CN110445961A - 一种双光可调拍摄系统 - Google Patents

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邱胜平
白万涛
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    • H04N23/50—Constructional details
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种双光可调拍摄系统，包括光学镜头，光学镜头成像侧设有能将光学镜头传递来的光波分成可见光和红外光波长范围光波的分光模块；拍摄系统还包括两个能调节光程的光程调节机构和两个用于接收经分光模块分出的光信号的感光芯片；所述的拍摄系统还包括能将各个感光芯片接收的光波进行整合和输出的图像处理模块；光程调节机构设置在分光模块与感光芯片之间，分光模块上设置有分光斜面，分光斜面与水平方向的夹角a，满足10°≤a≤60°；可见光的光波范围包括420纳米至650纳米的光波，红外光的光波范围包括700纳米至1100纳米的光波。本发明实现拍摄图像的高清晰度，而且图像色彩还原性好，在低照度下也能清晰成像。

Description

一种双光可调拍摄系统
【技术领域】
本发明涉及光学系统，尤其是一种双光可调拍摄系统。
【背景技术】
目前监控拍摄系统广泛应用到人们的日常生活中。但是目前的安防监控、路况监控系统存在如下缺点:
1、现有拍摄系统采用单一镜头匹配单一感光芯片的方式，对于单一感光芯片需要接收的光波波长比较宽，因此，导致整体画面清晰度不高，拍摄出来的效果不好；
2、现有拍摄系统采用单一镜头匹配单一感光芯片的方式，反映各个颜色的波长在单一感光芯片上还原的不好，从而出现拍摄画面色彩不够饱满的现象；
3、现有拍摄系统采用单一镜头匹配单一感光芯片的方式，在低照度环境中，部分光波的波长不能被利用，导致整体通光量下降，拍摄图像不清晰。
因此，本发明正是基于以上的不足而产生的。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种双光可调拍摄系统，该系统实现拍摄图像的高清晰度，而且图像色彩还原性好，在低照度下也能清晰成像。
为解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：一种双光可调拍摄系统，其特征在于，包括光学镜头，所述的光学镜头成像侧设有能将光学镜头传递来的光波分成可见光和红外光波长范围光波的分光模块；所述的拍摄系统还包括两个能调节光程的光程调节机构和两个用于接收经分光模块分出的光信号的感光芯片；所述的拍摄系统还包括能将各个感光芯片接收的光波进行整合和输出的图像处理模块；所述光程调节机构设置在所述分光模块与所述感光芯片之间，所述的分光模块上设置有分光斜面，分光斜面与水平方向的夹角a，满足10°≤a≤60°；可见光的光波范围包括420纳米至650纳米的光波，红外光的光波范围包括700纳米至1100纳米的光波。
如上所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，可见光的光波波长为420纳米、435纳米、450纳米、465纳米、480纳米、495纳米、510纳米、525纳米、540纳米、550纳米、565纳米、580纳米、595纳米、610纳米、625纳米、640纳米、650纳米中的一束或多束。
如上所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，红外光的光波波长为700纳米、725纳米、750纳米、775纳米、800纳米、825纳米、850纳米、875纳米、900纳米、925纳米、950纳米、975纳米、1000纳米、1025纳米、1050纳米、1075纳米、1100纳米中的一束或多束。
如上所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，分光斜面与水平方向的夹角a，满足20°≤a≤30°。
如上所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，分光斜面与水平方向的夹角a，满足30°≤a≤40°。
如上所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，分光斜面与水平方向的夹角a，满足40°≤a≤50°。
如上所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，所述的分光模块包括有至少一枚分光元件。
与现有技术相比，本发明的一种双光可调拍摄系统，达到了如下效果：
1、本发明的分光模块与感光芯片之间设有能调节光程的光程调节机构，通过光程调节机构来带动感光芯片的移动，使被拍摄物体的图像能清晰的成像在感光芯片上；分光模块上设置有分光斜面，分光斜面与水平方向的夹角a，满足10°≤a≤60°，当分光斜面满足上述角度时，分光系统的分光斜面的加工有保障，且感光芯片的放置位置更合理；可见光的光波范围包括420纳米至650纳米的光波，红外光的光波范围包括700纳米至1100纳米的光波；因为可见光的光波范围为420-650nm，其中420-480nm范围光波颜色表现为蓝紫色，480-580nm范围光波为黄绿色，580-650nm范围光波为橙红色，即本发明中分光系统的作用是将不同颜色对应的波段范围分别提取出来，实现更好的色彩还原性；对应700-1100波段的光波，为近红外光波，通过分光模块提取出来的全部或一部分光波，可以很好的提升画面亮度。
2、本发明采用分光模块将不同波长的光分离开来，所以从分光模块输出的光波是若干个不同波长范围光波，这些不同波长范围光波又分别被不同的感光芯片接收，因此，每个单独的感光芯片接收的均是波长范围比较窄的一段光波，从而使得感光芯片的清晰度会有提升，使拍摄系统最后形成的整个画面清晰度大大提升。
3、本发明采用分光模块将不同波长的光分离开来，所以从分光模块输出的光波是若干个不同波长范围光波，这些不同波长范围光波又分别被不同的感光芯片接收，因此，两个感光芯片累加后接收到的整体光波波长范围就比较宽，反映各个颜色的波长都能被充分利用，两个感光芯片累加后接收光波而形成的整体画面色彩更真实，更饱满。
4、本发明采用分光模块将不同波长的光分离开来，所以从分光模块输出的光波是若干个不同波长范围光波，这些不同波长范围光波又分别被不同的感光芯片接收，因此，在低照度时，两个接收不同波长范围光波的感光芯片累加在一起，使得可以利用的光波波长范围变宽，提高了整体通光量，从而使成像画面在光线很暗时也能保证清晰。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明示意图；
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
如图1所示，一种双光可调拍摄系统，包括光学镜头1，所述的光学镜头1成像侧设有能将光学镜头1传递来的光波分成可见光和红外光波长范围光波的分光模块2；所述的拍摄系统还包括两个能调节光程的光程调节机构3和两个用于接收经分光模块2分出的光信号的感光芯片4；所述的拍摄系统还包括能将各个感光芯片4接收的光波进行整合和输出的图像处理模块5；所述的分光模块2上设置有分光斜面，分光斜面与水平方向的夹角a，满足10°≤a≤60°；当分光斜面满足上述角度时，分光系统的分光斜面的加工有保障，且感光芯片的放置位置更合理，在约束范围外的角度，分光斜面的加工难度大，无法满足分光要求，且感光芯片的摆放位置会和其他结构产生干涉，生产难度大；可见光的光波范围包括420纳米至650纳米的光波，红外光的光波范围包括700纳米至1100纳米的光波。因为可见光的光波范围为420-650nm，其中420-480nm范围光波颜色表现为蓝紫色，480-580nm范围光波为黄绿色；580-650nm范围光波为橙红色，即本发明中分光系统的作用是将不同颜色对应的波段范围分别提取出来，实现更好的色彩还原性，而在小于420nm和大于650nm的光波，几乎不涵盖可见光所表现的颜色不能实现好的色彩还原性。对应700-1100波段的光波，为近红外光波，通过分光系统提取出来的全部或一部分光波，可以很好的提升画面亮度。而在650-700之间的光波，一般为过渡光波，对于提升色彩还原性和提升亮度都没有很好的优势，对于大于1100nm的光波，在设计中存在较大困难且较难匹配相对应的感光芯片，所以在700-1100光波范围内优势明显。
所述的分光模块2包括有至少一枚分光元件，分光模块存在分光斜面来实现分光后光线向不同方向偏转的目的，其中分光斜面与水平方向的夹角为10度至60度的范围，可以分为20°≤a≤30°、30°≤a≤40°、40°≤a≤50°，特别的，当分光斜面与水平方向的夹角为25度、35度或45度时，分光元件的分光效果最好，且分光元件的整体结构形式更利于加工生产。在本实施例中，分光元件可以为棱镜、薄膜或者平面镜中的一种，采用棱镜、薄膜或者平面镜，可以进行分光，且分光效果好，可以将光线分成若干个不同波长范围光波，每种波长的范围的光波匹配不同的感光芯片，使拍摄系统最后形成的整个画面清晰度大大提升。
可见光的光波波长为如下特定波长光波时，图像的画面更清晰，色彩还原性会更好，具体波长为：为420纳米、435纳米、450纳米、465纳米、480纳米、495纳米、510纳米、525纳米、540纳米、550纳米、565纳米、580纳米、595纳米、610纳米、625纳米、640纳米、650纳米中的一束或多束。
红外光的光波波长为如下特定波长光波时，图像的画面会更明亮，整体通透性更高，具体波长如下：700纳米、725纳米、750纳米、775纳米、800纳米、825纳米、850纳米、875纳米、900纳米、925纳米、950纳米、975纳米、1000纳米、1025纳米、1050纳米、1075纳米、1100纳米中的一束或多束。
采用分光模块2并匹配两个接收不同波长范围光波的感光芯片3的方式，经由光学镜头1出来的光线经分光模块2分成若干个不同波长范围光波，分别经光程调节机构3调节光程，分别清晰成像在对应的感光芯片4上，两个不同的感光芯片4分别接收特定波长范围的光波，最后通过图像处理模块5实现图像的还原与再现，从而提高了光学系统清晰度，增加了色彩还原性，并实现在低照度环境下拍摄系统也能清晰成像。

Claims (7)

1.一种双光可调拍摄系统，其特征在于，包括光学镜头(1)，所述的光学镜头(1)成像侧设有能将光学镜头(1)传递来的光波分成可见光和红外光波长范围光波的分光模块(2)；所述的拍摄系统还包括两个能调节光程的光程调节机构(3)和两个用于接收经分光模块(2)分出的光信号的感光芯片(4)；所述的拍摄系统还包括能将各个感光芯片(4)接收的光波进行整合和输出的图像处理模块(5)；所述光程调节机构(3)设置在所述分光模块(2)与所述感光芯片(4)之间，所述的分光模块(2)上设置有分光斜面，分光斜面与水平方向的夹角a，满足10°≤a≤60°；可见光的光波范围包括420纳米至650纳米的光波，红外光的光波范围包括700纳米至1100纳米的光波。
2.根据权利要求1所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，可见光的光波波长为420纳米、435纳米、450纳米、465纳米、480纳米、495纳米、510纳米、525纳米、540纳米、550纳米、565纳米、580纳米、595纳米、610纳米、625纳米、640纳米、650纳米中的一束或多束。
3.根据权利要求1所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，红外光的光波波长为700纳米、725纳米、750纳米、775纳米、800纳米、825纳米、850纳米、875纳米、900纳米、925纳米、950纳米、975纳米、1000纳米、1025纳米、1050纳米、1075纳米、1100纳米中的一束或多束。
4.根据权利要求1所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，分光斜面与水平方向的夹角a，满足20°≤a≤30°。
5.根据权利要求1所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，分光斜面与水平方向的夹角a，满足30°≤a≤40°。
6.根据权利要求1所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，分光斜面与水平方向的夹角a，满足40°≤a≤50°。
7.根据权利要求1所述的一种双光可调拍摄系统，其特征在于，所述的分光模块(2)包括有至少一枚分光元件。
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