用于顺序控制IR滤光片的方法和执行这样的方法的组件技术

本发明专利技术涉及用于顺序控制IR滤光片的方法和执行这样的方法的组件。该方法包括：发起具有初始孔径开口的光圈的闭合或打开；当光圈具有初始孔径开口时检测入射辐射量；借助于下列操作来将光圈的孔径开口转换到中间孔径开口，以改变穿过光圈的可见光和红外辐射之间的比率：如果光圈的闭合被发起，则执行光圈的孔径的预定部分闭合，或如果光圈的打开被发起，则执行光圈的孔径的预定部分打开。所述方法还包括：在所述孔径开口的转换之后，检测入射辐射的量；根据当分别具有初始孔径开口和中间孔径开口时检测到的入射辐射的量和所计算的可见光与红外辐射之间的比率，计算场景中的可见光和红外辐射的组成；以及如果合适，将光圈的孔径开口转换到新位置。

Method for sequential control of IR filters and components implementing such a method

The invention relates to a method for sequentially controlling a IR filter and a component for carrying out such a method. The method includes: initiating the closure or opening of an aperture with an initial aperture; detecting the incident radiation when the aperture has an initial aperture opening; using the following operation to convert the aperture opening of the aperture to the opening of the middle aperture to change the ratio between the visible light and the red external radiation through the aperture: if the aperture is in the aperture. When the closure is initiated, the predetermined portion of the aperture of the aperture is executed, or if the aperture is opened, the predetermined portion of the aperture of the aperture is opened. The method also includes: detecting the amount of incident radiation after the opening of the aperture of the aperture, and calculating the composition of the visible and infrared radiation in the scene according to the ratio of the incident radiation detected when the opening of the initial aperture and the opening of the middle aperture respectively and the ratio of the calculated visible light to the infrared radiation; If appropriate, aperture aperture of the aperture can be converted to a new position.

【技术实现步骤摘要】
用于顺序控制IR滤光片的方法和执行这样的方法的组件
本专利技术涉及控制摄像机的IR滤光片，且特别是涉及控制集成在摄像机透镜系统的光圈中的IR截止滤光片。
技术介绍
摄像机的IR(红外)滤光片的使用在本领域中且特别是关于数字摄像机是公知的。简而言之，摄像机的图像传感器具有对红外的不可忽略的成分的光谱响应。这导致机会以及挑战。机会在于IR分量可提供关于所成像的场景的有用信息、可借助于IR光源更进一步增强的信息的微光条件。在日间成像期间会遇到挑战，其中IR分量的添加将使图像中的色平衡失真，且也可使图像传感器完全饱和。在抑制较不有益的效果的同时维持有益效果一种方式是在图像传感器前方的光束路径中添加可移动的IR截止滤光片。以这种方式，可在日光条件期间使用IR(截止)滤光片，使彩色图像的获取成为可能。在整个申请中，“IR截止滤光片”和“IR滤光片”可互换地被使用，除非明确地说明，否则“IR滤光片”将在本文中对应于IR截止滤光片。然后，图像传感器的像素将可以以第一种方式操作，其中入射光分成各种颜色并被检测为在单独光检测器上的电荷，因而使颜色分离成为可能。在夜间期间或在微光条件中，可移除IR滤光片并可利用来自光谱的IR部分的入射辐射的作为结果的增加。IR辐射将不包含任何颜色信息，代替执行颜色分离，唯一参数是入射辐射的强度，强度将被呈现为黑色和白色强度图像(或使用任何合适的色标)。增加IR光源可进一步增强图像。辅助光谱传感器可用于控制何时插入和何时移除IR滤光片，使得当环境光的水平变得太低时，摄像机通过移除IR滤光片并可选地使用IR光源来切换到夜晚模式，所述IR光源由摄像机携带或合并在摄像机中，或布置在摄像机外部。在简单的解决方案中，IR截止滤光片布置在传感器的前方，且致动器用于在其完全覆盖传感器(“白天模式”)的位置和其完全被移除而免于使图像传感器模糊(“夜晚模式”)的位置之间移动滤光片。这个开或关方法被认为是在市场上可买到的产品中的最常见的方法，虽然该方法没有一些附随的伪像。当从夜晚模式切换到白天模式时，光束路径中的IR滤光片的光水平太低是常见的，并且切换回到夜晚模式是必要的，导致在夜晚模式和白天模式之间的来回闪烁。还有在致动器上的相当大的磨损。当前的解决方案是添加光传感器，以便可推断出在实施切换之前光水平是可接受的。在专利文献中，有更详尽的结构的例子。在JP2006078666中公开了一种布置，其中IR滤光片布置成相邻于光圈(虹膜式光圈)。IR滤光片具有径向非均匀透射分布，其中滤光片的中心本质上没有透射，而透射随着半径而增加(不一定以线性方式)。IR滤光片与光轴同心地布置，这也是对光圈的情况。结果是，当存在大量环境光且光圈具有非常小的开口(opening)时，IR分量将从穿过光圈并到达图像传感器的所有辐射被移除。当环境光的量减小时，将能够通过简单地增加光圈的尺寸来切换到夜晚模式，将IR衰减部分减小到光圈开口的较小部分。在使滤光片接近光圈的平面(在下文中被称为孔径面)时有增加的益处，因为在正常配置中，孔径面代表与图像传感器的平面不具有空间相关性的位置。有时这被称为孔径光阑，其中孔径光阑限制来自物体的每个点的多少光到达共轭像点(在专利技术人的情况下是传感器)。孔径光阑因此限定在光束路径中的平面，且有时术语“孔径面”用于相同的特征。这个平面的特征是，其是光圈孔径的尺寸的改变将同等地影响整个像平面的位置，至少在理想情况中。本专利技术主要涉及IR滤光片控制的改进。
技术实现思路
为了提供在IR滤光片控制中的改进，根据本专利技术第一方面，提供用于顺序控制具有图像传感器的摄像机的光圈装置的方法，所述装置包括光圈和集成IR截止滤光片。该方法包括：发起具有初始孔径开口的光圈的闭合或打开，以及检测当光圈具有初始孔径开口时的入射辐射的量。然后，该方法转到将光圈的孔径开口转换到中间孔径开口，以便改变穿过光圈的可见光与红外辐射之间的比率。该方法可在本文适合于光圈的闭合或打开运动，因为如果光圈的闭合被发起，则执行光圈的孔径的预定部分闭合，或如果光圈的打开被发起，则执行光圈的孔径的预定部分打开。部分打开或闭合后面是：在孔径开口的转换之后，检测入射辐射的量；以及根据当分别具有初始孔径开口和中间孔径开口时检测到的入射辐射的量和所计算的可见光与红外辐射之间的比率，计算场景中的可见光和红外辐射的组成。作为最终措施，光圈的孔径开口可转换到新位置。计算也可导致认为在给定当前环境条件下转换是不适当的，在所述给定当前环境条件下，可在随后的时间执行新的发起。光圈优选地被布置为在孔径面中的或尽可能接近孔径面的孔径光阑。“尽可能接近”指由于结构约束，将光圈确切地布置在孔径面中可能在物理上是不可能的，以及可沿着光束路径的小长度而不是在分立位置上在足够的程度上实现与孔径面相关的效果。创造性方法使用本身不区分开可见光和红外辐射的传感器来实现可见光和红外辐射之间的比率的估计。因此，使将孔径开口调节到新设置的结果的预测成为可能。在特定的实施例中，使从白天模式到夜晚模式的转换或从夜晚模式到白天模式的转换成为可能，具有高成功率，因此减少现有技术中存在的伪像。在一个或多个实施例中，光圈(孔径)的闭合的发起由定时器触发可能是优选的。以这种方式，装备将不时地检查转换的结果是否将受益于图像质量或监视的立场。一直遵循该方法但不是包括，实际转换将花费几分之一秒，且由于过程的小速度而对操作员不是可见的。为了进一步减小引起任何不需要的效果的风险，装备可在一些实施例中布置成隐藏在该方法的控制阶段期间产生的图像帧，即至少到实际转换。在这个实施例的变形中，定时器可布置成周期性地、优选地以有规律的间隔例如每10秒一次、每分钟一次、每两分钟一次输出触发信号或起始信号。在触发信号之间的时间可改变。例如，内部时钟的添加——即定时器包括涉及白天时刻、日光统计等的数据——可用于改变定时器输出的活动。这可关于从夜晚模式到白天模式的转换最容易被解释，其中在夜晚期间每10秒输出触发信号将有很小的意义，除非有环境光源存在。在最简单的例子中，定时器可接着配置成根据白天时刻改变间隔。孔径的预定部分打开或预定部分闭合可配置成导致大约小于30％、优选地小于20％和暗示地大约10％的相对强度的变化。在得到可靠的统计和迅速执行该方法之间存在平衡。因此，该方法将使用单个图像传感器来使入射辐射的检测成为可能，意味着常规摄像机装备可被利用而没有辅助传感器的添加。当检测入射辐射时，我们可利用图像传感器的较小部分，而在其他实施例中，当计算组成时推断在所成像的场景中的可见光和IR辐射的平均组成或全局组成将是优选的操作模式，这可给出更可靠的统计。当然，如果需要，组合这两者或提取两种类型的信息总是可能的。在第二方面中，本专利技术提供一种组件，该组件包括摄像机、摄像机控制器、摄像机透镜和用于控制到达摄像机的图像传感器的辐射量的光圈装置，其中IR截止滤光片集成在光圈布置中。该组件可配置成执行根据上面或下面提供的一个或任何实施例的方法，且因此将包括对应的效果。光圈装置位于组件的孔径光阑中是优选的。在更完善的实施例中，该组件除了IR截止滤光片以外还包括以双带通滤光片的形式的另一滤光片，该滤光片透射可见光和在包括IR照明源的光谱区的光谱区中的辐射，同时阻挡在红外区中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于顺序控制具有图像传感器的摄像机的光圈装置的方法，所述装置包括被布置为孔径光阑的光圈和总是覆盖所述光圈的孔径开口的至少一部分的集成IR截止滤光片，所述方法包括：发起具有初始孔径开口的所述光圈的闭合或打开，当所述光圈具有所述初始孔径开口时检测入射辐射的量，借助于下列操作来将所述光圈的所述孔径开口转换到中间孔径开口，以便改变穿过所述光圈的可见光和红外辐射之间的比率：如果所述光圈的闭合被发起，则执行所述光圈的孔径的预定部分闭合，借此可见光对红外辐射的所述比率将增加，或如果所述光圈的打开被发起，则执行所述光圈的所述孔径的预定部分打开，借此可见光对红外辐射的所述比率将降低，在所述孔径开口的转换之后，检测入射辐射的量，根据当分别具有所述初始孔径开口和所述中间孔径开口时检测到的入射辐射的量和所计算的可见光与红外辐射之间的比率，计算场景中的可见光和红外辐射的组成，以及将所述光圈的孔径开口转换到新位置。

【技术特征摘要】
2016.12.28 EP 16207122.91.一种用于顺序控制具有图像传感器的摄像机的光圈装置的方法，所述装置包括被布置为孔径光阑的光圈和总是覆盖所述光圈的孔径开口的至少一部分的集成IR截止滤光片，所述方法包括：发起具有初始孔径开口的所述光圈的闭合或打开，当所述光圈具有所述初始孔径开口时检测入射辐射的量，借助于下列操作来将所述光圈的所述孔径开口转换到中间孔径开口，以便改变穿过所述光圈的可见光和红外辐射之间的比率：如果所述光圈的闭合被发起，则执行所述光圈的孔径的预定部分闭合，借此可见光对红外辐射的所述比率将增加，或如果所述光圈的打开被发起，则执行所述光圈的所述孔径的预定部分打开，借此可见光对红外辐射的所述比率将降低，在所述孔径开口的转换之后，检测入射辐射的量，根据当分别具有所述初始孔径开口和所述中间孔径开口时检测到的入射辐射的量和所计算的可见光与红外辐射之间的比率，计算场景中的可见光和红外辐射的组成，以及将所述光圈的孔径开口转换到新位置。2.如权利要求1所述的方法，其中所述顺序控制在从白天模式到夜晚模式的转换中或从夜晚模式到白天模式的转换中被执行。3.如权利要求1所述的方法，其中所述光圈的闭合由定时器触发。4.如权利要求3所述的方法，其中所述定时器包括涉及白天时刻和日光统计的数据。5.如权利要求3或4所述的方法，其中所述定时器周期性地...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·伦德贝里，约纳斯·耶尔姆斯特伦，
申请(专利权)人：安讯士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE