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免IR-Cut切換器的日夜兩用型鏡頭的攝像方法及裝置的制造方法

文檔序號:8343024閱讀:715來源:國知局
免IR-Cut切換器的日夜兩用型鏡頭的攝像方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安防、家居安防、家居智能領(lǐng)域,特別涉及一種免IR-Cut切換器的日夜兩用型鏡頭的攝像方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知,傳統(tǒng)的安防攝像機(jī)必須要標(biāo)配IR-CUT來應(yīng)用白天和黑夜的切換。白天利用IR-CUT里面的紅外濾光片濾除紅外線分量,以達(dá)到真實(shí)的圖像顏色。當(dāng)光照差的時候,開啟紅外燈,將IR-CUT里面的紅外濾光片移開,讓紅外分量進(jìn)入,以提升圖像的低噪效果O
[0003]但是,由于IR-⑶T通常采用磁閥或者電機(jī)驅(qū)動,不僅增加了攝像機(jī)的成本,而且隨著使用次數(shù)的增加,其穩(wěn)定性和可靠性會逐漸變差,經(jīng)常會出現(xiàn)黑夜白天無法切換的現(xiàn)象。并且,多數(shù)IR-Cut切換器是安裝在鏡頭與攝像機(jī)成像芯片之間,造成對鏡頭后焦長度增長的要求,不利于生產(chǎn)尺寸小的攝像機(jī),這個問題在現(xiàn)在流行的家居智能,家居安防用的小型攝像機(jī)(如卡片機(jī))尤為突出。
[0004]基于以上原因,旗瀚科技有限公司采用美國OVT的RGBIR傳感器設(shè)計(jì)出了市場上的一款商用NO IR-⑶T攝像機(jī)。
[0005]顧名思義,NO IR-⑶T就是不再使用IR-⑶T切換器,通過在圖像合成處理時,在ISP算法(圖像信號處理器)中將成像芯片(圖像傳感器)采集到的圖像信號中的IR信號分量(紅外信號分量)分離出來,從而在白天彩色模式時,去除分離出來的IR信號分量,不讓IR信號分量影響彩色成像;而當(dāng)晚上可見光線不足時,在紅外補(bǔ)光燈補(bǔ)光時,打開夜間模式,進(jìn)入黑白狀態(tài),這時在ISP圖像信號處理中不再分離出IR信號分量,讓IR信號分量參與成像信息輸出。這種方案理論上好象是可行的。但是在真正白天成像時,除了 IR信號分量受IR光感應(yīng)產(chǎn)生的IR信號分量對彩色成像色彩有影響外,實(shí)際上最靠近紅光的波段(即680-800nm光),除對IR感光單元有感應(yīng)外,也同樣會對成像芯片中的紅光成應(yīng)單元(R單元)產(chǎn)生影響,即紅光感應(yīng)單元會感應(yīng)680-800nm的光,特別是對680_750nm的光響應(yīng)大,即680-800nm的光大大增強(qiáng)了紅光感應(yīng)單元(R)的強(qiáng)度,即R分量的強(qiáng)度被紅外光680 — SOOnm影響而增強(qiáng)。這樣R分量的值就比實(shí)際紅光應(yīng)該產(chǎn)生的信號強(qiáng)度大。因此在圖像處理中,圖像處理芯片就誤認(rèn)為紅光是真實(shí)的很強(qiáng),就因此會輸出整個偏紅的圖像。因此旗瀚科技有限公司的這種只是將IR信號分量分離出來的No IR-Cut方案也是不可行的。
[0006]專利申請?zhí)枮?01320076004.9的專利文件公開了一種日夜兩用型濾光片,該專利也是為了解決紅外光造成成像圖像偏紅失真的問題,其方案是通過濾光片過濾700-780nm及900-1 10nm的紅外光,只讓可見光和840_860nm的紅外光通過,這樣在一定程度上能夠減弱紅外光對成像芯片紅外感應(yīng)單元的影響。但是只使用這個濾光片,當(dāng)在室外陽光較充足時,紅外光線強(qiáng)度大,這時該濾光片中允許通過的840-860nm光還在會使成像芯片中紅外感應(yīng)單元(IR分量)產(chǎn)生很強(qiáng)的信號,那么在白天,在室外時,IR分量的強(qiáng)信號,在對攝像機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行圖像信號處理時,還是會產(chǎn)生非常大的影響,造成圖像嚴(yán)重偏紅。此外,該專利所采用的濾光膜不僅膜層數(shù)量多、加工工藝復(fù)雜,而且采用常用高折射率介質(zhì)材料Ti02(n = 2.35i550nm)和低折射率介質(zhì)材料Si02 (η = 1.45i550nm)制備日夜兩用帶通濾光片,Ti02材料在蒸發(fā)沉積過程中容易失氧,形成其它低價氧化物薄膜,導(dǎo)致吸收增大,且Ti02薄膜長期暴露在紫外線照射下,會導(dǎo)致小于450nm的短波吸收增加,這必然影響到濾光片的長期使用性能。
[0007]綜上所述,除了 IR-CUT技術(shù)外,上述兩種已有的技術(shù)方案都不能解決攝像機(jī)拍攝圖像偏紅的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服以上缺點(diǎn),提供一種免IR-Cut切換器的日夜兩用型鏡頭的攝像方法及裝置,該方法及裝置由于增設(shè)了濾光膜和具有分離和去除圖像信號中紅外分量信號功能的顏色校正單元,在白天不僅可通過濾光膜消除680-800nm近紅外光對圖像的影響,而且可同時通過圖像信號處理器中的顏色校正單元進(jìn)一步將透過光中的紅外分量信號去除,從而消除840-950nm的光或930_950nm的光造成圖像偏紅失真的影響;在夜間,關(guān)閉顏色校正單元,保證850nm或940nm的紅外補(bǔ)光燈的紅外光能透過鏡頭成像,從而無需使用IR-Cut切換器,便能徹底解決攝像機(jī)白天拍攝圖像偏紅的問題,真正實(shí)現(xiàn)日夜兩用,既能大大地減小鏡頭的尺寸,降低制造成本,又能保證鏡頭可靠地使用。
[0009]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]方案(一):
[0011]一種免IR-Cut切換器的日夜兩用型鏡頭的攝像方法,其特征在于:在鏡頭前、鏡頭中間或鏡頭后的某個光學(xué)透光元件上鍍設(shè)濾光膜,或者在鏡頭前、鏡頭中間或鏡頭后增設(shè)帶濾光膜的光學(xué)透光元件;所述濾光膜對波長400nm-640nm、840-970nm的光增透且平均透過率大于98%,對波長為670-800nm的光截止且平均透過率小于0.4% ;并且,在與圖像傳感器連接的圖像信號處理器中增設(shè)具有分離和去除圖像信號中紅外分量信號功能的顏色校正單元,白天時,開啟顏色校正單元,通過顏色校正單元將圖像傳感器拍攝獲得的圖像信號中的紅外分量信號分離和去除;夜間或低噪環(huán)境時,開啟波長位于840-970nm之間的紅外補(bǔ)光燈,關(guān)閉顏色校正單元,圖像信號處理器不對圖像傳感器拍攝獲得的圖像信號做分離和去除紅外分量信號的顏色校正處理。
[0012]優(yōu)選地,所述紅外補(bǔ)光燈的波長為850nm或940nm。
[0013]所述濾光膜由32層膜層組成,該32層膜層由高折射率介質(zhì)材料Nb205膜層和低折射率介質(zhì)材料MgF2膜層多次交替堆疊組成,該32層膜層從內(nèi)至外依次為:第I層,Nb205 膜層,厚度為 99-101nm,第 2 層,MgF2 膜層,厚度為 181.2-184.8nm,第 3 層,Nb205膜層,厚度為27.7-28.3nm,第4層,MgF2膜層,厚度為33.7-34.3nm,第5層,Nb205膜層,厚度為28.7-29.3nm,第6層,MgF2膜層,厚度為30.7-31.3nm,第7層,Nb205膜層,厚度為99-101nm,第8層,MgF2膜層,厚度為148.5-151.5nm,第9層,Nb205膜層,厚度為 80.2-81.8nm,第 10 層,MgF2 膜層,厚度為 144.5-147.5nm,第 11 層,Nb205 膜層,厚度為95-97nm,第12層,MgF2膜層,厚度為40.6-41.4nm,第13層,Nb205膜層,厚度為30.7-31.3nm,第14層,MgF2膜層,厚度為20.8-21.2nm,第15層,Nb205膜層,厚度為 48.5-49.5nm,第 16 層,MgF2 膜層,厚度為 156.4-159.6nm,第 17 層,Nb205 膜層,厚度為 79.2-80.8nm,第 18 層,MgF2 膜層,厚度為 144.5-147.5nm,第 19 層,Nb205 膜層,厚度為 82.2-83.8nm,第 20 層,MgF2 膜層,厚度為 170.3-173.8nm,第 21 層,Nb205 膜層,厚度為 14.9-15.2nm,第 22 層,MgF2 膜層,厚度為 169.3-172.7nm,第 23 層,Nb205 膜層,厚度為 84.2-85.9nm,第 24 層,MgF2 膜層,厚度為 151.5-154.5nm,第 25 層,Nb205 膜層,厚度為 106.9-109.1nm,第 26 層,MgF2 膜層,厚度為 20.8-21.1nm,第 27 層,Nb205 膜層,厚度為 121.8-124.2nm,第 28 層,MgF2 膜層,厚度為 41.6-42.4nm,第 29 層,Nb205 膜層,厚度為23.8-24.2nm,第30層,MgF2膜層,厚度為49.5-50.5nm,第31層,Nb205膜層,厚度為21.8-22.2nm,第 32 層,MgF2 膜層,厚度為 99-lOlnm。
[0014]方案(二):
[0015]一種攝像裝置,它包括鏡頭、設(shè)置于鏡頭后方的圖像傳感器以及與圖像傳感器連接的圖像信號處理器,在鏡頭前、鏡頭中間或鏡頭后的某個光學(xué)透光元件上鍍設(shè)有濾光膜,或者在鏡頭前、鏡頭中間或鏡頭后增設(shè)有帶濾光膜的光學(xué)透光元件,所述濾光膜對波長400nm-640nm、840-970nm的光增透且平均透過率大于98%,對波長為670_800nm的光截止且平均透過率小于0.4% ;并且,所述圖像信號處理器中增設(shè)有具有分離和去除圖像信號中紅外分量信號功能的顏色校正單元,所述顏色校正單元能在白天開啟,在夜間或低噪環(huán)境關(guān)閉。
[0016]所述濾光膜由32層膜層組成,該32層膜層由高折射率介質(zhì)材料Nb205膜層和低折射率介質(zhì)材料MgF2膜層多次交替堆疊組成,該32層膜層從內(nèi)至外依次為:第I層,Nb205 膜層,厚度為 99-101nm,第 2 層,MgF2 膜層,厚度為 181.2-184.8nm,第 3 層,Nb205膜層,厚度為27.7-28.3nm,第4層,MgF2膜層,厚度為33.7-34.3nm,第5層,Nb205膜層,厚度為28.7-29.3nm,第6層,MgF2膜層,厚度為30.7-31.3nm,第7層,Nb205膜層,厚度為99-101nm,第8層,MgF2膜層,厚度為148.5-151.5nm,第9層,Nb205膜層,厚度為 80.2-81.8nm,第 10 層,MgF2 膜層,厚度為 144.5-147.5nm,第 11 層,Nb205 膜層,厚度為95-97nm,第12層,MgF2膜層,厚度為40.6-41.4nm,第13層,Nb205膜層,厚度為30.7-31.3nm,第14層,MgF2膜層,厚度為20.8-21.2nm,第15層,Nb205膜層,厚度為 48.5-49.5nm,第 16 層,MgF2 膜層,厚度為 156.4-159.6nm,第 17 層,Nb205 膜層,厚度為 79.2-80.8nm,第 18 層,MgF2 膜層,厚度為 144.5-147.5nm,第 19 層,Nb205 膜層,厚度為 82.2-83.8nm,第 20 層,MgF2 膜層,厚度為 170.3-173.8nm,第 21 層,Nb205 膜層,厚度為 14.9-15.2nm,第 22 層,MgF2 膜層,厚度為 169.3-172.7nm,第 23 層,Nb205 膜層,厚度為 84.2-85.9nm,第 24 層,MgF2 膜層,厚度為 151.5-154.5nm,第 25 層,Nb205 膜層,厚度為 106.9-109.1nm,第 26 層,MgF2 膜層,厚度為 20.8-21.1nm,第 27 層,Nb205 膜層,厚度為 121.8-124.2nm,第 28 層,MgF2 膜層,厚度為 41.6-42.4nm,第 29 層,Nb205 膜層,厚度為23.8-24.2nm,第30層,MgF2膜層,厚度為49.5-50.5nm,第31層,Nb205膜層,厚度為21.8-22.2nm,第 32 層,MgF2 膜層,厚度為 99-lOlnm。
[0017]方案(三):
[0018]一種免IR-Cut切換器的日夜兩用型鏡頭的攝像方法,在鏡頭前、鏡頭中間或鏡頭后的某個光學(xué)透光元件上鍍設(shè)濾光膜,或者在鏡頭前、鏡頭中間或鏡頭后增設(shè)帶濾光膜的光學(xué)透光元件;所述濾光膜對波長400nm-630nm、940-970nm的光增
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