CN208849869U - 一种混合补光摄像机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合补光摄像机，包括混合补光灯、图像传感器和数字信号处理器，混合补光灯包括混合光源封装件，摄像机还包括光强感应单元、单片机和恒流驱动电路；光强感应单元可感应预设波段范围的光线的光强度信号，输出与光强度信号相匹配的电信号；单片机具有信号采集端和多个PWM信号输出端，信号采集端连接光强感应单元的信号输出部，PWM信号输出端通过恒流驱动电路连接混合光源封装件，单片机经由信号采集端接收电信号，恒流驱动电路接收单片机的PWM信号输出端输出的PWM信号，与混合光源封装件电流导通连接或电流关断连接。本实用新型能够防止数字信号处理器没有足够的PWM信号输出端，为混合补光灯需要多路补光光源调光控制提供有利条件。

Description

一种混合补光摄像机

技术领域

本实用新型涉及监控摄像技术领域，特别是涉及一种混合补光摄像机。

背景技术

对于使用混合补光的摄像机而言，目前往往采用的LED驱动方式是一串红外LED串联实现开关控制，而LED发出的光线是单一光谱的光线，无法直接应用混合补光LED的驱动。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种混合补光摄像机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，本实用新型提供一种混合补光摄像机，包括混合补光灯、图像传感器和数字信号处理器，所述混合补光灯包括混合光源封装件，所述摄像机还包括光强感应单元、单片机和恒流驱动电路；所述光强感应单元可感应预设波段范围的光线的光强度信号，输出与所述光强度信号相匹配的电信号；所述单片机具有信号采集端和多个PWM信号输出端，所述信号采集端连接所述光强感应单元的信号输出部，所述PWM信号输出端通过所述恒流驱动电路连接所述混合光源封装件，所述单片机经由所述信号采集端接收所述电信号，所述恒流驱动电路接收所述单片机的所述PWM信号输出端输出的PWM信号，与所述混合光源封装件电流导通连接或电流关断连接。

进一步地，所述混合光源封装件包括基板以及置于所述基板表面的主补光晶元和混色补光晶元，所述主补光晶元和混色补光晶元的周围的所述基板的表面铺设有荧光粉，所述主补光晶元的发出光处于第一波段内，所述混色补光晶元的发出光处于第二波段内并可激发所述荧光粉产生白光；所述主补光晶元和混色补光晶元各自通过一个所述恒流驱动电路连接一个所述PWM信号输出端。

进一步地，所述混合光源封装件包括基板以及置于所述基板的表面的主补光晶元和混色补光晶元，所述主补光晶元的发出光处于第一波段内，所述混色补光晶元的发出光处于第二波段内或色温范围在2700k～6500k之间的白光；所述主补光晶元和混色补光晶元各自通过一个所述恒流驱动电路连接一个所述PWM信号输出端。

进一步地，所述主补光晶元位于所述混合光源封装件的中心，所述混色补光晶元布置在所述主补光晶元的侧边。

进一步地，所述混合补光灯还包括透镜构件，所述透镜构件具有两端通透的杯体，所述杯体具有进光杯尾和出光杯口，所述杯体自所述进光杯尾到所述出光杯口外径逐渐增大，所述出光杯口设有复眼透镜，所述进光杯尾设有进光开口，所述进光开口沿轴向朝所述出光杯口的方向延伸，并终止于平行光准直凸透镜面，所述进光开口和平行光准直凸透镜面之间的空腔限定为光源入射槽，所述平行光准直凸透镜面沿轴向朝所述进光开口突出，所述混合光源封装件的发光面位于所述平行光准直凸透镜面的焦面上，所述杯体的侧壁内表面为平行光准直反射面。

进一步地，所述混合补光灯包括照射距离不大于50m的近光灯和/或照射距离不大于100m的远光灯，所述复眼透镜外侧面的复眼珠面布满相同的6边形复眼微结构组成，或者，所述复眼透镜外侧面的复眼珠面的中心区域布满相同的6边形复眼微结构且所述中心区域外围布置为菱形复眼微结构。

进一步地，所述数字信号处理器通过UART与所述单片机信息交互。

进一步地，所述数字信号处理器接收所述图像传感器输入的图像的亮度信息，并在该亮度值低于所述数字信号处理器中相应的预设值的情形下向所述单片机发送调整输入到所述混合光源封装件的电流强度大小的指令。

进一步地，所述感应部为光敏元件，所述光敏元件的一端接电源，另一端通过电阻接地，所述信号输出部接于所述光敏元件与所述电阻之间。

由于本实用新型新增设了单片机，并利用单片机本身具有多个PWM信号输出端，因此能够防止数字信号处理器没有足够的PWM信号输出端，从而为混合补光灯需要多路补光光源调光控制提供有利条件。

附图说明

图1是本实用新型所提供的混合补光摄像机中的混合补光灯组件的结构示意图；

图2是图1所示的混合补光灯组件轴向剖面示意图；

图3是图1所示的混合补光摄像机中的前盖组件的剖面示意图；

图4是本实用新型所提供的混合光源封装件一实施例的结构示意图；

图5是本实用新型所提供的透镜构件的轴向剖面示意图；

图6是现有技术中的透镜构件的光路示意图；

图7是图5所示的透镜构件的光路示意图；

图8是图7所示透镜构件的出光面的光路示意图；

图9是本实用新型所提供的透镜构件中的复眼透镜一实施例的结构示意图；

图10是本实用新型所提供的透镜构件中的复眼透镜另一实施例的结构示意图；

图11和图12是现有的透镜补光透镜坎德拉图；

图13和图14是现有的透镜补光透镜配光曲线图；

图15和图16是本实用新型所提供的透镜补光透镜坎德拉图；

图17和图18是本实用新型所提供的透镜补光透镜配光曲线图；

图19是图1所示的混合补光摄像机的电控组件一实施例的结构示意图；

图20是本实用新型提供的光强感应单元的具体结构示意图。

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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图1至图3及图19所示，本实施例所提供的混合补光摄像机包括机身 6，机身6空腔61内设有混合补光灯组件和电控组件，其中：所述混合补光灯组件包括灯板1、混合补光灯和前盖3，其中的混合补光灯包括混合光源封装件2和透镜构件4。所述电控组件包括图像传感器10、数字信号处理器9、单片机8、光强感应单元7和恒流驱动电路。下面将一一详述各组成部分以及各组成部分之间的连接及配合关系。

如图1至图3所示，灯板1具有通孔11以及环绕通孔11周向间隔布置的灯安装部，其中：通孔11的中心线的延伸方向与摄像机的镜头(图中未示出)的光轴方向(文中可简称为“轴向”)平行，且大致对齐。每一个所述灯安装部上装配一个混合光源封装件2。混合光源封装件2的具体实现方式将在下文详细展开说明。

前盖3沿光轴方向具有一定的长度，前盖3的后侧面安装灯板1，比如：灯板1通过螺钉固定连接到前盖3。前盖3的前侧面设有透镜安装部31，灯板 1安装到前盖3的后侧面上后，透镜安装部31与灯板1上的混合光源封装件2 在光轴方向上相对齐，且沿光轴方向贯通前盖3。也就是说，一个透镜安装部31安装一个透镜构件4，该透镜构件4用于控制与其相对应的混合光源封装件 2的发出光线的出射方向。本实施例中，“前”、“后”可以按照混合光源封装件2发出的光线的出射方向，光线的上游可以理解为本实施例中的“后”，下游可以理解为“前”。

透镜构件4通过点胶方式固定在前盖3的透镜安装部31，透镜安装部31 呈现为一个形状与透镜构件4的外轮廓相匹配的形状，并为透镜构件4的周向凸缘41提供支撑台阶32，透镜构件4的周向凸缘41与前盖3之间的间隙设有填充物，比如粘胶，从而实现透镜构件4与前盖3之间固定连接以及二者密封性能。

透镜构件4的外侧附加有装饰盖5，装饰盖5采用双色注塑件，分为透明区域51和不透光区域，其中透明区域51位于透镜构件4的前方，采用透明 PC塑胶；不透光区域为透明区域51的外围，由黑色塑胶制成。装饰盖5通过卡扣方式固定连接到前盖3。装饰盖5安装到前盖3的方法为：首先利用一个卡扣支架12通过螺钉固定在前盖3上，然后将装饰盖5上的钩状卡扣52伸入卡扣支架12的卡槽内，与卡扣支架12配合。装饰盖5的上侧为直臂开孔14，通过前盖3侧边螺钉13紧固。

混合光源封装件2设置成由主补光部分和混色补光部分的组合形式，主补光部分的发出光处于第一波段内，混色补光部分的发出光处于第二波段，混色补光部分的发出光与主补光部分的发出光混合，形成曝光补偿光。本实施例的补光光源通过在第一波段内调整主补光部分的波长，提高对待拍摄对象的识别率，本实施例还通过在主补光部分的基础之上设置混色补光部分，通过混色补光部分的发出光来调节与主补光部分的发出光混合后的曝光补偿光的颜色，使补光光源发出的混合光的颜色更加柔和，避免对人造成眩光。

如图4所示，混合光源封装件2采用封装式结构，包括基板21以及置于基板21表面的主补光晶元22和混色补光晶元23。

主补光晶元22发出的光是主补光部分，其相对于基板21居中设置，亦即相对于混合光源封装件2的整体结构居中设置。主补光晶元22发出光处于第一波段内，第一波段为600nm～1000nm，中心波长为730nm或750nm，其中范围在650nm～850nm区域的光作为主照明波段光。该波段的光能够改善人脸、车牌红外补光效果下的对比度，同时能够保证红外镜头对焦。

混色补光晶元23发出的光是混色补光部分，其设置在主补光晶元22的边侧，其发出光处于第二波段内，第二波段350nm～500nm或者色温在2000k～ 6500k之间的白光所处的波段。

例如：混色补光晶元23发出光是蓝光，波段区域是400nm-500nm，中心波长是460nm，此时的蓝光和上述实施例中的主补光晶元22的发出光混合后是紫光或者偏蓝光。混色补光晶元23发出光的中心波长是580nm时是黄光，黄光和上述实施例中的主补光晶元22的发出光混合后的颜色是橙黄色。人眼对于不同颜色的光，具有不同的敏感度，人眼对730nm的红光的感光系数是 0.00052，人眼对750nm的红光的感光系数是0.00012，人眼对460nm的蓝光的感光系数是0.06，所以只要混入很小功率的蓝光，则可以混合出紫光和偏蓝光，并且对于车牌的识别也不造成影响。

主补光晶元22和混色补光晶元23的周围的基板21的表面铺设有荧光粉 24，这样，混色补光晶元23发出的光能可激发荧光粉24产生白光。于是，主补光晶元22的发出光与混色补光晶元23激发荧光粉发出的光混合，形成曝光补偿光。这样形成的曝光补偿光的颜色能够使人眼轻微看到或者看不到主补光部分发出的光，从而也起到减弱红曝的作用。下面的实施例仅以第一波段为 750nm的主补光晶元22、第二波段为460nm的混色补光晶元23及二者周围的基板21表面铺设荧光粉24的封装形式进行描述，但并不局限于双晶的封装形式，还可以是多晶的封装形式。

本领域普通技术人员可以知晓的是：单光源产生的光空间分布为朗伯体分布，朗伯体分布指的是光强在空间上呈现I*cosθ余弦分布。主补光晶元22 和混色补光晶元23产生的光分布均为朗伯体或者近似朗伯体分布。然而，镜头的视场角与摄像机的焦距以及sensor靶面大小相关。于变倍的摄像机而言，焦距在2.8-12mm或者是8-32mm亦或是其它变焦范畴，焦距不一样，视场角则不一样；焦距是变化的，视场角相应也是变化的。单光源产生的光空间分布的全角一般在170度，而焦距是2.8mm的镜头视场角在135度左右，焦距是8mm的镜头视场角在50度左右。由此可以看出：单光源产生的光空间分布的全角远远大于镜头的视场角，故二者并不匹配。

鉴于此，本实施例通过改进透镜构件4的结构，对混合光源封装件2的发出光进行二次配光实现新的光空间分布，亦即实现混合光源封装件2发出光的光空间分布与镜头视场角匹配。该“匹配”可以举例说明，比如：镜头视场角是100度，则经由透镜构件4控光之后的光空间分布角度也相应为100度或大于100度；镜头视场角是50度，则经由透镜构件4控光之后的光空间分布角度也相应为50度或大于50度。

图5示意出了透镜构件4沿其光轴方向剖面示意图。如图5所示，透镜构件4具有两端通透的喇叭状杯体42，杯体42具有进光杯尾421和出光杯口422，杯体42自进光杯尾421到出光杯口422外径逐渐增大，出光杯口422 沿径向(横向)向外延伸，形成周向凸缘41。透镜构件4装配的时候，进光杯尾421置于出光杯口422的后方。“径向”和“横向”可理解为垂直于“光轴O”的方向，“横向截面”是垂直于“光轴O”的截面。“周向”是围绕光轴 O旋转的方向。

结合图5至图8所示，进光杯尾421设有进光开口433。进光开口433 沿轴向朝出光杯口422的方向延伸，并终止于平行光准直凸透镜面431，进光开口433和平行光准直凸透镜面431之间的空腔限定为光源入射槽43。进光开口433的横向截面面积大于混合光源封装件2的面积，这样可供混合光源封装件2的发出光全部进入到光源入射槽43中。

光源入射槽43的与进光开口433相对的前端面是平行光准直凸透镜面 431，平行光准直凸透镜面431沿轴向朝进光开口433的方向呈弧形凸出，其呈凸透镜的凸面形状。进光开口433与平行光准直凸透镜面431之间的轴向间距小于或等于平行光准直凸透镜面431的焦距。

由于主补光晶元22位于混合光源封装件2的中心，位于透镜构件4的中心轴线上，亦即相对于平行光准直凸透镜面431居中布置，且置于平行光准直凸透镜面431的预设位置，该预设位置为平行光准直凸透镜面431的焦点处，亦即混合光源封装件2的发光面位于所述平行光准直凸透镜面431的焦面上。根据光学原理，便可获知：通过平行光准直凸透镜面431可实现入射光线的准直处理，亦即主补光晶元22发出光的一部分经由平行光准直凸透镜面431后，形成沿轴向的平行光，再出射。

光源入射槽43的侧壁为分光侧壁432，一般呈圆锥面状，锥度与光轴O 呈现1度以上的倾角，一般设定为2度，并且平行光准直凸透镜面431的口径小于进光开口433的口径。通过分光侧壁432，一方面可以实现分光，另一方面可以使得产品成型模具注塑生产时能够较容易出模脱模。

除此之外，主补光晶元22为面光源，因此，主补光晶元22发出光的一部分经由平行光准直凸透镜面431后形成沿轴向的平行光，主补光晶元22发出的另一部分光及荧光粉24被混色补光晶元23激发发出的白光都入射到分光侧壁432上，再由分光侧壁432偏折入射到杯体42的平行光准直反射面423 上。显然，平行光准直反射面423的靠近混合光源封装件2的曲率大，而平行光准直反射面423远离混合光源封装件2的曲率小，也就是说，平行光准直反射面423自进光杯尾421到出光杯口422的口径逐渐增大，因此，平行光准直反射面423上的靠近混合光源封装件2的部分可以使入射光线沿轴向反射到光接收面4221，而平行光准直反射面423上的远离混合光源封装件2的部分以使入射光线则会相对于光轴O存在少许偏折后反射到光接收面4221，因此，光接收面4221接收到的光线基本都平行于光轴O。

杯体42的侧壁内表面为用于将入射光沿轴向反射出去的平行光准直反射面423在制作时，首先，设定好光源通光口径后，预设定壁厚，即可得到反射面的起始点坐标位置。因为光源的出光形式是固定的(I*cosθ)，即入射到分光侧壁的光是已知的矢量，即反射面入射光是已知的，基于f反射出光实现准直，显然，经过平行光准直反射面423反射，反射光是已知的。入射光与反射光已知，即可通过snell定了求解单点法线与切线，基于第一个点的位置尺寸给定，后续点位于前一个点的切线上，即可迭代生成平行光准直反射面423。

出光杯口422设置有复眼透镜，该复眼透镜的内侧面是平面，作为光接收面4221；复眼透镜的外侧面具有复眼珠面，作为出光面4222。出光面4222 上的复眼珠面可以说如图9示出地，由相同的6边形复眼微结构A组成，这种花纹形式控光实现的光空间分布全角对应的混合补光灯是近光灯。出光面 4222上的复眼珠面也可以说如图10示出地，中心区域由相同的6边形复眼微结构B组成，中心区域外围采用菱形复眼微结构C，这种花纹形式控光实现的光空间分布全角对应的混合补光灯是远光灯。复眼微结构A、B和C均呈外凸状，尺寸尺寸与区域设定微结构的数量相关。相邻的两个复眼微结构之间的边界的间距为0，也可以理解为述复眼透镜的外侧面由连续。出光面4222上的复眼珠面的形状仅为了区分透镜构件4的种类规格，在原理效果上，均符合准直加复眼控光的形态。出光面4222的直径大小范围是15mm-40mm，本实施例将出光面4222的直径大小设定为23mm，这样，出光面4222的尺寸合适，易于成型。

复眼透镜在本实施例中主要具有三个功能：

第一，如图7所示，以其中的一个复眼微结构为例，说明复眼透镜实现补光光空间的新分布的原理，具体如下：

如图7中示出的相对于光轴O最外侧的复眼微结构，该复眼微结构从外到内依次分布有M点、H点和N点，M点为复眼微结构最外侧的点，N点为复眼微结构最内侧的点，H点是复眼微结构上的曲率最大点。依据曲面的折射原理，入射到M点的平行光线将会朝靠近光轴O偏折角β出射，入射到N点的平行光线将会朝远离光轴O的方向偏折角β出射，入射到H点的平行光线将平行于光轴O的方向出射，那么补光光空间的全角为2β。这是一个复眼微结构对于光线空间分布的重新调整，那么对于所有的复眼微结构而言，都会对每一根入射的光线均会按照上述方式出射光线，交错偏折，从而可以通过控制复眼微结构的表面曲率，则可以控制偏折角β的大小，从而实现补光光空间的新分布，这样出光杯口422实现了外围的大角度补光。

