红外球型摄像机

1.一种红外球型摄像机，包括一体化机芯以及与该一体化机芯相配合的红外照明单元，所述一体化机芯能够自动聚焦在至少两个不同距离的位置上，其特征在于，该红外球型摄像机还包括主控单元以及出光角度调节单元，所述主控单元用于获取所述一体化机芯聚焦在所述至少两个不同距离的位置中的任一位置时的焦距信息，并根据该焦距信息输出控制信号给所述出光角度调节单元，控制所述出光角度调节单元调节所述红外照明单元的出光角度；
该红外球型摄像机还包括驱动单元，用于驱动所述一体化机芯在至少两个监控点上切换，所述至少两个监控点分别与所述至少两个不同距离的位置对应；
该红外球型摄像机还包括存储单元，该存储单元与所述主控单元相连，用于存储预置位信息；
所述预置位信息包括所述至少两个监控点的位置信息、所述一体化机芯在每一个监控点上的停留时间信息以及巡航顺序信息；所述主控单元根据所述存储单元中存储的所述至少两个监控点的位置信息、所述停留时间信息以及巡航顺序信息输出控制信号给所述驱动单元，控制所述驱动单元驱动所述一体化机芯在所述至少两个监控点上进行自动巡航；
所述红外照明单元包括带有光源的灯板以及与灯板相配合的聚光透镜，所述出光角度调节单元系通过控制所述灯板与所述聚光透镜的靠近或远离，来调节所述红外照明单元的出光角度，所述聚光透镜整体呈喇叭状，并包括一个内凹的柱形入光面、与入光面相对的出光面以及位于侧部的反射面，反射面呈杯状，用于将光源的大角度光线反射至出光面，出光面包括一个位于中部凸球面以及位于凸球面周围凹弧面，用于使光源发出的光线朝中部汇聚，降低红外照明单元的出光角度。
2.根据权利要求1所述的红外球型摄像机，其特征在于，该红外球型摄像机还包括外设控制单元，用于往所述存储单元中写入所述一体化机芯在任一监控点上的所述至少两个监控点的位置信息、所述一体化机芯在每一个监控点上的停留时间信息和/或巡航顺序信息。
3.根据权利要求1所述的红外球型摄像机，其特征在于，所述主控单元根据所述一体化机芯聚焦在所述任一位置上的焦距信息，计算出该任一位置上的物体中心到所述一体化机芯的距离及对应的视野范围，再根据该距离和该视野范围计算出期望的出光角度的大小，然后根据期望的出光角度的大小输出控制信号给所述出光角度调节单元，控制该出光角度调节单元将所述红外照明单元的出光角度调节到该期望的出光角度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的红外球型摄像机，其特征在于，该红外球型摄像机还包括亮度调节单元，所述主控单元还根据所述一体化机芯聚焦在所述至少两个不同距离的位置中的任一位置时的焦距信息输出控制信号给所述亮度调节单元，控制所述亮度调节单元调节所述红外照明单元的亮度，使所述红外照明单元的亮度与实际需要相匹配。
5.根据权利要求4所述的红外球型摄像机，其特征在于，所述红外照明单元为LED红外照明单元，所述亮度调节单元为电流调节单元。
6.根据权利要求1-3任一项所述的红外球型摄像机，其特征在于，所述红外照明单元为LED红外照明单元，其包括多个LED红外光源。

红外球型摄像机\n技术领域\n[0001] 本发明涉及安全监控领域，更具体地说，涉及一种摄像机。\n背景技术\n[0002] 在闭路电视监控系统施工中，现在市场上很多摄像机普遍都可以很好地解决白天的监控需求，并且众多摄像机也都在水平分辨率和色彩还原等方面有了长足的进步。但是，当环境照度变得很低或在完全没有光照的情况下，要想使摄像机捕捉到符合监控需求的图像就变得比较困难。如果采取增强白光照明的方法来解决，大量的电力消耗会造成资源流失和成本增加，同时，增加环境照明无益于监控设备的隐蔽，甚至可以提醒那些有恶意企图者避开有效的监控范围，实施不良行为或是犯罪活动。因此，业界重新设计高速球外壳外观，在传统的高速球型摄像机产品上也装上LED红外照明器，逐渐发展成为使用广泛的红外球型摄像机。\n[0003] 然而虽然随着红外灯的不断升级，红外球型摄像机的夜间监视距离越来越远，但是相应的瓶颈问题还一直未得以解决。例如，红外球型摄像机的红外光线投射部分要想获得远距离清晰画图，则必需牺牲视角范围（即监控角度范围）；而想获得较大的监控角度范围时，则必须牺牲监控距离。