CN205643995U - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了摄像装置，包括镜头，矩形滤光片和图像传感器；图像传感器靠近滤光片的一面设置有矩形感光区域，矩形滤光片的中心和矩形感光区域的中心位于镜头的光轴所在的直线上；矩形滤光片的两组对边和矩形感光区域的两组对边分别平行且至少矩形滤光片第一组对边符合以下条件： L₂为矩形滤光片第一组对边的长度，L₃为矩形感光区域第一组对边的长度，D₂为矩形滤光片靠近镜头的表面和矩形感光区域之间的距离；矩形滤光片与矩形感光区域平行的表面设置有两条第一遮光带，每条第一遮光带的长度方向与矩形滤光片第二组对边的长度方向一致且两条第一遮光带分别紧挨矩形滤光片第二组对边的相对的侧面。本实用新型解决了杂散光对成像影响大的技术问题。

Description

摄像装置

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，特别涉及一种摄像装置。

背景技术

现有的同轴摄像机，如图1所示，包括顺序设置的镜头10，滤光片21和图像传感器，其中，滤光片21安装在滤光片固定窗22的窗口位置。镜头10的视场角α范围内的景物反射的光通过镜头10和滤光片21照射在图像传感器的矩形感光区域31上，图像传感器将光信号转换成电信号形成摄像机拍摄的图像。由于滤光片21和滤光片固定窗22具有一定的厚度，在镜头10的视场角边缘的外侧存在强光源40时，强光源40发出的光线经过镜头照射在滤光片21和滤光片固定窗22的窗口侧面，经滤光片21和滤光片固定窗22的窗口侧面反射形成杂散光，杂散光在图像传感器矩形感光区域的成像，即图像传感器的矩形感光区域会采集到滤光片和滤光片固定窗的窗口侧面反射形成的杂散光，在摄像机拍摄的图像的边缘形成光斑，导致摄像机成像的效果较差。为了降低杂散光对摄像机成像的影响，可以加大滤光片及滤光片固定窗的窗口的尺寸，这样可以使滤光片和滤光片固定窗的窗口边缘反射形成的杂散光的大部分无法照射到图像传感器上，降低了杂散光对摄像机成像的影响。但是，这不仅需要增大滤光片固定窗的窗口和滤光片的尺寸，而且会导致与现有的摄像机的其他部件如通用镜头座等部件的不匹配，需要对摄像机的其他部件进行重新建模，大大增加了成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种摄像装置，解决了杂散光对摄像机成像影响大的技 术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种摄像装置，包括顺序设置的镜头，滤光片和图像传感器；所述滤光片为矩形滤光片，所述图像传感器靠近所述滤光片的一面设置有矩形感光区域，所述矩形滤光片的中心和矩形感光区域的中心位于所述镜头的光轴所在的直线上；

所述矩形滤光片的两组对边和所述矩形感光区域的两组对边分别平行且至少所述矩形滤光片第一组对边符合以下条件：

其中，L₂为矩形滤光片第一组对边的长度，L₃为矩形感光区域第一组对边的长度，D₂为矩形滤光片靠近镜头的表面和矩形感光区域之间的距离；所述矩形滤光片与所述矩形感光区域平行的表面设置有两条第一遮光带，每条所述第一遮光带的长度方向与矩形滤光片第二组对边的长度方向一致且两条所述第一遮光带分别紧挨所述矩形滤光片第二组对边的相对的侧面。

优选的，每条所述第一遮光带的长度与矩形滤光片第二组对边长度一致。

优选的，所述第一遮光带的宽度其中，L₁为镜头中靠近所述滤光片的透镜的直径，D₁为矩形滤光片靠近镜头的表面和镜头中靠近所述滤光片的透镜的边缘所在平面之间的距离，L₁，L₂，L₃，D₁，D₂的单位为毫米。

优选的，所述第一遮光带的宽度其中，L₁为镜头中靠近所述滤光片的透镜的直径，D₁为矩形滤光片靠近镜头的表面和镜头中靠近所述滤光片的透镜的边缘所在平面之间的距离，L₁，L₂，L₃，D₁，D₂的单位为毫米。

