[发明专利]一种日夜兼用的双通道滤波器以及广角拍摄装置

说明书

本发明公开了一种日夜兼用的双通道滤波器以及广角拍摄装置，滤波器包括塑料基底及设置在塑料基底上的双通道薄膜滤光片。双通道薄膜滤光片由基底粘附层、基底导纳匹配膜系和主膜系组成。基底粘附层由氧化铝和氧化硅摩尔混合比为3：7的单层膜Alsubgt;0.6/subgt;Sisubgt;0.7/subgt;Osubgt;2.3/subgt;组成；基底导纳匹配膜系和主膜系由高折射率Tisubgt;3/subgt;Osubgt;5/subgt;膜和低折射率SiOsubgt;2/subgt;膜交替多层膜组成。所述的双通道为可见光410～650nm和近红外光820～880nm或910～980nm两个波段。这种日夜兼用的双通道滤波器以及广角拍摄装置在安防电视监控系统、道路交通监控、车载控制系统、人脸识别系统和虹膜识别系统等场合具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及光学滤波器领域，具体涉及一种日夜兼用的双通道滤波器以及广角拍摄装置。

背景技术

在安防电视等监控系统中，24小时连续电视监控的可见-近红外成像技术得到了全社会的青睐，不仅在商场、银行、金库、博物馆、档案馆、文献库、监狱等部门得到了重要应用，而且在道路交通监控和车载控制系统中，乃至居民区等场合也得到了广泛的应用。

所谓24小时连续电视监控就是可以同时获取可见光图像和近红外光图像的日夜兼用的拍摄系统，白天拍摄彩色的可见光图像，晚间拍摄黑白的近红外光图像。由于近红外光摄像可以在夜间进行拍摄，弥补了可见光摄像之不足，而且由于近红外光波长更长，穿透性更好，所以拍摄距离更远，更重要的是，近红外光拍摄隐蔽性强、性能稳定，这就是日夜兼用的拍摄系统受到安防市场青睐的根本原因。

对典型的日夜兼用的拍摄系统，其滤波器必须透过410～650nm的可见光和850nm附近的近红外光，而从紫外直至近红外1100nm的其他光均被截止。为区别于目前使用的可见光单通道滤波器，这种日夜兼用的滤波器又称为双通道滤波器。这种主动式的近红外拍摄技术利用850nm附近的近红外LED照明补光，产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的近红外图像。但是，波长850nm附近的近红外LED夜间使用时会产生暗红色的光，这种现象称为“红暴”。显然，这会导致监控系统自身的暴露，故在隐蔽性要求较高的场合，宁可使用光效率较低的940nm LED来代替850nmLED进行补光。

迄今，这些监控系统主要是采用标准镜头进行拍摄，其典型的水平视场角为30°左右，与人类肉眼的视场角基本相同，非常适用于长廊、走道和小区周界的监控，但对宽场景拍摄需要多个摄像头。随着人们对监控要求的不断提高和监控技术的进步，近年来安防监控市场提出了采用广角定焦镜头进行监控拍摄的要求，尤其是最近提出了采用广角定焦镜头进行日夜兼用监控拍摄的要求。广角镜头的视场角取决于焦距和CCD的尺寸，焦距越短，视场角越大，CCD尺寸越大，视场角亦越大，广角镜头典型的水平视场角为60°～85°，适用于监控宽场景的场、馆、厅、室。相比标准镜头，广角镜头具有以下优势：(1)亮度提高，有利于暗光拍摄，焦距越短，口径越大，亮度越好；(2)涵盖面积大，拍摄范围广，宽广视场范围内的景物都能得到清晰的图像；(3)不需要对焦就能极快抓拍到从近到远的整个景像，从而成为机动性很强的快拍镜头；(4)广角镜头更能体现近大远小的对比，在纵深方向上产生强烈的透视效果，得到很好的空间纵深感。这些优点无疑将使安防监控拍摄系统更新换代，拍摄图像质量大大提升。但是，广角镜头拍摄也带来一些问题：首先是易产生影像畸变，焦距越短，或拍摄距离越近，变形越严重，这种变形主要产生在视场边缘，鉴于此，应根据实际需要选取广角镜头，并非视场角越大越好，更不是盲目选用视场角大于90°的超广角镜头；其次是由于视场角增大，导致日夜兼用的双通道薄膜滤光片性能恶化，特别是近红外透射通道，由于通带较窄，通带透射率的降低使其根本无法使用。

本发明通过分析大视场角造成双通道薄膜滤光片性能恶化的机理，从机理着手，对日夜兼用的双通道薄膜滤光片进行了重新构思，终于获得了具有实用价值的双通道滤波器。

发明内容