专利名称：一种红外照明器件及红外监控设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及红外成像领域，特别涉及一种红外照明器件及红外监控设备。
背景技术：
目前，主动式红外成像领域中的红外安防设备在夜间进行监控时，主要采用红外发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)来对监控区域提供照明，红外安防设备包含的摄像装置接收监控区域中物体反射的红外光，利用物体反射的红外光使物体成像。现有的红外安防监控设备通常采用小功率插件式红外LED、或装设有透镜的大功率红外LED为监控区域提供照明，但上述两种设备出射的均是轴对称旋转光，照射至监控区域的光斑均为圆形光斑，如图I用黑色线条所标示出的圆形区域，而摄像装置接收图像信息的区域一般为矩形区域，如图I用黑色线条所标示出的矩形区域，这样就会造成红外·LED出射的圆形光斑与摄像装置所接收的图像信息区域不匹配，从而降低了出射的红外光的利用率，并且对周边环境也造成了红外光污染。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种红外照明器件，该器件能够提高出射的红外光的利用率。本实用新型的目的在于提供一种红外监控设备，该设备能够提高出射的红外光的利用率。为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的—种红外照明器件，该红外照明器件包含呈漏斗状的透光部及安装槽；所述透光部包含的第一端面上设置有所述安装槽，第二端面呈矩形，且第二端面包含的互相垂直的两边的比值为b比a ;所述安装槽套设于至少一个红外发光二极管LED外；所述安装槽的侧壁将其套设的红外LED出射的红外光折射至所述透光部，照射至所述透光部的侧壁的红外光发生全反射，全反射后的红外光经所述透光部的第二端面出射。上述红外照明器件中，所述侧壁包含两个第一子侧壁和两个第二子侧壁；所述两个第一子侧壁相对，且任一第一子侧壁与两个第二子侧壁相交，所述第一子侧壁与第二子侧壁的交线为棱；所述第一子侧壁为棱的一个顶点沿所述安装槽的一边滑动、且棱的另一个顶点沿所述第二端口的一边同向滑动时棱所形成的表面；所述第二侧壁为棱的一个顶点沿与所述安装槽的一边垂直的另一边滑动、且棱的另一个顶点沿与所述第二端口的一边垂直的另一边同向滑动时棱所形成的表面。上述红外照明器件中，所述b比a为与第二端面的形状匹配的摄像装置所接收的图像信息区域的相邻两边的比值。[0016]上述红外照明器件中，所述棱为直线、曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线、或由直线及至少一条曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线拼接而成的曲线。较佳地，所述透光部还包含分布于所述第二端面表面的多个凸起或分布于所述第二端面表面的多个凹槽。上述红外照明器件中，所述凸起或凹槽沿所述透光部的轴线的方向的纵剖面为三角形、梯形或弧形。上述红外照明器件中，所述透光部为折射率大于空气的折射率的透明材料。一种红外监控设备，该设备包含摄像装置、基板、多个红外LED、及至少一个前述任一所述的红外照明器件；所述摄像装置包含的镜头穿过所述基板包含的一通孔；所述多个红外LED装设于所述基板上，且分布于所述镜头四周；所述红外照明器件装设于所述基板上，且套设于至少一个所述红外LED外。上述设备中，所述红外照明器件通过固定于所述安装槽的支架装设于所述基板上，或者通过粘贴将所述第一端面固定于所述基板上。由上述的技术方案可见，本实用新型提供了一种红外照明器件及装设有红外照明器件的红外监控设备，该红外照明器件包含呈漏斗状的透光部及安装槽；透光部包含的第一端面上设置有安装槽，第二端面呈矩形，且第二端面包含的互相垂直的两边的比值为b比a ;安装槽套设于至少一个红外发光二极管LED外；安装槽的侧壁将其套设的红外LED出射的红外光折射至透光部，照射至透光部的侧壁的红外光发生全反射，全反射后的红外光经透光部的第二端面出射，经第二端面出射的红外光成矩形光斑，由于摄像装置所接收的图像信息的区域为摄像装置包含的进行光电转换的传感器的感光区域，而该感光区域通常为矩形，因此，装设了红外照明器件的红外监控设备出射的矩形光斑能够与摄像装置所接收图像信息的区域进行较佳地匹配。采用本实用新型的红外照明器件及设备，能够提高出射的红外光的率用率，避免出射的红外光对周边环境的红外光污染。
