CN205301779U - 导光装置和拍摄设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种导光装置和拍摄设备，导光装置包括本体，本体的第一端设置有一个或多个用于容纳光源的容纳空间，本体的与第一端相对的第二端设置有散光部。应用本实用新型的技术方案，导光装置具有散光部，光源发出的光透过散光部再出射出导光装置，而散光部则将出射光的光强分布变均匀，并增加出射角，因此该导光装置能够均匀、分散光源的出射光，应用于拍摄设备时，能够使得拍摄设备的补光在各个方向上更加均匀，增强曝光效果，此外补光还能具有更大的出射角，从而以配合广角镜头的取景角度。

Description

导光装置和拍摄设备

技术领域

本实用新型涉及光学设备领域，具体而言，涉及一种导光装置和拍摄设备。

背景技术

在很多光学设备中需要用到补光部件，例如监视器、运动摄像机和执法记录仪等，当环境光线不足时，需要打开补光部件以提供额外的光照，保持感光部件能够摄取清晰的影像。

现有的补光部件主要包括两种方案，一种是利用4颗或更多插件式红外LED灯，镶嵌在镜头周围，当镜头作拍摄时，同时点亮进行补光；另一种是利用2颗功率较大的表面贴装形式封装的白光或红外LED进行补光。

第一种方案是利用多颗低功率红外灯进行补光。这种方案通过自动检测环境光线明暗，自动打开或者关闭环绕在镜头周围的红外LED，进行夜视或者微光拍摄。但是这种方案会产生如下的问题：插件式的红外LED灯珠寿命短，并不能满足现代执法记录仪经久耐用的特点；插件式的红外LED灯珠光衰严重，这对于夜间拍摄这种对于光波要求较高的场合并不适用；插件式的红外LED灯发光角度很小，无法满足大视场镜头的拍摄补光条件；如果利用的灯珠过多，会提高整机的成本。

第二种方案是利用2颗大功率白光或红外LED灯进行补光。这种方案仅通过2颗大功率表面贴装封装的白光或红外灯进行补光，有的分居在镜头两侧，有的在镜头的上下方各安置一个，其工作模式与方案1类似，也是自动检测环境光，然后根据检测结果判断是否打开白光或红外LED进行补光。但是这种方案也会有如下的问题：现有的产品中，有些将LED的硅胶头直接裸露在外面，这样可能导致防水、防腐蚀性大大降低；还有一些设计将红外灯埋在一个玻璃板后面，这可能导致红外光出光效率降低，因为大功率LED的发光角比插件式的要大很多，如果埋得比较深，光线会被外壳侧壁吸收；在利用红外LED给大视场镜头做补光时，由于红外LED离镜头比较近，可能会使红外光从内部漏到镜头中，在拍摄过程中形成鬼像，这对结构设计精度提出了比较高的要求。

本申请中出现的名词的解释：

蜂窝结构：又称复眼面，是一种由大量微小的六角形圆弧面进行网格拼接而成的特殊曲面，由于外形类似蜂窝或者昆虫的复眼而得名，蜂窝面可以使能量分布杂乱无章的光线在通过它之后变成均匀分布，并可以增强光线的折射效应，使出射光的角度增大。

全反射：又称全内反射，指光由光密介质(即光在此介质中的折射率大的)射到光疏介质(即光在此介质中折射率小的)的界面时，全部被反射回原介质内的现象。

反射膜：在光学材料表面镀的一层金属膜，一般是铝或者银，反射膜可以增加光学表面的反射率，同时隔绝折射光。

鬼像：由于透镜表面反射而在光学系统焦面附近产生的附加像，其亮度一般较暗，且与原像错开。

副光斑：由于光学元件本身结构空洞所产生的除主光斑之外的光斑，一般与主光斑叠加在一起致使光形难以分辨，同时会影响配光效果，多出现于反光杯等结构中。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种导光装置和拍摄设备，以解决现有技术中的拍摄设备的补光部件效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种导光装置，包括本体，本体的第一端设置有一个或多个用于容纳光源的容纳空间，本体的与第一端相对的第二端设置有散光部。

进一步地，散光部由透光材料制成，散光部的表面呈蜂窝结构。

进一步地，散光部的蜂窝结构的单个蜂窝的半径在0.8mm至1.2mm的范围内，散光部的厚度在0.1mm至0.15mm的范围内。

进一步地，本体由透光材料制成，本体在容纳空间与散光部之间的部分为透光的实体。

进一步地，容纳空间为开设在本体上的盲孔，盲孔沿第一端至第二端的方向延伸，容纳空间的底壁呈朝向第二端凹陷的凹弧形。

进一步地，容纳空间的凹弧形的底壁的曲率半径在3mm至5mm的范围内。

进一步地，本体的除第一端的端面和第二端的端面之外的外表面上设置有反光部。

进一步地，反光部为涂覆或铺设在外表面的反射膜层。

进一步地，导光装置还包括定位部，定位部设置在本体上，定位部为凸出于本体的凸部或形成在本体上的凹槽。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种拍摄设备，包括镜头和用于补光的光源，拍摄设备还包括上述的导光装置，光源设置在导光装置的容纳空间中，导光装置的散光部与镜头朝向同一方向设置。应用本实用新型的技术方案，导光装置具有散光部，光源发出的光透过散光部再出射出导光装置，而散光部则将出射光的光强分布变均匀，并增加出射角，因此该导光装置能够均匀、分散光源的出射光，应用于拍摄设备时，能够使得拍摄设备的补光在各个方向上更加均匀，增强曝光效果，此外补光还能具有更大的出射角，从而以配合广角镜头的取景角度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的导光装置的实施例的包括第一侧面的立体图；

图2示出了根据本实用新型的导光装置的实施例的包括第二侧面的立体图；

图3示出了根据本实用新型的导光装置的实施例的剖视示意图；

图4示出了根据本实用新型的拍摄设备的实施例的正面示意图；以及

图5示出了根据本实用新型的导光装置的实施例的出射光的光强与角度的关系图。

附图标记说明：

10、本体；11、容纳空间；20、散光部；30、定位部；100、镜头；200、正面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种导光装置，如图1至3所示，该导光装置包括本体10，本体10的第一端设置有一个或多个用于容纳光源的容纳空间11，本体10的与第一端相对的第二端设置有散光部20。

由于本实用新型的导光装置具有散光部20，光源发出的光透过散光部20再出射出导光装置，而散光部20则将出射光的光强分布变均匀，并增加出射角，因此该导光装置能够均匀、分散光源的出射光，应用于拍摄设备时，能够使得拍摄设备的补光在各个方向上更加均匀，增强曝光效果，此外补光还能具有更大的出射角，从而以配合广角镜头的取景角度。

此外，如图2所示，光源设置在位于本体10内侧的容纳空间11中，本体10为光源提供了保护，避免光源受到损伤。例如对于LED光源而言。该光源的硅胶头被本体10保护，避免暴露在空气中，具有防水、防腐蚀性能。

优选地，如图1所示，散光部20由制作而成，且该散光部的表面呈蜂窝结构。蜂窝结构，又称复眼面，是一种由大量微小的六角形圆弧面进行网格拼接而成的特殊曲面，由于外形类似蜂窝或者昆虫的复眼而得名，蜂窝结构可以使能量分布杂乱无章的光线在通过它之后变成均匀分布，并可以增强光线的折射效应，使出射光的角度增大。

优选地，散光部20的蜂窝结构的单个蜂窝的半径在0.8mm至1.2mm的范围内，例如0.7mm或0.9mm，散光部20的厚度在0.1mm至0.15mm的范围内，例如0.11mm、0.12mm、0.13mm或0.14mm。设计过程中，散光部20的具体结构与尺寸是以光源所发出的光为根据的，更具体地是以光源所发出的光的波长为根据确定的。

散光部20可以是透光材料件，即散光部20为与本体10相互独立的部件，其与本体10的第二端连接。在本实用新型的其他结构中，散光部20也可以为在本体10的第二端上加工形成的成型结构，即本体10的第二端呈蜂窝结构，本体10的呈蜂窝结构的端部形成上述的散光部20。

优选地，容纳空间11的内壁的至少一个表面形成入射面，散光部20的面积大于入射面在第二端的端面所在的平面上形成的投影的面积。在图3示出的实施例中，散光部20覆盖第二端的端面的整体，整个容纳空间11的内壁均作为入射面，但其投影的面积依然小于散光部20的面积。

优选地，本体10为透光材料制成，本体10在容纳空间11与散光部20之间的部分为透光的实体。例如图1至3示出的实施例，本体10即为透光材料，这样不仅简化了导光装置的制造难度，而且光线在本体10的边缘还会发生全反射现象，从而使得更多的光线从第二端面射出，提高光通过导光装置的几率，从而提高光源的补光效率。

此外，本体10的材料根据光源的不同可进行相应的改变，当光源为可见光光源时，本体10可以为玻璃或其他透明材料，当光源为红外光时，本体10则需要是可以透过红外光的材料。此外，为了提高导光装置的耐磨性，本体10的材料为耐磨抗腐蚀且光学性能优良的PC塑料，即聚碳酸酯。

优选地，如图2和3所示，容纳空间11为开设在本体10上的盲孔，该盲孔从本体10的第一端到第二端的方向延伸，而容纳空间11的底壁呈朝向本体10的第二凹陷的凹弧形。凹弧形的底壁与本体10的第二端的端面之间形成了类似凹透镜的结构，使本体10的结构本身具有一定的散光性。

更优选地，容纳空间11的凹弧形的底壁的曲率半径在3mm至5mm的范围之内，例如4mm。在此范围内，通过凹弧形结构的散光作用，能够聚集到更多由LED等光源发射的小角度的光线，进而使得更多光线进入导光装置，避免浪费。此外，相对于平面形结构而言，本实施例中将容纳空间11的底部设置为凹弧形结构，还能够加大容纳空间11的体积，便于安装LED等光源。

在图1至3示出的实施例中，当容纳空间11为多个时，多个容纳空间11之间相互间隔地设置，多个容纳空间11的轴向相互平行。在另一些实施例中，容纳空间11的数量超过2个，多个容纳空间11可以呈直线排列、矩阵排列或围绕某一中心的圆弧排列。

优选地，本体10的除第一端的端面和第二端的端面之外的周向外表面上设置有反光部。其中反光部的反光面朝向本体10的内侧设置。在一些实施例中，反光部为涂覆或铺设或镀设在本体10的除第一端的端面和第二端的端面之外的周向外表面上的反射膜层，即以本体10的第一端的端面到第二端的端面的方向为轴向，本体10的周向外表面上设置有反射膜层，反射膜层能够将未发生全反射的光线反射回本体10，即从周向外表面上射出的光线被反射膜层再反射回本体10，不仅提高了光线的通过率，而且避免了光线从这些外表面射出而造成不利影响，具体到拍摄设备中时，即防止发生漏光。

优选地，导光装置还包括定位部30，定位部30设置在本体10上，定位部30为凸出于本体10的凸部或形成在本体10上的凹槽。在图2示出的实施例中，定位部30设置在本体10的第一端的端面上，且与本体10一体成型。定位部30用于在安装导光装置时为本体10提供定位与导向，方便安装。

在图2示出的实施例中，定位部30为十字形凸起，并且定位部30与本体10一体成型，位于两个形成容纳空间11的筒形结构的中间。当形成容纳空间11的筒形结构对为多个，相邻的两个筒形结构之间均设置有上述的十字形凸起，便于将本实施例中的导光装置稳定地安装在例如执法记录仪等其他拍摄设备上。

图1至3示出了一种导光装置的实施例，在该实施例中，本体10的整体体积不超过400立方毫米。其中包括呈蜂窝结构的散光部20，作用是令出射光光强分布均匀并且使出射光角度变得比从平面出射更大，定位部30为一个十字形固定凸起，可以令该导光装置在所设置的设备上固定的更牢固，例如执法记录仪机壳主体，两个圆柱筒形成容纳空间11，其中空心部分用来罩住LED灯珠，内部有一个球面可以增加光射入导光装置的角度，提高光线在侧表面发生全反射的几率，降低光能在本体10中传输过程中的损失。

在导光装置的周向外表面镀设有反射膜层，反射膜层有三个作用：第一，光线只能从蜂窝结构的表面出射而无法从周向外表面泄漏出去，提高了出射光的光学效率，同时再经过蜂窝结构的表面的匀光作用，出射光就可以高效均匀地照射在被摄物上面，形成良好的补光效果；第二，防止导光装置一个或多个容纳空间11所罩的补光灯珠的光线在导光装置中漏光从而影响光的均匀度和出射角度；第三，若使用红外LED来补光，也可以防止红外光从导光装置中泄漏出去进入镜头影响镜头的光学成像。

图3示出了导光装置的剖面图，不同于传统意义上的导光装置，其内部是为实心结构，类似于透镜，以使得光线可以在单一介质中传播，减少反射和折射的次数。另外，由于空心导光装置在应用过程中容易形成副光斑，从而会影响补光灯的补光效果，而本导光装置为实心结构，避免了空心结构的上述弊端。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种拍摄设备，如图4所示，该拍摄设备包括镜头100和用于补光的光源，拍摄设备还包括上述的导光装置，光源设置在导光装置的容纳空间11中，导光装置的散光部20与镜头100朝向同一方向设置。

应用图1至3示出的导光装置的实施例后，该导光装置的散光部20可以安装在拍摄设备的左右两侧，具体的为，与镜头100共同设置在拍摄设备的正面200，由于散光部20使得光源发出的光更加均匀、出射角更大，因此应用该导光装置的拍摄设备的补光效果更好，进而使得成像更加清晰，图像效果更好。

由于反射膜层的存在，红外光不会泄漏到镜头中形成鬼像，因此安装距离可以离镜头更近一些，提高补光效果。导光装置设计有一个十字形固定凸起，使得安装更加方便，固定更加牢靠。

另外，搭配的灯珠可以是红外LED，也可以是普通闪光灯所采用的高低色温白光LED的组合。在与两颗红外LED灯珠搭配使用时，可以达到半光强角90°的配光效果。

图5则示出了利用本实用新型的导光装置的出射光的光强与角度的关系图，如图所示，在以垂直于中心的直线为发线的参照下，本实用新型的导光装置的半光强角能够达到90°，从而使得形成的补光能够配合广角镜头使用，进一步提高了拍摄设备的适用性。

当本实用新型的导光装置应用于拍摄设备上，例如执法记录仪上时，执法记录仪具有以下优点：

该应用于执法记录仪LED补光灯上的导光装置，可以将深埋于机壳中的补光灯珠的光线传导到机体之外形成大角度的补光光斑，并避免了灯珠与空气直接接触，增加了补光灯的环境适应性，也大大提高了补光灯的光学效率；

该应用于执法记录仪LED补光灯上的导光装置，出光面采用了表面呈蜂窝结构的反光部设计，提高了出射光的均匀性，有利于执法记录仪拍摄图像对比度和层次感的增强。

该应用于执法记录仪LED补光灯上的导光装置，具有一个十字形定位部，可牢固地将导光装置固定在机壳之上，并且无需任何其他复杂的装配手段，即可完成与执法记录仪机壳以及后装LED电路板之间的结构配合，安装十分简单方便。

该应用于执法记录仪LED补光灯上的导光装置的周向外表面全部镀有反射膜层，这样既可以有效防止导光装置中LED灯珠所发光之间的相互干扰，从而支持多种诸如高低色温白光LED组合、白光LED+红外LED、两颗红外LED等多种补光灯方案，也可以有效防止导光装置中的光线泄漏到导光装置外尤其是泄漏到镜头的视野之中形成鬼像。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导光装置，其特征在于，包括本体(10)，所述本体(10)的第一端设置有一个或多个用于容纳光源的容纳空间(11)，所述本体(10)的与第一端相对的第二端设置有散光部(20)。

2.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，所述散光部(20)由透光材料构成，所述散光部(20)的表面呈蜂窝结构。

3.根据权利要求2所述的导光装置，其特征在于，所述散光部(20)的蜂窝结构的单个蜂窝的半径在0.8mm至1.2mm的范围内，所述散光部(20)的厚度在0.1mm至0.15mm的范围内。

4.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，所述本体(10)由透光材料制成，所述本体(10)在所述容纳空间(11)与所述散光部(20)之间的部分为透光的实体。

5.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，所述容纳空间(11)为开设在所述本体(10)上的盲孔，所述盲孔沿所述第一端至所述第二端的方向延伸，所述容纳空间(11)的底壁呈朝向所述第二端凹陷的凹弧形。

6.根据权利要求5所述的导光装置，其特征在于，所述容纳空间(11)的凹弧形的底壁的曲率半径在3mm至5mm的范围内。

7.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，所述本体(10)的除第一端的端面和第二端的端面之外的周向外表面上设置有反光部。

8.根据权利要求7所述的导光装置，其特征在于，所述反光部为涂覆或铺设或镀设在所述外表面的反射膜层。

9.根据权利要求1所述的导光装置，其特征在于，所述导光装置还包括定位部(30)，所述定位部(30)设置在所述本体(10)上，所述定位部(30)为凸出于所述本体(10)的凸部或形成在所述本体(10)上的凹槽。

10.一种拍摄设备，包括镜头(100)和用于补光的光源，其特征在于，所述拍摄设备还包括权利要求1至9中任一项所述的导光装置，所述光源设置在所述导光装置的容纳空间(11)中，所述导光装置的散光部(20)与所述镜头(100)朝向同一方向设置。