夜視攝像裝置和紅外線輻射裝置以及夜視攝像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本技術(shù)提供了一種夜視攝像裝置和紅外線輻射裝置以及夜視攝像系統(tǒng)。一種成像器件，包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造為順序輸出關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射的圖像信號。第一像素對原色中的第一色敏感，并且響應于具有第一波長、第二波長和第三波長中的最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第一信號。第二像素對原色中的第二色敏感，并且響應于具有最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第二信號。識別電路被構(gòu)造為相互比較第一信號和第二信號，以響應于相對靈敏度之比來識別具有所選波長的紅外線輻射的接收定時。
【專利說明】夜視攝像裝置和紅外線輻射裝置以及夜視攝像系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請基于2012年5月22日提交的在先日本專利申請第2012-116569號并要求其優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過弓I用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及夜視攝像系統(tǒng)，以及該夜視攝像系統(tǒng)中采用的夜視攝像裝置和紅外線
輻射裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]日本專利申請公開第2011-50049號公開了一種能夠再現(xiàn)具有自然色調(diào)的彩色圖像的夜視攝像系統(tǒng)。該夜視攝像系統(tǒng)包括紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置。例如，紅外線輻射裝置向物體發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射。夜視攝像裝置關(guān)于各紅外線輻射拍攝圖像?？申P(guān)于單獨的圖像獲得紅外線輻射的強度分布。紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)被作為顯示色分別分配給單獨的圖像。所分配的顯示色的強度分布的疊加產(chǎn)生具有自然色調(diào)的偽彩色圖像。
[0005]在在夜視攝像系統(tǒng)中相互切換分別具有第一波長、第二波長和第三波長的紅外線輻射的發(fā)射的情況下，各顯示色應當被分配給分別具有第一波長、第二波長和第三波長的紅外線輻射。因此，應當為單獨的圖像識別紅外線輻射的波長?？刂凭€連接于紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置之間，以識別紅外線輻射的波長。如果紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置被放置在相互遠離的位置處，那么需要長控制線。這導致安裝受限以及配置受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個方面可涉及直接相互連接紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置的控制線的省略。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種夜視攝像裝置，包括:成像器件，包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造為順序接收具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射，并且輸出關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射的圖像信號、關(guān)于具有第二波長的紅外線輻射的圖像信號和關(guān)于具有第三波長的紅外線輻射的圖像信號，所述多個像素包括第一像素和第二像素，第一像素對原色中的第一色敏感，并且響應于具有第一波長、第二波長和第三波長中的最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第一信號，第二像素對原色中的第二色敏感，并且響應于具有最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第二信號；以及識別電路，被構(gòu)造為相互比較第一信號和第二信號，以響應于相對靈敏度之比來識別具有在第一波長、第二波長和第三波長中選擇的波長的紅外線輻射的接收定時。
[0008]成像器件拍攝所切換的各波長的紅外線輻射的圖像。可關(guān)于各圖像獲得紅外線輻射的強度分布。特定顯示色可被分配給對應波長。所分配的顯示色的強度分布的疊加產(chǎn)生具有自然色調(diào)的偽彩色圖像。[0009]發(fā)明人已觀察到第一信號和第二信號之間的相對靈敏度之比根據(jù)紅外線輻射的波長而變化。因此，當?shù)谝恍盘柡偷诙盘栔g的相對靈敏度之比超過紅外線識別電路處的預定閾值時，可關(guān)于具有所選波長的紅外線輻射識別接收定時。因為以預定順序接收具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射，所以具有所選波長的紅外線輻射的接收定時的識別導致所有紅外線輻射的接收定時的確定。即使在紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置之間省略直接控制線，紅色、藍色和綠色也可被可靠地分別分配給具有第一波長的紅外線輻射的圖像、具有第二波長的紅外線輻射的圖像和具有第三波長的紅外線輻射的圖像。
[0010]夜視攝像裝置還可包括:控制電路，被構(gòu)造為基于從商用電源供應的具有預定頻率的電力將驅(qū)動信號供應至成像器件；以及圖像合成處理電路，被構(gòu)造為以與電力的預定頻率同步的方式將顯示色以預定順序分配給圖像信號。商用電源使得相同相位的電力能夠不僅供應至夜視攝像裝置，而且供應至紅外線輻射裝置。紅外線輻射的拍攝定時可與具有不同波長的紅外線輻射的切換同步。在紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置之間無需直接控制線的情況下可實現(xiàn)同步。因此，紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置可放置于相互遠離的位置處，而無任何安裝和配置限制。
[0011]紅色可被作為顯示色之一分配給關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射的圖像信號，藍色可被作為顯示色之一分配給關(guān)于具有比第一波長更長的第二波長的紅外線輻射的圖像信號，以及綠色可被作為顯示色之一分配給關(guān)于具有比第二波長更長的第三波長的紅外線輻射的圖像信號。與其它分配設定相比，這些分配有助于產(chǎn)生自然色調(diào)的彩色圖像。
[0012]第一色可為紅色，以及第二色可為藍色或者綠色。當紅外線輻射的波長為相對短時，相對靈敏度之比在與紅色相應的第一像素的輸出和與藍色或者綠色相應的第二像素的輸出之間為大。另一方面，當紅外線輻射的波長變得更長時，與原色相應的像素的輸出變得相互相等。具體地，相對靈敏度之比變得更接近“I”。因此，紅色和藍色或者綠色之間的比較使得能夠可靠地識別具有所選波長的紅外線輻射的接收定時。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種夜視攝像系統(tǒng)，包括:紅外線輻射裝置；以及夜視攝像裝置，其中，所述紅外線輻射裝置包括:第一光源，發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射；第二光源，發(fā)射具有第二波長的紅外線輻射；第三光源，發(fā)射具有第三波長的紅外線輻射；以及控制器電路，被構(gòu)造為以與具有預定頻率的頻率信號同步的方式以預定順序切換具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射的發(fā)射，其中，所述夜視攝像裝置包括:成像器件，包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造為以與所述具有預定頻率的頻率信號同步的方式順序接收具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射，并且輸出關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射的圖像信號、關(guān)于具有第二波長的紅外線輻射的圖像信號和關(guān)于具有第三波長的紅外線輻射的圖像信號，所述多個像素包括第一像素和第二像素，第一像素對原色中的第一色敏感，并且響應于具有第一波長、第二波長和第三波長中的最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第一信號，第二像素對原色中的第二色敏感，并且響應于具有所述最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第二信號；以及識別電路，被構(gòu)造為相互比較第一信號和第二信號，以響應于相對靈敏度之比，識別具有在第一波長、第二波長和第三波長中選擇的波長的紅外線輻射的接收定時。[0014]紅外線輻射裝置能夠以預定周期以預定順序發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射。成像器件能夠拍攝關(guān)于所切換的各波長的紅外線輻射的圖像。可關(guān)于各圖像獲得紅外線輻射的強度分布。特定顯示色可被分配給對應波長。所分配的顯示色的強度分布的疊加產(chǎn)生具有自然色調(diào)的偽彩色圖像。
[0015]當在識別電路處確定了第一信號和第二信號之間的相對靈敏度之比時，根據(jù)相對靈敏度之比，可關(guān)于具有所選波長的紅外線輻射識別接收定時。因為以預定順序接收具有不同波長的紅外線輻射，所以具有所選波長的紅外線輻射的接收定時的識別導致所有紅外線輻射的接收定時的確定。即使在紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置之間省略直接控制線時，特定顯示色也可被可靠地分配給對應波長。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種紅外線輻射裝置，包括:第一光源，發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射；第二光源，發(fā)射具有第二波長的紅外線輻射；第三光源，發(fā)射具有第三波長的紅外線輻射；以及控制器電路，被構(gòu)造為以與具有預定頻率的頻率信號同步的方式以預定順序切換具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射的發(fā)射。紅外線輻射裝置能夠以預定周期以預定順序發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射。
[0017]紅外線輻射裝置還可包括驅(qū)動器電路，所述驅(qū)動器電路被構(gòu)造為基于從商用電源供應的作為頻率信號的電力將驅(qū)動信號分別供應至第一光源、第二光源和第三光源。商用電源使得相同相位的電力能夠不僅供應至夜視攝像裝置，而且供應至紅外線輻射裝置。紅外線輻射的拍攝定時可與具有不同波長的紅外線輻射的切換同步。在紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置之間無需直接控制線的情況下可實現(xiàn)同步。因此，紅外線輻射裝置和夜視攝像裝置可放置于相互遠離的位置處，而無任何安裝和配置限制。
[0018]利用所附權(quán)利要求中具體指出的元件和組合，可實現(xiàn)和達到實施方式的目的和優(yōu)點。應理解，以上概述和以下詳述均為示例性和解釋性的，并且不限于所述的實施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為示意性圖示根據(jù)一個實施方式的夜視攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0020]圖2為圖示紅色像素、綠色像素和藍色像素對紅外線輻射的相對靈敏度的曲線圖；以及
[0021]圖3為示意性圖示夜視攝像系統(tǒng)的動作的定時的時序圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1示意性圖示根據(jù)一個實施方式的夜視攝像系統(tǒng)11。夜視攝像系統(tǒng)11包括紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13。例如，紅外線輻射裝置12向物體發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射14a、具有第二波長的紅外線輻射14b和具有第三波長的紅外線輻射14c。夜視攝像裝置13關(guān)于各紅外線輻射14a、14b、14c拍攝圖像?？申P(guān)于單獨的圖像獲得紅外線輻射14a、14b、14c的強度分布。紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)被作為顯示色分別分配給單獨的圖像。這里，紅色被分配給基于具有第一波長的紅外線輻射14a生成的圖像。藍色被分配給基于具有第二波長的紅外線輻射14b生成的圖像。綠色被分配給基于具有第三波長的紅外線輻射14c生成的圖像。所分配的顯示色的強度分布的疊加產(chǎn)生具有自然色調(diào)的偽彩色圖像。
[0023]顯示單元15可連接至夜視攝像裝置13。彩色圖像可顯示于顯示單元15的屏幕上。可選地或附加地，存儲裝置(未示出)可連接至夜視攝像裝置13。彩色圖像可存儲于存儲裝置中。
[0024]紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13連接至商用電源16。紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13分別包括電源導線17、18。電源導線17、18的插頭分別耦合至插座19、
21。交流電流從電廠22的發(fā)電機供應到插座19、21。例如，交流電流具有特定頻率，諸如50Hz或者60Hz。紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13響應于交流電流的供應而工作。交流電流可以可選地被轉(zhuǎn)換為直流電流，用于操作紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13。在該情況下，AD/DC電路(未示出)可被整合在紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13中。例如，電力可從家用發(fā)電機而不是電廠22的發(fā)電機供應到插座19、21。另外，電力可以以任何形式從共同發(fā)電機供應到插座19、21。
[0025]紅外線輻射裝置12包括第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25。第一紅外線輻射光源23被構(gòu)造為發(fā)射具有第一波長(峰值強度)的紅外線輻射14a。例如，第一波長可被設定在780nm處。例如，第一紅外線輻射光源23可包括發(fā)光二極管(LED)。第二紅外線輻射光源24被構(gòu)造為發(fā)射具有第二波長(峰值強度)的紅外線輻射14b。第二波長被設定為比第一波長更長。例如，第二波長可被設定在870nm處。例如，第二紅外線輻射光源24可包括發(fā)光二極管(LED)。第三紅外線輻射光源25被構(gòu)造為發(fā)射具有第三波長(峰值強度)的紅外線福射14c。第三波長被設定為比第二波長更長。例如，第三波長可被設定在940nm處。例如，第三紅外線輻射光源25可包括發(fā)光二極管(LED )。例如，各紅外線輻射光源23、24、25可具有半值寬度40nm。
[0026]紅外線輻射裝置12包括驅(qū)動器電路26。驅(qū)動器電路26連接至第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25。驅(qū)動器電路26被構(gòu)造為將驅(qū)動信號分別供應至第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源
25。響應于驅(qū)動信號的供應，從第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25向物體分別發(fā)射紅外線輻射14a、14b、14c。驅(qū)動信號用于確定第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25的照明時段。當不供應驅(qū)動信號時，第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25不發(fā)射紅外線輻射。第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25熄滅。可基于從交流電流轉(zhuǎn)換的直流電流來產(chǎn)生驅(qū)動信號。單獨的驅(qū)動器電路26可分別連接至第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25。
[0027]紅外線輻射裝置12包括控制器電路27?？刂破麟娐?7連接至驅(qū)動器電路26?？刂破麟娐?7被構(gòu)造為將控制信號供應至驅(qū)動器電路26?？刂破麟娐?7用于以預定順序確定第一紅外線輻射光源23的照明時段、第二紅外線輻射光源24的照明時段和第三紅外線輻射光源25的照明時段。控制信號使得能夠以預定順序切換來自第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25的紅外線輻射14a、14b、14c的發(fā)射。
[0028]紅外線輻射裝置12包括同步信號產(chǎn)生電路28。同步信號產(chǎn)生電路28連接至控制器電路27。交流電流從插座19供應到同步信號產(chǎn)生電路28。同步信號產(chǎn)生電路28被構(gòu)造為檢測交流電壓的過零點。同步信號產(chǎn)生電路28用于響應于過零點的檢測來識別交流電壓的相位。同步信號產(chǎn)生電路28以與交流電壓的相位同步的方式產(chǎn)生具有交流電壓的頻率的同步信號。同步信號被供應至控制器電路27?？刂破麟娐?7以與同步信號同步的方式切換第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25的照明。
[0029]夜視攝像裝置13包括成像器件31。成像器件31包括預定排列的像素陣列。像素被分類為紅色像素(R像素)32、綠色像素(G像素)33和藍色像素(B像素)34。例如,紅色像素32、綠色像素33和藍色像素34可根據(jù)貝爾(Bayer)模式來排列。紅色像素32對原色中的紅色敏感。綠色像素33對原色中的綠色敏感。藍色像素34對原色中的藍色敏感。片上濾色器可形成在各像素上，以建立紅色像素32、綠色像素33和藍色像素34。各像素32、
33、34被構(gòu)造為輸出與預定頻帶中的光或者電磁波的強度相對應的電壓。像素32、33、34中的任一個對紅外線輻射敏感，在該情況下，對近紅外線輻射敏感。因此，響應于紅外線輻射的接收，像素32、33、34中的任一個輸出電壓?？舍槍Ω髯灶l帶的光檢測強度分布。強度分布形成圖像信號。成像器件31可包括固態(tài)成像元件，諸如電荷耦合器件(CCD)成像傳感器、CMOS成像傳感器等。成像器件31被構(gòu)造為在預定時段處產(chǎn)生圖像。
[0030]夜視攝像裝置13包括圖像存儲器36。圖像存儲器36連接至成像器件31。圖像存儲器36被構(gòu)造為暫時存儲圖像數(shù)據(jù)。各圖像數(shù)據(jù)用于表達成像器件31處生成的圖像。圖像存儲器36被構(gòu)造為同時保持與至少三個圖像相對應的圖像數(shù)據(jù)，如下文詳細描述。
[0031]夜視攝像裝置13包括圖像合成處理電路37。圖像合成處理電路37連接至圖像存儲器36。圖像合成處理電路37被構(gòu)造為從圖像存儲器36獲得圖像數(shù)據(jù)。圖像合成處理電路37將三個時間連續(xù)圖像合成為一個圖像。顯示色被以預定順序分別分配給各圖像。根據(jù)預定規(guī)則，紅外線輻射的強度分布被轉(zhuǎn)換為顯示色的強度分布。例如，該規(guī)則可來源于實驗和/或?qū)嶋H測量。例如，轉(zhuǎn)換規(guī)則可存儲于圖像合成處理電路37的內(nèi)部存儲器中。這里，紅色、藍色和綠色在單個周期中依次排列。因此，三個時間連續(xù)圖像的合成導致彩色圖像的產(chǎn)生。
[0032]夜視攝像裝置13包括編碼器38。編碼器38連接至圖像合成處理電路37。圖像信號從圖像合成處理電路37供應到編碼器38。圖像信號表達彩色圖像。編碼器38被構(gòu)造為將圖像信號轉(zhuǎn)換為用于顯示設備的復合信號。例如，編碼器38的輸出信號可被供應至顯示單元15和/或存儲裝置。
[0033]夜視攝像裝置13包括紅外線識別電路39。紅外線識別電路39連接至成像器件
31。紅色像素32的輸出(下文中“第一信號”)、藍色像素34的輸出(下文中“第二信號”)和綠色像素33的輸出單獨供應至紅外線識別電路39。紅外線識別電路39被構(gòu)造為相互比較第一信號和第二信號。紅外線識別電路39使得能夠基于第一信號和第二信號之比識別具有特定波長的紅外線輻射(即，具有第一波長的紅外線輻射14a)。第一信號和第二信號可來源于并排布置的單個紅色像素32和單個藍色像素34，或者預定局部區(qū)域中的相同數(shù)量的紅色像素32和藍色像素34，或者整個成像器件31中的相同數(shù)量的紅色像素32和藍色像素34。
[0034]夜視攝像裝置13包括控制電路41?？刂齐娐?1連接至成像器件31、圖像存儲器
36、圖像合成處理電路37和紅外線識別電路39?？刂齐娐?1被構(gòu)造為將驅(qū)動信號供應至成像器件31?？刂齐娐?1在預定時段處輸出垂直同步信號或者脈沖至成像器件31。成像器件31以與垂直同步信號同步的方式拍攝圖像。圖像存儲器36用于以與成像器件31的輸出同步的方式保持最新的三個圖像數(shù)據(jù)。每當成像器件31輸出圖像信號時，圖像存儲器36更新圖像數(shù)據(jù)。
[0035]控制電路41將控制信號供應至圖像合成處理電路37?？刂菩盘柵c具有所選波長的紅外線輻射的接收定時同步。這里，控制信號與具有第一波長的紅外線輻射14a的接收定時同步?；诩t外線識別電路39的輸出來確定接收定時。圖像合成處理電路37在存儲于圖像存儲器36中的圖像中指定哪個是由具有第一波長的紅外線輻射14a產(chǎn)生的圖像。當以此方式識別出由具有第一波長的紅外線輻射14a產(chǎn)生的圖像時，可依次識別出由具有第二波長的紅外線輻射14b產(chǎn)生的圖像和由具有第三波長的紅外線輻射14c產(chǎn)生的圖像，這是因為紅外線輻射14a、14b、14c以預定順序發(fā)射。
[0036]夜視攝像裝置13包括同步信號產(chǎn)生電路42。同步信號產(chǎn)生電路42連接至控制電路41。交流電流從插座21供應到同步信號產(chǎn)生電路42。同步信號產(chǎn)生電路42被構(gòu)造為檢測交流電壓的過零點。同步信號產(chǎn)生電路42用于響應于過零點的檢測來識別交流電壓的相位。同步信號產(chǎn)生電路42以與交流電壓的相位同步的方式產(chǎn)生具有交流電壓的頻率的同步信號。同步信號被供應至控制電路41?？刂齐娐?1以與同步信號同步的方式控制成像器件31、圖像存儲器36和圖像合成處理電路37的操作。
[0037]如圖2所示，根據(jù)紅外線輻射的波長，紅色像素32、綠色像素33和藍色像素34對紅外線輻射具有不同靈敏度。具體地，當紅外線輻射的波長變得更短時，靈敏度的差異變得更大。例如，與綠色像素33和藍色像素34相比，紅色像素32對具有第一波長的紅外線輻射14a呈現(xiàn)更高的靈敏度。另一方面，紅色像素32、綠色像素33和藍色像素34對具有第二波長的紅外線輻射14b和具有第三波長的紅外線輻射14c呈現(xiàn)相似的靈敏度。因此，當?shù)谝恍盘?紅色像素32)和第二信號(藍色像素34)之間的相對靈敏度之比超過預定值，使得例如對第一信號的靈敏度和對第二信號的靈敏度之比變?yōu)榈扔诨蛘叽笥凇?”時，相應圖像可被識別為由具有第一波長的紅外線輻射14a產(chǎn)生的圖像。當?shù)谝恍盘柡偷诙盘栔g的相對靈敏度之比接近“I”時，相應圖像可被識別為由具有第二波長或者第三波長的紅外線輻射14b、14c產(chǎn)生的圖像。綠色像素33而不是藍色像素34的輸出可被用作第二信號。
[0038]接著，將對夜視攝像系統(tǒng)11的操作作出描述。如圖3所示，紅外線輻射裝置12順序切換第一紅外線輻射光源(LEDl) 23、第二紅外線輻射光源(LED2) 24和第三紅外線輻射光源(LED3)的照明。利用具有第一波長的紅外線輻射14a、具有第二波長的紅外線輻射14b和具有第三波長的紅外線輻射14c順序照射物體。這里，同步信號產(chǎn)生電路28以與商用電源16的交流電流同步的方式產(chǎn)生同步信號。響應于同步信號的上升沿或者上升，驅(qū)動信號從驅(qū)動器電路26分別順序地供應到第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25。第一紅外線輻射光源23、第二紅外線輻射光源24和第三紅外線輻射光源25的照明時段對應于商用電源16的一個周期。紅外線福射14a、14b、14c在相應照明時段期間分別從物體反射到夜視攝像裝置13。所反射的紅外線輻射14a、14b、14c通過透鏡(未示出)在成像器件31上成像。
[0039]夜視攝像裝置13拍攝紅外線輻射14a、14b、14c的圖像。紅色像素32、綠色像素33和藍色像素34分別輸出與紅外線福射14a、14b、14c的強度相對應的電壓。各像素32、33,34的電壓的幅值形成各紅外線輻射14a、14b、14c的強度分布。在該情況下，同步信號產(chǎn)生電路42以與商用電源16的交流電壓同步的方式產(chǎn)生同步信號。響應于同步信號的上升沿或者上升，成像器件31拍攝圖像。成像器件31的拍攝時段對應于商用電源16的一個周期。因為同步信號產(chǎn)生電路28、42被構(gòu)造為基于共同交流電壓來產(chǎn)生同步信號，所以成像器件31的拍攝動作與紅外線輻射14a、14b、14c的切換同步。成像器件31的拍攝時段總是與紅外線輻射光源23、24、25的照明時段中的任一個相一致。
[0040]紅外線識別電路39針對單獨的圖像相互比較第一信號和第二信號。以與同步信號同步的方式檢測紅色像素32的電壓和藍色像素34的電壓。計算第一信號和第二信號之t匕。如果比率大于預定閾值，那么紅外線識別電路39將圖像標記為由具有第一波長的紅外線輻射14a產(chǎn)生的圖像。圖像合成處理電路37將顯示色紅色分配給所標記的圖像。具有第一波長的紅外線輻射14a的強度分布被轉(zhuǎn)換為紅色的強度分布。圖像合成處理電路37然后將顯示色藍色分配給下一圖像。具有第二波長的紅外線輻射14b的強度分布被轉(zhuǎn)換為藍色的強度分布。圖像合成處理電路37之后將顯示色綠色分配給再下一圖像。具有第三波長的紅外線輻射14c的強度分布被轉(zhuǎn)換為綠色的強度分布。紅色的強度分布、藍色的強度分布和綠色的強度分布相互疊加，以產(chǎn)生彩色圖像。
[0041]響應于紅外線福射14a、14b、14c中的任一個,在交流電流的周期中更新紅色圖像、綠色圖像和藍色圖像中的相應一個。已更新的一個彩色圖像與由具有其它波長的紅外線輻射14a、14b、14c產(chǎn)生的未更新的兩個彩色圖像結(jié)合，使得產(chǎn)生一幅彩色圖像。編碼器38將彩色圖像的圖像信號轉(zhuǎn)換為用于顯示設備的復合信號。復合信號被供應至顯示單元
15。物體的彩色圖像以相對自然的色調(diào)顯示在顯示單元15的屏幕上。
[0042]發(fā)明人已經(jīng)觀察到第一信號和第二信號之間的相對靈敏度之比根據(jù)紅外線輻射14a、14b、14c的波長變化。因此，當?shù)谝恍盘柡偷诙盘栔g的相對靈敏度之比超過紅外線識別電路39處的預定閾值時，可針對具有第一波長的紅外線輻射14a識別接收定時。因為以預定順序接收紅外線輻射14a、14b、14c，所以具有第一波長的紅外線輻射14a的接收定時的識別導致針對所有紅外線輻射14a、14b、14c的接收定時的確定。即使紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13之間省略直接控制線，紅色、藍色和綠色也可可靠地與具有第一波長的紅外線輻射14a的圖像、具有第二波長的紅外線輻射14b的圖像和具有第三波長的紅外線福射14c的圖像相關(guān)。
[0043]紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13在它們操作期間分別從插座19、21接收電力。插座19、21使得相同相位的電力能夠不僅供應至夜視攝像裝置13，而且還供應至紅外線輻射裝置12。成像器件31的拍攝定時可與具有不同波長的紅外線輻射14a、14b、14c的切換同步。在紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13之間無需直接控制線的情況下可實現(xiàn)同步。因此，紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13可放置于相互遠離的位置處，而無任何安裝和配置限制。任何補充的紅外線輻射裝置12和/或夜視攝像裝置13可以以便利方式添加到夜視攝像系統(tǒng)11中。
[0044]夜視攝像裝置13將紅色作為顯示色之一分配給由具有第一波長的紅外線輻射14a產(chǎn)生的圖像信號。藍色被作為顯示色之一分配給由具有比第一波長更長的第二波長的紅外線輻射14b產(chǎn)生的圖像信號。綠色被作為顯示色之一分配給由具有比第二波長更長的第三波長的紅外線輻射14c產(chǎn)生的圖像信號。與其它分配設定相比，這些分配有助于產(chǎn)生自然色調(diào)的彩色圖像?？蛇x地，紅色可被分配給由具有第一波長的紅外線輻射14a產(chǎn)生的圖像信號，綠色可被分配給由具有第二波長的紅外線輻射14b產(chǎn)生的圖像信號，藍色可被分配給由具有第三波長的紅外線輻射14c產(chǎn)生的圖像信號。
[0045]紅外線輻射的波長變得越短，紅色像素32的輸出電壓和藍色像素34的輸出電壓之間的相對靈敏度之比(=紅色像素的輸出/藍色像素的輸出)變得更大。另一方面，當紅外線輻射的波長變得比預定長度更長時，紅色像素32、綠色像素33和藍色像素34的輸出電壓變得相互相等。換言之，相對靈敏度之比變?yōu)椤癐”。因此，紅色和藍色之間的電壓比較使得能夠可靠地識別具有第一波長的紅外線輻射14a的接收定時?？蛇x地或附加地，紅色與綠色之間而不是與藍色之間的電壓比較也使得能夠識別具有第一波長的紅外線輻射14a的接收定時。
[0046]夜視攝像系統(tǒng)11可采用振蕩器來替代同步信號產(chǎn)生電路28、42。例如，任何石英晶體振蕩器可被用作該振蕩器。分頻器可與石英晶體振蕩器結(jié)合。振蕩器可產(chǎn)生用于紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13的本地同步信號。如果具有預定頻率的振蕩器被分別整合到紅外線輻射裝置12和夜視攝像裝置13中，那么紅外線輻射14a、14b、14c的切換時段與圖像的拍攝時段相一致。如果對于紅色像素32和藍色像素34之間的靈敏度之比得到變化的定時，那么就能為具有第一波長的紅外線輻射14a的開始或者具有第二波長的紅外線輻射14b的開始找到定時。作為顯示色的紅色、藍色和綠色可被以此方式分別分配給由紅外線輻射14a、14b、14c產(chǎn)生的圖像。在該情況下，紅外線識別電路39被優(yōu)選構(gòu)造為在比切換和圖像的拍攝的時段足夠短的時段中相互比較第一信號和第二信號。
[0047]夜視攝像系統(tǒng)11可被用于安全攝像系統(tǒng)。安全攝像系統(tǒng)中的夜視攝像裝直13可用于白天/夜間攝像機，所述白天/夜間攝像機可在白天接收可視輻射來拍攝圖像并且可在夜間接收可視輻射和紅外線輻射來拍攝圖像。例如，紅外線截止濾光器可與成像器件31結(jié)合以實現(xiàn)白天/夜間攝像機。紅外線截止濾光器用于在攝像期間截止朝向成像器件31的紅外線輻射。結(jié)果，各紅色像素32輸出與紅光強度相對應的電壓，各綠色像素33輸出與綠光強度相對應的電壓，并且各藍色像素34輸出與藍光強度相對應的電壓。單一拍攝動作可能導致產(chǎn)生彩色圖像。在該情況下，在夜視攝像動作期間移除紅外線截止濾光器。紅外線截止濾光器可以可移除地設置于透鏡和成像器件31之間的光路中。驅(qū)動機構(gòu)可連接至紅外線截止濾光器，用于插入和取出紅外線截止濾光器。
[0048]本文中敘述的所有實例和條件語言旨在教導的目的，以幫助讀者理解發(fā)明人為促進現(xiàn)有技術(shù)而貢獻的發(fā)明和概念，并且應被解釋為不限于所具體敘述的實例和條件，也不限于說明書中與本發(fā)明的優(yōu)勢和劣勢的展示有關(guān)的這些實例的組織。雖然已經(jīng)詳細描述本發(fā)明的實施方式，但應理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明的實施方式作出各種改變、替換和變形。
【權(quán)利要求】
1.一種夜視攝像裝置，包括: 成像器件，包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造為順序接收具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射，并且輸出關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射的圖像信號、關(guān)于具有第二波長的紅外線輻射的圖像信號和關(guān)于具有第三波長的紅外線輻射的圖像信號，所述多個像素包括第一像素和第二像素，所述第一像素對原色中的第一色敏感，并且響應于具有第一波長、第二波長和第三波長中的最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第一信號，所述第二像素對原色中的第二色敏感，并且響應于具有所述最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第二信號；以及 識別電路，被構(gòu)造為相互比較所述第一信號和所述第二信號，以響應于相對靈敏度之比來識別具有在第一波長、第二波長和第三波長中選擇的波長的紅外線輻射的接收定時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夜視攝像裝置，還包括: 控制電路，被構(gòu)造為基于從商用電源供應的具有預定頻率的電力，將驅(qū)動信號供應至所述成像器件；以及 圖像合成處理電路，被構(gòu)造為以與所述電力的預定頻率同步的方式將顯示色以預定順序分配給圖像信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夜視攝像裝置，其中，紅色被作為顯示色之一分配給關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射的圖像信號，藍色被作為顯示色之一分配給關(guān)于具有比第一波長更長的第二波長的紅外線輻射的圖像信號，以及綠色被作為顯示色之一分配給關(guān)于具有比第二波長更長的第三波長的紅外線輻射的圖像信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夜視攝像裝置，其中，所述第一色為紅色，以及所述第二色為藍色或者綠色。
5.一種紅外線輻射裝 置，包括: 第一光源，發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射； 第二光源，發(fā)射具有第二波長的紅外線輻射； 第三光源，發(fā)射具有第三波長的紅外線輻射；以及 控制器電路，被構(gòu)造為以與具有預定頻率的頻率信號同步的方式以預定順序切換具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射的發(fā)射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紅外線輻射裝置，還包括驅(qū)動器電路，所述驅(qū)動器電路被構(gòu)造為基于從商用電源供應的作為頻率信號的電力，將驅(qū)動信號分別供應至所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源。
7.—種夜視攝像系統(tǒng)，包括: 紅外線輻射裝置；以及 夜視攝像裝置，其中 所述紅外線輻射裝置包括: 第一光源，發(fā)射具有第一波長的紅外線輻射； 第二光源，發(fā)射具有第二波長的紅外線輻射； 第三光源，發(fā)射具有第三波長的紅外線輻射；以及 控制器電路，被構(gòu)造為以與具有預定頻率的頻率信號同步的方式以預定順序切換具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射的發(fā)射，其中所述夜視攝像裝置包括: 成像器件，包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造為以與所述具有預定頻率的頻率信號同步的方式順序接收具有第一波長的紅外線輻射、具有第二波長的紅外線輻射和具有第三波長的紅外線輻射，并且輸出關(guān)于具有第一波長的紅外線輻射的圖像信號、關(guān)于具有第二波長的紅外線輻射的圖像信號和關(guān)于具有第三波長的紅外線輻射的圖像信號，所述多個像素包括第一像素和第二像素，所述第一像素對原色中的第一色敏感，并且響應于具有第一波長、第二波長和第三波長中的最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第一信號，所述第二像素對原色中的第二色敏感，并且響應于具有所述最短波長的紅外線輻射的接收而輸出第二信號；以及 識別電路，被構(gòu)造為相互比較所述第一信號和所述第二信號，以響應于相對靈敏度之比來識別具有在第一波 長、第二波長和第三波長中選擇的波長的紅外線輻射的接收定時。
【文檔編號】H04N9/04GK103428505SQ201210333609
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】伴新二 申請人:富士通將軍股份有限公司