[发明专利]摄像机和产生彩色图像的方法

说明书

提出了摄像机和产生彩色图像的方法。提出了一种摄像机，包括：光圈；包括多个像素对的图像传感器，在任一像素对中：第一像素被配置使其检测已经穿过光圈进入摄像机并且已经从光圈经由第一辐射路径前进到图像传感器的辐射，以及第二像素被配置使其检测已经穿过光圈进入摄像机并且从光圈经由第二辐射路径前进到图像传感器的辐射，第二辐射路径不同于第一辐射路径；以及设置在光圈中或其附近的滤光器，其中滤光器包括被配置为阻挡IR辐射或可见光的第一部分和被配置为对于由第一部分所阻挡的波长是透光的第二部分，其中滤光器被设置使得通过第一部分的辐射前进到多个像素对的第一像素，并且使得通过第二部分的辐射前进到多个像素对的第二像素。

技术领域

本发明涉及产生彩色图像，并且尤其涉及允许在低光照条件下产生彩色图像的摄像机设计。

背景技术

数字摄像机中使用的图像传感器具有波谱响应，该波谱响应具有不可忽略的红外IR分量。这带来机遇和挑战。

机遇在于，在夜晚期间或在低光照条件下，IR分量可以提供关于所成像场景的有用信息。典型地，低光照条件出现在黄昏或黎明期间。其他低光照条件场景是光线不好的房间。低光照条件也可以定义为其中可见光和IR辐射的量是相当的条件，因此，低光照条件也可以称作混合光照条件。

在夜晚期间或在低光照条件下，可以利用来自波谱的IR部分的入射辐射。IR辐射不会包含任何彩色信息，并且代替执行彩色分离，唯一的参数是入射辐射的强度，这可以表现为黑白强度图像(或具有任何所需的色标(color scale))。

挑战发现于白天成像期间，在此期间IR分量的添加可能使在使用数字摄像机捕获到的图像中的彩色平衡失真。在一些情形中，图像传感器的一些或全部像素甚至可能由红外分量完全饱和。

一种保持有益效果同时抑制不太有益的效果的方式是在图像传感器前面的射束路径中添加可移动的IR截止滤光器。以这种方式，IR截止滤光器可以在日光条件期间使用，使得能获取彩色图像。图像传感器的像素然后将以第一方式操作，在该第一方式中，入射光被划分成彩色并被检测作为单个光电检测器上的电荷，由此实现彩色分离。IR截止滤光器在夜晚期间或者在允许IR辐射到达图像传感器的低光照条件下会被移除。图像传感器的像素然后将以第二方式操作，在该第二方式中，由像素测得的唯一参数是入射辐射的强度。因此，基于强度的图像可以被捕捉，并且以黑色和白色来表示。

然而，可能存在这样的情形：将希望甚至在低光照条件下能够捕获彩色分离的图像。

发明内容

鉴于以上，本发明的目的在于提供甚至在低光照条件下捕获彩色分离的图像的装置。

根据第一方面，提供了一种摄像机。该摄像机包括：光圈；包括多个像素对得图像传感器，在任一像素对中：第一像素被配置为使该第一像素检测已经穿过光圈进入摄像机并从光圈经由第一辐射路径前进到图像传感器的辐射，以及第二像素被配置为使该第二像素检测已经穿过光圈进入摄像机并从光圈经由第二辐射路径前进到图像传感器的辐射，第二辐射路径不同于第一辐射路径；以及设置在光圈中或其附近的滤光器，其中滤光器包括被配置为阻挡IR辐射或可见光的第一部分和被配置为对于由第一部分所阻挡的波长是透光的第二部分，其中滤光器被设置使得通过第一部分的辐射前进到多个像素对的第一像素，并且使得通过第二部分的辐射前进到多个像素对的第二像素。

因此，实现了改进的成像。这归因于IR辐射的分量可以通过将由每对第一像素和第二像素中的第一像素和第二像素检测到的辐射比较并对该IR部分补偿来确定。例如，可以通过确定辐射的由图像传感器检测到的IR部分来产生彩色图像。以这种方式，可以获得真彩色表示，即使所成像的场景包含由图像传感器捕获到的IR辐射。

术语“辐射”将被构造为包括在红外波谱范围和可见光谱范围二者中的波谱分量的辐射。

滤光器的第一部分可以被配置为阻挡IR辐射。

滤光器的第一部分可以被配置为阻挡可见光。