同时采集红外光图像和可见光图像的图像采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像采集装置，特别涉及一种基于液晶光阀的同时采集红外和可见光图像采集装置。
【背景技术】
[0002]通常情况下，摄像机只能采集普通的可见光图像，随着科技的发展，对于红外光图像的采集需求越来越迫切。红外图像的采集例如包括夜间或黑暗环境下的图像采集，以及人眼虹膜图像的采集等等。目前移动设备如手机、平板电脑、移动电脑中，有的已经配备有单独的可见光光学透镜模组用于拍照或者视频通话，以及单独的红外光学透镜用于采集红外图像。
[0003]目前通常的图像采集装置主要包括图像传感元件、光学透镜以及图像处理芯片等，图像传感元件主要分为电荷耦合元件(CCD)与互补金属氧化物半导体(CMOS)。可见光的波长范围是380?780nm，780nm以上属于红外光部分，而CXD和CMOS既能感应可见光，也能感应红外光。通常情况下，使用红外截止滤光片设置于CXD或CMOS前面来过滤红外光进行红外图像的识别，而为了采集清晰的红外图像，则必须弱化可见光对红外采集的影响，而目前通用的图像采集装置是难以同时采集到可见光图像和红外图像的。
[0004]需要一种能够同时采集红外光和可见光图像的图像采集装置，解决上述问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种同时采集红外光图像和可见光图像的图像采集装置，沿光线进入方向依次包括液晶光阀、用于采集图像光线的光学透镜、和图像传感器，还包括红外光源，以及用于固定所述光学透镜、红外光源、液晶光阀和图像传感器的外壳，其中，所述液晶光阀位于所述光学透镜进光一侧，以一定频率交替开关，所述液晶光阀中液晶层的厚度小于1_;所述红外光源，用于发出红外光以便所述光学透镜采集红外图像；图像传感器，处于所述光学透镜相对于所述液晶光阀的另一侧，用于分别将通过所述光学透镜采集的可见光或红外光转化成数字信号，形成数字图像。
[0006]优选地，所述光学透镜包括至少一片镜片，用于汇聚或者发散光。
[0007]优选地，所述频率为80-140Hz。
[0008]优选地，所述液晶光阀依次包括第一基板、第一导电电极、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二导电电极和第二基板。
[0009]优选地，所述第一基板、第一导电电极、第一配向膜、第二配向膜、第二导电电极和第二基板为透明材料制成。
[0010]优选地，当所述液晶光阀开启或关闭其中任一状态下时，允许可见光进入所述光学透镜，而在另一状态下时，不允许可见光进入所述光学透镜，而允许红外光穿过液晶光阀进入光学透镜。
[0011]优选地，所述红外光源设置在所述外壳上。
[0012]优选地，还包括可见光和红外双通滤光片，位于所述光学透镜光线进入的一侧，用于过滤可见光和红外光以外的光线。
[0013]优选地，还包括至少一个可见光光源。
[0014]优选地，所述可见光光源设置为以一定的工作频率闪烁，被点亮的频率和所述液晶光阀开启的工作频率一致。
[0015]根据本实用新型的同时采集红外光图像和可见光图像的图像采集装置，结构简单，成像效果好，还可以实现在黑暗情况下的操作。
[0016]应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。
【附图说明】
[0017]参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中:
[0018]图1a示意性地示出了根据本实用新型第一实施例的同时采集红外光图像和可见光图像的单眼图像采集装置的结构示意图。
[0019]图1b示意性地示出了根据本实用新型第二实施例的同时采集红外光图像和可见光图像的双眼图像采集装置的结构示意图。
[0020]图2a和2b分别示出了根据本实用新型的液晶光阀的示意性结构，以及处于开启和关闭时的状态。
[0021]图3a_3c分别示出了根据本实用新型的可见光图像成像效果、红外光图像成像效果以及可见光图像和红外光图像叠加的成像效果示意图。
【具体实施方式】
[0022]通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。
[0023]在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0024]图1a示意性地示出了根据本实用新型第一实施例的同时采集红外光图像和可见光图像的图像采集装置的结构示意图。如图1a所示，根据本实用新型的同时采集红外光图像和可见光图像的图像采集装置100沿光线进入方向依次包括液晶光阀103、用于采集图像光线的光学透镜101和图像传感器104，还包括红外光源102，以及用于固定所述光学透镜101、红外光源102、液晶光阀103和图像传感器104的外壳105。
[0025]光学透镜101用于汇聚外部的光纤以进行可见光图像和红外图像的成像。光学透镜101优选为平凸透镜或双凸透镜。根据本实用新型的一个实施例，光学透镜101包括至少一片镜片，用于汇聚或者发散光。
[0026]红外光源102设置在光学透镜101附近，用于发出红外光线，从而使得光学透镜101可以采集红外图像。优选地，红外光源104的波长范围在830?870nm。红外光源102的位置可以有多种选择，如图1a所不设置在第一光学透镜101 —侧(如图1a中的102a和102b)，也可以设置在液晶光阀103外侧(如图1a中的102c)，还可以设置在外壳105上(如图1a中的102d)。根据本实用新型的另一实施例，还可以设置多个红外光源102，例如分布在光学透镜101的周围(如图1a中的102a和102b)。
[0027]液晶光阀103位于光学透镜101的外侧，即进光一侧。液晶光阀103以一定频率交替开关，该频率例如至少为80-140HZ，优选为120Hz，即每秒钟开关120次。液晶光阀103起到光开关的作用。优选地，液晶光阀103中液晶层的厚度小于1mm。
[0028]根据本实用新型的一个实施例，当液晶光阀103开启时，允许可见光进入光学透镜101，从而在图像传感器104上成像；当液晶光阀103关闭时，阻挡可见光进入光学透镜101，而红外光由于其长波衍射效应和热效应将穿过液晶光阀103进入到光学透镜101上，从而在图像传感器104上成红外像。
[0029]根据本实用新型的另一个实施例，液晶光阀103还可以设置为当液晶光阀103关闭时，允许可见光进入光学透镜101，从而在图像传感器104上成像；而当液晶光阀103开启时，阻挡可见光进入光学透镜103，允许红外光进入光学透镜103，从而在图像传感器104上成红外像。
[0030]根据本实用新型的一个实施例，红外光源102可以设置成常亮，或者设置成以一定的频率闪烁。所述频率优选与液晶光阀103的开启频率一致。即当液晶光阀关闭不允许可见光进入光学透镜101时，红外光源102开启，发出红外光，供光学透镜101收集红外光线进行成像。
[0031]图像传感器104处于所述光学透镜101相对于所述液晶光阀103的另一侧，用于分别将通过所述光学透镜101采集的可见光和红外光转化成数字信号，形成数字图像。优选地，图像传感器104可以是CCD传感器或CMOS传感器。优选地，图像传感器104位于所述光学透镜101的焦平面上。
[0032]优选地，还可以包括可见光和红外双通滤光片106，位于光学透镜101的外侧，即光线进入的一侧，用于过滤可见光和红外光以外的光线，只允许可见光和红外光线进入光学透镜101，以确保在图像传感器104上成像质量。优选地，通过的红外光为近红外光，波长范围在830?870nm，通过率为90%以上。根据本实用新型的实施例，可见光和红外双通滤光片106可以设置在液晶光阀103的外侧，或设置在光学透镜101和液晶光阀103之间。
[0033]图1b示意性地示出了根据本实用新型第二实施例的同时采集红外光图像和可见光图像的双眼图像采集装置的结构示意图。如图1b所示，根据本实用新型的同时采集红外光图像和可见光图像的图像采集装置100’包括用于收集图像光线的第一光学透镜110、用于收集图像光线的第二光学透镜111、红外光源102、液晶光阀103和图像传感器104，以及用于固定上述多个元器件的外壳107。
[0034]根据本实用新型的一