图I为现有的红外监控设备出射的红外光的成像示意图。图2为本实用新型红外照明器件实施例一的立体图。图3为本实用新型红外照明器件实施例一的仰视图。图4为本实用新型红外照明器件实施例一沿A-A方向的剖视图。图5为本实用新型红外照明器件实施例二的剖视图。图6为本实用新型红外监控设备的立体分解示意图。图7为本实用新型红外监控设备出射的红外光的成像示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型提供了一种红外照明器件，该红外照明器件包含呈漏斗状的透光部及安装槽；透光部包含的第一端面上设置有安装槽，第二端面呈矩形，且第二端面包含的互相垂直的两边的比值为b比a ;安装槽套设于至少一个红外发光二极管LED外；安装槽的侧壁将其套设的红外LED出射的红外光折射至透光部，照射至透光部的侧壁的红外光发生全反射，全反射后的红外光经透光部的第二端面出射。本实用新型的红外照明器件的侧壁包含的棱可为直线、曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线、或由直线及至少一条曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线拼接而成的曲线；曲线方程的阶次大于 或等于2的高阶曲线可为圆弧线、双曲线、抛物线等。本实用新型的实施例一中的红外照明器件的棱为抛物线的一部分，本实用新型的实施例二中的红外照明器件的第二端面上设置有多个用以增强均匀性的凸起，本实用新型的红外照明器件的棱为其他曲线时的实例与实施例一类似，在此不再赘述。本实用新型的下述实施例中提及的摄像装置所接收图像信息的区域为摄像装置包含的CMOS传感器或CCD传感器等能够将采集到的光信号转换为电信号的传感器的感光区域，本实用新型的红外照明器件包含的透明部的第二端面的形状可根据上述传感器的感光区域的形状进行设置，由于现有的上述传感器的感光区域通常为矩形，因此，实用新型的下述实施例中提及的红外照明器件包含的透明部的第二端面的形状为与摄像装置包含的进行光电转换的传感器的感光区域匹配的矩形。图2为本实用新型红外照明器件实施例一的立体图。图3为本实用新型红外照明器件实施例一的仰视图。图4为本实用新型红外照明器件实施例一沿A-A方向的剖视图。现结合图2、图3及图4，对本实用新型红外照明器件的结构进行说明，具体如下本实用新型的红外照明器件包含呈漏斗状的透光部及安装槽10。透光部包含的第一端面上设置有安装槽10，透光部包含的第二端面11呈矩形，且第二端面11包含的互相垂直的两边的比值为b比a。其中，第二端面11包含的互相垂直的两边中的一边111与另一边112的比值为b比a，或者第二端面11包含的互相垂直的两边中的一边112与另一边111的比值为b比a。其中，透光部为折射率大于空气折射率的透明材料，比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。安装槽10套设于至少一个红外发光二极管LED外；安装槽10位于透光部的第一端面的互相垂直的两边分别为一边101及另一边102，安装槽10的一边101平行于第二端面11的一边111，安装槽10的另一边102平行于第二端面11的另一边112。安装槽10的侧壁将其套设的红外LED出射的红外光折射至透光部，照射至透光部的侧壁的红外光发生全反射，全反射后的红外光经透光部的第二端面11出射。其中，本实用新型的透光部的侧壁包含两个第一子侧壁和两个第二子侧壁；两个第一子侧壁相对，且任一第一子侧壁与两个第二子侧壁相交，第一子侧壁与第二子侧壁的交线为棱，比如第一子侧壁12、第二子侧壁13及棱121，或者第一子侧壁13、第二子侧壁12及棱121。第一子侧壁为棱的一个顶点沿安装槽的一边滑动、且棱的另一个顶点沿第二端口的一边同向滑动时棱所形成的表面。比如，第一侧壁12为棱121的一个顶点沿安装槽10的一边101滑动、且棱121的另一个顶点沿第二端口的一边111同向滑动时棱121所形成的表面；或者第一子侧壁13为棱121的一个顶点沿安装槽10的一边102滑动、且棱121的另一个顶点沿第二端口的一边112同向滑动时棱121所形成的表面。