄像机的成像装置捕捉，将光信息转换为电信号，经过相应的数据处理后形成被摄物体的图像。现有的摄像机使用的光源多具有固定的光出射角，在摄像机出厂后，其照明角度也随之固定，当摄像机的拍摄镜头的视角和该照明角度相同时，照明光线恰好被全部利用。但是，当为了拍摄远处物体而将摄像机11的视角调小时，光源12的出射角与视角便不再匹配，照明光的出射角相对过大，很多光线没有利用价值，不利于节能，如图1a、1b，其中图1b中的照明区域13远大于被摄区域14，边缘大部分光线被浪费。当为了拍摄近处物体将摄像机11的视角调大时，光源12的出射角又相对过小，在被摄区域内出现中间小范围较亮、边缘较暗的现象，图像质量较差，如图2a、2b，其中图2b中的照明区域13小于被摄区域14，被摄区域14边缘出现暗环。因此，现有摄像机照明系统的可调性较差，摄像效果不理想。例如，在交通安全监控领域，通常在交叉路口设置若干个摄像机，每个摄像机负责监控一个车道，为了使每个摄像机的照明光在相应监控区域的照明宽度恰好与相应车道的宽度相匹配，可以在制造时根据实际应用环境设计摄像机的照明系统，但是各城市的交通环境不同，摄像机和被摄区域的距离以及被摄区域的宽度各不相同，使得适合一个城市交通监控的摄像机不一定适应其他城市，这样就导致该摄像机的市场较小，若要适用多种地区，还需要根据不同的地区路况设计不同的摄像机，而不同的摄像机的差别仅在于照明光的角度，这样非常不利于简化生产制程，不可避免的增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种照明装置，旨在解决现有摄像机因照明角度不可调导致摄像效果差、光能利用率低及不利于量产的问题。

本实用新型是这样实现的，一种照明装置，包括可见光源，在所述可见光源的出射光路上设有透镜组，所述透镜组的中心轴与所述可见光源的中心轴在同一直线上，所述透镜组包括至少一片可沿所述中心轴移动的透镜。

本实用新型的另一目的在于提供一种摄像机，包括向被摄区域投出照明光的投光装置及接收所述被摄区域反射的光以形成图像的成像装置，所述投光装置采用上述的照明装置。

本实用新型照明装置中的透镜可沿中心轴前后移动，可以改变透镜与可见光源之间的距离，进而改变光束经过透镜组后的出射角，该照明装置用于摄像机时，可以通过调整透镜的位置使出射光的角度和摄像机的视角相匹配，避免出射角相对过大或过小导致摄像效果不佳及光能利用率低的问题；并且，由于该照明角度可调，也使得摄像机的应用范围更广，节约了生产成本。

附图说明

图1a是现有技术中摄像机的工作原理(一)；

图1b是现有技术中摄像机的照明光斑图(一)；

图2a是现有技术中摄像机的工作原理(二)；

图2b是现有技术中摄像机的照明光斑图(二)；

图3是本实用新型实施例照明装置的结构示意图(一)；

图4是本实用新型实施例照明装置中透镜组的工作原理(一)；

图5是本实用新型实施例照明装置中透镜组的工作原理(二)；

图6是本实用新型实施例照明装置的结构示意图(二)；

图7是本实用新型实施例照明装置中可见光源的结构示意图；

图8是本实用新型实施例摄像机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图3示出了本实用新型实施例提供的照明装置的结构示意图，该照明装置包括可见光源31，在可见光源31的出射光路上设有透镜组32，该透镜组32由若干个透镜组成，若干个透镜的中心轴优选在同一条直线上，若干个透镜的中心轴即该透镜组的中心轴30，同时，可见光源31的中心轴与透镜组32的中心轴30也在同一直线上，根据光的传输原理，可见光源31和透镜组32共轴设置可以保证最佳的出光效果。为了使该照明装置的出射光角度可调，该透镜组32中至少有一片透镜可沿中心轴30前后移动，即与可见光源31之间的距离可调，进而使光束经过透镜组32后的出射角大小可调，该照明装置用于摄像机时，可以通过调整相应透镜的位置使出射光的角度和摄像机的视角相匹配，避免出射角相对过大或过小导致摄像效果不佳及光线利用率低的问题。

参考附图4、5，该透镜组32具体可以包括一片可移动的透镜，即第一透镜321，如图4，当摄像机的视角变小时，第一透镜321背向可见光源31沿中心轴30向前移动，使第一透镜321和可见光源31之间的距离增大，光出射角变小，进而与摄像机的视角相匹配；如图5，当摄像机的视角变大时，第一透镜321朝向可见光源31移动，使第一透镜321和可见光源31之间的距离减小，光出射角增大，进而与摄像机的视角相匹配。这样根据摄像机的视角适当调整第一透镜321的位置，便可以实时保证照明光的发散角和摄像机的视角相匹配，保证较佳的摄像效果和较高的光能利用率。

进一步结合附图3，在本实施例中，透镜组31还可以包括可沿中心轴30移动的第二透镜322，当然，第二透镜322与第一透镜321共轴设置，在需要调节照明角度时，可同时调节第一透镜321和第二透镜322的位置。采用两片透镜配合调节光路，可以使光出射角的调节范围更大且调节精度更高，一方面保证照明光可以适应较大范围的拍摄，另一方面保证在微调摄像视角时，照明光的角度也可以随视角进行微调，保证在任意摄像视角下，照明光的角度都可与之匹配，进一步改善摄像质量。

进一步结合附图3，在本实施例中，为了保证良好的照明效果，透镜组32还包括第三透镜323，该第三透镜323固定设置在可移动的透镜与可见光源31之间，该第三透镜323优选为凸透镜，作为初级的光路调整透镜对可见光源31发出的光进行第一步调整，因为可见光源31发出的光较为发散，并且方向性不好，若直接经过可移动的透镜，边缘光线可能无法照射到可移动的透镜上，会浪费大部分光线，因此有必要靠近可见光源设置该第三透镜323，使光线收容于小角度内，以避免浪费光线而造成照明光亮度降低，同时也便于后续的光路调节。当然，还可以根据实际需要设置更多可移动的透镜，对光出射角进行更高精度的调节。

作为本实施例的一种改进，还可以在可移动的透镜的出射光路上增加一反射镜组33，通过该反射镜组33与透镜组32配合调节，对光束的出射角进行调整，使照明光的可调性更好。具体参考附图6，该反射镜组33可以包括一凸面镜331和一环形的凹面镜332，其中，凸面镜331和凹面镜332的中心轴与透镜组的中心轴30在同一直线上，凹面镜332位于凸面镜331的反射光路上，凸面镜331用于对透镜组32的出射光进行反射，凹面镜332用于对凸面镜331反射来的光进行再次反射后投向凹面镜332前方的其他构件或直接投向被摄区域。该凸面镜331可以沿着中心轴30前后移动，进而可以任意改变光线经过凸面镜331和凹面镜332后的反射角，改变照明光的出射角度。采用反射镜组33与透镜组32配合调节照明光的角度，不仅可以进一步的提高照明光角度调节的精度，还可以通过反射镜组33扩大照明光束的整体宽度，进一步改善照明角度调节的灵活性，使之适应更多种拍摄要求。

该照明装置中的透镜组32对点光源产生的出射光的调节效果较好，而对面光源则效果稍差，因此本实施例中的可见光源31优选点光源，为了适应高亮度要求的使用环境，如交通安全监控，该可见光源31优选为单颗大功率的白光光源。传统的大部分交通监控摄像机都采用由多个小功率LED集成的面光源，不仅不便于调整出射光角，还因为其面积较大，导致反射器和壳体的面积也较大，使整个摄像机的体积和重量都很大，不便安装，并且其重量大又安装在高处，必然存在安全隐患。本实施例采用一种功率大于30W(具体为35W)的单颗白光LED光源，采用该白光LED光源作为照明装置的可见光源，一方面可以很好的适应上述透镜组32，另一方面，其出射光的亮度可以满足城市交通监控的亮度要求，可以非常清楚的拍摄到车辆及驾驶者的图像。由于采用单颗光源即可满足交通监控的要求，使得摄像机的体积和重量得以大幅度减小，解决了传统摄像机不便安装的问题并消除了安全隐患。

进一步的，该白光LED光源主要包括一基板311和设置于基板311之上的发光芯片312，如图7所示，发光芯片312的外部包覆有封装胶体313，用于保护发光芯片312不受外界环境影响，同时对芯片312的出射光线进行初步的调整。为了防止白光LED光源受潮，可以在发光芯片312的周围制作一环槽314，以防止水汽进入封装胶体313内，防止发光芯片312失效。

在本实施例中，可沿中心轴移动的透镜(如上述的第一透镜321和第二透镜322)可以为菲涅尔透镜。菲涅尔透镜具有凸透镜的功能，同时其厚度比凸透镜薄很多，重量可大幅减轻，使得该照明装置的体积更小，重量更轻。

参考附图3、6，在本实施例中，该照明装置还可以进一步包括一外壳34，用于包封可见光源31、透镜组32、反射镜组33等构件，该外壳的形状可以与透镜组32、反射镜组33的外形相配合，也可以不与其配合，透镜组32和反射镜组33可以通过相应的固定件固定在外壳34内部。为了节省空间以及外形美观，可使透镜组32和反射镜组33的中心轴30与外壳的中心轴在同一直线上。进一步的，还可以在该外壳34的出光口处设置一封口透镜35，作为该照明装置的最外层光学元件，照明光经过该封口透镜35直接投向被摄区域，该封口透镜35可以是平面镜，也可以是凸透镜，具体可以根据实际应用确定。

在本实施例中，可沿中心轴移动的透镜的位置可以通过相应调节装置进行调节，具体可以采用现有的多种方式，例如在外壳上设置一环形可转动的套件，可移动的透镜与该套件相连接，该套件与外部的驱动电机相连接，通过驱动电机驱动该套件转动，进而带动透镜前后移动，也可以直接采用传动杆与可移动的透镜连接，然后通过驱动电机驱动传动杆前后移动，进而带动透镜移动。实际使用时可手动控制驱动电机工作或停止，进而控制透镜移动，移动的距离可以根据摄像视角的大小确定，以移动后照明光的发散角与摄像视角一致为准。当然还可以采用其他移动方式，具体可以根据实际需要选择制作简单、便于操作的方式，此处不再详细说明。

上述照明装置主要适用于摄像机，本发明进一步提供一种摄像机，参考附图8，该摄像机包括向被摄区域投出照明光的投光装置81及接收被摄区域反射的光以形成图像的成像装置82，该投光装置81即采用本发明提供的照明装置，成像装置82则位于照明装置81的周围或者前方，其具体位置以便于接收被摄物体的反射光为准。

优选的，成像装置82的镜头821的中心轴与照明装置81的透镜组的中心轴在同一直线上，具体的，成像装置82可以封于照明装置81的外壳内部，位于照明装置81的透镜组之前，这样既可以保证准确的接收到被摄物体的反射光，又可以有效利用空间，减小摄像机的体积，还可以防止成像装置82受外界环境影响，并且外形比较美观。

本实用新型在照明装置中设置可移动的透镜，通过改变透镜和可见光源之间的距离改变光出射角，使照明光的出射角可以随摄像视角实时改变，进而保证较高的光能利用率和较佳的摄像质量，该摄像机可用于安防、艺术、日常拍摄等领域，特别适合用于夜间交通安全监控。由于其照明光的角度可调，在不同地区使用时，只需根据使用环境调节照明角度即可安装使用，不必再根据不同使用环境制造不同的摄像机，更加有利于批量生产，并且节约成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于，包括可见光源，在所述可见光源的出射光路上设有透镜组，所述透镜组的中心轴与所述可见光源的中心轴在同一直线上，所述透镜组包括至少一片可沿所述中心轴移动的透镜。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述可见光源为一功率大于30W的白光LED光源。

3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述可沿中心轴移动的透镜为菲涅尔透镜。

4.如权利要求1至3任一项所述的照明装置，其特征在于，所述透镜组包括一可沿所述中心轴移动的第一透镜。

5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述透镜组还包括一可沿所述中心轴移动的第二透镜。

6.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述透镜组还包括固定设置于所述可见光源和可沿中心轴移动的透镜之间的第三透镜。

7.如权利要求1至3、5、6任一项所述的照明装置，其特征在于，还包括设置于所述透镜组的出射光路上的反射镜组，所述反射镜组包括一与所述透镜组共轴设置的凸面镜和一环形凹面镜，所述环形凹面镜设置于所述凸面镜的反射光路上，所述凸面镜可沿所述透镜组的中心轴移动。

8.如权利要求1至3、5、6任一项所述的照明装置，其特征在于，还包括用于驱动所述可沿中心轴移动的透镜前后移动的调节装置。

9.一种摄像机，其特征在于，包括向被摄区域投出照明光的投光装置及接收所述被摄区域反射的光以形成图像的成像装置，所述投光装置采用权利要求1至8任一项所述的照明装置。

10.如权利要求9所述的摄像机，其特征在于，所述成像装置的中心轴与所述照明装置的透镜组的中心轴在同一直线上。

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