阅读说明：本技术 一种补光透镜和摄像设备 (Light filling lens and camera equipment ) 是由 张勇 陈良伟 坚念念 于 2019-02-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种本补光透镜及摄像设备,该补光透镜包括高透光结构和设置于高透光结构下方的高反射结构,其中,高透光结构的透光率高于高反射结构的透光率,其反射率低于高反射结构的反射率,高反射结构为腔体结构,腔体结构的底部设有用于与补光灯相匹配的通孔,以便补光灯发射的光线经腔壁反射后射入至高透光结构的下表面上。本申请中的补光透镜在使用时可设置于补光灯上方,并且处于补光灯大角度范围内的光线可经过高反射结构反射至高透光结构的下表面上,然后光线再经过高透光结构射出,由于高反射结构的反射率较高,高透光结构的透射率较高,所以能够大大提高原来被结构件遮挡的光线的利用率和出光效率,从而提高补光效果。(The invention discloses a light supplementing lens and camera equipment, wherein the light supplementing lens comprises a high light transmitting structure and a high reflection structure arranged below the high light transmitting structure, the light transmittance of the high light transmitting structure is higher than that of the high reflection structure, the reflectivity of the high light transmitting structure is lower than that of the high reflection structure, the high reflection structure is a cavity structure, and the bottom of the cavity structure is provided with a through hole matched with a light supplementing lamp, so that light rays emitted by the light supplementing lamp are reflected by a cavity wall and then are emitted onto the lower surface of the high light transmitting structure. Light filling lens in this application can set up in light filling lamp top when using to light that is in light filling lamp wide-angle range can reflect to high light-transmitting structure's lower surface through high reflection configuration on, then light jets out through high light-transmitting structure again, because high reflection configuration's reflectivity is higher, high light-transmitting structure's transmissivity is higher, so can improve utilization ratio and the light-emitting efficiency of light that originally sheltered from by the structure greatly, thereby improve the light filling effect.)

一种补光透镜和摄像设备

技术领域

本发明实施例涉及摄像设备技术领域，特别是涉及一种补光透镜和摄像设备。

背景技术

IPC(IP CAMERA，网络摄像机)是由网络编码模块和模拟摄像机组合而成的，其中，网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号，从而可以直接接入网络交换及路由设备。常规的IPC因结构与造型限制，使出光孔径受到限制，造成大角度光线被结构件遮挡，不能实现大视场补光需求，导致光线利用率低。随着大靶面sensor的不断推出与大视场角应用需求的逐渐增多，摄像机的大视野拍摄成为必然趋势，但是如果直接沿用摄像机的原补光方案(非大角度补光方案)极易出现补光暗角缺陷，且由于光线利用率低极易出现整个画面补光强度不足，因此如何实现大视角补光成为提高摄像质量的一个重要环节。

目前，现有技术中通常采用三种方法来实现大视角补光，一种是通过增大出光孔径，以减少被结构遮挡光线的数量，但是增大出光孔径就要相应的增大摄像机结构造型，导致体积和成本增加，不利于小型化发展需求；另一种是通过抬高补光灯的出光位置，以减少被结构遮挡光线的数量，但是抬高补光灯出光位置，会增加镜头发雾的风险；另一种是通过引入大角度微型补光透镜来改善暗角情况，通常采用TIR透镜(如图1所示)，但是TIR透镜的出光效率较低、补光效果较差。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的补光透镜和摄像设备成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种补光透镜和摄像设备，在使用过程中能够大大提高原来被结构件遮挡的光线的利用率和出光效率，从而提高补光效果。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种补光透镜，包括高透光结构和设置于所述高透光结构下方的高反射结构，其中：

所述高透光结构的透光率高于所述高反射结构的透光率，所述高透光结构的反射率低于所述高反射结构的反射率，所述高反射结构为腔体结构，所述腔体结构的底部设有用于与补光灯相匹配的通孔，以便所述补光灯发射的光线经腔壁反射后射入至所述高透光结构的下表面上。

可选的，所述腔体为矩形抛物面腔体。

可选的，所述高透光结构的上表面为自由曲面，所述高透光结构的下表面为平面。

可选的，所述高透光结构的俯视图的上表面为具有矩形边界的自由曲面。

可选的，所述高透光结构为基于掺杂有第一散射粒子的高透光材料制作而成的，和/或所述高反射结构为基于掺杂有第二散射粒子的高反射材料制作而成的。

可选的，所述高透光材料为聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯、甲基戊烯和聚烯烃脂中的一种或多种的组合。

