夜视摄像装置和红外线辐射装置以及夜视摄像系统的制作方法
【专利摘要】本技术提供了一种夜视摄像装置和红外线辐射装置以及夜视摄像系统。一种成像器件，包括多个像素，所述多个像素被构造为顺序输出关于具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射的图像信号。第一像素对原色中的第一色敏感，并且响应于具有第一波长、第二波长和第三波长中的最短波长的红外线辐射的接收而输出第一信号。第二像素对原色中的第二色敏感，并且响应于具有最短波长的红外线辐射的接收而输出第二信号。识别电路被构造为相互比较第一信号和第二信号，以响应于相对灵敏度之比来识别具有所选波长的红外线辐射的接收定时。
【专利说明】夜视摄像装置和红外线辐射装置以及夜视摄像系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于2012年5月22日提交的在先日本专利申请第2012-116569号并要求其优先权，其全部内容通过弓I用结合于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及夜视摄像系统，以及该夜视摄像系统中采用的夜视摄像装置和红外线
辐射装置。
【背景技术】
[0004]日本专利申请公开第2011-50049号公开了一种能够再现具有自然色调的彩色图像的夜视摄像系统。该夜视摄像系统包括红外线辐射装置和夜视摄像装置。例如，红外线辐射装置向物体发射具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射。夜视摄像装置关于各红外线辐射拍摄图像。可关于单独的图像获得红外线辐射的强度分布。红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)被作为显示色分别分配给单独的图像。所分配的显示色的强度分布的叠加产生具有自然色调的伪彩色图像。
[0005]在在夜视摄像系统中相互切换分别具有第一波长、第二波长和第三波长的红外线辐射的发射的情况下，各显示色应当被分配给分别具有第一波长、第二波长和第三波长的红外线辐射。因此，应当为单独的图像识别红外线辐射的波长。控制线连接于红外线辐射装置和夜视摄像装置之间，以识别红外线辐射的波长。如果红外线辐射装置和夜视摄像装置被放置在相互远离的位置处，那么需要长控制线。这导致安装受限以及配置受限。
【发明内容】
[0006]本发明的一个方面可涉及直接相互连接红外线辐射装置和夜视摄像装置的控制线的省略。
[0007]根据本发明的方面，提供了一种夜视摄像装置，包括:成像器件，包括多个像素，所述多个像素被构造为顺序接收具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射，并且输出关于具有第一波长的红外线辐射的图像信号、关于具有第二波长的红外线辐射的图像信号和关于具有第三波长的红外线辐射的图像信号，所述多个像素包括第一像素和第二像素，第一像素对原色中的第一色敏感，并且响应于具有第一波长、第二波长和第三波长中的最短波长的红外线辐射的接收而输出第一信号，第二像素对原色中的第二色敏感，并且响应于具有最短波长的红外线辐射的接收而输出第二信号；以及识别电路，被构造为相互比较第一信号和第二信号，以响应于相对灵敏度之比来识别具有在第一波长、第二波长和第三波长中选择的波长的红外线辐射的接收定时。
[0008]成像器件拍摄所切换的各波长的红外线辐射的图像。可关于各图像获得红外线辐射的强度分布。特定显示色可被分配给对应波长。所分配的显示色的强度分布的叠加产生具有自然色调的伪彩色图像。[0009]发明人已观察到第一信号和第二信号之间的相对灵敏度之比根据红外线辐射的波长而变化。因此，当第一信号和第二信号之间的相对灵敏度之比超过红外线识别电路处的预定阈值时，可关于具有所选波长的红外线辐射识别接收定时。因为以预定顺序接收具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射，所以具有所选波长的红外线辐射的接收定时的识别导致所有红外线辐射的接收定时的确定。即使在红外线辐射装置和夜视摄像装置之间省略直接控制线，红色、蓝色和绿色也可被可靠地分别分配给具有第一波长的红外线辐射的图像、具有第二波长的红外线辐射的图像和具有第三波长的红外线辐射的图像。
