相机装置和用于拍摄至少两种波段光线的方法制造方法及图纸

公开了相机装置和用于拍摄至少两种波段光线的方法。所述相机装置包括：第一相机，包括接收包括第一波段的光线的第一镜头；第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；以及抛物面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线，并同时反射包括所述第二波段的光线，其中所述第一相机是非鱼眼相机，且所述第一镜头为非鱼眼镜头，所述第二相机和所述抛物面镜构成折反射相机，并且其中所述非鱼眼镜头的孔径光阑位置与所述抛物面镜的焦点被配置为重合。

Camera device and method for photographing at least two bands of light

A camera device and a method for photographing at least two bands of light are disclosed. The camera device includes: a first camera, including a first lens that receives light including a first band; a second camera, including a second lens that receives light including a second band different from the first band, and the second lens is placed face-to-face with the first lens of the first camera; and a parabolic lens, which is placed. Between the first lens and the second lens, and capable of transmitting light including the first band and reflecting light including the second band, wherein the first camera is a non-fisheye camera and the first lens is a non-fisheye lens, the second camera and the parabolic lens constitute a catadioptric phase. The aperture position of the non-fisheye lens and the focal point of the parabolic lens are arranged to coincide.

【技术实现步骤摘要】
相机装置和用于拍摄至少两种波段光线的方法
本专利技术涉及多模成像领域，更具体地涉及用于多模成像的相机装置和用于拍摄至少两种波段光线的方法。
技术介绍
多模成像是指可以拍摄可见光和不可见光(如，红外光)照片的相机系统。它被广泛应用于人脸识别、行人检测、监控等领域，目的是增强在低光照、大雾以及雨雪等天气状况下的检测、追踪以及识别能力。在可检测物体方面，可见光与红外光信号可以相互弥补不足。例如，在人脸识别领域，长波红外(远红外)光是不能透过眼镜的，但可见光是可以透过眼镜的，这样会导致在远红外图像里某些眼部特征的丢失，而在可见光图像里这些特征是可以被检测到的。相反，当我们在夜间驾驶时，利用远红外相机检测人体与环境温度的差别可以轻松检测到行人，而可见光相机在夜间的表现却很差。在现有技术中，有很多方法可以实现多模成像。基本来讲，以下两种方法是最常见的：(1)可见光相机与红外相机并排放置，如图1所示。(2)可见光相机与红外相机的光轴相互垂直且由一个分光镜(热镜或冷镜)隔开，如图2所示。在第一种方法中，可见光相机和红外相机的光轴相互平行，使得可见光相机与红外相机的视野不同，导致可见光和红外图像之间产生视差。为了在检测与追踪时使用多模相机，我们必须首先对这两个相机进行校正，移除相差带来的影响，而这无疑会增加计算量。在第二种方法中，可见光(或红外光)透过分光镜，同时红外光(或可见光)被同一个分光镜反射。由于可见光相机和红外相机本质上是共轴的，所以可见光相机与红外相机之间不会产生视差。但是在这种结构下，由于反光镜的尺寸在设计时必须大于相机的视野角，因此系统比较笨重且不易小型化。
技术实现思路
鉴于以上情形，希望提供具有相同视野角且能够实现小型化的多模相机以及应用于其的拍摄至少两种波段光线的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种相机装置，包括：第一相机，包括接收包括第一波段的光线的第一镜头；第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；以及抛物面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线，并同时反射包括所述第二波段的光线，其中所述第一相机是非鱼眼相机，且所述第一镜头为非鱼眼镜头，所述第二相机和所述抛物面镜构成折反射相机，并且其中所述非鱼眼镜头的孔径光阑位置与所述抛物面镜的焦点被配置为重合。优选地，根据本专利技术实施例的相机装置可以进一步包括：第一处理器，用于联立方程组(1)来确定所述非鱼眼镜头的孔径光阑与所述非鱼眼相机前端中心点之间的距离p，并基于公式(2)来确定所述抛物面镜的顶点与所述非鱼眼相机前端中心点之间的距离s：s＝f-p…(2)其中f为所述抛物面镜的焦距，y1为第一物体的高度，y2为第二物体的高度，x1为所述第一物体所成的像的高度，x2为所述第二物体所成的像的高度，l1为所述第一物体与所述非鱼眼相机前端中心点的距离，l2为所述第二物体与所述非鱼眼相机前端中心点的距离，k为所述非鱼眼相机中的成像器件与所述孔径光阑之间的距离。优选地，根据本专利技术实施例的相机装置可以进一步包括：挡光板，设置在所述抛物面镜前表面中心部位，用于遮挡所述抛物面镜的一部分曲面，以阻止光线经由所述抛物面镜的该部分曲面反射或透射至所述第一相机和所述第二相机。优选地，根据本专利技术实施例的相机装置可以进一步包括：第二处理器，用于基于以下公式确定所述挡光板的尺寸：其中定义一坐标系，其坐标原点位于所述抛物面镜的顶点，z轴表示所述折反射相机和所述非鱼眼相机共同的光轴，x轴与z轴垂直且二者相交于坐标原点，且(z1,x1)为所述挡光板的一端在所述坐标系中的坐标值，并且其中f为所述抛物面镜的焦距，θ为所述第二相机的边缘所对应的半视野角。优选地，在根据本专利技术实施例的相机装置中，所述折反射相机为物体侧远心光学系统。优选地，在根据本专利技术实施例的相机装置中，所述第一波段的光线为可见光，所述第二波段的光线包括近红外光线、短波红外光线、中波红外光线和长波红外光线中的一种，或者所述第二波段的光线为可见光，所述第一波段的光线包括近红外光线、短波红外光线、中波红外光线和长波红外光线中的一种。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于拍摄至少两种波段光线的方法，包括：将入射光照射到放置在第一镜头和第二镜头之间的抛物面镜；通过所述抛物面镜，透射包括所述第一波段的光线，并同时反射包括所述第二波段的光线；通过包括接收包括第一波段的光线的第一镜头的第一相机接收所述第一波段的光线；通过包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的第二镜头的第二相机接收所述第二波段的光线，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；将接收的第一波段的光线和第二波段的光线进行光电转换，并形成图像，其中所述第一相机是非鱼眼相机，且所述第一镜头为非鱼眼镜头，所述第二相机和所述抛物面镜构成折反射相机，并且其中所述非鱼眼镜头的孔径光阑位置与所述抛物面镜的焦点被配置为重合。优选地，在根据本专利技术实施例的方法中，在将入射光照射到放置在第一镜头和第二镜头之间的抛物面镜的步骤之前，进一步包括：通过联立方程组(1)来确定所述非鱼眼镜头的孔径光阑与所述非鱼眼相机前端中心点之间的距离p，并基于公式(2)来确定所述抛物面镜的顶点与所述非鱼眼相机前端中心点之间的距离s：s＝f-p…(2)其中f为所述抛物面镜的焦距，y1为第一物体的高度，y2为第二物体的高度，x1为所述第一物体所成的像的高度，x2为所述第二物体所成的像的高度，l1为所述第一物体与所述非鱼眼相机前端中心点的距离，l2为所述第二物体与所述非鱼眼相机前端中心点的距离，k为所述非鱼眼相机中的成像器件与所述孔径光阑之间的距离。优选地，根据本专利技术实施例的方法可以进一步包括：在所述抛物面镜前表面中心部位设置一挡光板，用于遮挡所述抛物面镜的一部分曲面，以阻止光线经由所述抛物面镜的该部分曲面反射或透射至所述第一相机和所述第二相机。优选地，根据本专利技术实施例的方法可以进一步包括：基于以下公式确定所述挡光板的尺寸：其中定义一坐标系，其坐标原点位于所述抛物面镜的顶点，z轴表示所述折反射相机和所述非鱼眼相机共同的光轴，x轴与z轴垂直且二者相交于坐标原点，且(z1,x1)为所述挡光板的一端在所述坐标系中的坐标值，并且其中f为所述抛物面镜的焦距，θ为所述第二相机的边缘所对应的半视野角。在所述相机装置和方法中，通过采用第一相机的孔径光阑与抛物面镜的焦点设置为重合的配置来实现相同的视野范围。由于抛物面镜与两个相机面对面放置的配置，可以在实现相同的视野范围的同时确保装置的小型化。此外，通过在抛物面镜上进一步放置挡光板，可以有效地防止非鱼眼相机拍摄到折反射相机，同时也可以防止折反射相机拍摄到它自己。附图说明图1是图示根据现有技术的多模相机的一种实施方式的示意图；图2是图示根据现有技术的多模相机的另一种实施方式的示意图；图3是图示根据本专利技术实施例的相机装置的基本构思的示意图；图4A和图4B分别单独示出了折反射相机系统和非鱼眼相机系统的光路的示意图；图5A和图5B分别示出了根据本专利技术实施例的相机装置在不相同视野角和相同视野角时的情况；图6是图示用于确定非鱼眼相机和抛物面镜的位置关系的示意图；图7是图示用于确定挡光板尺寸的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相机装置，包括：第一相机，包括接收包括第一波段的光线的第一镜头；第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；以及抛物面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线，并同时反射包括所述第二波段的光线，其中所述第一相机是非鱼眼相机，且所述第一镜头为非鱼眼镜头，所述第二相机和所述抛物面镜构成折反射相机，并且其中所述非鱼眼镜头的孔径光阑位置与所述抛物面镜的焦点被配置为重合。

【技术特征摘要】
1.一种相机装置，包括：第一相机，包括接收包括第一波段的光线的第一镜头；第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；以及抛物面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线，并同时反射包括所述第二波段的光线，其中所述第一相机是非鱼眼相机，且所述第一镜头为非鱼眼镜头，所述第二相机和所述抛物面镜构成折反射相机，并且其中所述非鱼眼镜头的孔径光阑位置与所述抛物面镜的焦点被配置为重合。2.根据权利要求1所述的相机装置，进一步包括：第一处理器，用于通过联立方程组(1)来确定所述非鱼眼镜头的孔径光阑与所述非鱼眼相机前端中心点之间的距离p，并基于公式(2)来确定所述抛物面镜的顶点与所述非鱼眼相机前端中心点之间的距离s：s＝f-p…(2)其中f为所述抛物面镜的焦距，y1为第一物体的高度，y2为第二物体的高度，x1为所述第一物体所成的像的高度，x2为所述第二物体所成的像的高度，l1为所述第一物体与所述非鱼眼相机前端中心点的距离，l2为所述第二物体与所述非鱼眼相机前端中心点的距离，k为所述非鱼眼相机中的成像器件与所述孔径光阑之间的距离。3.根据权利要求1所述的相机装置，进一步包括：挡光板，设置在所述抛物面镜前表面中心部位，用于遮挡所述抛物面镜的一部分曲面，以阻止光线经由所述抛物面镜的该部分曲面反射或透射至所述第一相机和所述第二相机。4.根据权利要求3所述的相机装置，进一步包括：第二处理器，用于基于以下公式确定所述挡光板的尺寸：其中定义一坐标系，其坐标原点位于所述抛物面镜的顶点，z轴表示所述折反射相机和所述非鱼眼相机共同的光轴，x轴与z轴垂直且二者相交于坐标原点，且(z1,x1)为所述挡光板的一端在所述坐标系中的坐标值，并且其中f为所述抛物面镜的焦距，θ为所述第二相机的边缘所对应的半视野角。5.根据权利要求1所述的相机装置，其中所述折反射相机为物体侧远心光学系统。6.根据权利要求1所述的相机装置，其中，所述第一波段的光线为可见光，所述第二波段的光线包括近红外光线、短波红外光线、中波红外光线和长波红外光线中的一种，或者所述第二波段的光线为可见光，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇鹏，伊红，宫卫涛，于海华，王炜，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP