一种摄像机及监控系统的制作方法

1.本发明涉及安防监控技术领域，特别涉及一种摄像机及监控系统。


背景技术：

2.随着社会的发展，摄像机的应用越来越广泛。摄像机通常包括补光灯和镜头，补光灯用于为镜头的拍摄实施补光。
3.对于一些具有防爆功能的摄像机，其工作环境较为苛刻恶劣，灰尘、油污较为常见；而目前具有防爆功能的摄像机体积又趋于小型化，镜头与补光灯之间的间距较短，当镜头的表面沾染有脏污，补光灯发出的光线经镜头上脏污反射会进入镜头，会引起镜头所获取图像的异常。
4.随着拍摄需求的扩大，目前的镜头的视场角度越来越大，镜头的对角线视场会加大，如何在兼顾空间的同时防止补光灯发出的光线被镜头上的脏污反射进入镜头是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种摄像机及监控系统，用于防止补光灯发出的光线被镜头上的脏污反射进入镜头。
6.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.一种摄像机，包括：壳体以及设置于所述壳体内的镜头、至少一个补光组件；
8.所述壳体在所述镜头的入光侧形成有开口，所述开口处安装有垂直于所述镜头光轴方向的透明视窗；每个所述补光组件设置于所述镜头的周侧，且每个所述补光组件包括补光灯和设置于所述补光灯出光侧的隔光模组；
9.在任意一个所述补光组件中，所述隔光模组包括沿设定方向分布的多个窗叶，每个所述窗叶包括用于吸收光线的隔光材料且每个窗叶的长度方向垂直于设定方向；其中，所述设定方向为所述光轴指向所述补光组件的方向且所述设定方向垂直于所述光轴方向。
10.上述摄像机为补光灯增加了隔光模组，根据需要隔光的方向设定隔光模组中的窗叶，使得窗叶能够对设定方向的光线进行吸收与截止，可以有效控制补光灯发出的光线的光束角，降低透明视窗被污染后将补光灯光线反射到镜头的可能，保证镜头的正常摄像作业。
11.可选地，所述镜头具有相互垂直的第一视场角和第二视场角，且所述第一视场角小于所述第二视场角；
12.所述补光组件设置于所述镜头的周侧以使所述设定方向平行于所述第一视场角。
13.可选地，所述隔光模组固定于所述透明视窗上。
14.可选地，所述隔光模组固定于所述补光灯。
15.可选地，还包括隔光圈，所述隔光结构设置于所述镜头和所述补光组件之间。
16.可选地，所述隔光结构的材质为泡棉或硅胶。
17.可选地，在任意一个所述隔光模组中，任意两个相邻的所述窗叶之间的间距满足以下公式：
18.d＝tanb*h；
19.其中，所述b为任意两个相邻的窗叶之间的最大入光角，所述d为任意两个相邻的所述窗叶之间的间距，所述h为所述窗叶的高度。
20.可选地，所述补光灯的出光角大于所述镜头在所述补光灯对应的设定方向上的视场角的一半，所述补光灯的出光角满足以下公式：
21.sina＝n*sinb；
22.其中，所述a为灯组的出光角，所述n为所述窗叶的折射率。
23.可选地，所述隔光材料对波长为380-1000nm的光线的透过率低于1％。
24.一种监控系统，包括上述技术方案提供的任一种所述的摄像机，该监控系统能够取得该摄像机所能取得的所有有益效果。
附图说明
25.图1a为本发明实施例提供的一种摄像机的主视图；
26.图1b为图1a中b-b的剖面结构示意图；
27.图2a和图2b为发明实施例提供的一种摄像机中的隔光模组对补光灯在不同方向上的光线控制示意图；
28.图3a为补光灯未被隔光模组遮挡时的光通量密度；
29.图3b为补光灯被隔光模组遮挡时的光通量密度；
30.图3c为补光灯未被隔光模组遮挡时光线的照度曲线；
31.图3d为补光灯被隔光模组遮挡时光线的照度曲线；
32.图4a为本发明实施例提供的一种摄像机的主视图；
33.图4b为图4a中c-c的剖面结构示意图；
34.图5为发明实施例提供的一种摄像机中隔光模组的结构示意图；
35.图6为本发明实施例提供的一种摄像机的主视图；
36.图7a为本发明实施例提供的一种摄像机的镜头的第一视场角的示意图；
37.图7b为本发明实施例提供的一种摄像机的镜头的第二视场角的示意图；
38.图8a为本发明实施例提供的一种摄像机的主视图；
39.图8b为图8a中d-d的剖面结构示意图；
40.图9a为本发明实施例提供的一种摄像机的主视图；