可选的，所述高反射材料为镜反射材料或扩散和半扩散材料。

可选的，所述第一散射粒子的质量分数为2％～15％，和/或所述第二散射粒子的质量分数为2％～15％。

可选的，所述第一散射粒子和/或所述第二散射粒子为球形二氧化硅。

本发明实施例还提供了一种摄像设备，包括如上述所述的补光透镜。

本发明实施例提供了一种补光透镜及摄像设备，该补光透镜包括高透光结构和设置于高透光结构下方的高反射结构，其中，高透光结构的透光率高于高反射结构的透光率，高透光结构的反射率低于高反射结构的反射率，高反射结构为腔体结构，腔体结构的底部设有用于与补光灯相匹配的通孔，以便补光灯发射的光线经腔壁反射后射入至高透光结构的下表面上。

可见，本申请中的补光透镜在使用时可以设置于补光灯上方，也即补光灯可以设置于补光透镜的高反射结构腔体底部的通孔中，并且处于补光灯大角度范围内的光线可以经过高反射结构反射至设置于高反射结构上方的高透光结构的下表面上，然后光线再经过高透光结构射出，由于高反射结构的反射率高于高透光结构的反射率，高透光结构的透射率高于高反射结构的透光率，所以能够大大提高原来被结构件遮挡的光线的利用率和出光效率，从而提高补光效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种基于TIR透镜进行补光结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种补光透镜的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种补光透镜的补光原理示意图；

图4为本发明实施例提供的一种补光透镜的具体结构示意图；

图5为图4的横向剖面图；

图6为图4的纵向剖面图；

图7为现有技术中的TIR透镜对应的光斑示意图；

图8为本实施例中的补光透镜对应的光斑示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种补光透镜和摄像设备，在使用过程中能够大大提高原来被结构件遮挡的光线的利用率和出光效率，从而提高补光效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种补光透镜的结构示意图。

该补光透镜，包括高透光结构1和设置于高透光结构1下方的高反射结构2，其中：

高透光结构1的透光率高于高反射结构2的透光率，高透光结构1的反射率低于高反射结构2的反射率，高反射结构2为腔体结构，腔体结构的底部设有用于与补光灯相匹配的通孔22，以便补光灯发射的光线经腔壁的反射后射入至高透光结构1的下表面上。

具体的，本实施例中的补光透镜可以采用双色注塑制成，该补光透镜包括具有高透光率的高透光结构1和具有高反射率的高反射结构2，其中，高反射结构2设置于高透光结构1的下方，并且高反射结构2为腔体结构，腔体结构的内部具有腔体21，腔体结构的底部(也即高反射结构2的底部)设有通孔22，该通孔22能够连通高反射结构2的外部与腔体21的内部，该补光透镜在使用时设置于摄像设备的补光灯上方，使补光灯穿过通孔22位于腔体21内部，位于补光灯小角度范围内的光线会直接射入至高透光结构1的下表面，然后经过高透光结构1的折射后透过高透光结构1射出，位于补光灯大角度范围内的光线会射入至高反射结构2的内表面上，而射入至高反射结构2的内表面上的光线会经腔壁的反射和折射后射入至高透光结构1的下表面上，同样入射至高透光结构1的下表面的光线会经高透光结构1的折射后透过高透光结构1射出，以进行大角度补光，具体原理图请参照图3。

由于本实施例中的高透光结构1的透光率高于高反射结构2的透光率，高透光结构1的反射率低于高反射结构2的反射率，也即本实施例中的高透光结构1和高反光结构2的反射率和透射率不相同，且高透光结构1具有较高的透射率，高反光结构2具有较高的反射率，例如高透光结构1的透射率可以不小于90％，高反射结构2的反射率也可以不小于90％，所以补光灯发射的光线在射入至高反射结构2的内表面上后，高反射结构2能够将较大部分的光线反射至高透光结构1的下表面，高反射结构1的下表面进而将大部分的光线透射出去，也即能够在很大程度上将原来被结构件遮挡的光线进行利用，从而提高光线利用率，进一步改善补光效果，其中，本实施例中的高透光结构1的透射率的具体数值和高反射结构2的反射率的具体数值可以根据实际情况进行确定，本实施例不做特殊限定。