新的光空间分布可以是矩形分布，也可以是旋转对称分布，其取决于复眼珠面的形状。

矩形分布可以匹配或贴合镜头的视场，此时可以将复眼珠面的轮廓边界设置成矩形，从而经由透镜构件4出射的新的光空间分布呈现为矩形，且满足视屏图像呈现画面的长宽比4:3或者是16:9。

旋转对称分布一般采用6边形复眼微结构，消边界处理，或者是不规则不一致复眼花纹(如图10示出的菱形复眼微结构和6边形复眼微结构的组合) 的形状。

进一步地，如图7和图8所示，在一个实施例中，以镜头焦距是8mm-32mm 为例，镜头焦距是8mm的视场角DFOV一般在45度左右记为θ₁，镜头焦距是 32mm视场角DFOV一般在10度左右记为θ₂。为了满足低功率补光要求，补光区分远近光灯，其中，近光灯满足镜头焦距是8mm补光需求，图8中的β大于θ₁；远光灯满足镜头焦距是32mm补光需求，图8中的β大于θ₂。

第二，由于主补光晶元22相对于平行光准直凸透镜面431居中布置，主补光晶元22和平行光准直凸透镜面431的中心均位于光轴O上，相互对齐。而混色补光晶元23的位置和荧光粉24发出的光则相对于光轴0存在偏离，这样将会使得荧光粉24发出的光偏离光轴0发出，从而在补光应用时，会存在一边亮、一边暗的图像效果。因此，通过复眼透镜还可以纠正混色补光晶元 23的位置偏离光轴0而出现补光不良，纠正偏心的原理具体如下：

透镜4使用时，于主补光晶元22发出的750nm波段的光，经分光侧壁432 分成两部分，一部分通过平行光准直凸透镜面431偏折实现平行准直入射至入光面4221；另一部分光经过分光侧壁432偏折入射至平行光准直反射面423，经平行光准直反射面423反射实现平行准直至入光面4221。形成的平行光经出光面4222的复眼珠面实现偏折，从而实现新的光空间分布。

于混色补光晶元23和荧光粉24受激发后发出的光，基于混色补光晶元 23的位置和荧光粉24发出的光则相对于光轴0存在偏离，在经过平行光准直凸透镜面431偏折与平行光准直反射面423反射后，光路传播方向产生变化，非平行入射至入光面4221。基于平行光准直反射面423实现准直，此类偏折较小，形成的光空间分布不均，此时通过出光面4222的复眼珠面得以改善。混色补光晶元23和荧光粉24受激发后发出的光经出光面4222的复眼珠面后，得到的光空间分布无不均偏心现象，可直接用于照明，从而实现双补光功能的同时，750nm补光各方位角度无红曝产生。

相比于现有技术中的透镜构件，入射到透镜构件的出光面上的光线相对于光轴而言，偏折角度较大，而并不是本发明中的平行于光轴O的平行光，因此，即便将复眼透镜应用到现有的透镜构件上，复眼微结构出光之间仍然交叠少，无法改善偏心问题。

第三，增加出光单向出光面积，改善人眼感官的舒适性，其实现原理如下：

图7示出的是常规透镜示意图，一个方向仅有一根光线贡献，假定单光线的出光面积为ds，则此方向的发光亮度为L_β＝I/ds。而本实施例提供的透镜4的配光方式中，如图8和图9所示，单光线的出光方向的发光亮度为L_ β＝I/(N*ds)；N为复眼微结构的数量，依据眩光值计算公式GR＝27+24log(L_ β/LVe^0.9)，LVe为环境亮度，显然，在LVe固定的前提下，GR值与L_β相关，L_β值越低，GR值越低，舒适性越好。显然地，单方向的亮度值降低，人眼感觉舒适。上述透镜4的结构形式还可以最大化的增加透镜人眼可视出光面积，从而改善舒适性。

图11、图12、图14和图15主要描述的是混合光源封装件2出光经透镜构件4配光后出光的空间等光强分布伪色图，用于示意750mm的主补光晶元 22与白光经透镜构件4配光后光分布情况。图11为现有技术配光居中750nm 配光分布，可见呈现原型旋转对称分布。图12为偏心白光经透镜后光分布，可见其是非对称的，光能量较强处不在原点0点位置，光整体呈现向下偏移分布。

图13与14为配光曲线直角坐标系图，横坐标为角度坐标，纵坐标为强度坐标。图中仅仅显示C0-360面(A)与C90-270面(B)光分布情况。较为明显的，居中的主补光晶元呈现对称分布，偏心的白光光分布呈现非对称分布 (A、B偏移量较大，不重合)。图15为本发明配光方式750坎德拉图伪色图 (白底灰阶图)，16为本发明白光配光坎德拉伪色图(白底灰阶图)，与现有配光技术配方相比，白光光分布对称性改善较为明显。图17与18为本实用新型实施例透镜构件4针对750nm配光以及偏心白光配光后配光曲线直角坐标图，显然的，无论是750nm亦或是白光，A与B基本处于重合趋势，无较明显偏移。

如图19和图20所示，光强感应单元7具有感应部71和信号输出部72，感应部71可感应预设波段范围的光线的光强度信号，信号输出部72输出与感应部71感应到的光强度信号相匹配的电信号。

优选地，感应部71为光敏元件，即为感应可见光的三极管，不同亮度的光强照射，三极管输出的电流不同，进而判断外部的光强大小。本实施例中的光敏元件限于感应到400nm～680nm波段的光线，当拍摄环境的亮度慢慢变暗过程中，400nm～680nm波段的光谱能量降低。所述光敏元件的一端接电源VDD，另一端通过电阻Rss接地，信号输出部72接于所述光敏元件与所述电阻Rss 之间，流经电阻Rss的电流Iss。

单片机8具有信号信号采集端和PWM信号输出端，单片机8的信号信号采集端连接光强感应单元7的信号输出部72，单片机8的PWM信号输出端分别通过所述恒流驱动电路连接混合光源封装件2中的主补光晶元22和混色补光晶元23。

单片机8经由其信号信号采集端接收所述电信号，并根据该电信号通过恒流驱动电路开启主补光晶元22和混色补光晶元23或关闭主补光晶元22和混色补光晶元23。具体地，拍摄环境中，可见光亮度越高，电流Iss越大，信号输出部72输出到单片机8的电压值越高；可见光亮度越低，电流Iss越小，信号输出部72输出到单片机8的电压值越低。当检测到信号输出部72 输出到单片机8的电压低于第一预设电压(比如：0.675V)时，单片机8控制混合光源封装件2开启；当检测到信号输出部72输出到单片机8的电压高于第一预设电压(比如：1.125V)时，单片机8控制混合光源封装件2关闭。

所述混合补光灯包括所述近光灯和/或所述远光灯，近光灯的照射距离不大于50m，远光灯的照射距离不大于100m。如上文所述的，所述复眼透镜的外侧面由相同的6边形复眼微结构A组成的情形下，所述混合补光灯为照射距离不大于50m的近光灯(如图9所示)。所述复眼透镜的外侧面的中心区域由相同的6边形复眼微结构B组成且所述中心区域外围布置为菱形复眼微结构C 的情形下，所述混合补光灯为照射距离不大于100m的远光灯(如图10所示)。

单片机8具有多个PWM信号输出端，各所述补光晶元各自通过一个所述恒流驱动电路连接一个PWM信号输出端。具体地，单片机8通过控制输送给恒流驱动电路的PWM信号的占空比，分别控制相应的主补光晶元22和混色补光晶元23的启闭和功率调节。

例如：通过控制输送给恒流驱动电路的PWM1信号的占空比，控制近光灯中的主补光晶元22的启闭和功率调节；单片机8通过控制输送给恒流驱动电路的PWM2信号的占空比，控制近光灯中的混色补光晶元23的启闭和功率调节；单片机8通过控制输送给恒流驱动电路的PWM3信号的占空比，控制远光灯中的主补光晶元22的启闭和功率调节；单片机8通过控制输送给恒流驱动电路的PWM4信号的占空比，控制远光灯中的混色补光晶元23的启闭和功率调节。

图像传感器10用于采集摄像机镜头获取的图像，并输出给数字信号处理器9。数字信号处理器9用于接收图像传感器10输送的图像，并通过统计接收到的图像的数据亮度值，判断当前补光强度是否满足要求。数字信号处理器9可通过UART(英文全称为：UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter；中文全称为：通用异步收发传输器)与单片机8信息交互。通过UART可以节省主平台的通信接口,以实现多路控制。

使用时，在数字信号处理器9判断当前补光强度不满足要求的情形下，则通过UART通知单片机8调整混合光源封装件2的PWM信号的占空比大小，从而通过恒流驱动电路控制输送给主补光晶元22和混色补光晶元23的电流大小，以控制主补光晶元22和混色补光晶元23的功率，进而实现整体图像画面的亮度调整。如果PWM信号的占空比低于100％，那么就处于调光状态。如果占空比已经达到100％，那么相应的补光晶元处于开启最大状态。通过PWM信号控制主补光晶元22和混色补光晶元23的功率过程为：当PWM信号为高电平，主补光晶元22和混色补光晶元23同时开启；当PWM信号为低电平，主补光晶元22和混色补光晶元23同时关闭。

本实施例中，即使在远光灯和近光灯同时存在的前提条件下，也可以通过单片机8的一个PWM信号输出端，向恒流驱动电路发出PWM信号，通过控制 PWM信号的占空比，控制每一个补光晶元的功率，从而克服了现有的一个恒流驱动电路无法同时驱动多个补光晶元技术缺陷。

本实施例的恒流驱动电路包括第一恒流驱动电路D和第二恒流驱动电路 E，其中，第一恒流驱动电路D以恒流驱动的方式，控制输入到主补光晶元22 的电流强度的大小，该电流强度下文称作为主补光电流强度，以控制主补光晶元22的发光强度。第二恒流驱动电路E也以恒流驱动的方式，控制输入到混色补光晶元23的电流强度的大小，该电流强度下文称作为混色补光电流强度，以控制混色补光晶元23的发光强度。主补光电流强度与混色补光电流强度大小的比值的范围控制为1:10～1:200，实践证明该比例范围既不会使白光太刺眼，又能将红光掩盖住。混光模式下，即主补光晶元22和混色补光晶元23 同时开启的情形下，混色补光晶元23的输入电流范围为1mA～10mA。主补光晶元22关闭且混色补光晶元23开启的情形下，混色补光晶元23的输入电流围为150mA。优选地，第一恒流驱动电路D输入到主补光晶元22的电流强度为800mA，第二恒流驱动电路E输入到3000K暖白光的电流强度为5～10mA。

第一恒流驱动电路D具有主补光输入端IR和主补光输出端，IRLEDO+为主补光输出端的正极，IRLEDO-为主补光输出端的负极，主补光输出端的正极 IRLEDO+和负极IRLEDO-用于连接主补光晶元22的电流输入端。

第一恒流驱动电路D包括第一恒流驱动芯片UG1，第一恒流驱动芯片UG1 的型号可以是SYHV12ABC。图中，第一恒流驱动芯片UG1的脚1是开关输出管脚，脚2是地回路管脚，脚3是测试管脚，脚4是芯片工作使能管脚，脚5 是芯片输入电压管脚，脚6是LED电流检测管脚。

脚1通过二极管D16连接主补光输入端IR，二极管D16是异步DCDC芯片的续流二极管。脚6通过电阻R247连接主补光输入端IR，电阻R247用于解决辐射问题的电阻工位。脚4通过电阻R246连接外部控制器的PWM管脚MAIN LED CTL A1，通过外部控制器输送给脚4的PWM信号，控制第一恒流驱动电路 D输出的电流大小。电阻R246用于解决辐射问题的电阻工位。脚5都连接主补光输入端IR，脚2和脚3都接地。脚6和主补光输入端IR之间设置有限流电路D1，脚6和限流电路D1之间接地。限流电路D1用来控制主补光晶元22 上流过的电流最大值。具体地，限流电路D1包括并联连接的第一电阻R249 和第二电阻R248，第一电阻R249和第二电阻R248并联后的阻值0.125Ω。流过主补光晶元22的电流强度是0.1/0.125(A)＝0.8A。主补光输入端IR通过第一滤波电路D2接地，第一滤波电路D2包括并联连接的第一电容C273和第二电容C270，对主补光输入端IR进行滤波，防止输入电压不稳。脚1通过第一储能电容L2连接输出端IRLEDO-。输出端IRLEDO+和IRLEDO-之间设稳流电路 D3。稳流电路D3包括并联连接的第三电容C274和第四电容C269，用于抑制主补光晶元22的电流纹波，保证主补光晶元22的电流稳定。

第二恒流驱动电路E具有混色补光输入端VIN和混色补光输出端，LED+ 为混色补光输出端的正极，LED-为混色补光输出端的负极，混色补光输出端正极LED+和负极LED-用于连接混色补光晶元23的电流输入端。

第二恒流驱动电路E包括第二恒流驱动芯片UW2，第二恒流驱动芯片UW2 的型号可以是TPS54201。图中，第二恒流驱动芯片UW2的脚1是地回路管脚，脚2是开关输出管脚，脚3是电源输入管脚，脚4是输出电流反馈管脚,脚5 是恒流驱动芯片模式选择管脚，脚6是升压管脚，脚6控制SW输出信号。

混色补光输入端VIN和地之间设第二滤波电路E1，第二滤波电路E1包括并联连接的第三电容C7和第四电容C8，对混色补光输入端VIN进行滤波，防止输入电压不稳。脚2通过第二储能电容L3连接输出端LED+。脚6通过升压电容C6连接在脚2与第二储能电容L3之间。升压电容C6具有升压作用，控制第二恒流驱动电路E的上管开启。脚3连接混色补光输入端VIN。脚4通过电阻R3连接输出端LED-，脚4还通过电容C9接地。电阻R3和电容C9组成 RC滤波电路，和脚4构成一个极点，保证环路带宽和稳定性。脚5连接外部控制器的PWM管脚，通过外部控制器输送给脚5的PWM信号，控制第一恒流驱动电路D输出的电流大小。PWM的占空比决定输出电流的大小，本实施例中的暖白光的电流是1mA，PWM的占空比是1％。

混色补光输出端正极LED+和混色补光输出端负极LED-之间跨接电容 C10，电容C10用于稳定输出的混色补光电流强度，减少电流波动，保证混色补光晶元23尽量工作在标准的恒流模式，防止混色补光晶元23闪烁。输出端 LED-通过电阻R4接地，电阻R4用于检测流过混色补光晶元23的电流大小，保证流过混色补光晶元23的电流强度大小是设定的电流值，流过混色补光晶元23的电流强度I＝0.2V/R4。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种混合补光摄像机，包括混合补光灯、图像传感器(10)和数字信号处理器(9)，所述混合补光灯包括混合光源封装件(2)，其特征在于：

所述摄像机还包括光强感应单元(7)、单片机(8)和恒流驱动电路；

所述光强感应单元(7)可感应预设波段范围的光线的光强度信号，输出与所述光强度信号相匹配的电信号；

所述单片机(8)具有信号采集端和多个PWM信号输出端，所述信号采集端连接所述光强感应单元(7)的信号输出部，所述PWM信号输出端通过所述恒流驱动电路连接所述混合光源封装件(2)，所述单片机(8)经由所述信号采集端接收所述电信号，所述恒流驱动电路接收所述单片机(8)的所述PWM信号输出端输出的PWM信号，与所述混合光源封装件(2)电流导通连接或电流关断连接。

2.如权利要求1所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述混合光源封装件(2)包括基板(21)以及置于所述基板(21)表面的主补光晶元(22)和混色补光晶元(23)，所述主补光晶元(22)和混色补光晶元(23)的周围的所述基板(21)的表面铺设有荧光粉(24)，所述主补光晶元(22)的发出光处于第一波段内，所述混色补光晶元(23)的发出光处于第二波段内并可激发所述荧光粉(24)产生白光；

所述主补光晶元(22)和混色补光晶元(23)各自通过一个所述恒流驱动电路连接一个所述PWM信号输出端。

3.如权利要求1所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述混合光源封装件(2)包括基板(21)以及置于所述基板(21)的表面的主补光晶元(22)和混色补光晶元(23)，所述主补光晶元(22)的发出光处于第一波段内，所述混色补光晶元(23)的发出光处于第二波段内或色温范围在2700k～6500k之间的白光；

所述主补光晶元(22)和混色补光晶元(23)各自通过一个所述恒流驱动电路连接一个所述PWM信号输出端。

4.如权利要求2或3所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述主补光晶元(22)位于所述混合光源封装件(2)的中心，所述混色补光晶元(23)布置在所述主补光晶元(22)的侧边。

5.如权利要求4所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述混合补光灯还包括透镜构件(4)，所述透镜构件(4)具有两端通透的杯体(42)，所述杯体(42)具有进光杯尾(421)和出光杯口(422)，所述杯体(42)自所述进光杯尾(421)到所述出光杯口(422)外径逐渐增大，所述出光杯口(422)设有复眼透镜，所述进光杯尾(421)设有进光开口(433)，所述进光开口(433)沿轴向朝所述出光杯口(422)的方向延伸，并终止于平行光准直凸透镜面(431)，所述进光开口(433)和平行光准直凸透镜面(431)之间的空腔限定为光源入射槽(43)，所述平行光准直凸透镜面(431)沿轴向朝所述进光开口(433)突出，所述混合光源封装件(2)的发光面位于所述平行光准直凸透镜面(431)的焦面上，所述杯体(42)的侧壁内表面为平行光准直反射面(423)。

6.如权利要求5所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述混合补光灯包括照射距离不大于50m的近光灯和/或照射距离不大于100m的远光灯，所述复眼透镜外侧面的复眼珠面布满相同的6边形复眼微结构(A)组成，或者，所述复眼透镜外侧面的复眼珠面的中心区域布满相同的6边形复眼微结构(B)且所述中心区域外围布置为菱形复眼微结构(C)。

7.如权利要求1所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述数字信号处理器(9)通过UART与所述单片机(8)信息交互。

8.如权利要求1所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述数字信号处理器(9)接收所述图像传感器(10)输入的图像的亮度信息，并在该亮度值低于所述数字信号处理器(9)中相应的预设值的情形下向所述单片机(8)发送调整输入到所述混合光源封装件(2)的电流强度大小的指令。

9.如权利要求1所述的混合补光摄像机，其特征在于：所述光强感应单元(7)的感应部(71)为光敏元件，所述光敏元件的一端接电源(VDD)，另一端通过电阻(Rss)接地，所述信号输出部(72)接于所述光敏元件与所述电阻(Rss)之间。