一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其包括玻璃基板，所述玻璃基板上设置有至少一组光学滤片条纹组，所述光学滤片条纹组包括N条(N≥2)截止率不同的光学滤片条纹，所述截止率包括最大截止率和最小截止率，光电成像设备动态范围提高倍数由所述最大截止率和最小截止率确定。本发明专利技术的一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，能有效解决光电成像设备动态范围不足的问题。

An Optical Filter Device for Improving Dynamic Range of Photoelectric Imaging Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置
本专利技术涉及图像动态范围
，特别涉及一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置。
技术介绍
线结构光测量是通过激光投射器投射一条激光线到物体上，光电成像设备对带有激光条纹的物体成像，图像上的光线特征对应投射器的光线，根据三角测量原理，可确定落在物体上光线的深度信息。激光光线具有能量强，方向性好的特点，但是在不同材质相交处，如金属与橡胶片，反射强度差异达到数百倍。而对于通过打磨等加工过的金属材质，由于区域反光强度不同，会生成非常强的镜面眩光干扰。当光电成像设备中的CCD或CMOS成像器件的固有动态范围不能满足实际应用时，传统数字图像处理方法是通过控制图像曝光参数、图像滤波、或多次曝光合成等方案提升图像的动态范围。但是这些方法存在运算量大，如多帧，多曝光，需要对图像多次迭代处理；或数据量大，如需要二次或更多次曝光，处理数据翻多倍，多次曝光会有时间差，测量物体不能移动；多次曝光图像动态范围最高仅能提升至120dB，不能完全解决激光图像的眩光等干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，能有效解决光电成像设备动态范围不足的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其包括玻璃基板，所述玻璃基板上设置有至少一组光学滤片条纹组，所述光学滤片条纹组包括N条(N≥2)截止率不同的光学滤片条纹，所述截止率包括最大截止率和最小截止率，光电成像设备动态范围提高倍数由所述最大截止率和最小截止率确定，所述提高倍数＝最小截止率/最大截止率。此外，本专利技术还包括如下附属技术方案：所述光学滤片条纹组通过镀膜法或光刻法设置在所述玻璃基板上。所述截止率不同的光学滤片条纹按照截止率从小到大依次排列。所述光学滤片装置固定在所述光电成像设备上。所述光电成像设备包括图像传感器芯片，所述光学滤片装置通过光学紫外固化胶固定在所述图像传感器芯片表面。所述光学滤片条纹的宽度与所述图像传感器芯片的像元宽度一致。相比于现有技术，本专利技术优点在于：通过光学滤片装置解决了光电成像设备动态范围不足的问题，通过截止率不同的光学滤片条纹扩展光电成像设备的动态范围，不增加图像数据量，不需要多次曝光，最终不仅在不同材质下得到良好的激光线图像，也能大幅减小金属炫光干扰。附图说明图1是本专利技术一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置的结构示意图。图2是本专利技术中光学滤片装置固定在光电成像设备上的示意图。图3是本专利技术中图像传感器芯片的结构示意图。图4是本专利技术中光学滤片装置的光学滤片条纹固定后的示意图。图5是本专利技术实施例一中光学滤片装置结构意图。图6是本专利技术实施例一中光学滤片装置固定后的示意图。图7是光电成像设备未使用光学滤片装置时获得的图像。图8是光电成像设备使用光学滤片装置后获得的图像。具体实施方式以下结合较佳实施例及其附图对本专利技术技术方案作进一步非限制性的详细说明。如图1所示，对应于本专利技术一种较佳实施例的提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其包括玻璃基板1，玻璃基板1一面设置有至少一组光学滤片条纹组2，光学滤片条纹组2通过镀膜法或光刻法设置在玻璃基板上，光学滤片条纹组包括N条(N≥2)截止率不同的光学滤片条纹3，N条光学滤片条纹按照截止率从小到大依次排列。截止率包括最大截止率和最小截止率，光电成像设备动态范围提高倍数由最大截止率和最小截止率确定，提高倍数＝最小截止率/最大截止率。根据测量环境的不同，可以选择不同大小的最大截止率和最小截止率来提高当前光电成像设备的动态范围。如图2至图4所示，光学滤片装置固定在光电成像设备上，光电成像设备包括图像传感器芯片4，光学滤片装置固定在图像传感器芯片4表面，具体地，光学滤片装置中玻璃基板1另一面通过光学紫外固化胶固定在图像传感器芯片4表面，在固定时，将光学滤片条纹与图像传感器芯片4的像元41的列或行对齐，图4中灰色部分表示光学滤片条纹。在设置光学滤片条纹的宽度W1时，选择宽度与图像传感器芯片的像元宽度W2一致，以便获取做大空间分辨力。实施例一：假设光电成像设备能接收光强的最大动态范围是0-2500，当接收的光强范围为0-10000时，在1000-10000范围内的光强都是饱和值，此时电成像设备所呈现的图像如图7所示，可以用光学滤片装置提高该光电成像设备的最大动态范围，呈现高动态范围的图像。如图5和图6所示，玻璃基板上设置有5组光学滤片条纹组2，5组光学滤片条纹组2的总宽度W3等于图像传感器芯片4的宽度W4，光学滤片条纹组2的高度H1等于图像传感器芯片4的高度H2。每组光学滤片条纹组2包括第一光学滤片条纹31、第二光学滤片条纹32、第三光学滤片条纹33以及第四光学滤片条纹34，其中第一光学滤片条纹31的截止率为25％，能透过的光强范围是0-2500；第二光学滤片条纹32的截止率为50％，能透过的光强范围是0-5000；第三光学滤片条纹33的截止率为75％，能透过的光强范围是0-7500；第四光学滤片条纹34的截止率为100％，能透过的光强范围是0-10000；依次按照第一光学滤片条纹31、第二光学滤片条纹32、第三光学滤片条纹33以及第四光学滤片条纹34的顺序排列。当接收的光强范围为0-10000时，通过设置第一光学滤片条纹31、第二光学滤片条纹32、第三光学滤片条纹33以及第四光学滤片条纹34，使透过的光强范围变为0-2500，0-5000，0-7500，0-10000，光电成像设备只能接收光强范围为0-2500，将通过四个光学滤片条纹的图像进行融合，即可得到高动态范围的图像，如图8所示。本专利技术的一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，通过光学滤片装置解决了光电成像设备动态范围不足的问题，通过截止率不同的光学滤片条纹扩展光电成像设备的动态范围，不增加图像数据量，不需要多次曝光，最终不仅在不同材质下得到良好的激光线图像，也能大幅减小金属炫光干扰。需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其包括玻璃基板，其特征在于：所述玻璃基板上设置有至少一组光学滤片条纹组，所述光学滤片条纹组包括N条(N≥2)截止率不同的光学滤片条纹，所述截止率包括最大截止率和最小截止率，光电成像设备动态范围提高倍数由所述最大截止率和最小截止率确定。

【技术特征摘要】
1.一种提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其包括玻璃基板，其特征在于：所述玻璃基板上设置有至少一组光学滤片条纹组，所述光学滤片条纹组包括N条(N≥2)截止率不同的光学滤片条纹，所述截止率包括最大截止率和最小截止率，光电成像设备动态范围提高倍数由所述最大截止率和最小截止率确定。2.按照权利要求1所述提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其特征在于：所述光学滤片条纹组通过镀膜法或光刻法设置在所述玻璃基板上。3.按照权利要求1所述提高光电成像设备动态范围的光学滤片装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝盼，张永泉，
申请(专利权)人：苏州全视智能光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32