[實用新型]一種用于攝像/照相設備分頻處理短波紅外與可見光的裝置

有效

• 申請號: 201320521826.3
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN203414717U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 董仕
• 申請（專利權）人: 重慶米森科技有限公司
• 主分類號: G03B17/14
• 分類號: G03B17/14;H04N5/225
• 代理公司: 云南派特律師事務所 53110
• 代理人: 龔筍根

技術領域

本實用新型涉及一種光學儀器，具體的為一種用于攝像/照相設備分頻處理短波紅外與可見光的裝置。

背景技術

在可見光光譜里面，波長較短的藍光有較強的散射特性，波長較長的紅光具有較強的穿透特性。而在波長更長的近紅外波段則具有比紅光還好的穿透特性，利用近紅外光的這種特性可用于透霧觀測；由于夜晚近紅外線相對白天的光強衰減幅度不大，遠遠低于可見光的日/夜比幅，近紅外線夜視攝像便是基于這一特性。

近紅外線的穿透能力雖然較強，但不能提供給人眼視覺信息，尤其是色彩信息，而這些信息對人可能是非常重要的；另外，正因為近紅外線具有一定穿透能力，對于某些稀薄的表層信息也就不能獲取，如身著彩色薄紗、舞臺煙幕……而這些信息會讓畫面更加豐富、包含更多的內容。

與此同時，可見光也有著自身的一些缺陷。比如大霧天或雨天，可見光因為被霧粒散射很難看到遠處的物體；蒙了灰塵的藝術品也是如此，可見光是不可能看到灰塵下的藝術品表面內容的。

為了得到豐富的圖像信息，現有的方法一般是通過一個短波紅外圖像傳感器、和一個可見光圖像傳感器（CCD或CMOS）分別采集同一視場的圖像內容進行融合，再在同一顯示屏顯示出來的方法以便獲得豐富的圖像內容。這種方法可解決以上提到的單波段攝像的固有不足，既能看清表面沙塵或霧霾，又能透視沙塵或霧霾后的物體，因而在很多場合有著重要的應用。比如用于飛機、輪船、汽車的輔助導航（飛行記錄儀、行車記錄儀等），可在霧霾天氣時看清遠處的目標，同時在照明充足的情況下還可以看清近處的可見光目標。不受白天或黑夜的影響都能得到目標的輪廓、位置信息。但是該種方法也有其不足之處，其中最重要的當屬短波紅外傳感器的成本太高，動輒數萬、數十萬，這與其使用的銦、鎵、釩等特種材料和復雜的加工工藝有關，難以大規模普及應用。

除此以外，目前還有另一種廉價的可同時探測可見光和短波紅外的CCD傳感器，如索尼公司的ICX658AKA，由于采用硅基材的加工工藝，成本大大降低.雖然如此，但CCD所能覆蓋的短波紅外頻帶仍然是比較窄的，超過1500nm波長的短波紅外線就很難測得了。不過這并不影響在短波紅外的實用性。但是，也正是由于可同時探測可見光和紅外線，當在有足夠可見光亮度時如果存在霧霾，則會因為可見光與短波紅外比幅相差過大、致使短波紅外的探測能力幾乎就沒用，反而可能產生干擾，影響可見光的圖像質量。除此以外，短波紅外也會干擾可見光圖像的色彩信息，導致色彩失真。亮度失真，因此，單依靠寬光譜CCD獲得的疊加信號（短波紅外與可見光）并不能真正剝離出各自的分量信息，而在一個特定增益的圖像處理通道由于這兩種信號比幅相差過大而導致短波紅外信號的內容被湮滅。這也是多數相機都要使用可見光帶通光選擇器的原因。

鑒于以上不足，本實用新型提供了兼顧上述兩種方案的解決方案——使用寬光譜圖像傳感器分頻處理近紅外與可見光的圖像融合系統。

實用新型內容

本實用新型提出一種用于攝像/照相設備分頻處理短波紅外與可見光的裝置，以低廉的生產制造成本，實現同時獲取大動態范圍的可見光圖像和小動態范圍的短波紅外圖像的能力，并通過圖像處理單元融合短波紅外圖像與可見光圖像，得到內容豐富的合成圖像，使其既能適應于白天的各種天氣、也能適應于夜晚超低可見光照度的情形，而無需本裝置做任何更改和設置，具備自適應性。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種用于攝像/照相設備分頻處理短波紅外與可見光的裝置，包括機殼，所述機殼上開有卡孔，卡孔內卡置鏡頭，所述機殼內對應卡孔的位置設有光選擇器和圖像傳感器，所述光選擇器設于鏡頭和圖像傳感器之間，所述圖像傳感器與圖像處理單元通訊連接，所述圖像處理單元上設有視頻輸出接口，所述視頻輸出接口貫穿機殼一側。

進一步的，所述圖像傳感器采用寬光譜CCD圖像傳感器或寬光譜CMOS圖像傳感器。

進一步的，所述光選擇器采用濾光鏡，所述濾光鏡分別采用短波紅外濾光鏡和可見光濾光鏡。

進一步的，所述機殼內還設有支架，所述支架上設有帶托盤的電機，所述電機由圖像處理單元供電，所述濾光鏡固定在托盤上，且短波紅外濾光鏡與可見光濾光鏡相間設置。

進一步的，所述機殼上卡置有2個鏡頭，分別為可見光鏡頭和短波紅外鏡頭，且分別對應相應的濾光鏡和圖像傳感器。

進一步的，所述光選擇器采用分光鏡，所述機殼內對應鏡頭的位置傾斜設置有分光鏡，所述分光鏡的反射路徑和透射路徑上分別設置對應的寬光譜圖像傳感器和圖像處理單元。