进一步的，腔体21为矩形抛物面腔体。

需要说明的是，由于摄像设备的镜头视场通常为矩形，所以为了进一步降低补光暗角的出现，本实施例中的高反射结构2的腔体21可以为矩形抛物面腔体，也即腔体21的侧面构成矩形抛物面集光器，具体请参照图4、图5和图6中的腔体21部分，本实施例中的矩形抛物面腔体有利于使补光透镜最终出射的光斑呈矩形，减少补光暗角。

更进一步的，为了提高出光光斑的均匀度，进一步提高补光效果，本实施例中的高透光结构1的上表面可以设置为自由曲面，高透光结构1的下表面可以设置为平面，具体请参照图4、图5和图6中的高透光结构1。

具体的，光线射入高透光结构1的下表面后，经下表面折射射入至高透光结构1的上表面，再经上表面的折射射出高透光结构1，由于上表面为自由曲面，所以能够通过控制光线的折射方向使光线重新分配，从而使光斑均匀化，并且还能够增加补光角度。

更进一步的，为了进一步确保出光光斑为矩形光斑，本实施例中的高透光结构1的上表面可以为具有矩形边界的自由曲面，进而使射入至高透光结构1的下表面的光线经高透光结构1的折射由上表面射出后，所形成的光斑为矩形光斑，以进一步提升补光的有效区域，减少补光暗角情况的发生。

需要说明的是，为了进一步提高出光光斑的均匀性，本实施例中高透光结构1可以为基于掺杂有第一散射粒子的高透光材料制作而成的高透光结构，和/或高反射结构2为基于掺杂有第二散射粒子的高反射材料制作而成的高反射结构。

可以理解的是，为了进一步提高出光光斑的均匀度，使光斑过渡更加平滑，本实施例中的高透光结构1和高反射结构2中均可以掺杂相应的散射粒子，具体可以在制作高透光结构1时在高透光材料中掺杂第一散射粒子，其中，第一散射粒子的质量分数可以为2％～15％，在制作高反射结构2时在高反射材料中掺杂第二散射粒子，其中，第二散射粒子的质量分数也可以为2％～15％，从而使补光灯射入至高反射结构2的内表面上的光线经过高反射结构2的反射和散射后射入至高透光结构1上，并使射入至高透光结构1上的光线在经过高透光结构1时发生折射和散射，以便在确保高反射率和高透射率的同时，进一步提高出射光的均匀度与补光角度。

其中，本实施例中的第一散射粒子和/或第二散射粒子可以为球形二氧化硅。当然，第一散射粒子和/或第二散射粒子还可以为其他具体的散射粒子，具体采用哪种散射粒子可根据实际需要进行确定，本申请不做特殊限定。

还需要说明的是，请参照图7和图8，其中，图7为现有技术中的TIR透镜对应的光斑示意图，图8为本实施例中的补光透镜对应的光斑示意图，可见，本实施例中提供的补光透镜不仅能够提高光线利用率，还可能够提高出光光斑的均匀度，并且本实施例中的补光透镜的出射光斑为矩形光斑，能够使补光的有效区域增加。

更进一步的，高透光材料为聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、甲基戊烯(NAS)和聚烯烃脂(Zeonex)中的一种或多种的组合。

当然，高透光材料还可以包括苯乙烯和丙烯酸脂的共聚物(NAS)、SAN、聚碳酸脂(PC)、甲基戊烯(TPX)、ARTON和环烯烃共聚物(COC)，具体可以根据实际需要确定采用哪种或哪几种高透光材料制作高透光结构1，本申请不做特殊限定。

更进一步的，高反射材料可以为镜反射材料或扩散和半扩散材料，当然，还可以为其他具体的高反射材料，具体可以根据实际需要确定采用哪种或哪几种高反射材料制作高反射结构2，本申请不做特殊限定。

另外，本申请中提供的补光透镜在应用在摄像设备上时，能够通过高透光结构1代替常规摄像设备中的补光视窗，以便实现摄像设备的防水需求。

可见，本申请中的补光透镜在使用时可以设置于补光灯上方，也即补光灯可以设置于补光透镜的高反射结构腔体底部的通孔中，并且处于补光灯大角度范围内的光线可以经过高反射结构反射至设置于高反射结构上方的高透光结构的下表面上，然后光线再经过高透光结构射出，由于高反射结构的反射率较高，高透光结构的透射率较高，所以能够大大提高原来被结构件遮挡的光线的利用率和出光效率，从而提高补光效果。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种摄像设备，包括如上述的补光透镜。

需要说明的是，本实施例中所提供的摄像设备具有与上述实施例中所提供的补光透镜相同的有益效果，其中，对于本实施例中所涉及到的补光透镜的具体介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。