\n[0004] 为了解决这一问题，相关技术在设计时采取了两组到四组不同角度聚光透镜以组成两组到四组不同焦距的红外灯，此两组到四组不同焦距的红外灯将距离分为四个等级来进行切换。此种方案的优点：与只有一组灯时只有一种焦距只满足一种投射距离与角度相比，它有了四个等级。但其仍然存在缺点，例如，实际只有两到四个焦距可选，无法做到任一距离上均能聚焦，这样就浪费了视角范围与光源；同时红外灯数量过多，浪费资源，而且由于红外灯多发热量太大，容易导致红外球型摄像机内部温度上升，对红外球型摄像机内电子元器件的正常运行构成威胁。\n发明内容\n[0005] 本发明要解决的技术问题在于，针对相关技术中的上述不足，提供一种改进的红外球型摄像机。\n[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种外球型摄像机，包括一体化机芯以及与该一体化机芯相配合的红外照明单元，所述一体化机芯能够自动聚焦在至少两个不同距离的位置上；该红外球型摄像机还包括主控单元以及出光角度调节单元，所述主控单元用于获取所述一体化机芯聚焦在所述至少两个不同距离的位置中的任一位置时的焦距信息，并根据该焦距信息输出控制信号给所述出光角度调节单元，控制所述出光角度调节单元调节所述红外照明单元的出光角度。\n[0007] 在本发明所述的红外球型摄像机中，该红外球型摄像机还包括驱动单元，用于驱动所述一体化机芯在至少两个监控点上切换，所述至少两个监控点分别与所述至少两个不同距离的位置对应。\n[0008] 在本发明所述的红外球型摄像机中，该红外球型摄像机还包括存储单元，该存储单元与所述主控单元相连，用于存储预置位信息。\n[0009] 在本发明所述的红外球型摄像机中，所述预置位信息包括所述至少两个监控点的位置信息、所述一体化机芯在每一个监控点上的停留时间信息以及巡航顺序信息。\n[0010] 在本发明所述的红外球型摄像机中，所述主控单元根据所述存储单元中存储的所述至少两个监控点的位置信息、所述停留时间信息以及巡航顺序信息输出控制信号给所述驱动单元，控制所述驱动单元驱动所述一体化机芯在所述至少两个监控点上进行自动巡航；该红外球型摄像机还包括外设控制单元，用于往所述存储单元中写入所述至少两个监控点的位置信息、所述一体化机芯在每一个监控点上的停留时间信息和/或巡航顺序信息。\n[0011] 在本发明所述的红外球型摄像机中，所述主控单元根据所述一体化机芯聚焦在所述任一位置上的焦距信息计算出该任一位置上的物体到所述一体化机芯的距离及该任一位置对应的视野范围，再根据该距离和该视野范围计算出期望的出光角度的大小，然后根据期望的出光角度的大小输出控制信号给所述出光角度调节单元，控制该出光角度调节单元将所述红外照明单元的出光角度调节到该期望的出光角度。\n[0012] 在本发明所述的红外球型摄像机中，该红外球型摄像机还包括亮度调节单元，所述主控单元还根据所述一体化机芯聚焦在所述至少两个不同距离的位置中的任一位置时的焦距信息输出控制信号给所述亮度调节单元，控制所述亮度调节单元调节所述红外照明单元的亮度，使所述红外照明单元的亮度与实际需要相匹配。\n[0013] 在本发明所述的红外球型摄像机中，所述红外照明单元为LED红外照明单元，所述亮度调节单元为电流调节单元。\n[0014] 在本发明所述的红外球型摄像机中，所述红外照明单元为LED红外照明单元，其包括多个LED红外光源。\n[0015] 在本发明所述的红外球型摄像机中，所述红外照明单元包括带有光源的灯板以及与灯板相配合的聚光透镜，所述出光角度调节单元系通过控制所述灯板与所述聚光透镜的靠近或远离，来调节所述红外照明单元的出光角度。\n[0016] 本发明的有益效果是：与相关技术相比，红外照明单元在主控单元的控制下，在任一距离上均能随着一体化机芯实时聚焦，节约了视角范围和光源，减少了红外照明单元的数量。\n附图说明\n[0017] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：\n[0018] 图1为本发明一些实施例中的红外球型摄像机的原理方框图。\n[0019] 图2为本发明一些实施例中的红外球型摄像机的聚光透镜的结构示意图。\n[0020] 图3为本发明一些实施例中的红外球型摄像机的红外照明单元在第一出光角度下的工作原理图。\n[0021] 图4为本发明一些实施例中的红外球型摄像机的红外照明单元在第二出光角度下的工作原理图。\n[0022] 图5为本发明一些实施例中的红外球型摄像机的红外照明单元在第三出光角度下的工作原理图。\n具体实施方式\n[0023] 以下结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。\n[0024] 图1示出了本发明一些实施例中的红外球型摄像机1，该红外球型摄像机1可应用于闭路电视监控系统中，其可包括主控单元10、一体化机芯20、红外照明单元50以及出光角度调节单元60。一体化机芯20能够自动聚焦在两个或两个以上的不同距离的位置（例如，2~\n256个不同位置）上，以提供两个或两个以上的不同的监视距离。红外照明单元50与一体化机芯20相配合（例如，红外照明单元50分布于一体化机芯20的镜头周围），用于在夜晚或光线较弱的场所为一体化机芯20提供红外照明。出光角度调节单元60用于随着一体化机芯20调节红外照明单元50的出光角度，使得红外照明单元50在任一距离上均能实时聚焦，节约了视角范围，同时还可以减少红外照明单元50的数量，降低了发热量。\n[0025] 在一些实施例中，一体化机芯20还能够将其聚焦在上述两个或两个以上的不同距离的位置中的任一位置时的焦距信息传送给主控单元10。主控单元10根据该焦距信息输出一个控制信号给出光角度调节单元60，控制出光角度调节单元60调节红外照明单元50的出光角度，使得红外照明单元50的出光角度与一体化机芯20的焦距相匹配。例如，主控单元10首先根据一体化机芯20聚焦在该任一位置上的焦距信息，计算出该任一位置上的物体中心到一体化机芯20的距离及对应的视野范围，再根据该距离和该视野范围计算出期望的出光角度（即具有该出光角度的红外照明单元50在该任一位置形成的光形刚好与该视野范围相匹配，例如，恰好照亮整个该视野范围）的大小，再控制出光角度调节单元60将红外照明单元50的出光角度调节到该期望的出光角度即可，从而可以降低光线的损失。可以理解地，上述的光形与视野范围的匹配，是指两者的大小相等或相近，具体可以根据需要进行设定。\n[0026] 在一些实施例中，出光角度调节单元60可为马达驱动的传动机构，其系通过驱动带有光源52的灯板51相对于固定的聚光透镜53的靠近或远离来实现红外照明单元50的出光角度的调节，使红外光线形成的光形能够实时的与处于不同监控距离以及不同大小的物体2相匹配。\n[0027] 图2示出了一些实施例中的聚光透镜53，如图所示，该聚光透镜53整体呈喇叭状，其可采用光学透明材料制成，并包括一个内凹的柱形入光面531、与入光面531相对的出光面533以及位于侧部的反射面532。反射面532呈杯状，用于将光源52的大角度光线反射至出光面533，以防止或降低光线的损失。出光面55包括一个位于中部凸球面以及位于凸球面周围凹弧面，用于使光源52发出的光线朝中部汇聚，降低红外照明单元50的出光角度，并使光线分布相对比较均匀。如图2虚线所示，当光源52与聚光透镜53的中心远离时，光线经过聚光透镜53之后更加集中，使得红外照明单元50的出光角度减小。由此可知，通过调节光源52在由入光面531形成的腔室中的位置，也即调节光源52到聚光透镜53的中心距离，可以改变光线经过聚光透镜53之后的出光角度。图3 图5示出了一些实施例中红外照明单元50的出~\n光角度发生改变的情形。\n[0028] 如图3所示，当在一体化机芯20某一个监控点上，物体2的距离较近且尺寸较大时，一体化机芯20将聚焦在物体2上时的焦距传送给主控单元10，主控单元10根据该焦距信息计算出红外照明单元50的期望的出光角度A，在该期望的出光角度A上，光线能够恰好照射到整个物体2；然后输出控制信号给出光角度调节单元60，控制出光角度调节单元60驱动灯板51与聚光透镜53紧靠，使得红外照明单元50的出光角度变与期望的出光角度A相等，而能够恰好照射到整个物体2。