41.图9b为图9a中e-e的剖面结构示意图。
42.附图标记：1-壳体；2-镜头；21-感光器件；3-补光组件；31-补光灯；32-隔光模组；321-窗叶；322-第一胶层；323-第二胶层；4-隔光结构。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.如图1a和图1b所示，本发明实施例提供了一种摄像机，其中，图1a为该摄像机的主视图，图1b为该摄像机被b-b所在平面剖切后的剖面结构示意图。该摄像机包括壳体1、镜头2以及至少一个补光组件3，镜头2和所有的补光组件3均设置于上述壳体1内，镜头2具有光轴q；壳体1在镜头2的入光侧形成有开口，该开口处安装有垂直于光轴q的透明视窗11；各补光组件3设置于镜头2的周侧，且每个补光组件3包括补光灯31和隔光模组32。在任意一组补光组件3中，隔光模组32包括沿设定方向分布的多个窗叶321，多个窗叶321相当于一个百叶窗的结构；每个窗叶321包括用于吸收光线的隔光材料且每个窗叶321的长度方向垂直于设定方向；其中，设定方向为补光组件3指向光轴q的方向，且设定方向垂直于光轴q的方向。
45.关于该摄像机，定义x方向、y方向以及z方向，其中，y方向平行于光轴方向。上述设定方向平行于x方向与z方向组成的平面，应当理解，每个补光组件3中的设定方向是与补光组件3相对于镜头2的方向相匹配的，对于不同位置的补光组件3，其设定方向是不同的。
46.壳体1能够形成容纳空间，该容纳空间可以用于安装镜头2以及补光组件3，为安装镜头2、补光组件3提供支撑与保护。壳体1具有的开口相当于镜头2的取景入口，透明视窗11能够供外界光线进入镜头2内，同时，透明视窗11也相当于将壳体1封闭，防止外界灰尘、杂质进入壳体1内影响镜头2的工作。补光组件3沿设定方向x设置于镜头2周侧，在一些环境较为幽暗的条件下会镜头2的取景提供照明，具体指的是照亮待镜头2获取图像的外界事物，方便镜头2清楚获取外界事物的图像。在一些恶劣的情况下，透明视窗11可能沾染有脏污，这些脏污有可能将补光灯31发出的光线反射到镜头2，这些光线进入镜头2会影响取景，不利于镜头2的成像。
47.在图1a和图1b中示出了一个补光组件3，隔光模组32包括的多个窗叶321沿设定方向排布(该设定方向平行于z方向)，每个窗叶321的长度方向垂直于设定方向。补光灯31发出的光线出射时会发生发散，具体可以参照图2a和图2b所示，图2a示出了补光灯31发出的光线沿方向x的分布状态，补光灯31发出的沿x方向发散的光线不受隔光模组32的影响；图2b则示出了补光灯31发出的光线沿z方向的分布状态，补光灯31发出的沿z方向发散的光线会照射到窗叶321上，窗叶321能够部分或全部吸收掉光线；补光灯31发出的沿z方向发散的光线有一部分朝向光轴q方向，该部分光线被窗叶321部分或全部吸收，相当于可以防止该部分光线在照射到透明视窗11后反射到镜头2内影响摄像效果。
48.图3a示出了补光灯31发出的光线未被遮挡时光线的光通量密度(单位为w/m2，瓦每平方米)分布，图3b则示出了补光灯31发出的光线被隔光模组32遮挡时光线的光通量密度分布，其中，横坐标和纵坐标分别为补光灯31在垂直于镜头2光轴方向的两个方向上的尺寸(单位为mm，毫米)。可以看出，补光灯31发出的光线未被遮挡时，补光灯31发出光线的光通量密度分布呈同心圆状，相当于光线在各个方向上均匀分布。当补光灯31发出的光线被隔光模组32遮挡，图3b中的横坐标方向相当于设定方向，纵坐标方向相当于窗叶321的长度方向，可以看出，隔光模组32能够阻挡设定方向的光线，对补光灯31发出的光线分布进行限定。
49.图3c示出了补光灯31发出的光线未被遮挡时光线的照度曲线，图3d示出了补光灯31发出的光线被隔光模组32遮挡时光线的照度曲线，其横坐标相当于补光灯31的径向尺寸，横坐标分别为补光灯31在垂直于镜头2光轴方向的两个方向上的尺寸(单位为mm，毫
米)，具体m为隔光模组32的设定方向，n为窗叶321的长度方向。当补光灯31发出的光线未被遮挡，m方向上的光线和n方向上的光线基本保持一致的照度分布；当补光灯31发出的光线被隔光模组32遮挡，m方向上的光线的照度在分布范围相当于被压缩，而m方向上的光线的照度不受影响。
