[发明专利]一种基于Philips棱镜结构的日夜兼用摄像系统及摄像机

说明书

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。

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。