第二侧壁为棱的一个顶点沿与安装槽的一边垂直的另一边滑动、且棱的另一个顶点沿与第二端面11的一边垂直的另一边同向滑动时棱所形成的表面。比如，第二侧壁13为棱121的一个顶点沿安装槽10的一边102滑动、且棱121的另一个顶点沿第二端口的一边112同向滑动时棱121所形成的表面；或者第二子侧壁12为棱121的一个顶点沿安装槽10的一边101滑动、且棱121的另一个顶点沿第二端口的一边111同向滑动时棱1221所形成的表面。为了能够提高出射的红外光的利用率，本实用新型的第二端口的互相垂直的两边的比值为与第二端面11的形状匹配的摄像装置所接收的图像信息区域的相邻两边的比值，即b比a为与第二端面11的形状匹配的摄像装置所接收的图像信息区域的相邻两边的比值。换句话说，若b为第二端面11中相对较长的一条边，a为第二端面11中相对较短的一条边，则b与a的比值为摄像装置所接收的图像信息区域的相邻长边与短边的比值，即图像信息区域的长宽比；若13为第二端面11中相对较短的一条边，a为第二端面11中相对较长的一条边，则b与a的比值为摄像装置所接收的图像信息区域的相邻短边与长边的比值，即图像信息区域的宽度与长度的比值。 本实用新型红外照明器件的侧壁的高度，即第一端面与第二端面11之间的距离，可根据实际的照射范围进行设置，侧壁的高度与照射范围成反比，即高度越高，实际照射的范围越小。本实用新型的红外照明器件的安装槽10可为矩形凹槽、圆形凹槽或椭圆形凹槽等。实施例一中的安装槽10仅为矩形凹槽，其他形状的凹槽与实施例一的类似，在此不再赘述。如图4所示，本实用新型的安装槽10内装设了红外LED之后，红外LED出射的红外光经安装槽10的侧壁折射后，照射到透光部的侧壁上发生全反射，红外光在安装槽10侧壁的M点发生折射时,入射角为a,折射角为b,且入射角a与折射角b满足nfsinazndsinb,其中，H1为空气的折射率，n2为透明部的折射率。经安装槽10侧壁的M点折射后的光线，在透明部的侧壁的N点发生全反射,在N点的入射角为c,根据全反射原理，c满足c>arcsin(l/n2), N点的法线与M点的法线的夹角为e,且c=b+e,根据a、b及c之间的关系及n2,就能确定N点的法线与M点的法线的夹角e，进而根据透明部的棱的曲线方程及角度e，就能计算出棱在N点的曲率。根据全反射原理、红外LED在安装槽10侧壁的入射角及透明部的折射率112，调整透明部的棱的曲线在各点的曲率，以便由安装槽10折射至透明部的侧壁的光线都发生全反射，在此不再对具体的计算过程进行赘述。图5为本实用新型红外照明器件实施例二的剖视图。实施例二中的红外照明器件与实施例一的红外照明器件不同的是，实施例二中的红外照明器件包含的透明部的第二端面11上还分布有多个凸起113 ;其中，凸起113为透明材质，凸起113的沿透明部的轴线的纵剖面的形状可为半圆形、半椭圆形、三角形、梯形或除半圆形及半椭圆形的其他弧形。另外，本实用新型红外照明器件包含的透明部的第二断面11上还可分布有多个凹槽，其中，凹槽的沿透明部的轴线的纵剖面的形状可为半圆形、半椭圆形、三角形、梯形或除半圆形及半椭圆形的其它弧形。图6为本实用新型红外监控设备的立体分解示意图。现结合图6，对本实用新型红外监控设备的结构进行说明，具体如下本实用新型的红外监控设备包含摄像装置15、基板14、多个红外LED、及至少一个红外照明器件。其中，摄像装置15包含的镜头穿过基板14包含的一通孔；多个红外LED装设于基板14上，且分布于镜头四周；红外照明器件装设于基板14上，且套设于至少一个红外LED外。其中，红外照明器件可通过固定于安装槽10的支架装设于基板14上，或者通过粘贴将第一端面10固定于基板14上。图7为本实用新型红外监控设备出射的红外光的成像示意图。与图I所示的现有的红外监控设备出射的红外光区域相比，图7所示的本实用新型红外监控设备出射的红外光为矩形光斑，本实用新型的红外照明器件能将红外LED出射的红外光限制在与摄像装置所接收的图像信息区域匹配的矩形区域中，不会存在对周围环境的红外光污染，而且提高了红外光的利用率。本实用新型的上述较佳实施例中，不再如现有的红外监控设备中在红外LED上装设透镜组件，以控制出射的红外光的照射区域，而是在红外LED外套设一个第二端面的形·状与摄像装置所接收的图像信息区域匹配的红外照明器件，在红外照明器件的透光部内发送全反射的红外光通过第二端面，被变为矩形光斑照射至图像采集区域，不仅提高了红外光的利用率，形成的矩形光斑具有较佳的均匀性，而且避免了对周围环境的红外光污染。另夕卜，本实用新型的红外照明器件的侧壁的形状可由棱旋转获得，本实用新型的棱可采用直线、曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线、或由直线及至少一条曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线拼接而成的曲线。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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
权利要求1.一种红外照明器件，其特征在于，该红外照明器件包含呈漏斗状的透光部及安装槽； 所述透光部包含的第一端面上设置有所述安装槽，第二端面呈矩形，且第二端面包含的互相垂直的两边的比值为b比a ; 所述安装槽套设于至少一个红外发光二极管LED外； 所述安装槽的侧壁将其套设的红外LED出射的红外光折射至所述透光部，照射至所述透光部的侧壁的红外光发生全反射，全反射后的红外光经所述透光部的第二端面出射。
2.根据权利要求I所述的红外照明器件，其特征在于，所述侧壁包含两个第一子侧壁和两个第二子侧壁； 所述两个第一子侧壁相对，且任一第一子侧壁与两个第二子侧壁相交，所述第一子侧壁与第二子侧壁的交线为棱； 所述第一子侧壁为棱的一个顶点沿所述安装槽的一边滑动、且棱的另一个顶点沿所述第二端口的一边同向滑动时棱所形成的表面； 所述第二侧壁为棱的一个顶点沿与所述安装槽的一边垂直的另一边滑动、且棱的另一个顶点沿与所述第二端口的一边垂直的另一边同向滑动时棱所形成的表面。
3.根据权利要求I所述的红外照明器件，其特征在于，所述b比a为与第二端面的形状匹配的摄像装置所接收的图像信息区域的相邻两边的比值。
4.根据权利要求2所述的红外照明器件，其特征在于，所述棱为直线、曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线、或由直线及至少一条曲线方程的阶次大于或等于2的高阶曲线拼接而成的曲线。
5.根据权利要求I所述的红外照明器件，其特征在于，所述透光部还包含分布于所述第二端面表面的多个凸起或分布于所述第二端面表面的多个凹槽。
6.根据权利要求5所述的红外照明器件，其特征在于，所述凸起或凹槽沿所述透光部的轴线的方向的纵剖面为三角形、梯形或弧形。
7.根据权利要求I所述的红外照明器件，其特征在于，所述透光部为折射率大于空气的折射率的透明材料。
8.—种红外监控设备，其特征在于，该设备包含摄像装置、基板、多个红外LED、及至少一个前述权利要求I至7任一所述的红外照明器件； 所述摄像装置包含的镜头穿过所述基板包含的一通孔； 所述多个红外LED装设于所述基板上，且分布于所述镜头四周； 所述红外照明器件装设于所述基板上，且套设于至少一个所述红外LED外。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述红外照明器件通过固定于所述安装槽的支架装设于所述基板上，或者通过粘贴将所述第一端面固定于所述基板上。
专利摘要本实用新型提供了一种红外照明器件，该红外照明器件包含呈漏斗状的透光部及安装槽；透光部包含的第一端面上设置有安装槽，第二端面呈矩形，且第二端面包含的互相垂直的两边的比值为b比a；安装槽套设于至少一个红外发光二极管LED外；安装槽的侧壁将其套设的红外LED出射的红外光折射至透光部，照射至透光部的侧壁的红外光发生全反射，全反射后的红外光经透光部的第二端面出射。本实用新型还提供了一种装设有红外照明器件的红外监控设备。采用本实用新型的红外照明器件及设备，能够提高出射的红外光的率用率，避免出射的红外光对周边环境的红外光污染。
文档编号F21V5/00GK202735649SQ20122028511
公开日2013年2月13日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者程广伟, 金升阳, 刘明新 申请人:杭州海康威视数字技术股份有限公司