黑光镜头的分色装置及分色方法转让专利
申请号 : CN202011582320.4
文献号 : CN112630985B
文献日 : 2021-09-14
发明人 : 朱元强 , 叶沈航 , 程章彬 , 方星 , 廖以旺
申请人 : 福建福特科光电股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种黑光镜头的分色装置,其特征在于:包括第一棱镜(1)及第二棱镜(2),所述的第一棱镜(1)和第二棱镜(2)均为直角梯形棱镜,所述的第一棱镜(1)的外轮廓包括相互平行的第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2),所述的第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)之间设有位于第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)的一侧边缘之间且与所述的第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)垂直的第一直角侧面(1‑3)、和位于第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)的另一侧边缘之间且与所述的第一下底面(1‑2)之间的夹角为53°‑55°的第一斜侧面(1‑4),所述的第二棱镜(2)包括相互平行的第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2),所述的第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)之间设有位于第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)的一侧边缘之间且与所述的第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)垂直的第二直角侧面(2‑
3)、和位于第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)的另一侧边缘之间且与所述的第二下底面(2‑2)之间的夹角为125°‑127°的第二斜侧面(2‑4),所述的第一棱镜(1)的第一斜侧面(1‑4)和第二棱镜(2)的第二斜侧面(2‑4)相互平行贴合;
黑光镜头的分色装置还包括固定夹设于第一棱镜(1)的第一斜侧面(1‑4)和第二棱镜(2)的第二斜侧面(2‑4)之间的分色膜(3),所述的分色膜(3)由多层TiO2膜层和SiO2膜层沿第一棱镜(1)向第二棱镜(2)方向依次堆叠而成,所述的分色膜(3)沿第一棱镜(1)向第二棱镜(2)方向依次为第一TiO2膜层、第一SiO2膜层、第二TiO2膜层、第二SiO2膜层、第三TiO2膜层、第三SiO2膜层、第四TiO2膜层、第四SiO2膜层、第五TiO2膜层、第五SiO2膜层、第六TiO2膜层、第六SiO2膜层、第七TiO2膜层、第七SiO2膜层、第八TiO2膜层、第八SiO2膜层、第九TiO2膜层、第九SiO2膜层、第十TiO2膜层、第十SiO2膜层、第十一TiO2膜层、第十一SiO2膜层、第十二TiO2膜层和第十二SiO2膜层,所述的第一TiO2膜层的厚度在12‑14nm之间,第一SiO2膜层的厚度在41‑45nm之间,第二TiO2膜层的厚度在117‑129nm之间,第二SiO2膜层的厚度在218‑241nm之间,第三TiO2膜层的厚度在110‑122nm之间,第三SiO2膜层的厚度在95‑106nm之间,第四TiO2膜层的厚度在129‑
142之间,第四SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第五TiO2膜层的厚度在223‑247nm之间,第五SiO2膜层的厚度在111‑123nm之间,第六TiO2膜层的厚度在224‑248nm之间,第六SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第七TiO2膜层的厚度在220‑243nm之间,第七SiO2膜层的厚度在
104‑115nm之间,第八TiO2膜层的厚度在194‑215nm之间,第八SiO2膜层的厚度在93‑103nm之间,第九TiO2膜层的厚度在185‑205nm之间,第九SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十TiO2膜层的厚度在178‑197nm之间,第十SiO2膜层的厚度在94‑104nm之间,第十一TiO2膜层的厚度在182‑201nm之间,第十一SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十二TiO2膜层的厚度在
195‑215nm之间,第十二SiO2膜层的厚度在102‑113nm之间。
2.根据权利要求1所述的一种黑光镜头的分色装置,其特征在于:所述的第一棱镜(1)、第二棱镜(2)均由折射率为1.49‑1.65的玻璃材料制成。
3.一种黑光镜头的分色装置,其特征在于:包括第一棱镜(1)及第二棱镜(2);
第一棱镜(1)由直角梯形棱镜在其中一个直角部位斜切掉一个直角部位构成;所述的第一棱镜(1)的外轮廓包括相互平行的第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2),所述的第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)之间设有第一直角侧面(1‑3)、第一斜侧面(1‑4)、及斜切出射面(1‑5);第一直角侧面(1‑3)与第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)均垂直且第一直角侧面(1‑3)上侧边缘与所述的第一上底面(1‑1)连接,第一直角侧面(1‑3)的下侧边缘与斜切出射面(1‑5)的一侧边缘连接,斜切出射面(1‑5)的另一侧边缘与第一下底面(1‑2)的一侧边缘连接,且斜切出射面(1‑5)与第一下底面(1‑2)的夹角为160°‑164°;所述第一斜侧面(1‑4)位于第一上底面(1‑1)和第一下底面(1‑2)的另一侧边缘之间且与所述的第一下底面(1‑2)之间的夹角为53°‑55°;
所述的第二棱镜(2)为直角梯形棱镜;所述的第二棱镜(2)包括相互平行的第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2),所述的第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)之间设有位于第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)的一侧边缘之间且与所述的第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)垂直的第二直角侧面(2‑3)、和位于第二上底面(2‑1)和第二下底面(2‑2)的另一侧边缘之间且与所述的第二下底面(2‑2)之间的夹角为125°‑127°的第二斜侧面(2‑4),所述的第一棱镜(1)的第一斜侧面(1‑4)和第二棱镜(2)的第二斜侧面(2‑4)相互平行贴合;
所述的黑光镜头的分色装置还包括固定夹设于第一棱镜(1)的第一斜侧面(1‑4)和第二棱镜(2)的第二斜侧面(2‑4)之间的分色膜(3),所述的分色膜(3)由多层TiO2膜层和SiO2膜层沿第一棱镜(1)向第二棱镜(2)方向依次堆叠而成,所述的分色膜(3)沿第一棱镜(1)向第二棱镜(2)方向依次为第一TiO2膜层、第一SiO2膜层、第二TiO2膜层、第二SiO2膜层、第三TiO2膜层、第三SiO2膜层、第四TiO2膜层、第四SiO2膜层、第五TiO2膜层、第五SiO2膜层、第六TiO2膜层、第六SiO2膜层、第七TiO2膜层、第七SiO2膜层、第八TiO2膜层、第八SiO2膜层、第九TiO2膜层、第九SiO2膜层、第十TiO2膜层、第十SiO2膜层、第十一TiO2膜层、第十一SiO2膜层、第十二TiO2膜层和第十二SiO2膜层,所述的第一TiO2膜层的厚度在12‑14nm之间,第一SiO2膜层的厚度在41‑45nm之间,第二TiO2膜层的厚度在117‑129nm之间,第二SiO2膜层的厚度在218‑241nm之间,第三TiO2膜层的厚度在110‑122nm之间,第三SiO2膜层的厚度在95‑106nm之间,第四TiO2膜层的厚度在129‑
142之间,第四SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第五TiO2膜层的厚度在223‑247nm之间,第五SiO2膜层的厚度在111‑123nm之间,第六TiO2膜层的厚度在224‑248nm之间,第六SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第七TiO2膜层的厚度在220‑243nm之间,第七SiO2膜层的厚度在
104‑115nm之间,第八TiO2膜层的厚度在194‑215nm之间,第八SiO2膜层的厚度在93‑103nm之间,第九TiO2膜层的厚度在185‑205nm之间,第九SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十TiO2膜层的厚度在178‑197nm之间,第十SiO2膜层的厚度在94‑104nm之间,第十一TiO2膜层的厚度在182‑201nm之间,第十一SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十二TiO2膜层的厚度在
195‑215nm之间,第十二SiO2膜层的厚度在102‑113nm之间。
4.根据权利要求3所述的一种黑光镜头的分色装置,其特征在于:所述的第一棱镜(1)、第二棱镜(2)均由折射率为1.49‑1.65的玻璃材料制成。
5.一种分色方法,其特征在于:使自然光从垂直于权利要求1或2所述的一种黑光镜头的分色装置的第一直角侧面(1‑3)入射,通过固定夹设于第一棱镜(1)的第一斜侧面(1‑4)和第二棱镜(2)的第二斜侧面(2‑4)之间的分色膜(3)使波长范围在450‑650nm之间的光沿直线依次穿过第一棱镜(1)、分色膜(3)和第二棱镜(2)后从第二直角侧面(2‑3)出射,波长范围在800‑1100nm的光在分色膜(3)上反射后沿第一棱镜(1)的第一下底面(1‑2)出射。
6.一种分色方法,其特征在于:使自然光从垂直于权利要求3或4所述的一种黑光镜头的分色装置的第一直角侧面(1‑3)入射,通过固定夹设于第一棱镜(1)的第一斜侧面(1‑4)和第二棱镜(2)的第二斜侧面(2‑4)之间的分色膜(3)使波长范围在450‑650nm之间的光沿直线依次穿过第一棱镜(1)、分色膜(3)和第二棱镜(2)后从第二直角侧面(2‑3)出射,波长范围在800‑1100nm的光在分色膜(3)上反射后沿第一棱镜(1)的出射面(1‑5)垂直出射。
说明书 :
黑光镜头的分色装置及分色方法
技术领域
背景技术
器把可见彩色图像和近红外黑白图像充分融合成清晰的彩色图像。黑光镜头若是采用分光
片的方案,则会因为平片背面的反射影响导致产生双像、大角度入射时分光膜波长漂移导
致眩光等,因此需要设计一种应用于黑光镜头的分色装置。
分融合成清晰的彩色图像。45度分色装置把入射光分成垂直正交的两路光,因此两个传感
器也只要垂直排布,容易操作。但是45度棱镜会受棱镜分光面偏振效应的影响,总有部分波
长的光会因为偏振效应而衰减掉。
发明内容
器接收和通过处理器合成清晰彩色图像,本发明通过小角度入射结构的设计及消偏振效应
的分色膜设计,不仅可减少棱镜偏振效应影响,使透过和反射率更高;而且膜层更少,更容
易制备,成本更低。
第一上底面和第一下底面垂直的第一直角侧面、和位于第一上底面和第一下底面的另一侧
边缘之间且与所述的第一下底面之间的夹角为53°‑55°的第一斜侧面,
面和第二下底面垂直的第二直角侧面、和位于第二上底面和第二下底面的另一侧边缘之间
且与所述的第二下底面之间的夹角为125°‑127°的第二斜侧面,
TiO2膜层、第二SiO2膜层、第三TiO2膜层、第三SiO2膜层、第四TiO2膜层、第四SiO2膜层、第五
TiO2膜层、第五SiO2膜层、第六TiO2膜层、第六SiO2膜层、第七TiO2膜层、第七SiO2膜层、第八
TiO2膜层、第八SiO2膜层、第九TiO2膜层、第九SiO2膜层、第十TiO2膜层、第十SiO2膜层、第十
一TiO2膜层、第十一SiO2膜层、第十二TiO2膜层和第十二SiO2膜层,
层的厚度在110‑122nm之间,第三SiO2膜层的厚度在95‑106nm之间,第四TiO2膜层的厚度在
129‑142之间,第四SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第五TiO2膜层的厚度在223‑247nm之
间,第五SiO2膜层的厚度在111‑123nm之间,第六TiO2膜层的厚度在224‑248nm之间,第六
SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第七TiO2膜层的厚度在220‑243nm之间,第七SiO2膜层的
厚度在104‑115nm之间,第八TiO2膜层的厚度在194‑215nm之间,第八SiO2膜层的厚度在93‑
103nm之间,第九TiO2膜层的厚度在185‑205nm之间,第九SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,
第十TiO2膜层的厚度在178‑197nm之间,第十SiO2膜层的厚度在94‑104nm之间,第十一TiO2
