成像系统及成像设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像领域，具体涉及一种成像系统及成像设备。


背景技术：

2.在日常生活、生产中往往会需要使用成像设备来记录影像，而在不同的成像设备中也针对不同的成像需求设计有不同的成像系统。为了让成像系统拥有更好的色彩还原性和夜视能力，一般会将入射到镜头的光线在进入到传感器之前通过分光元件分成不同的波长范围更小的光信号，每个不同波长范围的光分别对应一个传感器。现有的成像系统往往采用棱镜或光栅等分光元件将目标光线分成波长范围更小的光信号，再用对应的传感器收集光信号到图像处理系统中进行处理成像，这种处理方式会使得分光元件需要一次性将目标光线分成各类波长范围更小的光信号，从而会使得分光元件到图像处理系统的距离较大，进而导致光学镜头的设计难度增大。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种成像系统及成像设备，旨在解决传统成像系统中分光元件到图像处理模块距离较大的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的一种成像系统，所述成像系统包括分光模组，所述分光模组具有入光侧，以供目标光信号自所述入光侧进入，经所述分光模组作用后分成多个波长范围更小的光信号，所述分光模组具有多个出光侧，多个所述出光侧用以供所述分光模组内形成的多个所述波长范围更小的光信号一一对应发射出；
5.其中，多个所述出光侧相互间隔，且至少一所述出光侧的朝向与余下所述出光侧的朝向相异设置。
6.可选地，所述分光模组呈块状设置，所述分光模组具有两两异面设置的多个侧表面，多个所述出光侧一一对应形成在多个所述侧表面上。
7.可选地，多个所述出光侧中，每两个所述出光侧之间的夹角大于0度，小于90度。
8.可选地，所述分光模组包括多个分光部，多个所述分光部包括第一分光部、第二分光部、第三分光部及第四分光部，所述第一分光部用以自所述目标光信号中分出红外光信号，所述第二分光部用以自所述目标光信号中分出红光信号，所述第三分光部用以自所述目标光信号中分出绿光信号，所述第四分光部用以自所述目标光信号中分出蓝光信号；
9.多个所述出光侧包括对应所述第一分光部设置的第一出光侧、对应所述第二分光部设置的第二出光侧、对应所述第三分光部设置的第三出光侧及对应所述第四分光部设置的第四出光侧。
10.可选地，所述分光模组包括沿出光方向依次设置的第一分光模块和第二分光模块，所述入光侧设于所述第一分光模块背对所述第二分光模块的一侧，所述第一出光侧设于所述第一分光模块，且间隔所述第二分光模块设置，所述第二出光侧、所述第三出光侧及所述第四出光侧分设在所述第二分光模块，且间隔所述第一分光模块设置。
11.可选地，所述第二出光侧、所述第三出光侧及所述第四出光侧其中之一设于所述第二分光模块背对所述第一分光模块的一侧，余下两个分设在所述第二分光模块的余下侧表面中的相对两侧。
12.可选地，多个所述分光部为棱镜、光栅和滤光片中的一种或几种分光元件。
13.可选地，所述成像系统还包括：
14.多个传感器，多个所述传感器与多个所述出光侧一一对应设置，以接收对应的所述波长范围更小的光信号，并触发光信号；以及，
15.处理模块，与多个所述传感器分别电性连接，以在接收到多个所述传感器的光信号时，融合计算获得目标图像。
16.可选地，所述成像系统还包括成像模块组，所述成像模块组设于所述分光模组的入光侧，用于将目标物体发出的光信号转换为所述目标光信号。
17.本实用新型还提出一种成像设备，所述成像设备包括成像系统，所述成像系统包括分光模组，所述分光模组具有入光侧，以供目标光信号自所述入光侧进入，经所述分光模组作用后分成多个波长范围更小的光信号，所述分光模组具有多个出光侧，多个所述出光侧用以供所述分光模组内形成的多个所述波长范围更小的光信号一一对应发射出；
18.其中，多个所述出光侧相互间隔，且至少一所述出光侧的朝向与余下所述出光侧的朝向相异设置。
19.本实用新型的技术方案中，设置的多个所述出光侧中，存在至少一个所述出光侧的朝向与余下的所述出光侧的朝向不同，也就是说至少存在一个所述出光侧将对应的所述波长范围更小的光信号的单独分出，从而达到第一次分光；其它所述出光侧的光线则向另一方向射出，继续进行后续的分光步骤，直至将所述目标光信号分成多个所述波长范围更小的光信号。如此将所述目标光信号从传统上的一次分光改成多次分光，从而降低了最后一次分光的分光压力，也就减小了最后一次分光所采用的分光元件到图像处理系统的距离，极大程度减小了光学镜头的设计难度。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型提供的成像系统的一实施例的结构示意图。
