CN112839150A - 一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机 - Google Patents

一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机 Download PDF

Info

Publication number
CN112839150A
CN112839150A CN202110002971.XA CN202110002971A CN112839150A CN 112839150 A CN112839150 A CN 112839150A CN 202110002971 A CN202110002971 A CN 202110002971A CN 112839150 A CN112839150 A CN 112839150A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
prism
refractive index
film
camera system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110002971.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112839150B (zh
Inventor
沈旭辉
刘俊鹏
金波
洪国胜
李雨雪
刘书墨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Koti Optical Technology Co ltd
Original Assignee
Hangzhou Koti Optical Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Koti Optical Technology Co ltd filed Critical Hangzhou Koti Optical Technology Co ltd
Priority to CN202110002971.XA priority Critical patent/CN112839150B/zh
Publication of CN112839150A publication Critical patent/CN112839150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112839150B publication Critical patent/CN112839150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机，包括：用于收集外界光信号的成像镜头；用于补偿光线入射角度的角度补偿棱镜；用于将可见光与红外光分离的分光棱镜；用于补偿可见光路光程的棱镜；以及用于将各自光信号转换为图像的图像传感装置。本发明基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统通过分光棱镜将可见光与红外光分离，实现两路光共同参与成像，能够在白天和黑夜实现拍摄，无需使用IR‑CUT等器件，成像质量高，可广泛应用于安防、车载等领域。

Description

一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机
技术领域
本发明涉及摄像技术领域，具体而言，涉及一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机。
背景技术
摄像机的成像元器件CCD或CMOS可以看到绝大部分波长的光线，由于各种光线的参与，摄像机所还原出的颜色与肉眼所见在色彩上存在偏差，为尽力解决色偏问题：现行方案是在CCD前贴一块单层或多层(同时让可见光和红外光通过)双峰滤光片。在白天由于红外及其他杂光进入CCD会干扰色彩还原，如绿色植物变得灰白，红色衣服变淡等等(有阳光室外环境尤其明显)；在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，噪点及其低照性能难以令人满意。
传统的解决方案采用IR-CUT双滤光片切换器，在白天的光线充分时,红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止/吸收滤光片自动移开，全透光谱滤光片开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。
采用IR-CUT双滤光片切换器不仅需要滤光片，还需要配套的动力驱动部分和控制电路，增加了整个摄像模组的成本；此外，在夜间光线不足时，依靠红外成像容易受到一些杂散光的影响。
发明内容
本发明针对摄像机中IR-CUT装置成本高，成像质量低的问题提出了一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机，该系统无需使用IR-CUT等器件，仅利用分光棱镜将可见光与红外光分离，让两路光共同参与成像，实现白天和黑夜更高成像质量的拍摄。
一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，包括：