[0010]夜视摄像装置还可包括:控制电路，被构造为基于从商用电源供应的具有预定频率的电力将驱动信号供应至成像器件；以及图像合成处理电路，被构造为以与电力的预定频率同步的方式将显示色以预定顺序分配给图像信号。商用电源使得相同相位的电力能够不仅供应至夜视摄像装置，而且供应至红外线辐射装置。红外线辐射的拍摄定时可与具有不同波长的红外线辐射的切换同步。在红外线辐射装置和夜视摄像装置之间无需直接控制线的情况下可实现同步。因此，红外线辐射装置和夜视摄像装置可放置于相互远离的位置处，而无任何安装和配置限制。
[0011]红色可被作为显示色之一分配给关于具有第一波长的红外线辐射的图像信号，蓝色可被作为显示色之一分配给关于具有比第一波长更长的第二波长的红外线辐射的图像信号，以及绿色可被作为显示色之一分配给关于具有比第二波长更长的第三波长的红外线辐射的图像信号。与其它分配设定相比，这些分配有助于产生自然色调的彩色图像。
[0012]第一色可为红色，以及第二色可为蓝色或者绿色。当红外线辐射的波长为相对短时，相对灵敏度之比在与红色相应的第一像素的输出和与蓝色或者绿色相应的第二像素的输出之间为大。另一方面，当红外线辐射的波长变得更长时，与原色相应的像素的输出变得相互相等。具体地，相对灵敏度之比变得更接近“I”。因此，红色和蓝色或者绿色之间的比较使得能够可靠地识别具有所选波长的红外线辐射的接收定时。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种夜视摄像系统，包括:红外线辐射装置；以及夜视摄像装置，其中，所述红外线辐射装置包括:第一光源，发射具有第一波长的红外线辐射；第二光源，发射具有第二波长的红外线辐射；第三光源，发射具有第三波长的红外线辐射；以及控制器电路，被构造为以与具有预定频率的频率信号同步的方式以预定顺序切换具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射的发射，其中，所述夜视摄像装置包括:成像器件，包括多个像素，所述多个像素被构造为以与所述具有预定频率的频率信号同步的方式顺序接收具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射，并且输出关于具有第一波长的红外线辐射的图像信号、关于具有第二波长的红外线辐射的图像信号和关于具有第三波长的红外线辐射的图像信号，所述多个像素包括第一像素和第二像素，第一像素对原色中的第一色敏感，并且响应于具有第一波长、第二波长和第三波长中的最短波长的红外线辐射的接收而输出第一信号，第二像素对原色中的第二色敏感，并且响应于具有所述最短波长的红外线辐射的接收而输出第二信号；以及识别电路，被构造为相互比较第一信号和第二信号，以响应于相对灵敏度之比，识别具有在第一波长、第二波长和第三波长中选择的波长的红外线辐射的接收定时。[0014]红外线辐射装置能够以预定周期以预定顺序发射具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射。成像器件能够拍摄关于所切换的各波长的红外线辐射的图像。可关于各图像获得红外线辐射的强度分布。特定显示色可被分配给对应波长。所分配的显示色的强度分布的叠加产生具有自然色调的伪彩色图像。
[0015]当在识别电路处确定了第一信号和第二信号之间的相对灵敏度之比时，根据相对灵敏度之比，可关于具有所选波长的红外线辐射识别接收定时。因为以预定顺序接收具有不同波长的红外线辐射，所以具有所选波长的红外线辐射的接收定时的识别导致所有红外线辐射的接收定时的确定。即使在红外线辐射装置和夜视摄像装置之间省略直接控制线时，特定显示色也可被可靠地分配给对应波长。
[0016]根据本发明的又一个方面，提供了一种红外线辐射装置，包括:第一光源，发射具有第一波长的红外线辐射；第二光源，发射具有第二波长的红外线辐射；第三光源，发射具有第三波长的红外线辐射；以及控制器电路，被构造为以与具有预定频率的频率信号同步的方式以预定顺序切换具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射的发射。红外线辐射装置能够以预定周期以预定顺序发射具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射。
[0017]红外线辐射装置还可包括驱动器电路，所述驱动器电路被构造为基于从商用电源供应的作为频率信号的电力将驱动信号分别供应至第一光源、第二光源和第三光源。商用电源使得相同相位的电力能够不仅供应至夜视摄像装置，而且供应至红外线辐射装置。红外线辐射的拍摄定时可与具有不同波长的红外线辐射的切换同步。在红外线辐射装置和夜视摄像装置之间无需直接控制线的情况下可实现同步。因此，红外线辐射装置和夜视摄像装置可放置于相互远离的位置处，而无任何安装和配置限制。
[0018]利用所附权利要求中具体指出的元件和组合，可实现和达到实施方式的目的和优点。应理解，以上概述和以下详述均为示例性和解释性的，并且不限于所述的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为示意性图示根据一个实施方式的夜视摄像系统的结构的框图；
[0020]图2为图示红色像素、绿色像素和蓝色像素对红外线辐射的相对灵敏度的曲线图；以及
[0021]图3为示意性图示夜视摄像系统的动作的定时的时序图。
【具体实施方式】
[0022]图1示意性图示根据一个实施方式的夜视摄像系统11。夜视摄像系统11包括红外线辐射装置12和夜视摄像装置13。例如，红外线辐射装置12向物体发射具有第一波长的红外线辐射14a、具有第二波长的红外线辐射14b和具有第三波长的红外线辐射14c。夜视摄像装置13关于各红外线辐射14a、14b、14c拍摄图像。可关于单独的图像获得红外线辐射14a、14b、14c的强度分布。红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)被作为显示色分别分配给单独的图像。这里，红色被分配给基于具有第一波长的红外线辐射14a生成的图像。蓝色被分配给基于具有第二波长的红外线辐射14b生成的图像。绿色被分配给基于具有第三波长的红外线辐射14c生成的图像。所分配的显示色的强度分布的叠加产生具有自然色调的伪彩色图像。
[0023]显示单元15可连接至夜视摄像装置13。彩色图像可显示于显示单元15的屏幕上。可选地或附加地，存储装置(未示出)可连接至夜视摄像装置13。彩色图像可存储于存储装置中。
[0024]红外线辐射装置12和夜视摄像装置13连接至商用电源16。红外线辐射装置12和夜视摄像装置13分别包括电源导线17、18。电源导线17、18的插头分别耦合至插座19、
21。交流电流从电厂22的发电机供应到插座19、21。例如，交流电流具有特定频率，诸如50Hz或者60Hz。红外线辐射装置12和夜视摄像装置13响应于交流电流的供应而工作。交流电流可以可选地被转换为直流电流，用于操作红外线辐射装置12和夜视摄像装置13。在该情况下，AD/DC电路(未示出)可被整合在红外线辐射装置12和夜视摄像装置13中。例如，电力可从家用发电机而不是电厂22的发电机供应到插座19、21。另外，电力可以以任何形式从共同发电机供应到插座19、21。
[0025]红外线辐射装置12包括第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25。第一红外线辐射光源23被构造为发射具有第一波长(峰值强度)的红外线辐射14a。例如，第一波长可被设定在780nm处。例如，第一红外线辐射光源23可包括发光二极管(LED)。第二红外线辐射光源24被构造为发射具有第二波长(峰值强度)的红外线辐射14b。第二波长被设定为比第一波长更长。例如，第二波长可被设定在870nm处。例如，第二红外线辐射光源24可包括发光二极管(LED)。第三红外线辐射光源25被构造为发射具有第三波长(峰值强度)的红外线福射14c。第三波长被设定为比第二波长更长。例如，第三波长可被设定在940nm处。例如，第三红外线辐射光源25可包括发光二极管(LED )。例如，各红外线辐射光源23、24、25可具有半值宽度40nm。