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称10第一分光模块11第一出光侧20第二分光模块21第二出光侧22第三出光侧23第四出光侧30传感器40成像模块组
24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
28.在日常生活、生产中往往会需要使用成像设备来记录影像，而在不同的成像设备中也针对不同的成像需求设计有不同的成像系统。为了让成像系统拥有更好的色彩还原性和夜视能力，一般会将入射到镜头的光在进入到传感器之前通过分光元件分成不同的波长范围更小的光，每个不同波长范围的光分别对应一个传感器。现有的成像系统往往采用棱镜或光栅等分光元件将目标光线分成波长范围更小的光信号，再用对应的传感器收集光信号到图像处理系统中进行处理成像，这种处理方式会使得分光元件需要一次性将目标光线分成各类波长范围更小的光信号，从而会使得分光元件到图像处理系统的距离较大，进而导致光学镜头的设计难度增大。
29.鉴于此，本实用新型提供一种成像系统及成像设备，所述成像设备具备所述成像系统，只要是具有所述成像系统的成像设备，均属于本实用新型所说的成像设备。图1为本实用新型提供的成像系统的一实施例。
30.请参阅图1，所述成像系统包括分光模组，所述分光模组具有入光侧，以供目标光信号自所述入光侧进入，经所述分光模组作用后分成多个波长范围更小的光信号，所述分光模组具有多个出光侧，多个所述出光侧用以供所述分光模组内形成的多个所述波长范围更小的光信号一一对应发射出；其中，多个所述出光侧相互间隔，且至少一所述出光侧的朝向与余下所述出光侧的朝向相异设置。
31.本实用新型的技术方案中，设置的多个所述出光侧中，存在至少一个所述出光侧的朝向与余下的所述出光侧的朝向不同，也就是说至少存在一个所述出光侧将对应的所述波长范围更小的光信号的单独分出，从而达到第一次分光；其它所述出光侧的光线则向另一方向射出，继续进行后续的分光步骤，直至将所述目标光信号分成多个所述波长范围更小的光信号。如此将所述目标光信号从传统上的一次分光改成多次分光，从而降低了最后一次分光的分光压力，也就减小了最后一次分光所采用的分光元件到图像处理系统的距离，极大程度减小了光学镜头的设计难度。
32.进一步地，所述分光模组呈块状设置，所述分光模组具有两两异面设置的多个侧表面，多个所述出光侧一一对应形成在多个所述侧表面上。
33.在本实施例中，当所述目标光信号自所述入光侧进入后，所述目标光信号会在分光模组被分成多个波长范围更小的光信号，而所述分光模组上设置的两两异面的多个所述侧表面可以让多个所述波长范围更小的光信号从不同的所述侧表面射出，而所述出光侧对应设置在多个所述侧表面上，从而使得所述出光侧对接对应的所述波长范围更小的光信号更加方便，进一步减少了所述成像系统的设计难度。
34.进一步地，多个所述出光侧中，每两个所述出光侧之间的夹角大于0度，小于90度。
35.在本实施例中，每两个所述出光侧之间的夹角大于0度，小于90度。当两个所述出光侧夹角为0度时会出现相互重合干扰的情况，明显两所述出光侧夹角为0度时正常出光难度较大，而在两个所述出光侧之间的夹角大于90度时，所述出光侧对应的光信号射出方向差异较大，而这种光路上的较大差异会导致后续收集光信号进行成像的难度增加，不利于所述成像系统的工作。因此，在本实用新型中，每两个所述出光侧之间的夹角大于0度，小于90度。
36.进一步地，所述分光模组包括多个分光部，多个所述分光部包括第一分光部、第二分光部、第三分光部及第四分光部，所述第一分光部用以自所述目标光信号中分出红外光信号，所述第二分光部用以自所述目标光信号中分出红光信号，所述第三分光部用以自所述目标光信号中分出绿光信号，所述第四分光部用以自所述目标光信号中分出蓝光信号；多个所述出光侧包括对应所述第一分光部设置的第一出光侧11、对应所述第二分光部设置的第二出光侧21、对应所述第三分光部设置的第三出光侧22及对应所述第四分光部设置的第四出光侧23。
37.在本实施例中，所述分光模组通过分别设置有对应所述红外光信号的所述第一分光部、对应所述红光信号的所述第二分光部、对应所述绿光信号的所述第三分光部及对应所述蓝光信号的第四分光部，将所述成像系统所需的四种所述波长范围更小的光信号分别对应分出，再将所述分光部与所述出光侧一一对应设置，从而利用每个所述分光部对应的所述出光侧将对应的所述波长范围更小的光信号射出，进而将所述红外光信号、绿光信号、红光信号及蓝光信号分别通过特定的光路进行传递。
38.更进一步地，所述分光模组包括沿出光方向依次设置的第一分光模块10和第二分光模块20，所述入光侧设于所述第一分光模块10背对所述第二分光模块20的一侧，所述第一出光侧11设于所述第一分光模块10，且间隔所述第二分光模块20设置，所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23分设在所述第二分光模块20，且间隔所述第一分光模块10设置。
39.在本实施例中，所述第一分光模块10与所述第二分光模块20沿所述出光方向依次设置，所以所述第一分光模块10背对所述第二分光模块20的一侧为所述出光方向的相对方向，也就是说所述入光侧朝向所述出光方向设置。所述第一出光侧11设于所述第一分光模块10上，且所述第一出光侧11是与所述第二分光模块20间隔设置，而所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23分设在所述第二分光模块20，也就是说所述第一出光侧11与其它出光侧都呈间隔设置，这样所述第一分光模块10能够单独将所述目标光信号进行第一次分光，从而使得后续分光模块只需要分出剩余的几种光就可以，大大减少了后续
分光模块的分光压力，进而解决传统成像系统中最后的分光元件到图像处理模块距离较大的问题，这也就降低光学镜头的设计难度。
40.再进一步地，所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23其中之一设于所述第二分光模块20背对所述第一分光模块10的一侧，余下两个分设在所述第二分光模块20的余下侧表面中的相对两侧。
41.在本实施例中，所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23分设在所述第二分光模块20，而这三个所述出光侧中的一个设于所述第二分光模块20背对所述第一分光模块10的一侧，而所述第一分光模块10与所述第二分光模块20沿所述出光方向依次设置，则这三个所述出光侧中的一个设于所述出光方向上，而剩余两个则设于所述第二分光模块20的余下侧表面中的相对两侧。这使得所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23的出光方向不会相差太大，而所述出光侧相差太大会导致后续收集光信号较难；而所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23分设在所述第二分光模块20的不同侧面，所以所述第二出光侧21、所述第三出光侧22及所述第四出光侧23的出光方向不会过于集中，而所述出光侧过于集中会导致后续收集光信号较难。
42.关于所述分光部，多个所述分光部为棱镜、光栅和滤光片中的一种或几种分光元件。
43.在本实施例中，所述分光部所采用的的分光元件为棱镜、光栅和滤光片中进行选择，可能多个所述分光部都采用棱镜，也有可能多个所述分光部中棱镜、光栅及滤光片都有。不同的成像需求，可能选择的分光元件会不同，在此不做具体限制。
44.所述成像系统还包括：多个传感器30及处理模块，多个所述传感器30与多个所述出光侧一一对应设置，以接收对应的所述波长范围更小的光信号，并触发光信号；所述处理模块与多个所述传感器30分别电性连接，以在接收到多个所述传感器30的光信号时，融合计算获得目标图像。
45.在本实施例中，通过与多个所述出光侧一一对应设置的多个所述传感器30来接收对应的所述波长范围更小的光信号，所述波长范围更小的光信号在与其对应所述出光侧中射出后，后续会被与其对应的所述传感器30接收到光信号。所述传感器30接收到光信号将光信号转换成电信号，再通过电性连接将所述电信号传递给所述处理模块，所述处理模块则将多种所述电信号进行融合计算获得目标图像，完成成像需求。
46.关于所述传感器30与所述处理模块的具体结构在此就不做限制了，所述传感器30与所述处理模块皆为现有常规结构，在此不做赘述。
47.关于所述入光侧，所述成像系统还包括成像模块组40，所述成像模块组40设于所述分光模组的入光侧，用于将目标物体发出的光信号转换为所述目标光信号。所述目标光线自所述入光侧射入，所述目标光线可能需要进一步处理才能达到后续的成像要求，所述成像模块在所述入光侧将所述目标光线进行处理转换成目标光信号，所述成像模块组40的具体结构在此不做限制，只要能够将在所述入光侧将所述目标光线处理就可以了。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。