免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统及其实现方法，包括镜头、芯片以及设置于镜头内部或设置于镜头前端或设置于镜头与芯片之间的滤光片切换器，所述滤光片切换器上设有分别用于白天和晚上的滤光片一和滤光片二，所述滤光片一和滤光片二与光轴相垂直且能分别切换至光轴的位置用于滤除不同波段的光，所述滤光片一为能滤除红外光的红外光截止滤光片，所述滤光片二为能滤除可见光的可见光截止滤光片。该系统及方法无需考虑镜头复杂的日夜共焦设计，通过简单的结构或方法便可实现日夜共焦效果，且制造成本低，性能优越。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学器件
，特别涉及一种免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统及其实现方法。
技术介绍
目前在日夜两用监控镜头领域，需要解决的难题主要有日夜共焦问题和性价比问题。监控镜头在白天和夜晚24小时工作的情况下，目前有两种使用方法：1.日夜两种切换状态的使用；2.低照度摄像机和镜头的使用。其中第一种方案是目前使用最普及的一种方案。但是由于光学材料本身具有色散，即同种光学材料在可见光波段和红外光波段的折射率不一样，这就常常会使镜头存在日夜不共焦的情况，这样就导致了市场上很多在日夜两用的情况下，出现其中一个波段失焦的情况。目前市场主要的应对措施如下：通过设计，使可见光波段和红外光波段共焦，消除可见光和红外波段的光程差及倍率色差。该方案能解决夜视环境下，镜头失焦的问题，同时在可见光和红外光同时存在的情况下，成像效果也能表现良好。但是该方案，一般需要使用低色散玻璃，或者增加镜片数量等加大光学系统复杂度的方法来实现日夜共焦，这样就大大增加了成本。而且，该方案在实施的过程中也很难完全消除色差，会存在0.01-0.02mm，甚至更大的离焦量，无法真正实现在白天和夜晚模式下都达到高清的效果；同时，该方案在矫正离焦的过程中，很容易产生明显的蓝紫边现象。鉴于此，如何在低成本的情况下，既能保证白天效果，又能很好的解决夜视问题，目前市场上还没有很好的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上缺点，提供一种免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统及其实现方法，该系统及方法无需考虑镜头复杂的日夜共焦设计，通过简单的结构或方法便可实现日夜共焦效果，且制造成本低，性能优越。本专利技术是这样实现的：方案(一)：一种免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在于：包括镜头、芯片以及设置于镜头内部或设置于镜头前端或设置于镜头与芯片之间的滤光片切换器，所述滤光片切换器上设有分别用于白天和晚上的滤光片一和滤光片二，所述滤光片一和滤光片二与光轴相垂直且能分别切换至光轴的位置用于滤除不同波段的光，所述滤光片一为能滤除红外光的红外光截止滤光片，所述滤光片二为能滤除可见光的可见光截止滤光片。本专利技术提供的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，无需考虑镜头复杂的日夜共焦设计，如：使用低色散玻璃，或者增加镜片数量等加大光学系统复杂度的方法，通过简单的结构便可实现日夜共焦效果，且制造成本低，性能优越。本专利技术白天采用滤光片一滤除红外光，晚上采用滤光片二滤除可见光，使镜头在白天和夜间模式下都能达到严格意义的高清的效果，但没有经过日夜共焦设计，该系统可能会存在光学后焦不一致的情况，当光学后焦不一致时可以采用但不限于以下几种结构使其光学后焦一致：(一)、所述滤光片一和滤光片二的厚度不同使得镜头在白光环境和在近红外环境的光学后焦一致。所述滤光片一的厚度为0.35mm，所述滤光片二的厚度为0.2mm。所述镜头包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第一透镜为双凸正透镜，所述第二透镜为凸凹正透镜，所述第三透镜为凹凸正透镜，所述第四透镜为双凹负透镜，所述第五透镜为双凸正透镜，所述第三透镜和第四透镜组成消色差负透镜。(二)、所述免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统还包括变倍镜组、补偿镜组以及用于调节补偿镜组位置的电动调节装置，所述电动调节装置能根据对应的变焦曲线调节补偿镜组相对变倍镜组的位置以使日夜两个状态下镜头的最佳成像位置一致。(三)、所述免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统还包括镜头移动装置，所述镜头移动装置能移动镜头和芯片的相对位置以使日夜两个状态下芯片均在镜头的最佳成像位置上。方案(二)：一种所述日夜两用镜头系统的实现方法，其特征在于：在镜头内部或镜头前端或镜头与芯片之间设置一个滤光片切换器，在所述滤光片切换器上设有分别用于白天和晚上的滤光片一和滤光片二，所述滤光片一和滤光片二与光轴相垂直且能分别切换至光轴的位置用于滤除不同波段的光，所述滤光片一为能滤除红外光的红外光截止滤光片，所述滤光片二为能滤除可见光的可见光截止滤光片；当白天使用所述日夜两用镜头系统时，将滤光片一切换到光轴上，滤除红外光；当晚上使用所述日夜两用镜头系统时，将滤光片二切换到光轴上，滤除可见光。