CN204613497U - 一种镜头及拍摄设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于光学成像领域，提供了一种镜头及拍摄设备，所述镜头包括镜筒，以及设置于所述镜筒的进光口与出光口之间的透镜组；所述镜筒设置有一个与所述进光口同轴的同轴出光口，和至少一个垂直出光口，所述垂直出光口设置于所述进光口与同轴出光口之间，其轴向与所述进光口的轴向呈90度夹角；所述同轴出光口与所述垂直出光口之间设置有透反分光镜，所述透反分光镜的中心位于所述同轴出光口与所述垂直出光口的中心轴交点，其镜面与所述垂直出光口的轴向之间的呈45度夹角，所述镜面的反射光线进入所述垂直出光口，透射光线进入所述同轴出光口。本实用新型解决了传统镜头在拍摄移动物体或移动拍摄后使用曝光融合技术时会出现图像重叠的问题。

Description

一种镜头及拍摄设备

技术领域

本实用新型属于光学成像领域，尤其涉及一种镜头及拍摄设备。

背景技术

目前广泛使用的镜头都是一个进光口，一个出光口，对于日常使用足够。进光口用来取景，镜头的内部组件用于决定取景的大小、景深、可视角度等，出光口连接感光器，用于最终成像。

对于在弱光环境或者对图像质量要求高的应用场景，单出光口镜头使用普通的技术是不能满足使用要求的，目前多通过多张照片融合来提升图片质量的曝光融合(exposure fusion)技术来解决上述问题。曝光融合技术要求获取的多张照片是同一个场景下不同曝光生成的，使用传统的镜头应用曝光融合技术时，因为只包含一个出光口，所以是间隔着按先后顺序一一获取照片，然后用算法融合提升照片质量，这样在使用传统单出光口镜头对移动的物体进行拍摄或者在镜头移动时进行拍摄后，由于是照片是间隔着按先后顺序一一获取，这样对多张照片进行算法融合后图片上的物体会出现重叠。

即传统的单出光口镜头，在应用曝光融合技术的时候有一个明显的弊端：在应用曝光融合技术时拍摄场景不允许有移动的物体，也不允许镜头移动，否则在拍摄移动物体或移动拍摄后使用曝光融合技术时会出现图像重叠。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种镜头，旨在解决传统镜头在拍摄移动物体或移动拍摄后使用曝光融合技术时会出现图像重叠的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种镜头，包括镜筒，以及设置于所述镜筒的进光口与出光口之间的透镜组；所述镜筒设置有一个与所述进光口同轴的同轴出光口，和至少一个垂直出光口，所述垂直出光口设置于所述进光口与同轴出光口之间，其轴向与所述进光口的轴向呈90度夹角；所述同轴出光口与所述垂直出光口之间设置有透反分光镜，所述透反分光镜的中心位于所述同轴出光口与所述垂直出光口的中心轴交点，其镜面与所述垂直出光口的轴向之间的呈45度夹角，所述镜面的反射光线进入所述垂直出光口，透射光线进入所述同轴出光口；所述同轴出光口和垂直出光口分别设置有与传感器连接的传感器接口。

优选的，所述镜筒设置有至少两个轴向平行且连续排列于所述镜筒同侧的垂直出光口；中心位于所述连续排列于镜筒同侧的垂直出光口与所述同轴出光口的中心轴交点处的至少两个透反分光镜平行设置。

优选的，所述镜筒设置有至少两个轴向平行且连续排列于所述镜筒对侧的垂直出光口；中心位于所述连续排列于镜筒对侧的垂直出光口与所述同轴出光口的中心轴交点处的至少两个透反分光镜垂直设置。

优选的，所述透镜组包括入光透镜组和成像透镜组。

优选的，所述成像透镜组设置于进光口处或出光口处。

优选的，所述成像透镜组的后侧设置有双滤光片切换器。

优选的，所述同轴出光口和垂直出光口分别设置有与传感器连接的传感器接口为螺纹接口。

优选的，所述透镜组材料为光学玻璃。

优选的，所述透反分光镜的镜面镀有金属膜。

本实用新型实施例还提供一种拍摄设备，所述拍摄设备具有上述镜头。

本实用新型实施例在镜筒内设置至少两个出光口，其中一个同轴出光口与进光口同轴，至少一个垂直出光口与进光口轴向垂直设置，且设置于进光口和同轴出光口之间，通过设置于同轴出光口与垂直出光口的中心轴交点处的透反分光镜，将入射光分别传入多个出光口，使得拍摄同一场景时同时存在多个不同曝光的图像，在拍摄移动物体或者移动拍摄后使用这同时拍摄的多个不同曝光的图像融合时图像不会出现重叠现象，提高了图像的成像质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的镜头示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的镜头示意图；

图3是本实用新型第三实施例提供的镜头示意图；

图4是本实用新型第四实施例提供的镜头示意图；

图5是本实用新型第五实施例提供的镜头示意图；

图6是本实用新型第六实施例提供的镜头示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

本实用新型实施例提供的镜头，使用至少两个出光口，结合透反分光镜将入射光线分别透射至同轴出光口和反射至垂直出光口，使得对同一场景能同时获取不同曝光的图片，在拍摄移动物体或移动拍摄后使用曝光融合技术时不会出现图像重叠的问题，提高了拍摄图像的成像质量。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种镜头，包括镜筒1及设置于镜筒的进光口2与出光口之间的透镜组3、4，本实用新型实施例的镜筒1设置有两个出光口，分别为同轴出光口8和垂直出光口9，同轴出光口8与进光口2同轴设置，垂直出光口9设置于进光口2与同轴出光口8之间，垂直出光口9的轴向与进光口2轴向呈90度夹角，同轴出光口8与垂直出光口9之间设置有透反分光镜6，透反分光镜6的中心位于同轴出光口8与垂直出光口9的中心轴交点，其镜面与垂直光口9的轴向呈45度夹角，入射光线从进光口2进入到透反分光镜6后，光线被分成两路，一路为透射光线通过镜面透射进入同轴出光口8，一路为反射光线通过镜面反射进入垂直出光口9，对于同一场景的同时拍摄，由于透反分光镜6将场景中的一部分光线通过透射作用传入同轴出光口8，同时透反分光镜6将场景中的另一部分光线通过反射作用传入垂直出光口9，即可对同一场景同时拍摄得到了两种不同的曝光，通过出光口的第一传感器接口7和第二传感器接口10分别连接传感器，传感器(图中未示出)将同轴出光口8和垂直出光口9的光线经感光器采集后得到两种不同的曝光源图像，利用曝光融合技术将两个不同曝光的源图像进行合成后，将得到图像质量高的图片。

同时由于同轴出光口8和垂直出光口9是同时对同一场景拍摄，所以即使是移动的物体或者是拍摄设备在移动，拍摄的两张图像不会像现有技术那样存在时间差问题，即能保证在拍摄移动物体和移动拍摄物体后使用曝光融合技术时不会出现图像的重叠。

本实用新型实施例镜筒的大小仅为示意大小，可以理解，在本实用新型的其他实施例中，根据镜头内镜片的结构，镜筒的大小可以做相适应的设计，如，入光透镜直径大，而透反分光镜直径小，则镜筒可以做成前面大后面小的阶梯圆柱筒。

本实用新型实施例中与传感器连接的传感器接口为螺纹接口，以保证连接的稳固性，防止拍摄过程中镜头与传感器之间发生相对移动，影响成像质量，可以理解，在本实用新型的其他实施例中，传感器接口可以为满足使用功能的其他形式的接口，如卡扣式、插接式。

本实用新型实施例中的透镜组材料为光学玻璃材料，光学玻璃具有良好的光学性能，能使镜头具有优质的成像特性。

本实用新型实施例中的透反分光镜6的透射光和反射光的比例可以根据实际需要进行控制，改变透反分光镜表面的镀膜厚度、镀膜材料等即可实现，以达到不同的曝光效果。镀膜的材料可以为金属膜也可以为非金属膜，金属膜为：铝、银、合金等。

本实用新型实施例中，透镜组3为入光透镜，透镜组4为成像透镜，入光透镜设置于进光口处，入光透镜参与成像的同时对镜筒内后续设置的镜片起保护作用，以保证成像的质量。根据成像的要求，如图像大小，景深、可视范围等，透镜组4可以做相应的调整，如透镜组为凸透镜、平面镜、凹透镜的一种或几种的组合，而且可以是组合起来的多组镜片，同时各镜片之间的距离按照成像参数进行调整，以达到图像的质量要求。

在本实用新型实施例中，成像透镜组4设置于进光口处，可以理解，在本实用新型其他实施例中，成像透镜组也可以设置于出光口处，如图6所示，成像透镜组4设置于同轴出光口8处，成像透镜组17设置于垂直出光口9处，以满足成像的大小、景深、视野角度等要求，提高成像的质量。

作为本实用新型的一个实施例，在进光口2处成像透镜组4后侧设置有双滤光片切换器5，为满足在不同的环境中拍摄的需求，以提高成像的质量获得清晰的影像和照片。例如在白天，需要给镜头安装一片可见光带通滤光片，使得某一频率带的可见光通过，频率带以外的光线将不能通过，可以拍摄正常的彩色图像；而在夜晚，由于可见光少，为了清楚拍摄照片，可以利用红外光进行成像，需要给镜头安装一片红外线带通滤光片，双滤光片切换器5能自动切换滤光片。

作为本实用新型的另一个实施例。双滤光片切换器也可以设置在出光口处的成像透镜组后侧，如图6中，双滤光片切换器5和18分别设置在同轴出光口8的成像透镜组4的后侧、垂直出光口9的成像透镜组17的后侧，以提高不同光环境下的成像质量以获得清晰的影像和照片。

如图2所示，作为本实用新型的另一实施例，出光口为三个，其中垂直出光口为两个，连续排列的两个垂直出光口如图所示设置，在第一垂直出光口9的同侧，于第一垂直出光口9与同轴出光口8之间设置有第二垂直出光口13，第二垂直出光口13与第一垂直出光口9轴向平行，同时，在第二垂直出光口13和同轴出光口8的中心轴交点处设置有第二透反分光镜11，第二透反分光镜11与第一透反分光镜6平行，第二透反分光镜11将第一透反分光镜6透射过来的光线分成两路，一路为透射光进入同轴出光口8，一路为反射光进入第二垂直出光口13。三个出光口通过传感器接口7、10、12分别连接三个具有感光器件的传感器，使得在利用曝光融合技术时，对同一拍摄场景有三幅曝光不同的源图像，使得使用曝光融合时得到的同一场景下的图像细节更多，最终合成的图像也更加清晰，质量更高。

如图3所示，作为本实用新型的另一实施例，出光口为三个，其中垂直出光口为两个，连续排列的两个垂直出光口也可以如图所示设置，在第一垂直出光口9的对侧，于第一垂直出光口9与同轴出光口8之间设置有第二垂直出光口13，第二垂直出光口13与第一垂直出光口9轴向平行，同时，在第二垂直出光口13和同轴出光口8的中心轴交点处设置有第二透反分光镜11，第二透反分光镜11与第一透反分光镜6垂直，第二透反分光镜11将第一透反分光镜6透射过来的光线分成两路，一路为透射光进入同轴出光口8，一路为反射光进入第二垂直出光口13。三个出光口通过传感器接口7、10、12分别连接三个具有感光器件的传感器，使得在利用曝光融合技术时，对同一拍摄场景有三幅曝光不同的源图像，使得使用曝光融合时得到的同一场景下的图像细节更多，合成的图像更加清晰。

如图4所示，作为本实用新型的另一实施例，出光口为四个，其中垂直出光口为三个，连续排列的三个垂直出光口如图所示设置，与图2中的实施例区别在于，在第二垂直出光口13的对侧，于第二垂直出光口13与同轴出光口8之间设置有第三垂直出光口16，第三垂直出光口16与第二垂直出光口13轴向平行，同时，在第三垂直出光口16和同轴出光口8的中心轴交点处设置有第三透反分光镜14，第三透反分光镜14与第二透反分光镜11垂直。四个出光口通过传感器接口7、10、12、15分别连接四个具有感光器件的传感器，在利用曝光融合技术时，对同一拍摄场景有四幅曝光不同的源图像，使得在使用曝光融合时得到的同一场景下的图像细节更丰富，最终合成的图像也更加清晰，质量更高。可以理解，在本实用新型的其他实施例中，第三垂直出光口16也可以设置于第二垂直出光口13的同侧。

如图5所示，作为本实用新型的另一实施例，出光口为四个，其中垂直出光口为三个，连续排列的三个垂直出光口如图所示设置，与图3中的实施例区别在于，在第二垂直出光口13的同侧，于第二垂直出光口13与同轴出光口8之间设置有第三垂直出光口16，第三垂直出光口16与第二垂直出光口13轴向平行，同时，在第三垂直出光口16和同轴出光口8的中心轴交点处设置有第三透反分光镜14，第三透反分光镜14与第二透反分光镜11平行。四个出光口通过传感器接口7、10、12、15分别连接四个具有感光器件的传感器，在利用曝光融合技术时，对同一拍摄场景有四幅曝光不同的源图像，使得在使用曝光融合时得到的同一场景下的图像细节更丰富，最终合成的图像也更加清晰。可以理解，在本实用新型的其他实施例中，第三垂直出光口16也可以设置于第二垂直出光口13的对侧。

优选的，出光口的数量设置为2个至4个，大于4个出光口后因为源图像的光线减弱，影响了成像的质量。

本实用新型实施例还提供一种具有该镜头的拍摄设备(图中未示出)，该拍摄设备可以是照相机、摄影机等其他图像成像设备。该拍摄设备使用本实用新型的镜头，能对同一场景同时获得多张不同曝光的源图像，使得将多张源图像合成后的图像质量大为提高，同时由于是同时拍摄，在拍摄移动物体或者移动拍摄后的源图像在使用曝光融合技术时，图像不会重叠现象，使得该拍摄设备适用范围广，适应性佳。

本实用新型实施例提供的镜头及拍摄设备，使用至少两个出光口，结合透反分光镜将入射光线分别透射至同轴出光口和反射至垂直出光口，使得对同一场景能同时获取不同曝光的图像，在拍摄移动物体或移动拍摄后使用这些同时拍摄的多个不同曝光的图像进行融合时图像不会出现重叠现象，提高了图像的成像质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镜头，包括镜筒，以及

设置于所述镜筒的进光口与出光口之间的透镜组；

其特征在于，

所述镜筒设置有一个与所述进光口同轴的同轴出光口，和

至少一个垂直出光口，所述垂直出光口设置于所述进光口与同轴出光口之间，其轴向与所述进光口的轴向呈90度夹角；

所述同轴出光口与所述垂直出光口之间设置有透反分光镜，所述透反分光镜的中心位于所述同轴出光口与所述垂直出光口的中心轴交点，其镜面与所述垂直出光口的轴向之间的呈45度夹角，所述镜面的反射光线进入所述垂直出光口，透射光线进入所述同轴出光口；

所述同轴出光口和垂直出光口分别设置有与传感器连接的传感器接口。

2.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜筒设置有至少两个轴向平行且连续排列于所述镜筒同侧的垂直出光口；

中心位于所述连续排列于镜筒同侧的垂直出光口与所述同轴出光口的中心轴交点处的至少两个透反分光镜平行设置。

3.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜筒设置有至少两个轴向平行且连续排列于所述镜筒对侧的垂直出光口；

中心位于所述连续排列于镜筒对侧的垂直出光口与所述同轴出光口的中心轴交点处的至少两个透反分光镜垂直设置。

4.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述透镜组包括入光透镜组和成像透镜组。

5.如权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述成像透镜组设置于进光口处或出光口处。

6.如权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述成像透镜组的后侧设置有双滤光片切换器。

7.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述同轴出光口和垂直出光口分别设置有与传感器连接的传感器接口为螺纹接口。

8.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述透镜组材料为光学玻璃。

9.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述透反分光镜的镜面镀有金属膜。

10.一种拍摄设备，其特征在于，所述拍摄设备具有权利要求1至9中任意一项所述的镜头。