\n[0029] 如图4所示，当在一体化机芯20的另一个监控点上，物体3的距离拉大且物体3的尺寸较小时，一体化机芯20聚焦在物体3上时的焦距会发生变化，相应地，主控单元10计算出的期望的出光角度B也发生变化，促使出光角度调节单元60驱动灯板51与聚光透镜53远离至距离d1，使得出光角度减小，直至与期望的出光角度B相等，而刚好能照射到整个物体3上。\n[0030] 依次类推，如图5所示，当在一体化机芯20的再一个监控点上，物体4的距离进一步拉大时，出光角度调节单元60将驱动灯板51与聚光透镜53进一步远离至距离d2，使得出光角度进一步减小，直至与期望的出光角度C，也刚好聚焦到整个物体2上。\n[0031] 可以理解地，在一些实施例中，为实现红外照明单元50的出光角度的变化，也可以另灯板51位置固定，而聚光透镜53可相对灯板移动。再可以理解地，在一些实施例中，也可以通过变焦透镜组改变焦距灯形式，来实现红外照明单元50的出光角度的调节。\n[0032] 在一些实施例中，该红外球型摄像机1还可包括驱动单元30，该驱动单元30用于驱动一体化机芯20在两个或两个以上的监控点上进行切换。该两个或两个以上的监控点分别与上述两个或两个以上的不同的监视距离相对应，也即每一个监控点均有自己对应的监控距离。在一些实施例中，上述两个或两个以上的监控点呈三维分布，为此驱动单元30需要能够驱动一体化机芯20在水平方向和垂直方向均能够转动，此时，驱动单元30可采用包括水平马达和垂直马达的垂直和水平转动机械。\n[0033] 在一些实施例中，该红外球型摄像机1还可包括存储单元40，该存储单元40与主控单元10相连，用于存储预置位信息，例如，存储上述两个或两个以上的监控点的位置信息、停留时间信息以及巡航顺序信息等。主控单元10能够根据存储单元40中存储的上述信息输出控制信号给驱动单元30，控制驱动单元30驱动一体化机芯20在上述两个或两个以上的监控点上进行自动巡航。\n[0034] 在一些实施例中，该红外球型摄像机1还可包括亮度调节单元70，亮度调节单元70与主控单元10相连，用于实时控制红外照明单元50的亮度。具体调节方法可为：主控单元10根据一体化机芯20聚焦在上述两个或两个以上不同距离的位置中的任一位置时的焦距信息输出控制信号给亮度调节单元70，相应地调节红外照明单元50的亮度，使红外照明单元\n50的亮度与实际需要相匹配，防止产生过曝现象。\n[0035] 在一些实施例中，该红外球型摄像机1还可包括外设控制单元80，该外设控制单元\n80用于往存储单元40中写入或辅助写入上述两个或两个以上的监控点的位置信息、每一个监控点上的停留时间信息以及巡航顺序信息，以适应不同场合的需求。外设控制单元80在一些实施例中可为外接键盘/DVR等控制设备。\n[0036] 下面结合红外球型摄像机1的工作原理对本发明做进一步说明。\n[0037] 红外球型摄像机1在工作过程中，主要包括如下步骤：\n[0038] （1）设置预置位，即设置一体化机芯20需要监控的监控点，以及一体化机芯20到达该监控点时停留时间和巡航顺序；\n[0039] （2）一体化机芯20按照设定好的预置监控点和巡航顺序信息进行巡航；:或通过外设控制单元直接调用预置位；\n[0040] （3）一体化机芯20到达每一预置监控点时，同时把相应的焦距信息传送给主控单元10。\n[0041] （4）主控单元10根据来自一体化机芯20的焦距信息，控制出光角度调节单元60调节红外照明单元50的焦距，使外照明单元50的焦距与一体化机芯20的焦距相匹配。\n[0042] （5）主控单元10根据来自一体化机芯20的焦距信息，控制亮度调节单元70调节红外照明单元50的亮度，使与红外照明单元50的亮度与实际红外需求相配备。\n[0043] 在一些实施例中，红外照明单元50可为LED红外照明装置，灯板51上安装有多个光源52，例如，六个或六个以上呈矩阵排列的光源52，相应地，每个光源52均对应设置一个聚光透镜53。在一些实施例中，该红外球型摄像机1可为红外高速球型摄像机，也可以为红外低速球型摄像机或红外中速球型摄像机。\n[0044] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。