[發(fā)明專利]可見及紅外雙重模式成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110317482.X
• 申請(qǐng)日: 2011-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN102447826A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳飛;牟順波;單繼璋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全視科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N5/225
• 分類號(hào): H04N5/225;H04N5/33;G03B17/12;G02B5/20;G02B5/28
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及成像系統(tǒng)，且明確地說(shuō)但非排他地，涉及可見光及紅外光成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

監(jiān)控相機(jī)通常用于監(jiān)視在監(jiān)控下的區(qū)域，所述區(qū)域可在遠(yuǎn)程位置中。監(jiān)控相機(jī)所捕獲的靜止或視頻圖像可被實(shí)時(shí)地監(jiān)視、記錄以供稍后檢查或兩者皆可。監(jiān)控相機(jī)可放置于戶外且一天24小時(shí)操作。在日間，太陽(yáng)光是提供可見光的主要照射源。在夜間，通常由人造紅外光源提供照射。因此，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)在白天期間對(duì)可見光敏感且在夜晚期間對(duì)紅外光敏感。

然而，太陽(yáng)光含有紅外輻射以及可見光兩者。因此，所捕獲的圖像可含有可不等同的可見光圖像及紅外圖像兩者。在日間，僅可見光圖像為所要的。所捕獲的紅外圖像(其干涉可見光圖像)通常對(duì)可見光圖像引入錯(cuò)誤色彩再現(xiàn)且可降低可見光圖像的清晰度及質(zhì)量。在夜間，由于僅存在由紅外光源提供的紅外光，因此僅捕獲紅外圖像。未捕獲到可顯著降低所捕獲圖像的信噪比的可見光圖像。

解決以上圖像降級(jí)問(wèn)題的一種常規(guī)方法是使用兩個(gè)專用相機(jī)一一個(gè)用于捕獲可見光圖像且另一個(gè)用于捕獲紅外圖像。可見光相機(jī)具備用于阻擋紅外光的光學(xué)濾波器，而紅外相機(jī)具備用于阻擋可見光的光學(xué)濾波器。缺點(diǎn)是與兩個(gè)相機(jī)相關(guān)聯(lián)的花費(fèi)及復(fù)雜性。

另一種方法僅使用具有用以選擇兩個(gè)光學(xué)濾波器中的一者的機(jī)械開關(guān)的一個(gè)相機(jī)。在日間，將阻擋紅外光的光學(xué)濾波器移動(dòng)到光學(xué)路徑中而將阻擋可見光的光學(xué)濾波器從光學(xué)路徑移除。在夜間，將阻擋紅外光的光學(xué)濾波器從光學(xué)路徑移除且將阻擋可見光的光學(xué)濾波器移動(dòng)到光學(xué)路徑中。缺點(diǎn)是需要昂貴的且容易出故障的機(jī)械開關(guān)來(lái)移動(dòng)光學(xué)濾波器。

發(fā)明內(nèi)容

一種成像系統(tǒng)，其包括：光圈，其用于接收入射光；及圖像傳感器，其用于響應(yīng)于所述入射光而捕獲圖像數(shù)據(jù)；及光學(xué)濾波器，其安置于所述光圈與所述圖像傳感器之間，其中光學(xué)濾波器包含雙重窗透射光譜，所述雙重窗透射光譜包含：第一透射窗，其具有經(jīng)對(duì)準(zhǔn)以使可見光通過(guò)的第一通帶；及第二透射窗，其具有與地球大氣中的紅外光的吸收帶重疊的第二通帶。

一種光圈，其包括：像素陣列，其用于響應(yīng)于入射光而捕獲圖像數(shù)據(jù)，所述像素陣列包含巨像素的重復(fù)圖案，其中每一巨像素包含用于捕獲可見光譜圖像的多個(gè)彩色像素及用于捕獲紅外圖像的紅外像素；及多層光學(xué)濾波器陣列，其安置于所述像素陣列上方，所述多層光學(xué)濾波器陣列包含：紅外濾波器層，其用于對(duì)紅外光進(jìn)行濾波；及色彩濾波器陣列層，其包含用于對(duì)不同色彩的可見光進(jìn)行濾波的色彩濾波器元件的重復(fù)圖案。

一種操作雙重模式成像系統(tǒng)的方法，其包括：在具有雙重窗透射光譜的光學(xué)濾波器處接收光，所述雙重窗透射光譜包含：第一透射窗，其具有經(jīng)對(duì)準(zhǔn)以使可見光通過(guò)的第一通帶；及第二透射窗，其具有與地球大氣中的紅外光的吸收帶重疊的第二通帶；在日間，使在整個(gè)所述第一透射窗內(nèi)的所述可見光傳遞到圖像傳感器，同時(shí)阻擋落在所述第二透射窗之外的所述紅外光；及在夜間，使在整個(gè)所述第二透射窗內(nèi)的所述紅外光傳遞到所述圖像傳感器。

附圖說(shuō)明

參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非窮盡性實(shí)施例，其中除非另有說(shuō)明，否則貫穿各個(gè)視圖的相似參考編號(hào)指代相似部件。

圖1是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可見及紅外雙重模式成像系統(tǒng)的功能性框圖。

圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)濾波器的透射光譜的圖表。

圖3是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包含紅外光源的可見及紅外雙重模式成像系統(tǒng)的功能性框圖。

圖4是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于雙重模式成像系統(tǒng)的紅外光源的光譜發(fā)射的圖表。

圖5A是根據(jù)一實(shí)施例的圖像傳感器的功能性框圖。

圖5B是圖解說(shuō)明像素陣列的常規(guī)拜耳圖案(Bayer?pattern)巨像素群組的框圖。

圖6是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包含彩色像素及紅外像素的巨像素群組的框圖。

圖7A是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的包含多層光學(xué)濾波器陣列的圖像傳感器的透視圖。

圖7B是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的包含多層光學(xué)濾波器陣列的圖像傳感器的透視圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包含多層光學(xué)濾波器陣列的圖像傳感器的橫截面圖。

具體實(shí)施方式