本专利技术提供的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统的实现方法，无需考虑镜头复杂的日夜共焦设计，如：使用低色散玻璃，或者增加镜片数量等加大光学系统复杂度的方法，通过简单的方法便可实现日夜共焦效果，且制造成本低，性能优越。本专利技术白天采用滤光片一滤除红外光，晚上采用滤光片二滤除可见光，使镜头在白天和夜间模式下都能达到严格意义的高清的效果，但没有经过日夜共焦设计，该系统可能会存在光学后焦不一致的情况，当光学后焦不一致时可以采用但不限于以下几种方法使其光学后焦一致：(一)、所述滤光片一和滤光片二采用不同的厚度，使得镜头在白光和在近红外环境的光学后焦一致。(二)、在所述镜头中设置变倍镜组、补偿镜组以及用于调节补偿镜组位置的电动调节装置，然后根据对应的变焦曲线利用电动调节装置调节补偿镜组相对变倍镜组的位置以使日夜两个状态下镜头的最佳成像位置一致。(三)、在所述免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统中设置镜头移动装置，然后利用镜头移动装置移动镜头和芯片的相对位置以使日夜两个状态下芯片均在镜头的最佳成像位置上。较之现有技术而言，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术提供的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统及其实现方法，该系统及方法无需考虑镜头复杂的日夜共焦设计，如：使用低色散玻璃，或者增加镜片数量等加大光学系统复杂度的方法，通过简单的结构或方法便可实现日夜共焦效果，且制造成本低，性能优越；(2)本专利技术提供的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，通过有厚度差的滤光片或日夜切换的两条变焦曲线或者变化镜头与芯片相对位置的方法，解决离焦问题；同时采用可见光截止滤光片滤除夜间模式下可见光对像质的干扰，取代采用设计矫正可见光与近红外光的轴向色差和倍率色差的方法，真正实现日夜完全共焦的效果；(3)本专利技术提供的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，具有光学设计简单、对材料要求低等优点，没有难矫正的近红外光和可见光的共焦性、轴向色差和倍率色差等问题，容易得到真正意义的日夜共焦，使镜头在白天和夜间模式下都能达到严格意义的高清的效果。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在于：包括镜头、芯片以及设置于镜头内部或设置于镜头前端或设置于镜头与芯片之间的滤光片切换器，所述滤光片切换器上设有分别用于白天和晚上的滤光片一(C1)和滤光片二(C2)，所述滤光片一(C1)和滤光片二(C2)与光轴相垂直且能分别切换至光轴的位置用于滤除不同波段的光，所述滤光片一(C1)为能滤除红外光的红外光截止滤光片，所述滤光片二(C2)为能滤除可见光的可见光截止滤光片。

【技术特征摘要】
1.一种免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在于：包括镜头、芯
片以及设置于镜头内部或设置于镜头前端或设置于镜头与芯片之间的滤光片切
换器，所述滤光片切换器上设有分别用于白天和晚上的滤光片一(C1)和滤光
片二(C2)，所述滤光片一(C1)和滤光片二(C2)与光轴相垂直且能分别切换
至光轴的位置用于滤除不同波段的光，所述滤光片一(C1)为能滤除红外光的
红外光截止滤光片，所述滤光片二(C2)为能滤除可见光的可见光截止滤光片。
2.根据权利要求1所述的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在
于：所述滤光片一(C1)和滤光片二(C2)的厚度不同使得镜头在白光环境和
在近红外环境的光学后焦一致。
3.根据权利要求2所述的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在
于：所述滤光片一(C1)的厚度为0.35mm，所述滤光片二(C2)的厚度为0.2mm。
4.根据权利要求1所述的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在
于：所述镜头包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜(B1)、第二透镜(B2)、
第三透镜(B3)、第四透镜(B4)和第五透镜(B5)，所述第一透镜(B1)为双
凸正透镜，所述第二透镜(B2)为凸凹正透镜，所述第三透镜(B3)为凹凸正
透镜，所述第四透镜(B4)为双凹负透镜，所述第五透镜(B5)为双凸正透镜，
所述第三透镜(B3)和第四透镜(B4)组成消色差负透镜。
5.根据权利要求1所述的免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统，其特征在
于：所述免日夜共焦设计的日夜两用镜头系统还包括变倍镜组、补偿镜组以及
用于调节补偿镜组位置的电动调节装置，所述电动调节装置能根据对应的变焦
曲线调节补偿镜组相对变倍镜组的位置以使日夜...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄木旺，林勇杰，
申请(专利权)人：福建福特科光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35