用于收集外界光信号的成像镜头；
用于接收所述成像镜头的出射光并补偿光线入射角度的角度补偿棱镜；
用于接收所述角度补偿棱镜的出射光并将可见光与红外光分离的分光棱镜；
用于接收所述分光棱镜的可见光束并补偿可见光路光程的光程补偿棱镜；
用于接收所述光程补偿棱镜的光信号并转换为图像的第一图像传感装置；
用于接收所述分光棱镜的红外光束并转换为图像的第二图像传感装置。
一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，包括：成像镜头、角度补偿棱镜、分光棱镜、光程补偿棱镜、第一图像传感装置、以及第二图像传感装置；
外界光信号经所述成像镜头后入射到角度补偿棱镜，经过所述角度补偿棱镜的入射光束被分光棱镜一分为二，即可见光束和红外光束；
所述可见光束经分光棱镜透射后入射到光程补偿棱镜，经过光程补偿棱镜补偿光程后垂直出射并在第一图像传感装置上聚焦成像；
所述红外光束经分光棱镜反射后进入到分光棱镜与角度补偿棱镜之间的空气隙表面发生全反射，反射后的光束沿分光棱镜垂直出射并在第二图像传感装置上聚焦成像。
本发明中，所述成像镜头包含多个具有光焦度的透镜，所述具有光焦度的透镜用于获取外界大视场范围内的光信号，在降低像差影响的同时保证了更高的成像质量。
本发明中，所述角度补偿棱镜主要用于补偿光线的入射角度，保证光线经成像镜头后垂直入射到角度补偿棱镜上，避免光线直接进入所述分光棱镜后发生偏转。
作为优选，所述角度补偿棱镜选用材料H-K9LG，折射率为1.5168；且通光的两个表面均镀有减反膜，避免二次反射产生“双像”问题；未通光面作磨砂面处理，有效减弱杂散光的影响。所述角度补偿棱镜的入光面和出光面均镀有减反膜。
本发明中，所述分光棱镜主要用于分离可见光束和红外光束，保证不同波长的光线在成像时互不干扰；所述分光棱镜与所述角度补偿棱镜之间设置一定的空气间隙，保证红外光束经反射到达通光面时达到全反射条件，发生全反射后经另一通光面垂直出射。
作为优选，所述分光棱镜选用材料H-K9LG，折射率为1.5168；且两个通光面镀有减反膜，分光面镀有分光膜，所述分光膜在特定角度范围内可见光波段透过率大于95％，红外波段反射率大于95％。；所述分光棱镜与所述角度补偿棱镜在保证一定空气间隙的基础上进行胶合，胶点位置控制在有效通光孔径之外。所述的分光棱镜上靠近所述光程补偿棱镜的一面为分光面，所述分光面上镀有分光膜。
本发明中，所述分光膜由高折射率膜和低折射率膜两种材料交替组成，所述高折射率膜层为Ta3O5，所述低折射率膜层为SiO2；高折射率膜层Ta3O5在波长500nm的折射率为2.23,低折射率膜层为SiO2在波长500nm的折射率为1.46。
作为优选，所述的分光膜中Ta3O5高折射率膜和SiO2低折射率膜的总层数为46层，靠近基底材料的第一层为Ta3O5膜层，第二层为SiO2膜层，依次交替，厚度依次为10.7，34.21，107.46，155.35，94.26，142.93，89.31，140.17，88.06，139.41，87.43，138.8，86.79，138.26，86.69，138.58，86.88，138.07，87.02，138.34，87.46，139.47，88.05，140.7，90.47，145.32，95.15，158.06，106.01，166.67，104.78，158.13，101.82，164.98，109.4，169.48，105.41，158.26，102.43，166.21，110.24，172.05，108.49，159.66，95.89，74.46，厚度单位为nm。分光棱镜分光面镀有该分光膜，入射主角度为16°，可见光束透过率大于99％，红外光反射率大于99％。
所述分光棱镜上靠近所述角度补偿棱镜的一面和所述分光棱镜上靠近所述第二图像传感装置的一面均镀有减反膜。
本发明中，所述光程补偿棱镜主要用于补偿可见光束的光程，保证可见光束光程与红外光束光程相等，从而保证成像位置保持相同，有利于装校。
作为优选，所述光程补偿棱镜选用材料H-K9LG，折射率为1.5168；且通光面镀减反膜，避免二次反射产生双像；未通光面作磨砂面处理，有效减弱杂散光的影响；所述光程补偿棱镜与所述分光棱镜可直接进行胶合或镀减反膜，胶合后可避免光程补偿棱镜表面反射产生双像，镀减反膜也能有效降低光程补偿棱镜表面的反射率。所述光程补偿棱镜的入光面和出光面均镀有减反膜。
所述的减反膜由Ta3O5高折射率膜、MgF2折射率膜和SiO2低折射率膜组成，总层数为10层，总厚度约为434nm，由基底一侧至空气，第1、3、5、7、9层为Ta3O5高折射率膜，第2、4、6、8层为SiO2低折射率膜，第10层为MgF2折射率膜，第1～10层的厚度依次为8、58.35、24.3、35.42、48.09、8.79、85.92、24.86、26.54、113.75，单位为nm。
本发明中，所述第一图像传感装置主要用于将可见光束光信号转换为图像，所述第二图像传感装置主要用于将红外光束光信号转换为图像，通过将可见光束和红外光束分开成像，保证其成像时互不干扰，保证了成像质量的同时还能提高色彩还原度；所述第一、第二图像传感器可为CCD或CMOS，分别位于所述分光棱镜出光面以及所述光程补偿棱镜出光面位置。
一种摄像机，采用权利要求1～8任一项所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统。
相对于现有技术，本发明具有以下有益的技术效果：
1、为尽力解决传统摄像系统色偏问题：现行方案是在CCD前贴一块单层或多层(同时让可见光和红外光通过)双峰滤光片。在白天由于红外及其他杂光进入CCD会干扰色彩还原，如绿色植物变得灰白，红色衣服变淡等等(有阳光室外环境尤其明显)；在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，噪点及其低照性能难以令人满意。本发明能够提高摄像系统白天和夜间的成像质量，通过将可见光束与红外光束分离，在白天外界光线较强的环境下，使用可见光束光路成像，避免了红外及其他杂光进入CCD干扰成像，从而提高成像质量；而在夜间环境下，主要依靠红外光束光路成像，也避免了外界杂散光影响，提高了夜间成像质量。
2、传统的解决方案还包括采用IR-CUT双滤光片切换器，在白天的光线充分时,红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止/吸收滤光片自动移开，全透光谱滤光片开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。本发明能够替代IR-CUT，作为一种无源器件使用，无需配套的动力驱动部分和控制电路，降低了整个摄像模组的成本；此外，相比于IR-CUT，Philips棱镜结构对成像质量的改善效果更佳。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种摄像系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种摄像系统的光路示意图；
图3为本申请实施例提供的一种各棱镜镀膜情况示意图；
图4为本申请实施例提供的一种角度补偿棱镜示意图；
图5为本申请实施例提供的一种分光棱镜示意图；
图6为本申请实施例提供的一种光程补偿棱镜示意图。
图7为本申请实施例提供的一种小角度减反膜透过率曲线。
图8为本申请实施例提供的一种分光膜膜层示意图。
图9为本申请实施例提供的一种分光膜透过率曲线。
图标：1-成像镜头；2-角度补偿棱镜；3-分光棱镜；4-光程补偿棱镜；5-第一图像传感装置；6-第二图像传感装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1为本申请实施例提供的一种摄像系统的结构示意图，本申请实施例提供了一种摄像系统，包括：1-成像镜头；2-角度补偿棱镜；3-分光棱镜；4-光程补偿棱镜；5-第一图像传感装置；6-第二图像传感装置；成像镜头1用于收集外界光信号；角度补偿棱镜2用于补偿光线入射角度；分光棱镜3用于将可见光与红外光分离；光程补偿棱镜4用于补偿可见光路光程；第一图像传感装置5用于将可见光信号转换为图像信息；第二图像传感装置6用于将红外光信号转换为图像信息。
首先，考虑到传统的IR-CUT摄像系统中，传统的解决方案采用IR-CUT双滤光片切换器，在白天的光线充分时，红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止/吸收滤光片自动移开，全透光谱滤光片开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。
采用IR-CUT双滤光片切换器不仅需要滤光片，还需要配套的动力驱动部分和控制电路，增加了整个摄像模组的成本；此外，在夜间光线不足时，依靠红外成像容易受到一些杂散光的影响。
在本申请可选的实施过程中，在摄像系统中设置：成像镜头1、角度补偿棱镜2、分光棱镜3、光程补偿棱镜4、第一图像传感装置5、以及第二图像传感装置6，通过分光棱镜3表面的分光膜，可以使可见光信号与红外光信号分离，实现可见光信号与红外光信号独立成像，可见光信号主要通过光程补偿棱镜4后到达第一图像传感装置5成像，红外光信号在分光膜反射后到达分光棱镜另一个面发生全反射最后在第二图像传感装置6成像，第一图像传感装置5主要负责白天光线充足的环境下成像，而第二图像传感装置6则负责在夜间光线不足时采用红外成像，实现两路光信号成像的同时互不干扰，保证了成像质量的同时还能提高色彩还原度。
图2为本申请实施例提供的一种摄像系统的光路示意图，如图2所示，外界光信号通过成像镜头1进入到Philips棱镜结构，成像镜头1包含多个具有光焦度的透镜，主要将外界景物聚焦成像在成像元件上。
其次，Philips棱镜结构包含角度补偿棱镜2、分光棱镜3、以及光程补偿棱镜4。外界光信号经成像镜头1入射到角度补偿棱镜2，角度补偿棱镜2用于补偿光线的入射角度，保证光线经成像镜头1后垂直入射到角度补偿棱镜上，避免光线进入棱镜后发生偏转。角度补偿棱镜两个通光表面镀有大小角度减反膜，避免了二次反射产生的杂光对成像造成影响。
再者，光线通过角度补偿棱镜2后进入分光棱镜3，再经过分光棱镜3的分光膜时光束一分为二，分为可见光束和红外光束，其中可见光束延原光路继续传递；红外光束经分光膜表面反射后到达分光棱镜另一通光表面，由于分光棱镜3与角度补偿棱镜2之间胶合形成空气隙，红外光信号入射空气隙表面时满足全反射条件，反射后沿分光棱镜第三个面垂直出射。
