[發(fā)明專利]日夜切換相機(jī)后焦距不一致的補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210042831.6
• 申請(qǐng)日: 2012-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN103293829A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史修棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海銳勢(shì)機(jī)器視覺科技有限公司
• 主分類號(hào): G03B17/14
• 分類號(hào): G03B17/14;G02B5/20
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 雷紹寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種相機(jī)，具體涉及一種由于成像光線波長(zhǎng)變化，而造成日夜切換相機(jī)后焦距不一致的解決辦法。

背景技術(shù)

日夜切換相機(jī)可以在白天利用可見光拍攝彩色圖片，在夜間利用紅外光拍攝黑白圖片。為了保證相機(jī)在白天和夜晚兩種環(huán)境下的成像效果，在日夜切換相機(jī)中需要設(shè)置濾光片切換機(jī)構(gòu)。該切換機(jī)構(gòu)具有兩片濾光片，分別為可見光濾光片和紅外濾光片。白天時(shí)，相機(jī)使用可見光濾光片，只有可見光能夠通過(guò)；晚上使用紅外濾光片，只有紅外光可以通過(guò)。

日夜切換相機(jī)白天利用可見光成像，晚上利用紅外光成像，由于不同波長(zhǎng)的光線相對(duì)于同一介質(zhì)的折射率會(huì)有不同(波長(zhǎng)越長(zhǎng)，折射率越小)，那么可見光(波長(zhǎng)400nm-700nm)和紅外光(波長(zhǎng)850nm)通過(guò)前方鏡頭的折射后，對(duì)應(yīng)的后焦距就會(huì)不一致。對(duì)于固定場(chǎng)景而言，在白天對(duì)焦使圖像最清晰后，到了夜間采用紅外成像時(shí)，又需要重新對(duì)焦才能使得圖像清晰。但用于交通監(jiān)控領(lǐng)域的監(jiān)控相機(jī)一般都針對(duì)固定場(chǎng)景設(shè)置確定焦段，無(wú)法實(shí)時(shí)對(duì)焦，故而會(huì)導(dǎo)致白天與夜晚的圖像清晰度差距較大。增加焦距自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，雖然可以解決這個(gè)問題，但無(wú)疑會(huì)增加相機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，同時(shí)也增加了相機(jī)成本。

因此，這種監(jiān)控相機(jī)因日夜切換而造成的圖像清晰度不穩(wěn)定的問題，仍然有待于解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種日夜切換相機(jī)后焦距不一致的補(bǔ)償方法，以克服現(xiàn)有的日夜切換相機(jī)圖像清晰度不穩(wěn)定的缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種日夜切換相機(jī)后焦距不一致的補(bǔ)償方法，所述日夜切換相機(jī)包括鏡頭和濾光片切換機(jī)構(gòu)，濾光片切換機(jī)構(gòu)上設(shè)有可見光濾光片和紅外濾光片，所述補(bǔ)償方法是使可見光濾光片的厚度大于紅外濾光片的厚度，可見光濾光片使可見光的后焦偏移的距離大于紅外濾光片使紅外光的后焦偏移的距離，利用濾光片造成的后焦偏移距離差補(bǔ)償鏡頭造成的后焦距差，從而使可見光與紅外光的后焦距一致。

優(yōu)選地，所述濾光片切換機(jī)構(gòu)設(shè)置在鏡頭的后面。

優(yōu)選地，所述可見光濾光片和紅外濾光片均為平板玻璃片，所述平板玻璃片對(duì)可見光和紅外光的折射率相同，所述平板玻璃片的厚度小于2mm。

進(jìn)一步地，所述可見光濾光片與紅外濾光片的厚度差其中ΔL為可見光與紅外光通過(guò)鏡頭后所產(chǎn)生的后焦距差，n為平板玻璃片對(duì)可見光和紅外光的折射率，α為光線的入射角度。

本發(fā)明的有益效果是，巧妙地利用了可見光濾光片與紅外濾光片的厚度差，利用濾光片造成的后焦偏差補(bǔ)償鏡頭造成的后焦偏差，從而使可見光與紅外光的后焦一致。這樣，在不需要調(diào)焦的情況下，也能保證日夜切換相機(jī)的成像清晰度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是光線通過(guò)濾光片后產(chǎn)生折射的示意圖。

圖2是L/d與入射角α之間的關(guān)系曲線。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所涉及日夜切換相機(jī)包括鏡頭和濾光片切換機(jī)構(gòu)，濾光片切換機(jī)構(gòu)上設(shè)有可見光濾光片和紅外濾光片，光線(可見光或紅外光)通過(guò)鏡頭和濾光片后在CCD上成像。由于鏡頭對(duì)可見光和紅外光的折射率不同，使可見光和紅外光成像的后焦距產(chǎn)生不一致，紅外光的后焦距更大一些，不妨將紅外光后焦距減去可見光后焦距的差值記為ΔL。現(xiàn)有技術(shù)中都采用厚度相同的可見光濾光片和紅外濾光片，雖然濾光片對(duì)可見光和紅外光的折射率也有差異，但由于差異比較微小，再加上濾光片都是厚度很小的平板形薄片，因此可以認(rèn)為厚度相同的濾光片對(duì)可見光和紅外光后焦距的影響是相同的。這樣，在有濾光片存在的情況下，紅外光與可見光的后焦距仍然存在偏差ΔL，正是由于該ΔL存在，會(huì)使相機(jī)在白天與夜間成像的清晰度不一致。

為了克服上述日夜切換相機(jī)成像清晰度不一致的缺陷，本發(fā)明從分析濾光片厚度對(duì)后焦距的影響入手，尋找解決該問題的技術(shù)方案。

如圖1所示，首先考慮厚度為d的透明介質(zhì)(比如濾光片)對(duì)于匯聚光線(相當(dāng)于通過(guò)鏡頭的光線)匯聚點(diǎn)位置的影響。

若沒有透明介質(zhì)，入射角為α的光線將匯聚于A點(diǎn)；若其間通過(guò)厚度為d、折射率為n的透明介質(zhì)，由于光的折射，會(huì)導(dǎo)致光路的變化并最終使光線匯聚于B點(diǎn)，折射角為β。

下面分析A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離L與透明介質(zhì)的厚度d之間的關(guān)系。

由折射率公式可以得到角α及β的關(guān)系：sinα＝sinβ·n????(公式1)

再根據(jù)d、L與α之間的幾何關(guān)系，可以得到：(公式2)