[發明專利]具有光傳感器的視頻攝像機系統和操作視頻攝像機的方法

有效

• 申請號: 202011471053.3
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN113014753B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: R·歐洛約什;O·哈肯松;阿克塞爾·圖勒松
• 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;H04N5/33;H04N7/18
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 宋穎娉;康泉

公開了具有光傳感器的視頻攝像機系統和操作視頻攝像機的方法。該系統包括具有攝像機鏡頭和圖像傳感器及可縮回的IR截止濾波器的成像系統以及用于控制成像系統的控制單元。該系統具有白天模式和夜間模式，在白天模式下IR截止濾波器布置在圖像傳感器前面，并且在夜間模式下IR截止濾波器從其在圖像傳感器前面的位置縮回。此外，視頻攝像機具有由其成像系統的屬性限定的視場，且包括用于測量環境光水平的單獨光傳感器，以便支持關于何時激勵從夜間模式到白天模式或反過來的轉換的決定。該系統的特征在于單獨光傳感器具有成像光學器件并能夠實現與視頻攝像機系統的視場對準的可變視場，并且當選擇單獨光傳感器的有效視場時該系統的當前視場被使用。

技術領域

本發明大體上涉及對攝像機的IR濾波器進行控制，且具體涉及用于確定何時在設置有可縮回的IR濾波器的視頻攝像機中從夜間模式切換到白天模式的切換傳感器。

背景技術

針對攝像機使用IR(紅外)濾波器在本領域中是公知的，尤其是涉及數字攝像機時。簡言之，攝像機的圖像傳感器具有包括不可忽略的紅外分量的光譜響應。這導致機會和挑戰。機會在于，在弱光條件下，IR分量可提供關于所成像的場景的有用信息，該信息甚至可借助于IR光源而被進一步增強。因為很多圖像傳感器具有在光譜的IR部分中的響應，所以存在的挑戰在于IR分量使圖像中的色平衡失真，且它也可能使圖像傳感器完全飽和。

維持有利的效果同時抑制不太有利的效果的方式是在圖像傳感器的前面在光束路徑中添加可移動的IR截止濾波器。以這種方式，可在日光條件期間使用IR(截止)濾波器，以實現彩色圖像的采集。在整個本申請中，“IR截止濾波器”和“IR濾波器”可互換使用，并且除非明確指明，否則“IR濾波器”在本上下文中對應于IR截止濾波器。然后，圖像傳感器的像素以第一方式操作，其中入射光被分成色彩并在各個光電檢測器上被檢測為電荷，從而實現色彩分離。在夜間或在弱光條件下，IR濾波器可被縮回，且由此引起的來自光譜的IR部分的入射輻射的增加被利用。IR輻射不包含任何色彩信息，并且不執行色彩分離，唯一的參數是可被表示為黑色和白色強度圖像(或具有任何期望色度)的入射輻射強度。IR光源的添加甚至可進一步增強圖像。

具有IR截止濾波器的單獨的光傳感器可用于控制何時插入和何時移除IR濾波器，使得當環境光的水平變得太弱時，攝像機通過移除攝像機的IR濾波器并可選地使用IR光源而切換到夜間模式，IR光源要么由攝像機攜帶或合并在攝像機中，要么布置在其外部。

在直接的解決方案中，IR截止濾波器布置在圖像傳感器的前面，且致動器用于在濾波器完全覆蓋圖像傳感器的位置(“白天模式”)和濾波器被完全移除而不遮蔽圖像傳感器的位置(“夜間模式”)之間移動濾波器。相信這個開關方法是在市場上可買到的產品中最常見的方法，雖然該方法確實具有一些伴隨的人為現象。當環境光水平對于彩色成像太弱時，執行到夜間模式的切換，且IR濾波器的移除將增加到達圖像傳感器的輻射的量，在這一意義上來說，到夜間模式的切換是直接的。然而不尋常的是，在從夜間模式切換到白天模式之后，即在將IR濾波器插在圖像傳感器的前面之后，在光束路徑中具有IR濾波器時的光水平變得太弱，并且必須切換回夜間模式，導致在夜間模式和白天模式之間的來回閃爍。除了對于觀察最終視頻流的操作員來說非常惱人之外，它還導致致動器的相當大的磨損。問題的原因是，在IR濾波器被完全或部分地添加，至少不僅僅使用圖像傳感器之前，不可能迅速量化IR對檢測到的強度的貢獻。如上面所提到的，當前的解決方案是添加具有IR濾波器的光傳感器，使得可在執行切換之前推斷出(可見光譜中的)光水平是可接受的。然而可能仍然存在閃爍效應，這是本發明要解決的原因。

本發明主要涉及IR濾波器控制中的改進。

發明內容