[0026]红外线辐射装置12包括驱动器电路26。驱动器电路26连接至第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25。驱动器电路26被构造为将驱动信号分别供应至第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源
25。响应于驱动信号的供应，从第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25向物体分别发射红外线辐射14a、14b、14c。驱动信号用于确定第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25的照明时段。当不供应驱动信号时，第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25不发射红外线辐射。第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25熄灭。可基于从交流电流转换的直流电流来产生驱动信号。单独的驱动器电路26可分别连接至第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25。
[0027]红外线辐射装置12包括控制器电路27。控制器电路27连接至驱动器电路26。控制器电路27被构造为将控制信号供应至驱动器电路26。控制器电路27用于以预定顺序确定第一红外线辐射光源23的照明时段、第二红外线辐射光源24的照明时段和第三红外线辐射光源25的照明时段。控制信号使得能够以预定顺序切换来自第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25的红外线辐射14a、14b、14c的发射。
[0028]红外线辐射装置12包括同步信号产生电路28。同步信号产生电路28连接至控制器电路27。交流电流从插座19供应到同步信号产生电路28。同步信号产生电路28被构造为检测交流电压的过零点。同步信号产生电路28用于响应于过零点的检测来识别交流电压的相位。同步信号产生电路28以与交流电压的相位同步的方式产生具有交流电压的频率的同步信号。同步信号被供应至控制器电路27。控制器电路27以与同步信号同步的方式切换第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25的照明。
[0029]夜视摄像装置13包括成像器件31。成像器件31包括预定排列的像素阵列。像素被分类为红色像素(R像素)32、绿色像素(G像素)33和蓝色像素(B像素)34。例如,红色像素32、绿色像素33和蓝色像素34可根据贝尔(Bayer)模式来排列。红色像素32对原色中的红色敏感。绿色像素33对原色中的绿色敏感。蓝色像素34对原色中的蓝色敏感。片上滤色器可形成在各像素上，以建立红色像素32、绿色像素33和蓝色像素34。各像素32、
33、34被构造为输出与预定频带中的光或者电磁波的强度相对应的电压。像素32、33、34中的任一个对红外线辐射敏感，在该情况下，对近红外线辐射敏感。因此，响应于红外线辐射的接收，像素32、33、34中的任一个输出电压。可针对各自频带的光检测强度分布。强度分布形成图像信号。成像器件31可包括固态成像元件，诸如电荷耦合器件(CCD)成像传感器、CMOS成像传感器等。成像器件31被构造为在预定时段处产生图像。
[0030]夜视摄像装置13包括图像存储器36。图像存储器36连接至成像器件31。图像存储器36被构造为暂时存储图像数据。各图像数据用于表达成像器件31处生成的图像。图像存储器36被构造为同时保持与至少三个图像相对应的图像数据，如下文详细描述。
[0031]夜视摄像装置13包括图像合成处理电路37。图像合成处理电路37连接至图像存储器36。图像合成处理电路37被构造为从图像存储器36获得图像数据。图像合成处理电路37将三个时间连续图像合成为一个图像。显示色被以预定顺序分别分配给各图像。根据预定规则，红外线辐射的强度分布被转换为显示色的强度分布。例如，该规则可来源于实验和/或实际测量。例如，转换规则可存储于图像合成处理电路37的内部存储器中。这里，红色、蓝色和绿色在单个周期中依次排列。因此，三个时间连续图像的合成导致彩色图像的产生。
[0032]夜视摄像装置13包括编码器38。编码器38连接至图像合成处理电路37。图像信号从图像合成处理电路37供应到编码器38。图像信号表达彩色图像。编码器38被构造为将图像信号转换为用于显示设备的复合信号。例如，编码器38的输出信号可被供应至显示单元15和/或存储装置。
[0033]夜视摄像装置13包括红外线识别电路39。红外线识别电路39连接至成像器件
31。红色像素32的输出(下文中“第一信号”)、蓝色像素34的输出(下文中“第二信号”)和绿色像素33的输出单独供应至红外线识别电路39。红外线识别电路39被构造为相互比较第一信号和第二信号。红外线识别电路39使得能够基于第一信号和第二信号之比识别具有特定波长的红外线辐射(即，具有第一波长的红外线辐射14a)。第一信号和第二信号可来源于并排布置的单个红色像素32和单个蓝色像素34，或者预定局部区域中的相同数量的红色像素32和蓝色像素34，或者整个成像器件31中的相同数量的红色像素32和蓝色像素34。
[0034]夜视摄像装置13包括控制电路41。控制电路41连接至成像器件31、图像存储器
36、图像合成处理电路37和红外线识别电路39。控制电路41被构造为将驱动信号供应至成像器件31。控制电路41在预定时段处输出垂直同步信号或者脉冲至成像器件31。成像器件31以与垂直同步信号同步的方式拍摄图像。图像存储器36用于以与成像器件31的输出同步的方式保持最新的三个图像数据。每当成像器件31输出图像信号时，图像存储器36更新图像数据。
[0035]控制电路41将控制信号供应至图像合成处理电路37。控制信号与具有所选波长的红外线辐射的接收定时同步。这里，控制信号与具有第一波长的红外线辐射14a的接收定时同步。基于红外线识别电路39的输出来确定接收定时。图像合成处理电路37在存储于图像存储器36中的图像中指定哪个是由具有第一波长的红外线辐射14a产生的图像。当以此方式识别出由具有第一波长的红外线辐射14a产生的图像时，可依次识别出由具有第二波长的红外线辐射14b产生的图像和由具有第三波长的红外线辐射14c产生的图像，这是因为红外线辐射14a、14b、14c以预定顺序发射。
[0036]夜视摄像装置13包括同步信号产生电路42。同步信号产生电路42连接至控制电路41。交流电流从插座21供应到同步信号产生电路42。同步信号产生电路42被构造为检测交流电压的过零点。同步信号产生电路42用于响应于过零点的检测来识别交流电压的相位。同步信号产生电路42以与交流电压的相位同步的方式产生具有交流电压的频率的同步信号。同步信号被供应至控制电路41。控制电路41以与同步信号同步的方式控制成像器件31、图像存储器36和图像合成处理电路37的操作。
[0037]如图2所示，根据红外线辐射的波长，红色像素32、绿色像素33和蓝色像素34对红外线辐射具有不同灵敏度。具体地，当红外线辐射的波长变得更短时，灵敏度的差异变得更大。例如，与绿色像素33和蓝色像素34相比，红色像素32对具有第一波长的红外线辐射14a呈现更高的灵敏度。另一方面，红色像素32、绿色像素33和蓝色像素34对具有第二波长的红外线辐射14b和具有第三波长的红外线辐射14c呈现相似的灵敏度。因此，当第一信号(红色像素32)和第二信号(蓝色像素34)之间的相对灵敏度之比超过预定值，使得例如对第一信号的灵敏度和对第二信号的灵敏度之比变为等于或者大于“2”时，相应图像可被识别为由具有第一波长的红外线辐射14a产生的图像。当第一信号和第二信号之间的相对灵敏度之比接近“I”时，相应图像可被识别为由具有第二波长或者第三波长的红外线辐射14b、14c产生的图像。绿色像素33而不是蓝色像素34的输出可被用作第二信号。
[0038]接着，将对夜视摄像系统11的操作作出描述。如图3所示，红外线辐射装置12顺序切换第一红外线辐射光源(LEDl) 23、第二红外线辐射光源(LED2) 24和第三红外线辐射光源(LED3)的照明。利用具有第一波长的红外线辐射14a、具有第二波长的红外线辐射14b和具有第三波长的红外线辐射14c顺序照射物体。这里，同步信号产生电路28以与商用电源16的交流电流同步的方式产生同步信号。响应于同步信号的上升沿或者上升，驱动信号从驱动器电路26分别顺序地供应到第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25。第一红外线辐射光源23、第二红外线辐射光源24和第三红外线辐射光源25的照明时段对应于商用电源16的一个周期。红外线福射14a、14b、14c在相应照明时段期间分别从物体反射到夜视摄像装置13。所反射的红外线辐射14a、14b、14c通过透镜(未示出)在成像器件31上成像。
[0039]夜视摄像装置13拍摄红外线辐射14a、14b、14c的图像。红色像素32、绿色像素33和蓝色像素34分别输出与红外线福射14a、14b、14c的强度相对应的电压。各像素32、33,34的电压的幅值形成各红外线辐射14a、14b、14c的强度分布。在该情况下，同步信号产生电路42以与商用电源16的交流电压同步的方式产生同步信号。响应于同步信号的上升沿或者上升，成像器件31拍摄图像。成像器件31的拍摄时段对应于商用电源16的一个周期。因为同步信号产生电路28、42被构造为基于共同交流电压来产生同步信号，所以成像器件31的拍摄动作与红外线辐射14a、14b、14c的切换同步。成像器件31的拍摄时段总是与红外线辐射光源23、24、25的照明时段中的任一个相一致。
[0040]红外线识别电路39针对单独的图像相互比较第一信号和第二信号。以与同步信号同步的方式检测红色像素32的电压和蓝色像素34的电压。计算第一信号和第二信号之t匕。如果比率大于预定阈值，那么红外线识别电路39将图像标记为由具有第一波长的红外线辐射14a产生的图像。图像合成处理电路37将显示色红色分配给所标记的图像。具有第一波长的红外线辐射14a的强度分布被转换为红色的强度分布。图像合成处理电路37然后将显示色蓝色分配给下一图像。具有第二波长的红外线辐射14b的强度分布被转换为蓝色的强度分布。图像合成处理电路37之后将显示色绿色分配给再下一图像。具有第三波长的红外线辐射14c的强度分布被转换为绿色的强度分布。红色的强度分布、蓝色的强度分布和绿色的强度分布相互叠加，以产生彩色图像。
[0041]响应于红外线福射14a、14b、14c中的任一个,在交流电流的周期中更新红色图像、绿色图像和蓝色图像中的相应一个。已更新的一个彩色图像与由具有其它波长的红外线辐射14a、14b、14c产生的未更新的两个彩色图像结合，使得产生一幅彩色图像。编码器38将彩色图像的图像信号转换为用于显示设备的复合信号。复合信号被供应至显示单元
15。物体的彩色图像以相对自然的色调显示在显示单元15的屏幕上。
[0042]发明人已经观察到第一信号和第二信号之间的相对灵敏度之比根据红外线辐射14a、14b、14c的波长变化。因此，当第一信号和第二信号之间的相对灵敏度之比超过红外线识别电路39处的预定阈值时，可针对具有第一波长的红外线辐射14a识别接收定时。因为以预定顺序接收红外线辐射14a、14b、14c，所以具有第一波长的红外线辐射14a的接收定时的识别导致针对所有红外线辐射14a、14b、14c的接收定时的确定。即使红外线辐射装置12和夜视摄像装置13之间省略直接控制线，红色、蓝色和绿色也可可靠地与具有第一波长的红外线辐射14a的图像、具有第二波长的红外线辐射14b的图像和具有第三波长的红外线福射14c的图像相关。
[0043]红外线辐射装置12和夜视摄像装置13在它们操作期间分别从插座19、21接收电力。插座19、21使得相同相位的电力能够不仅供应至夜视摄像装置13，而且还供应至红外线辐射装置12。成像器件31的拍摄定时可与具有不同波长的红外线辐射14a、14b、14c的切换同步。在红外线辐射装置12和夜视摄像装置13之间无需直接控制线的情况下可实现同步。因此，红外线辐射装置12和夜视摄像装置13可放置于相互远离的位置处，而无任何安装和配置限制。任何补充的红外线辐射装置12和/或夜视摄像装置13可以以便利方式添加到夜视摄像系统11中。
[0044]夜视摄像装置13将红色作为显示色之一分配给由具有第一波长的红外线辐射14a产生的图像信号。蓝色被作为显示色之一分配给由具有比第一波长更长的第二波长的红外线辐射14b产生的图像信号。绿色被作为显示色之一分配给由具有比第二波长更长的第三波长的红外线辐射14c产生的图像信号。与其它分配设定相比，这些分配有助于产生自然色调的彩色图像。可选地，红色可被分配给由具有第一波长的红外线辐射14a产生的图像信号，绿色可被分配给由具有第二波长的红外线辐射14b产生的图像信号，蓝色可被分配给由具有第三波长的红外线辐射14c产生的图像信号。
[0045]红外线辐射的波长变得越短，红色像素32的输出电压和蓝色像素34的输出电压之间的相对灵敏度之比(=红色像素的输出/蓝色像素的输出)变得更大。另一方面，当红外线辐射的波长变得比预定长度更长时，红色像素32、绿色像素33和蓝色像素34的输出电压变得相互相等。换言之，相对灵敏度之比变为“I”。因此，红色和蓝色之间的电压比较使得能够可靠地识别具有第一波长的红外线辐射14a的接收定时。可选地或附加地，红色与绿色之间而不是与蓝色之间的电压比较也使得能够识别具有第一波长的红外线辐射14a的接收定时。
[0046]夜视摄像系统11可采用振荡器来替代同步信号产生电路28、42。例如，任何石英晶体振荡器可被用作该振荡器。分频器可与石英晶体振荡器结合。振荡器可产生用于红外线辐射装置12和夜视摄像装置13的本地同步信号。如果具有预定频率的振荡器被分别整合到红外线辐射装置12和夜视摄像装置13中，那么红外线辐射14a、14b、14c的切换时段与图像的拍摄时段相一致。如果对于红色像素32和蓝色像素34之间的灵敏度之比得到变化的定时，那么就能为具有第一波长的红外线辐射14a的开始或者具有第二波长的红外线辐射14b的开始找到定时。作为显示色的红色、蓝色和绿色可被以此方式分别分配给由红外线辐射14a、14b、14c产生的图像。在该情况下，红外线识别电路39被优选构造为在比切换和图像的拍摄的时段足够短的时段中相互比较第一信号和第二信号。
[0047]夜视摄像系统11可被用于安全摄像系统。安全摄像系统中的夜视摄像装直13可用于白天/夜间摄像机，所述白天/夜间摄像机可在白天接收可视辐射来拍摄图像并且可在夜间接收可视辐射和红外线辐射来拍摄图像。例如，红外线截止滤光器可与成像器件31结合以实现白天/夜间摄像机。红外线截止滤光器用于在摄像期间截止朝向成像器件31的红外线辐射。结果，各红色像素32输出与红光强度相对应的电压，各绿色像素33输出与绿光强度相对应的电压，并且各蓝色像素34输出与蓝光强度相对应的电压。单一拍摄动作可能导致产生彩色图像。在该情况下，在夜视摄像动作期间移除红外线截止滤光器。红外线截止滤光器可以可移除地设置于透镜和成像器件31之间的光路中。驱动机构可连接至红外线截止滤光器，用于插入和取出红外线截止滤光器。
[0048]本文中叙述的所有实例和条件语言旨在教导的目的，以帮助读者理解发明人为促进现有技术而贡献的发明和概念，并且应被解释为不限于所具体叙述的实例和条件，也不限于说明书中与本发明的优势和劣势的展示有关的这些实例的组织。虽然已经详细描述本发明的实施方式，但应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的实施方式作出各种改变、替换和变形。
【权利要求】
1.一种夜视摄像装置，包括: 成像器件，包括多个像素，所述多个像素被构造为顺序接收具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射，并且输出关于具有第一波长的红外线辐射的图像信号、关于具有第二波长的红外线辐射的图像信号和关于具有第三波长的红外线辐射的图像信号，所述多个像素包括第一像素和第二像素，所述第一像素对原色中的第一色敏感，并且响应于具有第一波长、第二波长和第三波长中的最短波长的红外线辐射的接收而输出第一信号，所述第二像素对原色中的第二色敏感，并且响应于具有所述最短波长的红外线辐射的接收而输出第二信号；以及 识别电路，被构造为相互比较所述第一信号和所述第二信号，以响应于相对灵敏度之比来识别具有在第一波长、第二波长和第三波长中选择的波长的红外线辐射的接收定时。
2.根据权利要求1所述的夜视摄像装置，还包括: 控制电路，被构造为基于从商用电源供应的具有预定频率的电力，将驱动信号供应至所述成像器件；以及 图像合成处理电路，被构造为以与所述电力的预定频率同步的方式将显示色以预定顺序分配给图像信号。
3.根据权利要求2所述的夜视摄像装置，其中，红色被作为显示色之一分配给关于具有第一波长的红外线辐射的图像信号，蓝色被作为显示色之一分配给关于具有比第一波长更长的第二波长的红外线辐射的图像信号，以及绿色被作为显示色之一分配给关于具有比第二波长更长的第三波长的红外线辐射的图像信号。
4.根据权利要求1所述的夜视摄像装置，其中，所述第一色为红色，以及所述第二色为蓝色或者绿色。
5.一种红外线辐射装 置，包括: 第一光源，发射具有第一波长的红外线辐射； 第二光源，发射具有第二波长的红外线辐射； 第三光源，发射具有第三波长的红外线辐射；以及 控制器电路，被构造为以与具有预定频率的频率信号同步的方式以预定顺序切换具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射的发射。
6.根据权利要求5所述的红外线辐射装置，还包括驱动器电路，所述驱动器电路被构造为基于从商用电源供应的作为频率信号的电力，将驱动信号分别供应至所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源。
7.—种夜视摄像系统，包括: 红外线辐射装置；以及 夜视摄像装置，其中 所述红外线辐射装置包括: 第一光源，发射具有第一波长的红外线辐射； 第二光源，发射具有第二波长的红外线辐射； 第三光源，发射具有第三波长的红外线辐射；以及 控制器电路，被构造为以与具有预定频率的频率信号同步的方式以预定顺序切换具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射的发射，其中所述夜视摄像装置包括: 成像器件，包括多个像素，所述多个像素被构造为以与所述具有预定频率的频率信号同步的方式顺序接收具有第一波长的红外线辐射、具有第二波长的红外线辐射和具有第三波长的红外线辐射，并且输出关于具有第一波长的红外线辐射的图像信号、关于具有第二波长的红外线辐射的图像信号和关于具有第三波长的红外线辐射的图像信号，所述多个像素包括第一像素和第二像素，所述第一像素对原色中的第一色敏感，并且响应于具有第一波长、第二波长和第三波长中的最短波长的红外线辐射的接收而输出第一信号，所述第二像素对原色中的第二色敏感，并且响应于具有所述最短波长的红外线辐射的接收而输出第二信号；以及 识别电路，被构造为相互比较所述第一信号和所述第二信号，以响应于相对灵敏度之比来识别具有在第一波 长、第二波长和第三波长中选择的波长的红外线辐射的接收定时。
【文档编号】H04N9/04GK103428505SQ201210333609
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2012年5月22日
【发明者】伴新二 申请人:富士通将军股份有限公司