[發明專利]一種偏光透鏡及監控組件的補光方法

在審

• 申請號: 202011474615.X
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112540495A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 趙永順;馬宇飛;程廣偉
• 申請（專利權）人: 杭州海康威視數字技術股份有限公司
• 主分類號: G03B15/02
• 分類號: G03B15/02;G02B17/08;G02B3/08;G02B3/00;F21V5/04
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 趙立軍;石輝

本發明公開了一種偏光透鏡及監控組件的補光方法，偏光透鏡包括側壁部、進光端面和出光端面，側壁部的內表面為反射面；進光端面和出光端面沿縱向中心線分別布置在側壁部兩端；進光端面朝出光端面內縮設有凹槽，該凹槽具有透射側壁和折射面，反射面輪廓曲線段和折射面輪廓曲線段各點的曲率均為預設值，用于將入射光線處理為準直光束；出光端面設置有向外凸出的連續排列的菲涅耳鋸齒，每一鋸齒具有豎直平面和傾斜面，豎直平面的表面平行于縱向中心線，傾斜面的表面朝與縱向中心線方向相交的方向設置，傾斜面上設置有微透鏡陣列，以使經由出光端面出射的偏光光束與準直光束之間的偏轉角度滿足預設條件。本發明能夠按照模塊組合的方式為復雜監控場景提供補光。

技術領域

本發明涉及視頻監控技術領域，特別是關于一種偏光透鏡及監控組件的補光方法。

背景技術

在環境光不足的情況下監控攝像機成像質量會變差，甚至無法正常工作，因此需要配備補光燈，以便對攝像機視場內的環境進行補光，保證成像質量。補光燈一般由光源和透鏡兩部分組成，光源發出的光線經透鏡折、反射后，按照一定規律分布在攝像機的視場范圍內。當補光燈的光強分布固定且覆蓋整個視場時，若攝像機安裝在距離障礙物比較近，或者視場范圍內出現反射較強的物體，畫面將出現明顯過曝現象。此時若降低整體補光強度，則非過曝區域將會出現噪點增多、畫面變暗甚至不可見等問題，極大降低了監控質量和監控效率。因此目前出現了一種新的補光方式——矩陣式補光，所謂矩陣式補光是指補光燈由許多獨立的照明單元組成，每個照明單元的補光子區域各不相同，如圖1所示，矩陣式補光燈中每個照明單元通常包括光源和相應的偏光透鏡，通過調整相應光源的電流大小即可實現特定區域的補光強度調整。

由圖1可見，每個透鏡的補光子區域通常為非中心對稱分布的矩形分布，可以實現這種非對稱補光的透鏡稱為偏光透鏡。現有偏光透鏡通常使用具有特定偏光功能的反射面和折射面或安裝方式，相應的偏光透鏡結構如圖2、3所示，這兩類方法各有優劣：

(1)采用反射面和折射面實現偏光的透鏡為非對稱結構，其反射面和折射面均為自由曲面，如圖2所示，在設計過程中需要分別在反射面和折射面中取N×M個輪廓點，輪廓點數往往有數萬個甚至更多，通過大量計算得到每個點的坐標，單個折射或反射曲面的一次計算過程需要數個小時，因此設計周期長、計算難度大是此類方法的主要問題。

(2)采用改變安裝方式的偏光透鏡設計如圖3所示，該方法利用偏光透鏡光軸傾斜的方式將光線直接偏折到一定角度，設計方法較為簡單，可以直接采用圓對稱透鏡的設計方法，但是需要相應的結構件進行傾斜固定，在實際應用中偏光透鏡一般要多個不同偏光透鏡組合使用，采用傾斜角度安裝的偏光透鏡在生產過程中需要經過多次裝夾，因此生產成本相對較高，并且對透鏡安裝的空間和補光燈外觀有較高的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種偏光透鏡來克服或至少減輕現有技術的上述缺陷中的至少一個。

為實現上述目的，本發明提供一種偏光透鏡，所述偏光透鏡包括側壁部、進光端面和出光端面，其中，所述側壁部的外輪廓面由反射面輪廓曲線段圍繞縱向中心線整周旋轉形成,內表面為反射面；所述進光端面和出光端面沿所述縱向中心線分別布置在所述側壁部兩端，所述反射面輪廓曲線段的點從所述進光端面到所述出光端面與所述縱向中心線的垂直距離逐漸增大；所述進光端面朝所述出光端面內縮設有凹槽，該凹槽具有透射側壁和折射面，所述透射側壁和折射面的輪廓面分別由直線段、折射面輪廓曲線段圍繞所述縱向中心線整周旋轉形成，所述折射面朝所述進光端面的方向凸出；所述反射面輪廓曲線段和折射面輪廓曲線段各點的曲率均為預設值，用于將入射光線處理為平行于所述縱向中心線方向的準直光束；所述出光端面設置有向外凸出的連續排列的菲涅耳鋸齒，每一所述鋸齒的縱向剖面呈直角三角形，具有豎直平面和傾斜面，所述豎直平面的表面平行于所述縱向中心線，所述傾斜面的表面朝與所述縱向中心線方向相交的方向設置，所述傾斜面上設置有微透鏡陣列，以使經由所述出光端面出射的偏光光束與所述準直光束之間的偏轉角度滿足預設條件。

進一步地，所述預設條件包括所述偏轉角度等于預設偏轉角度或落入預設偏轉角度區間。