优选的，所述矩形滤光片第二组对边符合以下条件：

其中，L₂'为所述矩形滤光片第二组对边的长度，L₃'为矩形感光区域第二组对边的长度，所述矩形滤光片与所述矩形感光区域平行的表面设置有两条第二遮光带，每条所述第二遮光带的长度方向与矩形滤光片第一组对边的长度方向一致且两条所述第二遮光带分别紧挨所述矩形滤光片第一组对边的相对的侧面。

优选的，所述第二遮光带的宽度L₂'，L₃'的单位为毫米。

优选的，所述第二遮光带的宽度为L₂'，L₃'的单位为毫米。

优选的，所述第一遮光带和所述第二遮光带位于所述滤光片靠近镜头的一面。

优选的，所述第一遮光带和所述第二遮光带的厚度小于0.05mm。

优选的，摄像装置还包括滤光片固定窗，所述滤光片固定窗具有矩形的滤光窗口，所述滤光片固定窗的厚度所述滤光片的厚度

本实用新型的摄像装置，在镜头的视场角α边缘的外侧存在强光源时，强光源发出的光经透镜照向滤光片与矩形感光区域垂直的侧面，由于部分光线被第一遮光带阻断无法在滤光片与矩形感光区域垂直的侧面进行反射，使得强光源发出的光无法照射在图像传感器的矩形感光区域，降低了强光源发出的光引发的杂散光对摄像装置所成的像的影响，提高了摄像装置所成的像的效果。

附图说明

图1为现有技术的摄像装置的局部示意图；

图2为本实用新型摄像装置的一个实施例的局部示意图；

图3为图2所示的摄像装置的原理示意图；

图4为图2所示的摄像装置的第一遮光带宽度的原理示意图；

图5为本实用新型摄像装置的又一个实施例的局部示意图。

主要元件附图标记说明：

背景技术中：

10镜头，21滤光片，22滤光片固定窗，31图像传感器的矩形感光区域，40强光源；

本实用新型中：

100镜头，210滤光片，310矩形感光区域，410第一遮光带，500强光源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实用新型的一个实施例的摄像装置，如图2所示，包括沿光线的入射方向顺序设置的镜头100，滤光片210和图像传感器；所述滤光片为矩形滤光片，所述图像传感器靠近所述滤光片的一面设置有矩形感光区域310，所述矩形滤光片210的中心和矩形感光区域310的中心位于所述镜头的光轴所在的直线上；

所述矩形滤光片210的两组对边和所述矩形感光区域310的两组对边分别平行且至少所述矩形滤光片第一组对边符合以下条件：

其中，L₂为矩形滤光片210第一组对边的长度，L₃为矩形感光 区域310第一组对边的长度，D₂为矩形滤光片210靠近镜头的表面和矩形感光区域310之间的距离；所述矩形滤光片210与所述矩形感光区域平行的表面设置有两条宽度为预设值的第一遮光带410，矩形滤光片与所述矩形感光区域平行的表面包括矩形滤光片靠近矩形感光区域的一面和矩形滤光片靠近滤光片的一面，每条所述第一遮光带的长度方向与矩形滤光片第二组对边的长度方向一致，每条所述第一遮光带的长度与矩形滤光片第二组对边长度一致，且两条所述第一遮光带分别紧挨所述矩形滤光片第二组对边的相对的侧面。

本实施例的摄像装置的原理如下：如图3所示，

在三角形ABC中，∠BCA用β表示。滤光片与矩形感光区域垂直的侧面反射形成的杂散光的出射角小于β，图像传感器的矩形感光区域能采集到滤光片反射形成的杂散光。

关于β的取值范围，β越大，图像传感器的矩形感光区域能采集到滤光片反射形成的杂散光越多，β越小，图像传感器的矩形感光区域能采集到滤光片反射形成的杂散光越少。因此需要找到β的一个临界值，β小于临界值则认为图像传感器的矩形感光区域能采集到滤光片反射形成的杂散光非常少，对摄像装置所成的像的影响不予考虑。临界值选为30度，当β小于30度时，杂散光对摄像装置所成的像的影响不予考虑；β大于等于30度时，需要想办法减少杂散光对摄像装置所成的像的影响。β的临界值选择30度的原因在于，在镜头的视场角α边缘的外侧存在强光源500时，经过滤光片的边缘的反射，出射角小于30度的杂散光已经非常少，可以忽略对摄像装置成像的影响。

