[發明專利]用于順序控制IR濾光片的方法和執行這樣的方法的組件

有效

• 申請號: 201711236689.8
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108259713B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·倫德貝里;約納斯·耶爾姆斯特倫
• 申請（專利權）人: 安訊士有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強

本發明涉及用于順序控制IR濾光片的方法和執行這樣的方法的組件。該方法包括：發起具有初始孔徑開口的光圈的閉合或打開；當光圈具有初始孔徑開口時檢測入射輻射量；借助于下列操作來將光圈的孔徑開口轉換到中間孔徑開口，以改變穿過光圈的可見光和紅外輻射之間的比率：如果光圈的閉合被發起，則執行光圈的孔徑的預定部分閉合，或如果光圈的打開被發起，則執行光圈的孔徑的預定部分打開。所述方法還包括：在所述孔徑開口的轉換之后，檢測入射輻射的量；根據當分別具有初始孔徑開口和中間孔徑開口時檢測到的入射輻射的量和所計算的可見光與紅外輻射之間的比率，計算場景中的可見光和紅外輻射的組成；以及如果合適，將光圈的孔徑開口轉換到新位置。

技術領域

本發明涉及控制攝像機的IR濾光片，且特別是涉及控制集成在攝像機透鏡系統的光圈中的IR截止濾光片。

背景技術

攝像機的IR(紅外)濾光片的使用在本領域中且特別是關于數字攝像機是公知的。簡而言之，攝像機的圖像傳感器具有對紅外的不可忽略的成分的光譜響應。這導致機會以及挑戰。機會在于IR分量可提供關于所成像的場景的有用信息、可借助于IR光源更進一步增強的信息的微光條件。在日間成像期間會遇到挑戰，其中IR分量的添加將使圖像中的色平衡失真，且也可使圖像傳感器完全飽和。

在抑制較不有益的效果的同時維持有益效果一種方式是在圖像傳感器前方的光束路徑中添加可移動的IR截止濾光片。以這種方式，可在日光條件期間使用IR(截止)濾光片，使彩色圖像的獲取成為可能。在整個申請中，“IR截止濾光片”和“IR濾光片”可互換地被使用，除非明確地說明，否則“IR濾光片”將在本文中對應于IR截止濾光片。然后，圖像傳感器的像素將可以以第一種方式操作，其中入射光分成各種顏色并被檢測為在單獨光檢測器上的電荷，因而使顏色分離成為可能。在夜間期間或在微光條件中，可移除IR濾光片并可利用來自光譜的IR部分的入射輻射的作為結果的增加。IR輻射將不包含任何顏色信息，代替執行顏色分離，唯一參數是入射輻射的強度，強度將被呈現為黑色和白色強度圖像(或使用任何合適的色標)。增加IR光源可進一步增強圖像。

輔助光譜傳感器可用于控制何時插入和何時移除IR濾光片，使得當環境光的水平變得太低時，攝像機通過移除IR濾光片并可選地使用IR光源來切換到夜晚模式，所述IR光源由攝像機攜帶或合并在攝像機中，或布置在攝像機外部。

在簡單的解決方案中，IR截止濾光片布置在傳感器的前方，且致動器用于在其完全覆蓋傳感器(“白天模式”)的位置和其完全被移除而免于使圖像傳感器模糊(“夜晚模式”)的位置之間移動濾光片。這個開或關方法被認為是在市場上可買到的產品中的最常見的方法，雖然該方法沒有一些附隨的偽像。當從夜晚模式切換到白天模式時，光束路徑中的IR濾光片的光水平太低是常見的，并且切換回到夜晚模式是必要的，導致在夜晚模式和白天模式之間的來回閃爍。還有在致動器上的相當大的磨損。當前的解決方案是添加光傳感器，以便可推斷出在實施切換之前光水平是可接受的。在專利文獻中，有更詳盡的結構的例子。

在JP2006078666中公開了一種布置，其中IR濾光片布置成相鄰于光圈(虹膜式光圈)。IR濾光片具有徑向非均勻透射分布，其中濾光片的中心本質上沒有透射，而透射隨著半徑而增加(不一定以線性方式)。IR濾光片與光軸同心地布置，這也是對光圈的情況。結果是，當存在大量環境光且光圈具有非常小的開口(opening)時，IR分量將從穿過光圈并到達圖像傳感器的所有輻射被移除。當環境光的量減小時，將能夠通過簡單地增加光圈的尺寸來切換到夜晚模式，將IR衰減部分減小到光圈開口的較小部分。

在使濾光片接近光圈的平面(在下文中被稱為孔徑面)時有增加的益處，因為在正常配置中，孔徑面代表與圖像傳感器的平面不具有空間相關性的位置。有時這被稱為孔徑光闌，其中孔徑光闌限制來自物體的每個點的多少光到達共軛像點(在發明人的情況下是傳感器)。孔徑光闌因此限定在光束路徑中的平面，且有時術語“孔徑面”用于相同的特征。這個平面的特征是，其是光圈孔徑的尺寸的改變將同等地影響整個像平面的位置，至少在理想情況中。

本發明主要涉及IR濾光片控制的改進。