可见光束经过分光棱镜3后入射到光程补偿棱镜4，光程补偿棱镜4用于补偿可见光路光程，使可见光路光程与红外光路光程保持一致，然后经光程补偿棱镜4出射表面垂直出射；其中光程补偿棱镜4与分光棱镜3可直接胶合，也可形成空气隙进行胶合，若形成空气隙胶合，为避免“双像”问题的产生，光程补偿棱镜4通光面需镀减反膜。
最后，沿分光棱镜3出射面垂直出射的红外光束在第二图像传感装置6上聚焦成像；沿光程补偿棱镜4出射面垂直出射的可见光束在第一图像传感装置5上聚焦成像。
其中，第一图像传感装置5和第二图像传感装置6主要用于将带有图像信息的光束转换为图像。图像传感装置可以为CCD或CMOS。第一图像传感装置5和第二图像传感装置6的具体类型不限定，可以根据实际的投影需求进行调整。
由此，本申请实施例提供的摄像系统，通过分光棱镜3将可见光束与红外光束分离，实现两路光信号成像的同时互不干扰，保证了成像质量的同时还能提高色彩还原度。并通过光程补偿棱镜4补偿可见光路光程，保证可见光路与红外光路能够同时清晰成像。
在上述实施例的基础上，如图3所示，Philips棱镜结构包含角度补偿棱镜2、分光棱镜3、以及光程补偿棱镜4，其中角度补偿棱镜2中①面、②面均镀小角度减反膜，③面做磨砂面处理；分光棱镜3中④面与⑥面镀小角度减反膜，⑤面镀分光膜；光程补偿棱镜⑦面、⑧面镀小角度减反膜，⑨面和⑩面作磨砂面处理。
在上述实施例的基础上，如图4所示为角度补偿棱镜4的示意图，对于F数为3.5的成像镜头，主光线通过角度补偿棱镜4两个通光面的角度为0°和16°，通光表面①和②镀小角度减反膜，避免二次反射产生“鬼像”和杂散光影响成像质量；非通光面③作磨砂面处理，同样能够减弱杂散光的影响。
如图5所示为分光棱镜3的示意图，主光线经过分光棱镜3两个通光面的角度都为16°，同样的为了避免二次反射产生“鬼像”和杂散光影响成像质量，通光面④镀小角度减反膜；而通光面⑤作为分光面镀分光膜，可见光束直接透射，红外光束在分光面发生反射后再次入射到通光面④，入射角度为47°(H-K9LG全反射角度为41.3°)满足全反射条件，发生全反射后沿通光面⑥垂直出射，通光面⑥镀小角度减反膜。
如图6所示为光程补偿棱镜的示意图，主光线经过光程补偿棱镜4两个通光面的主角度为16°和0°，通光表面⑦和⑧镀小角度减反膜，避免二次反射产生“鬼像”和杂散光影响成像质量；非通光面⑨和⑩作磨砂面处理，同样能够减弱杂散光的影响。同时光程补偿棱镜用于补偿可见光光路的光程，保证可见光光路光程与红外光光路光程相等，即：AD＝AB+BC，保证两路光的光程一致，可使成像位置保持相同，有利于装校。
在本申请可选的实施过程中，为了避免“双像”问题的产生，分光棱镜分光面⑤与光程补偿棱镜通光面⑦也可直接胶合(无空气隙)，此时光程补偿棱镜通光面⑦无需镀膜。
在上述实施例的基础上，如图7所示为小角度减反膜的透过率曲线，主要角度包括0°、16°，小角度减反膜能有效减少因二次反射所产生的杂散光，提高成像质量避免产生“双像”。减反膜的膜系结构列于表一，总层数为10层，总厚度约为434nm。
表一
层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 Glass Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
折射率 1.51 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23
厚度 8 58.35 24.3 35.42 48.09 8.79 85.92 24.86 26.54
层序号 10
材料 MgF<sub>2</sub> 空气
折射率 1.38 1
厚度 113.75
在本申请可选的实施过程中，为了保证后续成像质量，非通光面均作磨砂面处理，边缘光线以及杂散光作用在磨砂面时，会发生散射，避免了反射进入原成像光路影响最终的成像质量。
在上述实施例的基础上，图8为分光膜的膜层结构示意图，分光膜由高折射率Ta3O5膜和低折射率SiO2膜两种材料交替组成，分光膜中Ta3O5高折射率膜和SiO2低折射率膜的总层数为46层，靠近基底材料的第一层为Ta3O5膜层，第二层为SiO2膜层。
在上述实施例的基础上，图9为分光膜的透过率曲线示意图，主要角度包括10°、16°、22°，分光膜保证了可见光区高透射的同时，反射截止680～1000nm波长区的红外光，可见光束能顺利透过并聚焦于图像传感装置5，而红外光束经分光膜反射后，再经全反射聚焦于图像传感装置6。分光膜的膜系结构列于表二，总层数为46层，总厚度约为5408nm。
表二
层序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
材料 Glass Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
折射率 1.51 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23
厚度 10.7 34.21 107.46 155.35 94.26 142.93 89.31 140.17 88.06
层序号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
材料 SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
折射率 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23