当β大于等于30度时，可推导出此时，需要对杂散光进行处理以减少对摄像装置所成的像的影响。通过切断杂散光的传播途径，可以阻止杂散光照射到图像传感器的矩形感光区域。采用的方法是在矩形滤光片与矩形感光区域平行的表面设置两条第一遮光带，每条所述第一遮光带的长度方向与矩形滤光片第二组对边的长度方向一致且两条所述第一遮 光带分别紧挨所述矩形滤光片第二组对边的相对的侧面。这样，第一遮光带阻断了一部分照向滤光片与矩形感光区域垂直的侧面的光线的光路，减少了因为滤光片与矩形感光区域垂直的侧面反射而照向矩形感光区域的光线；同时也阻断了滤光片与矩形感光区域垂直的侧面反射向图像传感器的矩形感光区域的光线，减少了杂散光对摄像装置成像的影响。

本实施例的摄像装置，在镜头的视场角α边缘的外侧存在强光源时，强光源500发出的光经透镜照向滤光片与矩形感光区域垂直的侧面，由于大部分光线被第一遮光带阻断无法在滤光片与矩形感光区域垂直的侧面进行反射，使得强光源发出的光无法照射在图像传感器的矩形感光区域，很大程度降低了在镜头的视场角α边缘的外侧的强光源发出的光引发的杂散光对摄像装置所成的像的影响，提高了摄像装置所成的像的效果。

具体的，第一遮光带的宽度第一遮光带的宽度是受到限制的，推导过程如下：

如图4所示，三角形ABD和三角形AB'D'是相似三角形，边BD用a表示，边可推导出边AD是经过镜头的光线能够到达图像传感器的矩形感光区域的最左侧的临界位置，第一遮光带的宽度不能超过D点的位置。

CD的长度用b表示，2b+2a+L₃＝L₂；可推导出 这是在不考虑第一遮光带印刷宽度和位置误差的第一遮光带的极限宽度，考虑到印刷宽度和位置误差，需要适当减小一些，第一遮光带其中，L₁为镜头中靠近所述滤光片的透镜的直径，D₁为矩形滤光片靠近镜头的表面和镜头中靠近所述滤光片的透镜的 边缘所在平面之间的距离，L₁，L₂，L₃，D₁，D₂的单位为毫米。

这样宽度的第一遮光带，一方面可以阻断位于镜头的视场角边缘的外侧且位于矩形滤光片的第二组对边外侧的强光源发出的光经滤光片的边缘照向滤光片与矩形感光区域垂直的侧面的光线的光路，同时也阻断了滤光片与矩形感光区域垂直的侧面反射向图像传感器的矩形感光区域的光线，另外，这样宽度的第一遮光带也不会影响镜头的视场角范围内的景物在图像传感器的矩形感光区域的成像。如果第一遮光带的宽度超过上述宽度，可能会导致镜头的视场角范围内的景物在图像传感器的矩形感光区域受到影响产生暗影的风险。

作为一种可选的方式，所述第一遮光带的宽度在这样，第一遮光带可以阻断了一部分照向滤光片的边缘的光线的光路，同时也可以阻断一部分滤光片的边缘反射向图像传感器的矩形感光区域的光线，减少了杂散光对摄像装置成像的影响。虽然效果没有 减少了杂散光所起的效果好，但是可以更大程度上避免镜头视场角范围内的景物在图像传感器的矩形感光区域受到影响产生暗影的风险。

同理，所述矩形滤光片第二组对边符合以下条件：

其中，L₂'为所述矩形滤光片第二组对边的长度，L₃'为矩形感光区域第二组对边的长度，所述矩形滤光片与所述矩形感光区域平行的表面设置有两条第二遮光带，每条所述第二遮光带的长度方向与矩形滤光片第一组对边的长度方向一致且两条所述第二遮光带分别紧挨所述矩形滤光片第一组对边的相对的侧面。

优选的，所述第二遮光带的宽度为L₂'，L₃'的单位为毫米。

作为一种可选的方式，L₂'，L₃'的单位为毫米

进一步的，所述第一遮光带和所述第二遮光带位于所述滤光片朝向镜头的一面。这样，可以最大程度的减少镜头的视场角α边缘的外侧存在强光源发出的光照到滤光片的边缘的几率。

更进一步的，所述第一遮光带和所述第二遮光带的厚度小于0.05mm。这样的第一遮光带和第二遮光带厚度较小，减少了镜头的视场角α边缘的外侧存在强光源发出的光照到第一遮光带和所述第二遮光带的边缘再次形成杂散光的几率。具体的，第一遮光带和第二遮光带采用丝印的形成。丝印可以很精确的控制第一遮光带和第二遮光带的宽度，精度较高；同时丝印形成的第一遮光带和第二遮光带的厚度也很小。

一般情况下，滤光片的厚度是较小的，上述第一遮光带和第二遮光带就可以将镜头的视场角α边缘的外侧存在强光源发出的光照到滤光片的边缘绝大多数进行阻断，但是在滤光片的厚度太大时，第一遮光带和第二遮光带也无法阻断杂散光。因此，所述滤光片的厚度

摄像装置中设置滤光片的方式，目前常用的是通过滤光片固定窗实现的，滤光片固定窗具有矩形的滤光窗口，所述滤光片固定窗的厚度

关于滤光片和滤光片固定窗固定方式，可以包括所示的方式，滤光片可以完全从滤光窗口露出；还可以是如图5所示的方式，滤光片的四周的边缘是固定在滤光片固定窗的滤光窗口的内框上的，此时，因为正常情况下，滤光片的四周的边缘被固定在滤光片固定窗的滤光窗口的内框的宽度都是较小的，因此 对这个范围的影响很小，可以忽略。而推导图2所示的第一遮光带的宽度L₀的方式也是适用于图5所示的第一遮光带的宽度的方式。这样，第一遮光带阻断了一部分照向滤光片与矩形感光区域垂直的侧面的光线的光路，减少了因为滤光片与矩形感光区域垂直的侧面反射而照向矩形感光区域的光线；同时也阻断了滤光片与矩形感光区域垂直的侧面及滤光片固定窗的窗口内框反射向图像传感器的矩形感光区域的光线，减少了杂散光对摄像装置成像的影响。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括顺序设置的镜头，滤光片和图像传感器；所述滤光片为矩形滤光片，所述图像传感器靠近所述滤光片的一面设置有矩形感光区域，所述矩形滤光片的中心和矩形感光区域的中心位于所述镜头的光轴所在的直线上；

所述矩形滤光片的两组对边和所述矩形感光区域的两组对边分别平行且至少所述矩形滤光片第一组对边符合以下条件：

其中，L₂为矩形滤光片第一组对边的长度，L₃为矩形感光区域第一组对边的长度，D₂为矩形滤光片靠近镜头的表面和矩形感光区域之间的距离；所述矩形滤光片与所述矩形感光区域平行的表面设置有两条第一遮光带，每条所述第一遮光带的长度方向与矩形滤光片第二组对边的长度方向一致且两条所述第一遮光带分别紧挨所述矩形滤光片第二组对边的相对的侧面。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，每条所述第一遮光带的长度与矩形滤光片第二组对边长度一致。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第一遮光带的宽度其中，L₁为镜头中靠近所述滤光片的透镜的直径，D₁为矩形滤光片靠近镜头的表面和镜头中靠近所述滤光片的透镜的边缘所在平面之间的距离，L₁，L₂，L₃，D₁，D₂的单位为毫米。

4.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述第一遮光带的宽度其中，L₁为镜头中靠近所述滤光片的透镜的直径，D₁为矩形滤光片靠近镜头的表面和镜头中靠近所述滤光片的透镜的边缘所在平面之间的距离，L₁，L₂，L₃，D₁，D₂的单位为毫米。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述矩形滤光片第二组对边符合以下条件：

其中，L₂'为所述矩形滤光片第二组对边的长度，L₃'为矩形感光区域第二组对边的长度，所述矩形滤光片与所述矩形感光区域平行的表面设置有两条第二遮光带，每条所述第二遮光带的长度方向与矩形滤光片第一组对边的长度方向一致且两条所述第二遮光带分别紧挨所述矩形滤光片第一组对边的相对的侧面。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述第二遮光带的宽度L₂'，L₃'的单位为毫米。

7.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述第二遮光带的宽度为L₂'，L₃'的单位为毫米。

8.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述第一遮光带和所述第二遮光带位于所述滤光片靠近镜头的一面。

9.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述第一遮光带和所述第二遮光带的厚度小于0.05mm。

10.根据权利要求1或5所述的摄像装置，其特征在于，摄像装置还包括滤光片固定窗，所述滤光片固定窗具有矩形的滤光窗口，所述滤光片固定窗的厚度所述滤光片的厚度