專利名稱：一種投光裝置及包括該投光裝置的攝像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于攝像領(lǐng)域，尤其涉及一種投光裝置及包括該投光裝置的攝像機(jī)。
背景技術(shù)：
攝像機(jī)是一種采集被攝物體動態(tài)或靜態(tài)圖像信息的設(shè)備，可用于安防、交通、藝術(shù)、日常拍攝等多種領(lǐng)域，攝像機(jī)通常設(shè)有照明系統(tǒng)，用于向被攝物體發(fā)出照明光，該照明光經(jīng)被攝物體反射后被攝像機(jī)的成像裝置捕捉，將光信息轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后形成被攝物體的圖像?，F(xiàn)有的攝像機(jī)使用的光源多具有固定的光出射角，在攝像機(jī)出廠后，其照明角度也隨之固定。但是，當(dāng)為了拍攝遠(yuǎn)處物體而將攝像機(jī)的視角調(diào)小時(shí)，光源的出射角與視角便不再匹配，照明光的出射角相對過大，很多光線無法利用，不利于節(jié)能。當(dāng)為了拍攝近處物體將攝像機(jī)的視角調(diào)大時(shí)，光源的出射角又相對過小，在被攝區(qū)域內(nèi) 出現(xiàn)中間小范圍較亮、邊緣較暗的現(xiàn)象，圖像質(zhì)量較差。因此，現(xiàn)有攝像機(jī)照明系統(tǒng)的可調(diào)性較差，攝像效果不理想。例如，在交通安全監(jiān)控領(lǐng)域，通常在交叉路口設(shè)置若干個(gè)攝像機(jī)，每個(gè)攝像機(jī)負(fù)責(zé)監(jiān)控一個(gè)車道，為了使每個(gè)攝像機(jī)的照明光在相應(yīng)監(jiān)控區(qū)域的照明寬度恰好與相應(yīng)車道的寬度相匹配，可以在制造時(shí)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)攝像機(jī)的照明系統(tǒng)，但是各城市的交通環(huán)境不同，攝像機(jī)和被攝區(qū)域的距離以及被攝區(qū)域的寬度各不相同，使得適合一個(gè)城市交通監(jiān)控的攝像機(jī)不一定適應(yīng)其他城市，這樣就導(dǎo)致該攝像機(jī)的市場較小，若要適用多種地區(qū)，還需要根據(jù)不同的地區(qū)路況設(shè)計(jì)不同的攝像機(jī)，而不同的攝像機(jī)的差別僅在于照明光的角度，這樣非常不利于簡化生產(chǎn)制程，不可避免的增加了成本?，F(xiàn)有技術(shù)為解決上述問題，存在一種反射形的照明系統(tǒng)，包括一反射器和一光源，如圖1、2，光源101設(shè)置于反射器102的前端,朝向反射器102發(fā)光,光線被反射器102反射后投向被攝區(qū)域，其中，光源101可沿其中心軸移動，以改變光源101與反射器102之間的距離，進(jìn)而改變出射光的發(fā)散角使之與攝像機(jī)的視角一致。但是，光源101通常會產(chǎn)生大量的熱量，其背部必然安裝有散熱件103，并且還可能設(shè)置導(dǎo)熱件104將熱量導(dǎo)出，圖I、2中的導(dǎo)熱件104同時(shí)具有導(dǎo)熱和支撐光源101的作用，散熱件103和導(dǎo)熱件104均位于反射器102的前端，必然阻擋光線射出，會浪費(fèi)掉部分光線，影響出射光的光通量和均勻性。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種投光裝置，既可以實(shí)現(xiàn)出射光的發(fā)散角可調(diào)，又可以避免光源及其散熱部件影響出射光的光通量，保證投光亮度和均勻性，進(jìn)而提高攝像機(jī)的攝像質(zhì)量。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種投光裝置，包括主反射器以及設(shè)置于所述主反射器內(nèi)部的可見光源，在所述可見光源的出射光方向設(shè)有一副反射器，所述副反射器與所述主反射器共軸設(shè)置且開口相對，所述投光裝置還包括可驅(qū)動可見光源和/或副反射器沿所述中心軸移動的驅(qū)動構(gòu)件。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種攝像機(jī)，包括向被攝區(qū)域投出照明光的照明裝置及接收所述被攝區(qū)域反射的光以形成圖像的成像裝置，所述照明裝置采用上述的投光
>J-U ρ α裝直。本實(shí)用新型中的可見光源和/或副反射器的位置可調(diào)，使得經(jīng)過主反射器反射的光束的發(fā)散角可隨時(shí)改變，使之與攝像 機(jī)的視角相匹配，避免出射角相對過大或過小導(dǎo)致攝像效果不佳及光線利用率低的問題。同時(shí)，由于設(shè)置了副反射器，可見光源不必安裝于主反射器的前端，可以安裝于主反射器內(nèi)靠近其底部的位置且朝向副反射器發(fā)光，因此，可見光源、散熱部件和導(dǎo)熱部件均不會阻擋光線射出，解決了傳統(tǒng)投光裝置中光源和散熱部件影響出射光通量的問題，進(jìn)而保證良好的攝像質(zhì)量。
圖I是現(xiàn)有技術(shù)中投光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中投光裝置的反射器及光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例投光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例投光裝置的工作原理示意圖(一)；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例投光裝置的工作原理示意圖(二)；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例投光裝置的工作原理示意圖(三)；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例投光裝置中支撐件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例投光裝置中可見光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的投光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，僅不出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。該投光裝置包括一主反射器31以及設(shè)置于主反射器31內(nèi)部的可見光源32，在可見光源32的出射光方向設(shè)有一副反射器33,副反射器33與主反射器31的中心軸在同一直線上，即二者共軸設(shè)置，其中，主反射器31和副反射器33的開口相對，可見光源32則位于主反射器31和副反射器33之間。進(jìn)一步的，該投光裝置還包括可使可見光源32和/或副反射器33移動的驅(qū)動構(gòu)件34。由于可見光源32、副反射器33的位置可調(diào)，使得最終經(jīng)過主反射器31反射的光束的發(fā)散角可隨時(shí)改變，該投光裝置用于攝像機(jī)時(shí)，可以通過調(diào)整可見光源32和/或副反射器33的位置使出射光的角度和攝像機(jī)的視角相匹配，避免出射角相對過大或過小導(dǎo)致攝像效果不佳及光線利用率低的問題。同時(shí)，由于設(shè)置了副反射器33，可見光源32不必安裝于主反射器31的前端，而是安裝于主反射器31內(nèi)靠近其底部的位置，并且朝向副反射器33發(fā)光，因此，可見光源32及其散熱部件均不會阻擋光線射出。可以理解，副反射器33必然靠近可見光源32安裝以接收可見光源32的出射光，因此副反射器33也不會阻擋光線射出，所以本實(shí)施例所述的投光裝置既可以實(shí)現(xiàn)光出射角可調(diào)，又可以解決傳統(tǒng)投光裝置中光源和散熱部件影響出射光通量的問題，保證良好的攝像質(zhì)量。[0020]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)施例進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，如圖4，當(dāng)主反射器31和可見光源32的位置固定，將副反射器33朝向可見光源32移動時(shí)，光束經(jīng)過副反射器33反射后的發(fā)散角隨之增大，最終經(jīng)過主反射器31反射后的發(fā)散角也隨之增大；如圖5，當(dāng)副反射器33背向可見光源32移動時(shí)，光束經(jīng)過副反射器33反射后的發(fā)散角變小，經(jīng)過主反射器31反射后的發(fā)散角也隨之變小。這樣，只要改變副反射器33的位置，就可以改變投光裝置的出射光角度，使之與攝像機(jī)的視角相匹配，進(jìn)而提高光線利用率并改善成像質(zhì)量。同理，當(dāng)改變可見光源32的位置時(shí)，也可以改變最終的光出射角，使之與攝像視角相匹配。進(jìn)一步的，考慮到可見光源32的安裝涉及導(dǎo)電線路的連接和散熱部件的配置，與之相比，副反射器33無需通電和散熱，其安裝比較簡單，移動副反射器33比移動可見光源32容易操作，因此本實(shí)施例優(yōu)選將驅(qū)動構(gòu)件34與副反射器33相連，將可見光源固定。當(dāng)然，也可以使驅(qū)動構(gòu)件34同時(shí)與可見光源32和副反射器33相連接，帶動可見光源32和副反射器33同時(shí)移動，根據(jù)要調(diào)整的出射光角度，配合調(diào)整可見光源32和副反射器33的相對位置以及二者相對主反射器31的位置，這樣可以進(jìn)一步擴(kuò)大投光角度的調(diào)節(jié)范圍，使之更好的匹配攝像視角。進(jìn)一步的，可見光源32與副反射器33可以在驅(qū)動構(gòu)件34的驅(qū)動下同時(shí)移動并且保持二者之間的相對位置不變，相當(dāng)于保持可見光源32和副反射器33固定不動而單獨(dú)移動主反射器31，這樣設(shè)計(jì)同樣可以調(diào)節(jié)投光角度，并且還可以保證投射光具有更好的方向性。如圖6，當(dāng)副反射器33相對可見光源32移動時(shí)，若可見光源32和副反射器33之間拉開的距離過長，可見光源32發(fā)出的光會有部分光線不經(jīng)副反射器33而直接投向外界，相比于經(jīng)過副反射器33和主反射器31反射的主光束，這部分直接射出的光線發(fā)散角過大，傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，偏離主光束的程度越大，最終可能照射不到被攝區(qū)域或僅有小部分光線照到被攝區(qū)域，會降低被攝區(qū)域的亮度，影響成像質(zhì)量，因此，可以根據(jù)可見光源32的發(fā)散角合理設(shè)計(jì)副反射器33與可見光源32之間的距離，并將二者相對固定，使可見光源32的出射光全部或較大部分照射在副反射器33上，當(dāng)需要調(diào)節(jié)投光角度時(shí)，將二者同時(shí)移動就可以避免光線漏出，進(jìn)而保證較好的投光方向和較高的亮度，保證較佳的攝像效果。在本實(shí)施例中，可以將可見光源32、主反射器31和副反射器33共軸設(shè)置，使三者的中心軸在同一直線上，根據(jù)光路傳輸原理，將三者共軸設(shè)置可以保證出射光束具有較佳的方向性，使光線規(guī)則的收敷于有限的角度內(nèi)向外輸出，保證較佳的照明效果。在本實(shí)施例中，照明光最終經(jīng)過主反射器31投向被攝區(qū)域，但是若副反射器33的尺寸過大，主反射器31反射的光還會射到副反射器33上，這些光線在副反射器33和主反射器32之間多次反射，最終經(jīng)主反射器31射出，但是多次反射會損失較多的能量，并且這部分光線最終的出射角也比較雜亂無章。因此，當(dāng)副反射器33過大時(shí)，會影響出射光的方向性和光通量，本實(shí)施例使副反射器33的口徑小于主反射器31的口徑的1/3，以避免發(fā)生上述情況?？梢岳斫猓梢姽庠?2的出射光具有一定的發(fā)散角，副反射器33的尺寸也不宜過小，若尺寸過小，則會有較多的光線直接經(jīng)副反射器33邊緣漏出，副反射器33的尺寸下限可以根據(jù)實(shí)際使用的可見光源32的出射角和可見光源32與副反射器33之間的距離合理設(shè)定。在本實(shí)施例中，主反射器31的反射面為凹形，具體可以為拋物面形，其反射光的方向性較好。副反射器33的反射面可以是凹面，也可以是凸面，反射面的曲率可以根據(jù)預(yù)設(shè)投光角度的調(diào)節(jié)范圍合理設(shè)置。進(jìn)一步結(jié)合附圖3，驅(qū)動構(gòu)件34可以包括一傳動桿341以及一驅(qū)動電機(jī)342，結(jié)合附圖3，傳動桿341的一端連接可見光源32和/或副反射器33，另一端連接驅(qū)動電機(jī)342。傳動桿341在驅(qū)動電機(jī)342的驅(qū)動下前后移動，帶動可見光源32和/或副反射器33沿中心軸前后移動，這種驅(qū)動構(gòu)件34結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易控制。進(jìn)一步結(jié)合附圖7，該驅(qū)動構(gòu)件34還可以包括至少一個(gè)用于支撐傳動桿341并對其傳動方向起導(dǎo)向作用的支撐件343，支撐件343設(shè)有一供傳動桿341穿過的通孔344，傳動桿341穿過該通孔344并且可沿通孔取向前后自由移動，上述驅(qū)動構(gòu)件34是一種常用的構(gòu)件，但是現(xiàn)有技術(shù)中，支撐件343通常是塑膠件，當(dāng)傳動桿341前后移動時(shí)，會與通孔344的內(nèi)表面發(fā)生摩擦，塑膠件容易因摩擦發(fā)生膨脹變形，阻塞傳動桿341的移動，使傳動桿341不能帶動相應(yīng)部件自由順暢的移動。本實(shí)施例在通孔344的內(nèi)表面設(shè)置一與內(nèi)表面形狀相適應(yīng)的剛性套件345，當(dāng)然，剛性套件345的直徑大于傳動桿341的直徑，剛性套件345 的熱膨脹系數(shù)較小，當(dāng)剛性套件345與傳動桿341發(fā)生摩擦?xí)r，其膨脹幅度極小，不會影響傳動桿341的移動，進(jìn)而解決了上述問題。本實(shí)施例中的剛性套341可以是金屬件或其他熱膨脹系數(shù)較小的構(gòu)件。本實(shí)施例提供的投光裝置較適用于點(diǎn)光源，因?yàn)榉瓷淦鲗γ婀庠吹恼{(diào)光效果稍差，因此本實(shí)施例中的可見光源32優(yōu)選點(diǎn)光源，為了適應(yīng)高亮度要求的使用環(huán)境，如交通安全監(jiān)控，該可見光源32優(yōu)選為單顆大功率的白光光源。傳統(tǒng)的大部分交通監(jiān)控?cái)z像機(jī)都采用由多個(gè)小功率LED集成的面光源，不僅不便于調(diào)整出射光角，還因?yàn)槠涿娣e較大，導(dǎo)致反射器和殼體的面積也較大，使整個(gè)攝像機(jī)的體積和重量都很大，不便安裝，并且其重量大又安裝在高處，必然存在安全隱患。本實(shí)施例采用一種功率大于30W(具體為35W)的單顆白光LED光源，采用該白光LED光源作為投光裝置的可見光源，一方面可以很好的適應(yīng)上述主反射器和副反射器，另一方面，其出射光的亮度可以滿足城市交通監(jiān)控的亮度要求，可以非常清楚的拍攝到車輛及駕駛者的圖像。由于采用單顆光源即可滿足交通監(jiān)控的要求，使得攝像機(jī)的體積和重量得以大幅度減小，解決了傳統(tǒng)攝像機(jī)不便安裝的問題并消除了安全隱患。進(jìn)一步的，該白光LED光源主要包括一基板321和設(shè)置于基板321之上的發(fā)光芯片322，如圖8所示，發(fā)光芯片322的外部包覆有封裝膠體323，用于保護(hù)發(fā)光芯片322不受外界環(huán)境影響，同時(shí)對芯片322的出射光線進(jìn)行初步的調(diào)整。為了防止白光LED光源受潮，可以在發(fā)光芯片322的周圍制作一環(huán)槽324，以防止水汽進(jìn)入封裝膠體323內(nèi)，防止發(fā)光芯片322失效。繼續(xù)參考附圖3，在本實(shí)施例中，該投光裝置還可以進(jìn)一步包括一外殼35，用于包封可見光源32、主反射器31和副反射器33等構(gòu)件，驅(qū)動構(gòu)件34可以位于外殼35之中，也可以位于外殼35之外，該外殼35的形狀可以與主反射器31的外形相配合，也可以不與其配合，主反射器31和可見光源32可以通過相應(yīng)的固定件固定在外殼35內(nèi)部。為了節(jié)省空間以及外形美觀，可使外殼35的中心軸與主、副反射器的中心軸在同一直線上。進(jìn)一步的，還可以在該外殼35的出光口處設(shè)置一透鏡36，作為該投光裝置的最外層光學(xué)元件，可對外殼內(nèi)部的構(gòu)件起保護(hù)作用，照明光經(jīng)過該透鏡36直接投向被攝區(qū)域，透鏡36可以是平面鏡，也可以是凸透鏡，具體可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。[0032]上述投光裝置主要適用于攝像機(jī)，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種攝像機(jī)，參考附圖9，該攝像機(jī)包括向被攝區(qū)域發(fā)出照明光的照明裝置91及接收被攝區(qū)域反射的光以形成圖像的成像裝置92，該照明裝置91即采用本發(fā)明提供的投光裝置，成像裝置92則位于投光裝置91的周圍或者前方，其具體位置以便于接收被攝物體的反射光為準(zhǔn)。優(yōu)選的，成像裝置92的鏡頭921的中心軸與投光裝置91的主、副反射器的中心軸在同一直線上。具體的，成像裝置92可以封于投光裝置91的外殼內(nèi)部，位于投光裝置91的主反射器之前，這樣既可以保證準(zhǔn)確的接收到被攝物體的反射光，又可以有效利用空間，減小攝像機(jī)的體積，還可以防止成像裝置92受外界環(huán)境影響。本實(shí)用新型在可見光源的出射光路上設(shè)置副反射器，并通過驅(qū)動構(gòu)件帶動可見光源和/或副反射器移動，改變照明光的發(fā)散角，使之與攝像機(jī)的視角相匹配，保證攝像質(zhì)量并提高光能利用率。同時(shí)，因?yàn)樵O(shè)置了副反射器，可見光源及其散熱件和導(dǎo)熱件均安裝在主反射器的底部，不會遮擋光線射出，可改善照明光的亮度和均勻性，進(jìn)而改善攝像效果。該攝像機(jī)可用于安防、藝術(shù)、日常拍攝等領(lǐng)域，特別適合用于夜間交通安全監(jiān)控。由于其照明光的角度可調(diào)，在不同地區(qū)使用時(shí)，只需根據(jù)使用環(huán)境調(diào)節(jié)照明角度即可安裝使用，不必再 根據(jù)不同使用環(huán)境制造不同的攝像機(jī)，更加有利于批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種投光裝置，其特征在于，包括主反射器以及設(shè)置于所述主反射器內(nèi)部的可見光源，在所述可見光源的出射光方向設(shè)有一副反射器，所述副反射器與所述主反射器共軸設(shè)置且出光開口相對，所述投光裝置還包括用于驅(qū)動可見光源和/或副反射器沿所述主反射器和副反射器的中心軸移動的驅(qū)動構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求I所述的投光裝置，其特征在于，所述可見光源、主反射器和副反射器的中心軸在同一直線上。
3.如權(quán)利要求I所述的投光裝置，其特征在于，所述副反射器的口徑小于所述主反射器的口徑的1/3。
4.如權(quán)利要求I所述的投光裝置，其特征在于，所述主反射器具有一內(nèi)凹的拋物面形的反射面。
5.如權(quán)利要求I所述的投光裝置，其特征在于，所述副反射器具有一凸形或凹形的反射面。
6.如權(quán)利要求I所述的投光裝置，其特征在于，所述可見光源采用功率大于30W的白光LED光源。
7.如權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的投光裝置，其特征在于，所述驅(qū)動構(gòu)件包括驅(qū)動電機(jī)，以及一端與所述驅(qū)動電機(jī)相連接、另一端與所述可見光源和/或副反射器相連接的傳動桿。
8.如權(quán)利要求7所述的投光裝置，其特征在于，所述驅(qū)動構(gòu)件還包括用于支撐所述傳動桿并對傳動桿的傳動方向起導(dǎo)向作用的支撐件，所述支撐件設(shè)有供傳動桿穿過并自由移動的通孔，所述通孔的內(nèi)表面設(shè)有剛性套件。
9.一種攝像機(jī)，其特征在于，包括向被攝區(qū)域投出照明光的照明裝置及接收所述被攝區(qū)域反射的光以形成圖像的成像裝置，所述照明裝置采用權(quán)利要求I至8任一項(xiàng)所述的投光裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的攝像機(jī)，其特征在于，所述成像裝置的中心軸與所述投光裝置的中心軸在同一直線上。
專利摘要本實(shí)用新型適用于攝像技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種投光裝置及包括該投光裝置的攝像機(jī)，投光裝置包括主反射器以及設(shè)置于主反射器內(nèi)部的可見光源，在可見光源的出射光方向設(shè)有一副反射器，副反射器與主反射器共軸設(shè)置且開口相對，投光裝置還包括可驅(qū)動可見光源和/或副反射器沿中心軸移動的驅(qū)動構(gòu)件。本實(shí)用新型中的可見光源和/或副反射器的位置可調(diào)，使得光出射角可隨時(shí)改變，使之與攝像機(jī)的視角相匹配，避免攝像效果不佳及光線利用率低的問題。同時(shí)由于設(shè)置了副反射器，可見光源不必安裝于主反射器的前端，可見光源、散熱部件和導(dǎo)熱部件不會阻擋光線射出，解決了傳統(tǒng)投光裝置中光源和散熱部件影響出射光通量的問題，進(jìn)而保證良好的攝像質(zhì)量。
文檔編號H04N5/225GK202583662SQ20122014295
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者黃建中, 李錦泉 申請人:弘凱光電(深圳)有限公司, 深圳市賽博優(yōu)訊科技有限公司