50.可以看出，本技术实施例所提供的摄像机，为补光灯31增加了隔光模组32，根据需要隔光的方向设定隔光模组32中的窗叶321，使得窗叶321能够对设定方向的光线进行吸收与截止，可以有效控制补光灯31发出的光线的光束角，降低透明视窗11被污染后将补光灯31光线反射到镜头2的可能，保证镜头2的正常摄像作业。
51.图4a和图4b示出的摄像机具有两个补光组件3，其中，图4a为该摄像机的主视图，图4b为该摄像机被c-c所在平面剖切后的剖面结构示意图。两个补光组件3关于镜头2对称设置，此时，两个补光组件3中对应的设定方向共线且相反，即两个补光组件3中窗叶321的长度方向相互平行。当然，补光组件3还有可能设置有更多个，此处不再举例说明。
52.隔光模组32的结构可以参照图5所示，其包括第一胶层322、第二胶层323以及上述多个窗叶321，窗叶321被夹持与第一胶层322和第二胶层323之间，窗叶321的高度方向垂直第一胶层322、窗叶321、第二胶层323的分布方向。
53.在任意一个隔光模组32中，任意两个相邻的窗叶321之间的间距满足以下公式：
54.d＝tanb*h；
55.其中，b为任意两个相邻的窗叶321之间的最大入光角，d为任意两个相邻的窗叶321之间的间距，h为窗叶321的高度。
56.而补光灯31的出光角大于镜头2在该补光灯31对应的设定方向上视场角的一半，且补光灯31的出光角需要满足以下公式：
57.sina＝n*sinb；
58.其中，a为补光灯31的出光角，n为窗叶321的折射率。
59.具体补光灯31的出光角需要大于镜头2在该补光灯31对应的设定方向上视场角的一半的5％-10％左右，这样的设置能够实现较好的光路截止效果，满足对补光灯31出射光线的方向约束效果。
60.其中，针对补光灯31的光线波长，窗叶321中的隔光材料具体可以为对于波长在380-1000nm的光线的透过率低于1％的pc、pet或其他材料中的一种或多种的组合。
61.一种具体的实施例中，如图6所示，镜头2中的感光器件21为矩形，该感光器件21的短边方向平行于方向z，长边方向平行于方向x。该感光器件21使得镜头2具有如图7a所示例的第一视场角a1和如图7b所示例的第二视场角a2，第一视场角a1对应于感光器件21的短边，第二视场角a2对应于感光器件21的长边，使得第一视场角a1小于第二视场角a2。应当理解，镜头2的视场角相当于限定了镜头2能够捕捉到的视场范围。
62.在这种结构中，将补光组件3设置到镜头2的周侧，具体补光组件3位于感光器件21的短边，镜头2在该方向的第一视场角a1较小，镜头2在该方向获取图像的范围就比较小，补光灯31发的光线本就不易对镜头2获取图像产生干扰；而使得该补光组件3对应的设定方向平行于第一视场角a1，隔光模组32中的窗叶321能够有效吸收阻挡补光灯31发出并向镜头2方向发散的光线，能够进一步防止补光灯31发出的光线照射到透明视窗11上并反射到镜头2内产生干扰。
63.上述实施例中，隔光模组32均可以通过粘接料粘接到补光灯31的出光侧，隔光模组32的形状可以与补光灯31的形状相适配。隔光模组32还可以通过粘接料粘接到透明视窗11的内表面，此时，隔光模组32的形状可以与补光灯31的形状不匹配，例如图8a所示例的矩形。其中，图8a为该摄像机的主视图，图8b为该摄像机被d-d所在平面剖切后的剖面结构示意图，通过图8b可以看出隔光模组32被固定到透明视窗11朝向镜头2的表面。
64.在一些实施例中，如图9a和图9b所示，该摄像机还包括隔光结构4，隔光结构4设置于补光组件3与镜头2之间以将镜头2和补光组件3隔离。隔光结构4包含有吸光材料，能够起到防止外界杂散光线进入镜头2的效果。隔光结构4的材质具体可以为泡棉或硅胶。
65.具体地，隔光结构4可以为图9a所示为环形，具体以环绕光轴q的方式设置于镜头2外侧。
66.基于上述摄像机，本技术实施例还提供一种监控系统，该监控系统包括上述摄像机，由于该摄像机内的隔光模组32能够将补光灯31向镜头2方向发散的光线部分或全部吸收，防止该部分光线被透明视窗11上的脏污反射后进入镜头2影响镜头2正常拍摄。
67.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。