一种中心波长可调的滤色镜及滤色方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄影器材领域，具体是指一种中心波长可调的滤色镜及滤色方法。
【背景技术】
[0002]随着摄影技术的不断发展与日趋完善，人们对摄影器材的要求也随之提高，滤镜作为专业摄影的一种辅助方式，以及最为常见的一种摄影附件，可以实现平时肉眼所看不到的视觉效果，已被广泛应用于专业摄影、摄像领域。
[0003]目前常用的滤镜主要包括UV镜、偏光镜、渐变镜、灰镜、减光镜和滤色镜等。UV镜可以过滤紫外线；偏光镜又称PL镜，只接受单一方向的光，去除掉反射的光线，最为直观的效果就是可以拍摄到更蓝的天，拍摄玻璃内部的物体也不会有反光，是目前各大商业摄影机构唯一接受的可以改善画面的滤镜；减光镜又称ND镜，其用处就是降低通过滤镜的光通量；滤色镜主要是在拍摄黑白照片时用于提高反差，例如红色滤镜可以吸收蓝光，产生浪漫的天空效果或白天拍摄类似月夜的效果，在黑白风光摄影中用于压低天空的颜色以及给云层创造漂亮的反差，毕竟黑白照片没有彩色照片那么绚丽，实现足够大的反差可以创造出非常具有冲击力的天空效果。
[0004]但是，就目前常用的滤镜来说，一种类型的滤镜通常只能实现单一的视觉效果，如果需要达到多种拍摄效果，则需要将多种滤镜叠加、复合使用，这对野外摄影来说是非常不便的。同时，与单纯的后期图像处理不同，由于滤镜的使用，拍摄的图像效果是不可逆的；一旦不恰当地使用了滤镜，可能会对拍摄的图像形成难以挽回的不良影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种中心波长可调的滤色镜及滤色方法，解决目前的滤镜色彩过滤单一、使用色彩滤镜导致拍摄效果不可逆的问题，实现多种色彩滤镜的功能。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种中心波长可调的滤色镜，包括:
可调带通滤光器模块调节所拍摄的光线色彩，对可见光进行过滤；
电源转换器:将内置电源提供的直流电源转换成交流电源，频率为lkHz~10kHz，幅值为0V~10V、占空比I:1 ；
内置电源:向各个部件提供电能；
控制器:控制器根据实时探测的温度运算得到相应的驱动数据，从而对环境温度的变化导致的中心波长漂移进行补偿；
工作状态显示模块:显示滤色镜的中心波长以及内置电源的剩余电量，
温度传感器:对可调带通滤光器模块的温度进行探测，并反馈给控制器；
波长调节按钮:调带通滤光器模块的预期工作波长。
[0007]本发明中包括可调带通滤光器模块、控制器、工作状态显示模块、电源转换器、内置电源、温度传感器、以及波长调节按钮，其中，电源转换器在电源开关处于打开的状态下，将内置电源的直流电压转换成频率为IkHz的多路交流信号，根据温度传感器反馈的实时温度以及当前预期工作的中心波长，由控制器计算得到需要加载到可调带通滤光器模块上的电压幅值，控制电源转换器驱动可调带通滤光器模块，在电源开关处于打开的状态下，可以使用波长调节按钮调整可调带通滤光器模块的预期工作波长，工作状态显示模块显示当前可调带通滤光器模块的中心波长以及内置电源的剩余电量情况；本发明的中心波长可调的滤色镜可以与多种型号规格的照相镜头通过转接环对接，安装在镜头遮光罩的位置，安装方便快捷；使用内置的可充电电池作为滤色镜电源，滤色镜可独立于相机进行工作，滤色镜的中心波长可通过手动方式或者相机进行切换和控制；普通滤镜通常只能实现单一的视觉效果，本发明的中心波长可调的滤色镜可以达到多种拍摄效果，除具有色彩滤镜的基本功能外，可同时实现UV镜、偏光镜和灰度镜的功能；使用多个中心波长拍摄静物，可以解决使用普通色彩滤镜导致拍摄效果不可逆的问题；在风光摄影、艺术摄影以及其它相关领域具有广泛的应用前景。
[0008]所述可调带通滤光器模块包括包括具有进光口、出光口的封装壳体，在封装壳体的进光口安装有前窗口玻璃，在封装壳体的出光口安装有后窗口玻璃，在封装壳体内安装有位于前窗口玻璃与后窗口玻璃之间的可调带通滤光器模块。本发明通过在封装壳体中安装一个可调带通滤光器模块，在使用过程中可以调整中心波长，中心波长可调的滤色镜可以达到多种拍摄效果，除具有色彩滤镜的基本功能外，可同时实现UV镜、偏光镜和灰度镜的功能，使用多个中心波长拍摄静物，可以解决使用普通色彩滤镜导致拍摄效果不可逆的问题；本发明在风光摄影、艺术摄影以及其它相关领域具有广泛的应用前景。
[0009]所述的可调带通滤光器模块包括可调滤光器，在可调滤光器的两侧分别通过光学胶合膜层固定有宽带带通滤光片。可调滤光器与宽带带通滤光片之间通过胶合膜层固定连接，胶合膜层使可调滤光器和宽带带通滤光片的相邻界面实现折射率匹配，有效减少光的反射损耗，提高可调带通滤光器模块的透过率。
[0010]所述可调滤光器为液晶可调谐滤光器，宽带带通滤光片为多层介质膜镀成的可见光波段在400nm?760nm的带通滤光片，其通带内透过率在95%以上。带通滤光片的透过波段基本覆盖了整个可见光波段，最大限度地避免了光谱信息缺失，以及由此导致的图像颜色失真问题。
[0011]具体地讲，可调带通滤光器模块是由五个部件组成的，可调滤光器为液晶可调谐滤光器，宽带带通滤光片为采用多层介质膜镀成的可见光波段400nm?760nm带通滤光片，通带内透过率达95%以上，光学胶合膜层为一种双组分紫外敏感光学光敏胶，将可调滤光器和宽带带通滤光片粘合后，使用紫外光照射使光学胶合膜层初固化，再将可调带通滤光器模块整个放入约60°C的恒温箱中6小时完成固化过程。
[0012]前窗口玻璃和后窗口玻璃采用熔石英材料制成，其口径为0 70_，厚度为3_，在前窗口玻璃和后窗口玻璃均镀有可见光波段的抗反射膜，单层窗口玻璃的透过率98%以上。窗口玻璃对可调带通滤光器模块具有防尘、隔湿和保护等多种作用，Φ70_的口径可以匹配目前市场上的大部分商用照相镜头；所采用的熔石英材料具有硬度大、膨胀系数低、化学稳定性、以及电绝缘性能良好的特点，最高硬度可达莫氏七级，光学性能非常优异，可有效降低可调带通滤光器对图像质量的影响。
[0013]在所述封装壳体的出光口安装有转接环。镜头转接环与封装结构相对独立，通过四个M3的螺钉相互连接，镜头转接环拆卸方便，并且具有多种螺纹规格可以替换，从而与目前市场中的多种同型号的照相物镜连接，由于可调带通滤光器模块具有偏振敏感的特点，将封装结构沿轴向旋转一定角度，本发明的滤色镜可以同时实现普通偏振镜的功能，通过旋转封装结构对同一场景拍摄可以覆盖0°、45°和90°的多个图像，或者对同一场景拍摄可以覆盖红、绿、蓝三个波段的多个图像，则通过对这些图像进行相应的数据处理，可以使拍摄过程逆向反演，即达到拍摄效果可逆的目的。
[0014]还包括电源开关、USB接口，其中电源开关控制内置电源的输电状态；USB接口用于滤色镜与上位机通信连接，对滤色镜内置程序和驱动数据的修改和更新。
[0015]—种中心波长可调的滤色镜的滤色方法，包括以下步骤:
Ca)温度传感器采集可调带通滤光器模块的拍摄温度，并输送给控制器；
(b)控制器根据接收到的温度、当前预期工作的中心波长来匹配出一个需要加载到可调带通滤光器模块上的电压幅值，并将该电压输送给电源转换器；
(C)电源转换器按照就收到的电压幅值向可调带通滤光器模块提供电源，从而调整可调带通滤光器模块的中心波长。
[0016]本发明的过滤方法，采用预期工作的中心波长与环境温度作为两个参数基准，从而进行合理的匹配运算，得到一个控制电压的幅值，以该幅值作为基准进行电源变换，从而调整可调带通滤光器模块的工作电压，实现其中心波长的调整，该方法首先利用内置的温度传感器检测环境温度，然后利用预置驱动数据采用数据拟合和插值的方法得到与实时环境温度匹配的驱动电压幅值；这种方法一方面可以对由于环境温度变化导致的中心波长漂移进行有效的补偿，提高中心的波长的定位精度；另一方面，相对于采用主动温度控制的方法，可以大大降低器件的电量消耗，有效延长器件的工作时间和待机时间。
[0017]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
I本发明一种中心波长可调的滤色镜及滤色方法，中心波长可调的滤色镜可以达到多种拍摄效果，除具有色彩滤镜的基本功能外，可同时实现UV镜、偏光镜和灰度镜的功能，使用多个中心波长拍摄静物，可以解决使用普通色彩滤镜导致拍摄效果不可逆的问题；本发明在风光摄影、艺术摄影以及其它相关领域具有广泛的应用前景；
2本发明一种中心波长可调的滤色镜及滤色方法，镜头转接环与封装结构相对独立，通过四个M3的螺钉相互连接，镜头转接环拆卸方便，并且具有多种螺纹规格可以替换，从而与目前市场中的多种同型号的照相物镜连接，由于可调带通滤光器模块具有偏振敏感的特点，将封装结构沿轴向旋转一定角度，本发明的滤色镜可以同时实现普通偏振镜的功能，通过旋转封装结构对同一场景拍摄可以覆盖0°、45°和90°的多个图像，或者对同一场景拍摄可以覆盖红、绿、蓝三个波段的多个图像，则通过对这些图像进行相应的数据处理，可以使拍摄过程逆向反演，即达到拍摄效果可逆的目的。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明的原理框图；
图2为图1中可调带通滤光器模块的半剖结构示意图； 图3为图2中可调带通滤光器模块的内部结构示意图