一种组合式滤光片、滤光片切换机构及监控摄像的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及智能交通监控【技术领域】，特别涉及一种组合式滤光片、滤光片切换机构及监控摄像机，用于提高组合式滤光片的滤光效果，以保证监控摄像机的成像质量。本实用新型公开的组合式滤光片包括：相对设置的第一光学基板和第二光学基板，且第一光学基板的周边与第二光学基板的周边密封形成密封腔；以及位于所述密封腔内的红外截止滤光片和偏光片，所述红外截止滤光片设置于所述第一光学基板面向所述第二光学基板的面上，所述偏光片设置于所述第二光学基板面向所述第一光学基板的面上。本实用新型同时还公开了包括上述组合式滤光片的滤光片切换机构，本实用新型同时还公开了包括上述滤光片切换机构的监控摄像机。
【专利说明】一种组合式滤光片、滤光片切换机构及监控摄像机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能交通监控【技术领域】，特别涉及一种组合式滤光片、滤光片切换机构及监控摄像机。
【背景技术】
[0002]目前，在智能交通监控【技术领域】中，广泛使用监控摄像机来对过往的车辆进行车速测量和闯红灯取证，为了保证监控信息的准确可靠，要求监控摄像机拍摄的图像能够清晰的反映出车型、车牌以及车内驾驶人员的面部图像。
[0003]在现有的监控摄像机中，通常设置了滤光片切换机构来保证监控摄像机在白天和夜间的成像质量，该滤光片切换机构包括适合白天拍摄的第一滤光片和适合夜间拍摄的第二滤光片；其中，第一滤光片为组合式滤光片，用于截止红外光和截止光反射形成的偏振光，第二滤光片为全透滤光片，以确保图像的亮度。在白天拍摄时，该滤光片切换机构使第一滤光片切换到监控摄像机的成像光路中并对准监控摄像机中的图像传感器，使监控摄像机具备红外截止功能和偏振功能，以此来保证监控摄像机的成像质量；在夜间拍摄时，该滤光片切换机构把第一滤光片移开，使第二滤光片切换到监控摄像机的成像光路中并对准监控摄像机中的图像传感器，使监控摄像机能够最大限度的感光或使监控摄像机具备红外截止功能，以此来保证监控摄像机的成像质量。
[0004]如图1所示，为现有技术中一种组合式滤光片的结构示意图；所述组合式滤光片包括:衬底基板102，贴附在衬底基板102的一个侧面上的红外截止滤光片101，以及贴附在衬底基板102的另一个侧面上并与红外截止滤光片101相对的偏光片103 ;使用该组合式滤光片可以截止红外光和截止光反射形成的偏振光，从而可以提高监控摄像机在白天拍摄时的成像质量。
[0005]不过，本申请发明人发现，在将上述组合式滤光片安装在滤光片切换机构上的过程中或在将滤光片切换机构安装在监控摄像机上的过程中，因红外截止滤光片101和偏光片103位于衬底基板102的外侧，容易划伤红外截止滤光片101和偏光片103而影响组合式滤光片的滤光效果，从而影响监控摄像机的成像质量；此外，当监控摄像机在潮湿环境中使用时，因红外截止滤光片101和偏光片103位于衬底基板102的外侧,湿气会影响偏光片103对偏振光的截止效果、甚至失效，从而影响组合式滤光片的滤光效果，进而影响监控摄像机的成像质量。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种组合式滤光片、滤光片切换机构及监控摄像机，用于提高组合式滤光片的滤光效果，以保证监控摄像机的成像质量。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案:
[0008]一种组合式滤光片，包括:
[0009]相对设置的第一光学基板和第二光学基板，且所述第一光学基板的周边与所述第二光学基板的周边密封形成密封腔；
[0010]位于所述密封腔内的红外截止滤光片和偏光片，所述红外截止滤光片设置于所述第一光学基板面向所述第二光学基板的面上，所述偏光片设置于所述第二光学基板面向所述第一光学基板的面上。
[0011]优选地，所述偏光片为薄膜式滤片，贴附于所述第二光学基板面向所述第一光学基板的面上。
[0012]较佳地，所述薄膜式滤片具有聚乙烯膜或聚乙烯氰膜。
[0013]优选地，所述红外截止滤光片为反射式滤光片或蓝玻璃滤光片。
[0014]较佳地，当所述红外截止滤光片为蓝玻璃滤光片时，所述红外截止滤光片与所述第一光学基板为一体结构。
[0015]进一步地，上述组合式滤光片还包括:设置于所述蓝玻璃滤光片背向所述第二光学基板的面上的第一增透膜，和/或，设置于所述第二光学基板背向所述蓝玻璃滤光片的面上的第二增透膜。
[0016]本实用新型同时还提供了一种滤光片切换机构，包括:上述技术方案所提的组合式滤光片。
[0017]本实用新型同时还提供了一种监控摄像机，包括:机壳，设置于所述机壳内的图像传感器和电路板，所述电路板与所述图像传感器电连接，以及设置于所述机壳内、上述技术方案所提的滤光片切换机构，所述滤光片切换机构包括适合白天拍摄使用的第一滤光片和适合夜间拍摄使用的第二滤光片，其中，所述第一滤光片为上述技术方案所提的组合式滤光片。
[0018]优选地，所述组合式滤光片的红外截止滤光片背向所述图像传感器，所述组合式滤光片中的偏光片面向所述图像传感器。
[0019]优选地，所述第一滤光片和所述第二滤光片的厚度差满足以下公式:
[0020]t=d*n/(n_l)
[0021]其中，t为第一滤光片和第二滤光片的厚度差，d为光程差,且d < 0.067mm, η为第一滤光片和第二滤光片的折射率，且第一滤光片的折射率和第二滤光片的折射率相同。
[0022]在本实用新型提供的组合式滤光片中，将红外截止滤光片和偏光片密封设置于两个相对设置的光学基板之间，从而防止在组装过程中损伤红外截止滤光片和偏光片，此外还可以保证偏光片在潮湿环境中不失效，如此可以提高组合式滤光片的滤光效果，从而可以保证监控摄像机的成像质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为现有技术中一种组合式滤光片的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型实施例提供的组合式滤光片的立体图；
[0025]图3为本实用新型实施例提供的组合式滤光片的剖视图；
[0026]图4为本实用新型实施例提供的监控摄像机的爆炸图。
[0027]附图标记:
[0028]1-机壳，2-滤光片切换机构，
[0029]3-图像传感器，4-电路板，[0030]101,252-红外截止滤光片，102-衬底基板，
[0031]103、253_偏光片，251-第一光学基板，
[0032]254-第二光学基板。
【具体实施方式】
[0033]现有的组合滤光片，因红外截止滤光片和偏光片位于衬底基板的外侧，容易影响组合式滤光片的滤光效果，进而影响监控摄像机的成像质量；有鉴于此，本实用新型提供了一种改进的技术方案，将红外截止滤光片和偏光片密封在两个相对设置的光学基板之间，从而防止在组装过程中损伤红外截止滤光片和偏光片，此外还可以保证偏光片在潮湿环境中不失效，如此可以提高组合式滤光片的滤光效果，从而可以保证监控摄像机的成像质量。
[0034]为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行详细的描述。
[0035]请参阅图2和图3，其中，图2为本实用新型实施例提供的组合式滤光片的立体图；图3为本实用新型实施例提供的组合式滤光片的剖视图。本实用新型实施例提供的组合式滤光片包括:相对设置的第一光学基板251和第二光学基板254,且第一光学基板251的周边与第二光学基板254的周边密封形成密封腔；以及位于密封腔内的红外截止滤光片252和偏光片253,红外截止滤光片252设置于第一光学基板251面向第二光学基板254的面上，偏光片253设置于第二光学基板254面向第一光学基板251的面上。
[0036]具体实施时，首先将红外截止滤光片252设置于第一光学基板251上、偏光片253设置于第二光学基板254上，然后利用封框胶255将第一光学基板251和第二光学基板254密封，使红外截止滤光片252和偏光片253位于第一光学基板251、第二光学基板254和封框胶255形成的密封空间内。如此设计，在组合式滤光片的生产、安装过程中，可以防止划伤红外截止滤光片252和偏光片253，此外，当该组合式滤光片应用在潮湿环境中时，还可以防止湿气使偏光片253失效；因此，本实用新型实施例提供的组合式滤光片，可以明显提高组合式滤光片的滤光效果，从而可以保证采用上述组合式滤光片的监控摄像机的成像质量。此外，红外截止滤光片252和偏光片253设置于第一光学基板251和第二光学基板254之间，可以提高组合式滤光片的使用寿命。
[0037]具体地，上述偏光片253能够有选择的让某个方向的光通过，在监控摄像机中常用于消除或减弱非金属表面的强反光，以消除或减轻眩光光斑。优选地，偏光片253为薄膜式滤片，贴附于第二光学基板254面向第一光学基板251的面上,较佳地,所述薄膜式滤片具有聚乙烯膜或聚乙烯氰膜。所述聚乙烯膜或聚乙烯氰膜具有极细的栅栏状结构，只允许振动方向与栅栏的缝隙相同的光通过，不允许如玻璃、水面或车漆表面等产生的反射光通过，从而实现偏振功能。
[0038]值得一提的是，因偏光片253是有方向性的，不正确的安装会导致偏振功能失效，因此，组合式滤光片可以设计成长方形，如此可以在监控摄像机的生产过程中，很方便的控制偏光片的90°或180°方向。
[0039]上述红外截止滤光片252位于第一光学基板251面向第二光学基板254的面上，红外截止滤光片252允许可见光透过而截止或反射红外光，能够有效的抑制干扰成像质量的红外光，从而提高监控摄像机中图像传感器的彩色还原性，即可以保证监控摄像机的成像质量。具体地，红外截止滤光片252为反射式滤光片或蓝玻璃滤光片；其中，反射式滤光片为喷涂在第一光学基板251面向第二光学基板254的面上的薄膜形成的，可以有效地反射红外光线，并可还原物体的真实色彩；蓝玻璃滤光片是一种以蓝玻璃为原料制成的一种滤光片，它通过吸收红外光线来达到红外截止的效果。
[0040]优选地，当红外截止滤光片252为蓝玻璃滤光片时，红外截止滤光片252与第一光学基板251为一体结构；即当采用蓝玻璃滤光片作为红外截止滤光片252时，因蓝玻璃滤光片较硬，不宜被划伤，因此，蓝玻璃滤光片可以作为组合式滤光片的外表面，也就是说，当采用蓝玻璃滤光片作为红外截止滤光片252时,组合式滤光片可以省去第一光学基板251,此时，组合式滤光片为三层结构，包括蓝玻璃滤光片、偏光片253和第二光学基板254,以降低组合式滤光片的厚度。
[0041]不过，因蓝玻璃滤光片在吸收红外光线的同时，也会吸收部分可见光，以致影响可见光的透过率，因此，优选地，上述组合式滤光片还包括:设置于蓝玻璃滤光片背向第二光学基板254的面上的第一增透膜，和/或，设置于第二光学基板254背向蓝玻璃滤光片的面上的第二增透膜，即在上述组合式滤光片的入光面和/或出光面设置有一层增透膜，以增加可见光的透光率。
[0042]本实用新型同时还提供了 一种滤光片切换机构，包括上述技术方案所提的组合式滤光片。具体地，上述滤光片切换机构包括适合白天拍摄使用的第一滤光片和适合夜间拍摄使用的第二滤光片，其中，第一滤光片为上述技术方案所提的组合式滤光片，当切换至第一滤光片时，使监控摄像机具备红外截止功能和偏振功能；第二滤光片为全透滤光片或红外截止滤光片，如果监控摄像机采用白光补光，则第二滤光片为红外截止滤光片，使监控摄像机具备红外截止功能，如果监控摄像机采用红外光补光，则第二滤光片为全透滤光片，使监控摄像机能够最大限度的感光。
[0043]因在上述滤光片切换机构中的第一滤光片为上述技术方案所提的组合式滤光片，而上述组合式滤光片具有较佳的滤光效果，即具有红外截止功能和偏振功能，因此，可以保证采用上述滤光片切换机构的监控摄像机的成像质量。
[0044]请参阅图4，为本实用新型实施例提供的监控摄像机的爆炸图。本实用新型实施例同时还提供了一种监控摄像机，包括:机壳1，设置于机壳I内的图像传感器3和4，电路板4与图像传感器3电连接，以及设置于机壳I内、上述技术方案所提的滤光片切换机构2，滤光片切换机构2包括适合白天拍摄使用的第一滤光片和适合夜间拍摄使用的第二滤光片，其中，第一滤光片为上述技术方案所提的组合式滤光片。
[0045]当采用上述监控摄像机采集信息交通信息时，白天拍摄时利用滤光片切换机构2使第一滤光片切换到监控摄像机的成像光路中并对准图像传感器3，使监控摄像机具备红外截止功能和偏振功能，以此来保证监控摄像机白天拍摄时的成像质量；夜间拍摄时利用滤光片切换机构2把第一滤光片移开，使第二滤光片切换到监控摄像机的成像光路中并对准图像传感器3，使监控摄像机能够最大限度的感光或使监控摄像机具备红外截止功能，如此可以保证监控摄像机夜间拍摄时的成像质量。
[0046]因上述组合式滤光片的偏光片是有方向性的，因此，上述监控摄像机的优选光路设计中，光线进入监控摄像机中后，首先通过第一滤光片中的红外截止滤光片252，把红外光线过滤掉，然后再通过偏光片253，把偏振光去掉；因此，优选地，在上述监控摄像机中，所述组合式滤光片的红外截止滤光片背向所述图像传感器，所述组合式滤光片中的偏光片面向所述图像传感器。
[0047]在监控摄像机的生产制造过程中，可以根据红外截止滤光片252和偏光片253的颜色差异来确定第一滤光片的朝向，红外截止滤光片252颜色偏红，偏光片253颜色偏黑；此外，还可以通过采用不同厚度的第一光学基板251和第二光学基板254，即通过第一光学基板251和第二光学基板254的厚度差异来确定第一滤光片的朝向。
[0048]在上述监控摄像机通过滤光片切换机构2使第一滤光片和第二滤光片进行切换的过程中，由于第一滤光片和第二滤光片是不同的滤光片，因此，光线通过第一滤光片和通过第二滤光片后发生折射所产生的光线路程也就不一样，这就会导致监控摄像机的镜头与图像传感器3之间的后焦产生变化，最终导致图像对焦不准而由清晰变为模糊。如果监控摄像机所用的镜头是自动对焦镜头并且监控摄像机具有自动对焦功能，那么监控摄像机能够检测到这种变化并自动调整使镜头重新对焦准确，使图像重新变为清晰；但是，如果监控摄像机所用的镜头是定焦镜头，没有自动对焦功能，那么必然会导致第一滤光片和第二滤光片切换时有一边图像对焦不准，从而导致拍摄的图像模糊。
[0049]光线通过第一滤光片产生的光线路程与光线通过第二滤光片产生的光线路程之差，简称为光程差。根据实验测试可以得出:在光程差不大于0.067_时才能使第一滤光片和第二滤光片在切换时两边的图像都清晰，也就是说，在监控摄像机的设计阶段，应保证第一滤光片和第二滤光片在切换时引入的光程差不大于0.067mm,才能保证第一滤光片和第二滤光片在切换时监控摄像机拍摄的图像是清晰的。
[0050]光线通过第一滤光片和第二滤光片所产生的光线路程主要取决于滤光片的厚度和折射率，而折射率主要跟滤光片所用的材料有关，另外，因红外截止滤光片252和偏光片253的厚度非常薄，两者对光程差的影响可以忽略不计；所以在实际应用中，第一滤光片的第一光学基板251、第二光学基板254以及第二滤光片均米用相同的材料，同时将第一滤光片和第二滤光片的厚度差控制到一定误差范围内，这样就可以很好地控制第一滤光片和第二滤光片在切换时所引入的光程差。第一滤光片和第二滤光片的厚度差满足以下公式:
[0051]t=d*n/(n_l)，
[0052]其中，t为第一滤光片和第二滤光片的厚度差，d为光程差,且d < 0.067mm, η为第一滤光片和第二滤光片的折射率，且第一滤光片的折射率和第二滤光片的折射率相同。例如，当第一滤光片和第二滤光片所用的材料相同且折射率η同为1.5时，那么光程差d为
0.067mm时所对应的第一滤光片和第二滤光片的厚度差为0.2mm,也就是说,第一滤光片和第二滤光片的厚度差要控制在±0.1mm的误差范围内。
[0053]综上所述，将红外截止滤光片和偏光片密封设置于两个相对设置的光学基板之间，从而防止在组装过程中损伤红外截止滤光片和偏光片，此外还可以保证偏光片在潮湿环境中不失效，如此可以提高组合式滤光片的滤光效果，从而可以保证监控摄像机的成像质量。
[0054]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种组合式滤光片，其特征在于，包括: 相对设置的第一光学基板和第二光学基板，且所述第一光学基板的周边与所述第二光学基板的周边密封形成密封腔； 位于所述密封腔内的红外截止滤光片和偏光片，所述红外截止滤光片设置于所述第一光学基板面向所述第二光学基板的面上，所述偏光片设置于所述第二光学基板面向所述第一光学基板的面上。
2.如权利要求1所述的组合式滤光片，其特征在于，所述偏光片为薄膜式滤片，贴附于所述第二光学基板面向所述第一光学基板的面上。
3.如权利要求2所述的组合式滤光片，其特征在于，所述薄膜式滤片具有聚乙烯膜或聚乙纟布氛月旲。
4.如权利要求1-3任一所述的组合式滤光片，其特征在于，所述红外截止滤光片为反射式滤光片或蓝玻璃滤光片。
5.如权利要求4所述的组合式滤光片，其特征在于，当所述红外截止滤光片为蓝玻璃滤光片时，所述红外截止滤光片与所述第一光学基板为一体结构。
6.如权利要求5所述的组合式滤光片，其特征在于，还包括:设置于所述蓝玻璃滤光片背向所述第二光学基板的面上的第一增透膜，和/或，设置于所述第二光学基板背向所述蓝玻璃滤光片的面上的第二增透膜。
7.—种滤光片切换机构,其特征在于,包括:如权利要求1-6任一所述的组合式滤光片。`
8.—种监控摄像机，其特征在于，包括:机壳，设置于所述机壳内的图像传感器和电路板，所述电路板与所述图像传感器电连接，其特征在于，还包括设置于所述机壳内、如权利要求7所述的滤光片切换机构，所述滤光片切换机构包括适合白天拍摄使用的第一滤光片和适合夜间拍摄使用的第二滤光片，其中，所述第一滤光片为如权利要求1-6任一所述的组合式滤光片。
9.如权利要求8所述的监控摄像机，其特征在于，所述组合式滤光片的红外截止滤光片背向所述图像传感器，所述组合式滤光片中的偏光片面向所述图像传感器。
10.如权利要求8或9所述的监控摄像机，其特征在于，所述第一滤光片和所述第二滤光片的厚度差满足以下公式:
t=d*n/(η-1) 其中，t为第一滤光片和第二滤光片的厚度差，d为光程差,且d< 0.067mm, η为第一滤光片和第二滤光片的折射率，且第一滤光片的折射率和第二滤光片的折射率相同。
【文档编号】G02B7/00GK203630385SQ201320893971
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】高松全, 李舒矛, 许炜, 沈健健 申请人:浙江大华技术股份有限公司