膜层的厚度在182‑201nm之间,第十一SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十二TiO2膜层的
厚度在195‑215nm之间,第十二SiO2膜层的厚度在102‑113nm之间。
波长范围在450‑650nm之间的光沿直线依次穿过第一棱镜、分色膜和第二棱镜后从第二直
角侧面出射,波长范围在800‑1100nm的光在分色膜上反射后沿第一棱镜的第一下底面出
射。
底面之间设有第一直角侧面、第一斜侧面、及斜切出射面;第一直角侧面与第一上底面和第
一下底面均垂直且第一直角侧面上侧边缘与所述的第一上底面连接,第一直角侧面的下侧
边缘与斜切出射面的一侧边缘连接,斜切出射面的另一侧边缘与第一下底面的一侧边缘连
接,且斜切出射面与第一下底面的夹角为160°‑164°度;所述第一斜侧面位于第一上底面和
第一下底面的另一侧边缘之间且与所述的第一下底面之间的夹角为53°‑55°;
侧边缘之间且与所述的第二上底面和第二下底面垂直的第二直角侧面、和位于第二上底面
和第二下底面的另一侧边缘之间且与所述的第二下底面之间的夹角为125°‑127°的第二斜
侧面,
TiO2膜层、第二SiO2膜层、第三TiO2膜层、第三SiO2膜层、第四TiO2膜层、第四SiO2膜层、第五
TiO2膜层、第五SiO2膜层、第六TiO2膜层、第六SiO2膜层、第七TiO2膜层、第七SiO2膜层、第八
TiO2膜层、第八SiO2膜层、第九TiO2膜层、第九SiO2膜层、第十TiO2膜层、第十SiO2膜层、第十
一TiO2膜层、第十一SiO2膜层、第十二TiO2膜层和第十二SiO2膜层,
层的厚度在110‑122nm之间,第三SiO2膜层的厚度在95‑106nm之间,第四TiO2膜层的厚度在
129‑142之间,第四SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第五TiO2膜层的厚度在223‑247nm之
间,第五SiO2膜层的厚度在111‑123nm之间,第六TiO2膜层的厚度在224‑248nm之间,第六
SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第七TiO2膜层的厚度在220‑243nm之间,第七SiO2膜层的
厚度在104‑115nm之间,第八TiO2膜层的厚度在194‑215nm之间,第八SiO2膜层的厚度在93‑
103nm之间,第九TiO2膜层的厚度在185‑205nm之间,第九SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,
第十TiO2膜层的厚度在178‑197nm之间,第十SiO2膜层的厚度在94‑104nm之间,第十一TiO2
膜层的厚度在182‑201nm之间,第十一SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十二TiO2膜层的
厚度在195‑215nm之间,第十二SiO2膜层的厚度在102‑113nm之间。
间的分色膜使波长范围在450‑650nm之间的光沿直线依次穿过第一棱镜、分色膜和第二棱
镜后从第二直角侧面出射,波长范围在800‑1100nm的光在分色膜上反射后沿第一棱镜的出
射面垂直出射。
更低。
现黑光环境下高清的全彩成像效果。
附图说明
具体实施方式
侧边缘之间且与所述的第一上底面1‑1和第一下底面1‑2垂直的第一直角侧面1‑3、和位于
第一上底面1‑1和第一下底面1‑2的另一侧边缘之间且与所述的第一下底面1‑2之间的夹角
为53°‑55°的第一斜侧面1‑4,
间且与所述的第二上底面2‑1和第二下底面2‑2垂直的第二直角侧面2‑3、和位于第二上底
面2‑1和第二下底面2‑2的另一侧边缘之间且与所述的第二下底面2‑2之间的夹角为125°‑
127°的第二斜侧面2‑4,
第二TiO2膜层、第二SiO2膜层、第三TiO2膜层、第三SiO2膜层、第四TiO2膜层、第四SiO2膜层、
第五TiO2膜层、第五SiO2膜层、第六TiO2膜层、第六SiO2膜层、第七TiO2膜层、第七SiO2膜层、
第八TiO2膜层、第八SiO2膜层、第九TiO2膜层、第九SiO2膜层、第十TiO2膜层、第十SiO2膜层、
第十一TiO2膜层、第十一SiO2膜层、第十二TiO2膜层和第十二SiO2膜层,
层的厚度在110‑122nm之间,第三SiO2膜层的厚度在95‑106nm之间,第四TiO2膜层的厚度在
129‑142之间,第四SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第五TiO2膜层的厚度在223‑247nm之
间,第五SiO2膜层的厚度在111‑123nm之间,第六TiO2膜层的厚度在224‑248nm之间,第六
SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第七TiO2膜层的厚度在220‑243nm之间,第七SiO2膜层的
厚度在104‑115nm之间,第八TiO2膜层的厚度在194‑215nm之间,第八SiO2膜层的厚度在93‑
103nm之间,第九TiO2膜层的厚度在185‑205nm之间,第九SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,
第十TiO2膜层的厚度在178‑197nm之间,第十SiO2膜层的厚度在94‑104nm之间,第十一TiO2
膜层的厚度在182‑201nm之间,第十一SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十二TiO2膜层的
厚度在195‑215nm之间,第十二SiO2膜层的厚度在102‑113nm之间。
间的分色膜3使波长范围在450‑650nm之间的光沿直线依次穿过第一棱镜1、分色膜3和第二
棱镜2后从第二直角侧面2‑3出射,波长范围在800‑1100nm的光在分色膜3上反射后沿第一
棱镜1的第一下底面1‑2出射。
面1‑1和第一下底面1‑2之间设有第一直角侧面1‑3、第一斜侧面1‑4、及斜切出射面1‑5;第
一直角侧面1‑3与第一上底面1‑1和第一下底面1‑2均垂直且第一直角侧面1‑3上侧边缘与
所述的第一上底面1‑1连接,第一直角侧面1‑3的下侧边缘与斜切出射面1‑5的一侧边缘连
接,斜切出射面1‑5的另一侧边缘与第一下底面1‑2的一侧边缘连接,且斜切出射面1‑5与第
一下底面1‑2的夹角为160°‑164°度;所述第一斜侧面1‑4位于第一上底面1‑1和第一下底面
1‑2的另一侧边缘之间且与所述的第一下底面1‑2之间的夹角为53°‑55°;
1和第二下底面2‑2的一侧边缘之间且与所述的第二上底面2‑1和第二下底面2‑2垂直的第
二直角侧面2‑3、和位于第二上底面2‑1和第二下底面2‑2的另一侧边缘之间且与所述的第
二下底面2‑2之间的夹角为125°‑127°的第二斜侧面2‑4,
第二TiO2膜层、第二SiO2膜层、第三TiO2膜层、第三SiO2膜层、第四TiO2膜层、第四SiO2膜层、
第五TiO2膜层、第五SiO2膜层、第六TiO2膜层、第六SiO2膜层、第七TiO2膜层、第七SiO2膜层、
第八TiO2膜层、第八SiO2膜层、第九TiO2膜层、第九SiO2膜层、第十TiO2膜层、第十SiO2膜层、
第十一TiO2膜层、第十一SiO2膜层、第十二TiO2膜层和第十二SiO2膜层,
层的厚度在110‑122nm之间,第三SiO2膜层的厚度在95‑106nm之间,第四TiO2膜层的厚度在
129‑142之间,第四SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第五TiO2膜层的厚度在223‑247nm之
间,第五SiO2膜层的厚度在111‑123nm之间,第六TiO2膜层的厚度在224‑248nm之间,第六
SiO2膜层的厚度在113‑125nm之间,第七TiO2膜层的厚度在220‑243nm之间,第七SiO2膜层的
厚度在104‑115nm之间,第八TiO2膜层的厚度在194‑215nm之间,第八SiO2膜层的厚度在93‑
103nm之间,第九TiO2膜层的厚度在185‑205nm之间,第九SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,
第十TiO2膜层的厚度在178‑197nm之间,第十SiO2膜层的厚度在94‑104nm之间,第十一TiO2
膜层的厚度在182‑201nm之间,第十一SiO2膜层的厚度在92‑102nm之间,第十二TiO2膜层的
厚度在195‑215nm之间,第十二SiO2膜层的厚度在102‑113nm之间。
间的分色膜3使波长范围在450‑650nm之间的光沿直线依次穿过第一棱镜1、分色膜3和第二
棱镜2后从第二直角侧面2‑3出射,波长范围在800‑1100nm的光在分色膜3上反射后沿第一
棱镜1的出射面1‑5垂直出射。
入射光也可以。
过第一棱镜1、分色膜3和第二棱镜2且从第二直角侧面穿出,波长范围在800‑1100nm的光在
分色膜3上镜面反射再沿第一棱镜1从出射面1‑5垂直射出。