厚度 139.41 87.43 138.8 86.79 138.26 86.69 138.58 86.88 138.07 87.02
层序号 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
材料 SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
折射率 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23
厚度 138.34 87.46 139.47 88.05 140.7 90.47 145.32 95.15 158.06 106.01
层序号 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
材料 SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
折射率 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23
厚度 166.67 104.78 158.13 101.82 164.98 109.4 169.48 105.41 158.26 102.43
层序号 40 41 42 43 44 45 46
材料 SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> 空气
折射率 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 2.23 1.45 1
厚度 166.21 110.24 172.05 108.49 159.66 95.89 74.46
综上所述，本申请实施例提供了一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，所述系统包括：成像镜头1、角度补偿棱镜2、分光棱镜3、光程补偿棱镜4以及第一图像传感装置5和第二图像传感装置6；成像镜头1用于获取外界大视场范围内的光信号；角度补偿棱镜2用于补偿入射角度，保证主光线垂直入射Philips棱镜结构；分光棱镜3用于分离可见光束和红外光束，是可见光束与红外光束独立成像的基础；光程补偿棱镜用于补偿可见光路光程，保证可见光路与红外光路光程相同，有利于系统的装校；所述第一图像传感装置5和第二图像传感装置6用于将可见光路光信号以及红外光路信号转换为图像。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，包括：
用于收集外界光信号的成像镜头；
用于接收所述成像镜头的出射光并补偿光线入射角度的角度补偿棱镜；
用于接收所述角度补偿棱镜的出射光并将可见光与红外光分离的分光棱镜；
用于接收所述分光棱镜的可见光束并补偿可见光路光程的光程补偿棱镜；
用于接收所述光程补偿棱镜的光信号并转换为图像的第一图像传感装置；
用于接收所述分光棱镜的红外光束并转换为图像的第二图像传感装置。
2.根据权利要求1所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述的分光棱镜上靠近所述光程补偿棱镜的一面为分光面，所述分光面上镀有分光膜。
3.根据权利要求2所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述分光膜由高折射率膜和低折射率膜两种材料交替组成，所述高折射率膜层为Ta3O5，所述低折射率膜层为SiO2。
4.根据权利要求3所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述的分光膜中Ta3O5高折射率膜和SiO2低折射率膜的总层数为46层，靠近基底材料的第一层为Ta3O5膜层，第二层为SiO2膜层，依次交替，厚度依次为10.7，34.21，107.46，155.35，94.26，142.93，89.31，140.17，88.06，139.41，87.43，138.8，86.79，138.26，86.69，138.58，86.88，138.07，87.02，138.34，87.46，139.47，88.05，140.7，90.47，145.32，95.15，158.06，106.01，166.67，104.78，158.13，101.82，164.98，109.4，169.48，105.41，158.26，102.43，166.21，110.24，172.05，108.49，159.66，95.89，74.46，厚度单位为nm。
5.根据权利要求1所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述角度补偿棱镜的入光面和出光面均镀有减反膜。
6.根据权利要求1所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述分光棱镜上靠近所述角度补偿棱镜的一面和所述分光棱镜上靠近所述第二图像传感装置的一面均镀有减反膜。
7.根据权利要求1所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述光程补偿棱镜的入光面和出光面均镀有减反膜。
8.根据权利要求1所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述减反膜由Ta3O5高折射率膜、MgF2折射率膜和SiO2低折射率膜组成，总层数为10层。
9.根据权利要求8所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统，其特征在于，所述减反膜由基底一侧至空气，第1、3、5、7、9层为Ta3O5高折射率膜，第2、4、6、8层为SiO2低折射率膜，第10层为MgF2折射率膜，第1～10层的厚度依次为8、58.35、24.3、35.42、48.09、8.79、85.92、24.86、26.54、113.75，单位为nm。
10.一种摄像机，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统。
CN202110002971.XA 2021-01-04 2021-01-04 一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机 Active CN112839150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110002971.XA CN112839150B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110002971.XA CN112839150B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112839150A true CN112839150A (zh) 2021-05-25
CN112839150B CN112839150B (zh) 2022-08-23

Family

ID=75927420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110002971.XA Active CN112839150B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112839150B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300379A (zh) * 1998-05-15 2001-06-20 光学涂层实验公司 提高采用分色器的反射式成象系统对比度的系统、方法和设备
US20030007252A1 (en) * 2001-06-12 2003-01-09 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Color separating optical system
CN1438513A (zh) * 2002-02-10 2003-08-27 上海力保科技有限公司 数码投影机的分光装置及其分光方法
CN1439228A (zh) * 1998-12-22 2003-08-27 瓦智能Bvi有限公司 用于反射光阀的光学部件
US20050012843A1 (en) * 2003-05-21 2005-01-20 Koshi Kuwakino Visible and infrared light photographing lens system
US20070146710A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Kowarz Marek W Imaging system with programmable spectral switch
CN102789114A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 中国科学院微电子研究所 一种可见-红外双通摄像机
CN203720446U (zh) * 2014-01-27 2014-07-16 杭州科汀光学技术有限公司 一种基于Philips型棱镜的彩色夜视系统
US20160018664A1 (en) * 2013-04-02 2016-01-21 Carl Zeiss Smt Gmbh Polarizer Assembly For Spatially Separation Polarization States Of A Light Beam
CN206848507U (zh) * 2017-06-06 2018-01-05 松林光电科技（湖北）有限公司 一种镀于分光棱镜上的分光介质膜
CN108200320A (zh) * 2018-01-10 2018-06-22 黄心铭 一种基于双光路成像的微光夜视成像结构及其应用
CN207820035U (zh) * 2017-12-06 2018-09-04 宁波维森智能传感技术有限公司 车载摄像模组
CN209879043U (zh) * 2019-05-17 2019-12-31 杭州科汀光学技术有限公司 一种消偏振的立方棱镜截止滤光片

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300379A (zh) * 1998-05-15 2001-06-20 光学涂层实验公司 提高采用分色器的反射式成象系统对比度的系统、方法和设备
CN1439228A (zh) * 1998-12-22 2003-08-27 瓦智能Bvi有限公司 用于反射光阀的光学部件
US20030007252A1 (en) * 2001-06-12 2003-01-09 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Color separating optical system
CN1438513A (zh) * 2002-02-10 2003-08-27 上海力保科技有限公司 数码投影机的分光装置及其分光方法
US20050012843A1 (en) * 2003-05-21 2005-01-20 Koshi Kuwakino Visible and infrared light photographing lens system
US20070146710A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Kowarz Marek W Imaging system with programmable spectral switch
CN102789114A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 中国科学院微电子研究所 一种可见-红外双通摄像机
US20160018664A1 (en) * 2013-04-02 2016-01-21 Carl Zeiss Smt Gmbh Polarizer Assembly For Spatially Separation Polarization States Of A Light Beam
CN203720446U (zh) * 2014-01-27 2014-07-16 杭州科汀光学技术有限公司 一种基于Philips型棱镜的彩色夜视系统
CN206848507U (zh) * 2017-06-06 2018-01-05 松林光电科技（湖北）有限公司 一种镀于分光棱镜上的分光介质膜
CN207820035U (zh) * 2017-12-06 2018-09-04 宁波维森智能传感技术有限公司 车载摄像模组
CN108200320A (zh) * 2018-01-10 2018-06-22 黄心铭 一种基于双光路成像的微光夜视成像结构及其应用
CN209879043U (zh) * 2019-05-17 2019-12-31 杭州科汀光学技术有限公司 一种消偏振的立方棱镜截止滤光片

Also Published As

Publication number Publication date
CN112839150B (zh) 2022-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5896061B1 (ja) 光学系および撮像システム
CN111505832B (zh) 光学组件
KR101374755B1 (ko) 적외선 차단 필터
US8326142B2 (en) Optical image systems
CN109964097B (zh) 用于多个f值镜头的方法和系统
CN206650741U (zh) 一种共轴图像融合装置
CN103608714B (zh) 光学单元及内窥镜
KR102104081B1 (ko) 카메라 구조, 정보 통신 기기
US8310765B2 (en) Color separating optical system
CN103261927B (zh) 光学滤波器模块及光学滤波器系统
KR20130025137A (ko) 파노라마 촬상 렌즈 및 이를 이용한 파노라마 촬상 시스템
US20150358601A1 (en) Optical Filter on Objective Lens for 3D Cameras
CN105372801A (zh) 一种日盲紫外光学镜头与系统
JP2023014379A (ja) 二光三色光学系及びそのサイト
US20240085604A1 (en) Optical system for periscope camera module
CN110596870A (zh) 一种紧凑型可见-红外双波段光学系统
CN112839150B (zh) 一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机
CN101071261B (zh) 红外截止滤光片镀膜面的检测方法
KR101051169B1 (ko) 광각 렌즈시스템
CN108983419B (zh) 一种基于多光谱成像的光学系统
US20070153115A1 (en) Image pickup device
US3751133A (en) Color separation optical system
CN214315372U (zh) 摄像机及其成像组件
CN112882199A (zh) 一种高性能机载头戴微光夜视光学系统
WO2007015236A1 (en) Dual field of view optics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant