CN208506458U - 导光元件及鱼眼摄像机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种导光元件及鱼眼摄像机。导光元件整体为以中心轴为轴心的环形结构，其中，环形结构的轴截面形状为一环面由该环面的两条半径所截形成的截段，截段的其中一端为入光侧，入光侧与中心轴相垂直且绕中心轴一周形成入光面，截段的另一端为出光侧，出光侧朝向远离中心轴的方向外倾且绕中心轴一周形成出光面，截段上连接入光侧以及出光侧的两段弧线绕中心轴一周形成两个反射面。鱼眼摄像机包括鱼眼镜头、红外灯模组以及导光元件；多颗红外灯围绕中心轴呈环形排布且正对入光面，鱼眼镜头位于镜头区中且背离红外灯模组。本实施例所提供的导光元件及鱼眼摄像机能够减弱明暗差异，提高画面效果。

Description

导光元件及鱼眼摄像机

技术领域

本申请涉及图像获取技术领域，尤其涉及一种导光元件及鱼眼摄像机。

背景技术

鱼眼摄像机，因其视场角大，监控覆盖面广的特点，较常用于商店、教师、车站、广场等区域的全景监控，单一鱼眼镜头便可具有高达180°的视场角，可以监控前方360°范围内的大片区域，再配合畸变矫正等功能，可以大大减少对于所需监控区域全范围监控所用的摄像机数量。

但是，由于视场角特别大，常用红外灯或搭配常用透镜很难覆盖全部的监控范围。相关技术中，有些方案采用3个间隔120°的红外灯配合倾斜放置的透镜，三个透镜分别形成各自的照射区域，通过将三个照射区域部分重叠实现覆盖鱼眼镜头的监控范围的目的。

然而，上述方案中虽然可以使照射范围覆盖鱼眼镜头的监控范围，但是三个照射区域具有明显的明暗边界，影响画面效果。

实用新型内容

本申请实施例提供一种导光元件及鱼眼摄像机，以解决上述问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种导光元件，所述导光元件整体为以中心轴为轴心的环形结构，包括入光面、出光面、连接所述入光面以及所述出光面的两个反射面；

其中，所述环形结构的轴截面形状为一环面由该环面的两条半径所截形成的截段，所述截段的其中一端为入光侧，所述入光侧与所述中心轴相垂直且绕所述中心轴一周形成所述入光面，所述截段的另一端为出光侧，所述出光侧朝向远离所述中心轴的方向外倾且绕所述中心轴一周形成所述出光面，所述截段上连接所述入光侧以及所述出光侧的两段弧线绕所述中心轴一周形成两个所述反射面。

优选地，上述的导光元件中，所述截段所在的环面的环心相对于所述截段远离所述中心轴。

优选地，上述的导光元件中，所述截段在所在环面的圆心角小于90°。

优选地，上述的导光元件中，所述入光侧与所述出光侧的角度差为45-70°。

优选地，上述的导光元件中，所述出光面为散射面。

优选地，上述的导光元件中，所述出光面上设置有散射晒纹。

优选地，上述的导光元件中，所述反射面为抛光面。

优选地，上述的导光元件中，所述导光元件上设置第二固定件。

优选地，上述的导光元件中，所述第二固定件为穿孔。

优选地，上述的导光元件中，所述第二固定件为外缘，所述外缘具有垂直于所述中心轴的第二点胶面。

优选地，上述的导光元件中，所述第二固定件设置在背离所述中心轴的所述反射面上。

第二方面，本申请实施例提供了一种鱼眼摄像机，包括鱼眼镜头、红外灯模组以及导光元件；

所述导光元件整体为以中心轴为轴心的环形结构，包括入光面、出光面、连接所述入光面以及所述出光面的两个反射面以及中部的镜头区；

其中，所述环形结构的轴截面形状为一环面由该环面的两条半径所截形成的截段，所述截段的其中一端为入光侧，所述入光侧与所述中心轴相垂直且绕所述中心轴一周形成所述入光面，所述截段的另一端为出光侧，所述出光侧朝向远离所述中心轴的方向外倾且绕所述中心轴一周形成所述出光面，所述截段上连接所述入光侧以及所述出光侧的两段弧线绕所述中心轴一周形成两个所述反射面；

所述红外灯模组包括多颗红外灯，多颗所述红外灯围绕所述中心轴呈环形排布且正对所述入光面，所述鱼眼镜头位于所述镜头区中且背离所述红外灯模组。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述出光面为散射面。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述出光面上设置有散射晒纹。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述入光侧与所述出光侧的角度差为45-70°。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述红外灯的光线角为30-50°。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述反射面为全反射面。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述红外灯的数量为2-3颗，多颗所述红外灯等间距分布。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述反射面为抛光面。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，还包括壳体，所述壳体上设置有装配孔以及围绕所述装配孔的第一固定件，所述红外灯模组以及所述导光元件设置在所述壳体内，所述出光面由所述装配孔伸出，所述导光元件上设置有用于与所述第一固定件相固定的第二固定件。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，还包括螺丝，所述第一固定件为螺纹孔，所述第二固定件为穿孔，所述螺丝穿过所述穿孔与所述螺纹孔螺纹连接。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，还包括粘结层，所述第一固定件为嵌槽，所述嵌槽具有垂直于所述中心轴的第一点胶面；所述第二固定件为外缘，所述外缘具有垂直于所述中心轴的第二点胶面，所述外缘嵌入所述嵌槽内，且所述第一点胶面与所述第二点胶面通过所述粘结层粘接。

优选地，前述的鱼眼摄像机中，所述第二固定件设置在背离所述中心轴的所述反射面上。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的鱼眼摄像机通过导光元件对红外灯模组进行整体导光，红外灯模组所射出的光线可以被导光元件混合的更为均匀，减弱明暗差异，提高画面效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例公开的鱼眼摄像机的剖视结构视图；

图2为本申请实施例公开的导光元件的结构视图；

图3为本申请实施例公开的截段的光路图；

图4为本申请实施例公开的导光元件的光路示意图；

图5为本申请一个实施例公开的导光元件的结构视图；

图6为图5所示的导光元件与壳体的配合结构视图；

图7为本申请另一个实施例公开的导光元件的剖视图；

图8为具有图7所示的导光元件的鱼眼摄像机的剖视结构视图。

附图标记说明：

1-鱼眼镜头、2-红外灯模组、20-基板、22-红外灯、3-导光元件、3a-截段、30-入光面、30a-入光侧、32-出光面、32a-出光侧、34-反射面、34a-导光侧、36-镜头区、38-第二固定件、38a-第二点胶面、4-机壳、40-装配孔、42-第一固定件、42a-第一点胶面、5-螺丝、6-粘结层。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例公开了一种鱼眼摄像机，如图1所示，包括鱼眼镜头1、红外灯模组2、导光元件3以及机壳4。是鱼眼摄像机的图像获取模块，其视场角可达180°，比普通镜头的视场角更加宽阔。鱼眼镜头1通过捕捉监测范围内环境反射的红外光获取图像。为了使监测范围内的环境能够反射红外光，首先需要通过镜头红外灯模组2发出红外光。本实施例中，红外灯模组2可以包括基板20以及多颗红外灯22，红外灯22固定在基板20上，由基板20提供电能以及控制信号。

为了使红外灯22所发出的红外光能够完全覆盖监测范围，本实施例设置了导光元件3。如图2所示，导光元件3整体为以中心轴a为轴心的环形结构，包括入光面30、出光面32、连接入光面30以及出光面32的两个反射面34以及中部的镜头区36。其中，环形结构的轴截面形状为一环面由该环面的两条半径所截形成的截段3a。如图3所示，截段3a的其中一端为入光侧30a，入光侧320与中心轴a相垂直且绕中心轴a一周形成入光面30，截段3a的另一端为出光侧32a，出光侧32a朝向远离中心轴a的方向外倾且绕中心轴a一周形成出光面32，为了使出光面32朝向远离中心轴a的方向外倾，本实施例中截段3a所在的环面的环心相对于截段3a可以更加远离中心轴a，即环心在中心轴a的外围。除此之外，截段3a在所在环面的圆心角最好小于90°，即截段3a占整个环面的比例小于1/4。截段3a上连接入光侧30a以及出光侧32a的两段弧线均为导光侧34a，两个导光侧34a绕中心轴a一周便形成两个反射面34。

红外灯模组2内部的多颗红外灯22也围绕中心轴a呈环形排布，并且在装配时多颗红外灯22正对入光面30，从而使红外灯所发出的红外光由入光面30射入导光元件3。鱼眼镜头1位于镜头区36中且背离红外灯模组2。

射入导光元件3内部的红外光会在两个入光面30之间通过反射的方式进行传播。在此过程中，红外光会同时沿轴向以及轴向传播，使红外光分散的更为均匀。反射面34可以采用镜面反射或者全反射方式对光线进行反射，其中镜面反射通常需要在反射面34上设置反射镀膜，成本较高，而全反射方式成本较低，因此推荐采用。全反射效果并非适用于所有入射角度，只有光线照射到反射面34的入射角度增大到某一范围，使折射角度大于90°时才会发生全反射。因此，如果红外光的光线角范围较大，则其中一部分光线射入入光面30后会以合适的角度照射到反射面34而产生全反射效果，但位于边界附近的光线则很可能因为角度过大而直接由反射面34折射出去。因此为了提高全反射的程度，本实施例中推荐采用光线角较小的红外灯22。本实施例中导光元件3的材料通常为光学级的PC(聚碳酸酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料等常见光学材料，结合这些材料的光学特性红外灯的光线角可以在30-50°范围内进行调整。

除此之外，为了进一步提高全反射的效果，本实施例中还可以对反射面34进行抛光处理使其成为抛光面。抛光面具备更加优异的反射效果，也可以显著提升反射效率，减少能量损耗。

如图4所示，当红外光传播至出光面32后便由出光面32向外射出，由于出光面32朝向远离中心轴a的方向外倾，因此这些红外光可以充分散布到鱼眼镜头1的监测范围内的所有环境物体上。并且由于这些红外光是通过一个完整的出光面32射出，因此可以减弱明暗差异，从而提高画面效果。

其中，出光侧32a的外倾程度与红外光的强度分布相关，为了获得较为适合的强度分布，本实施例中以入光侧30a和出光侧32a之间的角度差α来表示出光侧32a的外倾程度，入光侧30a与出光侧32a的角度差在45-70°范围内通常可以使产品具备较好的强度分布，既能保证大角度方向有足够的红外光，又能保证鱼眼镜头1正对的中心区域红外光不会太弱。具体角度范围可根据产品的型号、尺寸等差异进行调整。

在本实施例中，为了进一步提高红外光的散射均匀性，出光面32可以采用散射面，例如在出光面32上设置散射晒纹。散射晒纹可以大幅改变出光面32的散射角，提高红外光的散射程度，使之更加均匀。

在本实施例中，由于导光元件3的导光散射效果较佳，因此红外灯22的数量无需过多，通常情况下设置2-3颗等间距分布的红外灯便可达到较为理想的散射范围以及散射均匀度。

壳体4是鱼眼摄像机的保护结构，壳体4上设置有装配孔40以及围绕装配孔40的第一固定件42，红外灯模组2以及导光元件3设置在壳体4内，其中，为了使红外光能够照射到外界，出光面32需要由装配孔40伸出。导光元件3上设置有用于与第一固定件42相固定的第二固定件38，导光元件3通过第一固定件42与第二固定件38的配合与机壳4进行固定连接。

在本实施例中，第二固定件38优选设置在背离中心轴a的反射面34上。第一固定件42与第二固定件38可以采用多种结构进行固定。例如，第一固定件42与第二固定件38可以设计为卡扣结构、插接结构等结构直接进行固定连接，但由于壳体4与导光元件3的材料自身强度不高，因此这种连接方式很难保证连接的牢固性以及密封性能。

如图5和图6所示，在本申请的一实施例中，第一固定件42可以为螺纹孔，而第二固定件38可以为穿孔，螺丝5穿过穿孔与螺纹孔螺纹连接。如图7和图8所示，在本实施例的另一实施例中，第一固定件42还可以为嵌槽，嵌槽具有垂直于中心轴a的第一点胶面42a；第二固定件38为外缘，外缘具有垂直于中心轴a的第二点胶面38a，外缘嵌入嵌槽内，且第一点胶面42a与第二点胶面38a通过粘结层6粘接。第一点胶面42a与第二点胶面38a之所以要垂直于中心轴a其目的是防止在点胶时胶液在重力作用下聚集到低位，从而导致胶液分布不均影响粘接性能。

本实施例所提供的导光元件及鱼眼摄像机能够减弱明暗差异，提高画面效果。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (21)

1.一种导光元件，其特征在于，所述导光元件整体为以中心轴为轴心的环形结构，包括入光面、出光面、连接所述入光面以及所述出光面的两个反射面；

其中，所述环形结构的轴截面形状为一环面由该环面的两条半径所截形成的截段，所述截段的其中一端为入光侧，所述入光侧与所述中心轴相垂直且绕所述中心轴一周形成所述入光面，所述截段的另一端为出光侧，所述出光侧朝向远离所述中心轴的方向外倾且绕所述中心轴一周形成所述出光面，所述截段上连接所述入光侧以及所述出光侧的两段弧线绕所述中心轴一周形成两个所述反射面。

2.根据权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述截段所在的环面的环心相对于所述截段远离所述中心轴。

3.根据权利要求1或2所述的导光元件，其特征在于，所述截段在所在环面的圆心角小于90°。

4.一种鱼眼摄像机，其特征在于，包括鱼眼镜头、红外灯和根据权利要求1所述的导光元件。

5.根据权利要求4所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述出光面上设置有散射晒纹。

6.根据权利要求4所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述入光侧与所述出光侧的角度差为45-70°。

7.根据权利要求6所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述红外灯的光线角为30-50°。

8.根据权利要求7所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述反射面为全反射面。

9.根据权利要求8所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述红外灯的数量为2-3颗，多颗所述红外灯等间距分布。

10.根据权利要求4所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述反射面为抛光面。

11.一种鱼眼摄像机，其特征在于，包括鱼眼镜头、红外灯模组以及导光元件；

所述导光元件整体为以中心轴为轴心的环形结构，包括入光面、出光面、连接所述入光面以及所述出光面的两个反射面以及中部的镜头区；

其中，所述环形结构的轴截面形状为一环面由该环面的两条半径所截形成的截段，所述截段的其中一端为入光侧，所述入光侧与所述中心轴相垂直且绕所述中心轴一周形成所述入光面，所述截段的另一端为出光侧，所述出光侧朝向远离所述中心轴的方向外倾且绕所述中心轴一周形成所述出光面，所述截段上连接所述入光侧以及所述出光侧的两段弧线绕所述中心轴一周形成两个所述反射面；

所述红外灯模组包括多颗红外灯，多颗所述红外灯围绕所述中心轴呈环形排布且正对所述入光面，所述鱼眼镜头位于所述镜头区中且背离所述红外灯模组。

12.根据权利要求11所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述出光面上设置有散射晒纹。

13.根据权利要求11所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述入光侧与所述出光侧的角度差为45-70°。

14.根据权利要求13所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述红外灯的光线角为30-50°。

15.根据权利要求14所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述反射面为全反射面。

16.根据权利要求15所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述红外灯的数量为2-3颗，多颗所述红外灯等间距分布。

17.根据权利要求11所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述反射面为抛光面。

18.根据权利要求11所述的鱼眼摄像机，其特征在于，还包括壳体，所述壳体上设置有装配孔以及围绕所述装配孔的第一固定件，所述红外灯模组以及所述导光元件设置在所述壳体内，所述出光面由所述装配孔伸出，所述导光元件上设置有用于与所述第一固定件相固定的第二固定件。

19.根据权利要求18所述的鱼眼摄像机，其特征在于，还包括螺丝，所述第一固定件为螺纹孔，所述第二固定件为穿孔，所述螺丝穿过所述穿孔与所述螺纹孔螺纹连接。

20.根据权利要求19所述的鱼眼摄像机，其特征在于，还包括粘结层，所述第一固定件为嵌槽，所述嵌槽具有垂直于所述中心轴的第一点胶面；所述第二固定件为外缘，所述外缘具有垂直于所述中心轴的第二点胶面，所述外缘嵌入所述嵌槽内，且所述第一点胶面与所述第二点胶面通过所述粘结层粘接。

21.根据权利要求19所述的鱼眼摄像机，其特征在于，所述第二固定件设置在背离所述中心轴的所述反射面上。