CN101694559A - 一种具有稳定图像亮度的红外摄像头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有稳定图像亮度的红外摄像头，包括：安装在摄像头前部的镜头、用于处理光电信号的摄像头主板、中心波长在900-1000nm的滤光片以及发光波长与滤光片的中心波长相匹配的红外光源，所述红外光源设置在镜头的外周，所述滤光片安装在镜头和摄像头主板上的图像传感器之间。本发明摄像头成像效果好，无论白天黑夜，都保持稳定的图像亮度，适合于全天候和复杂天气环境下的图像分析处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像头，尤其涉及一种红外摄像头。
背景技术
目前，市场上销售的摄像头大多有采用红外技术，以满足光线暗淡情况下的成像要求。但是，目前的摄像头成像效果不稳定，尤其当出现光线很亮或者光线很暗的两类特殊情况时，图像的亮度极不稳定，成像结果会偏亮、偏暗或出现局部阴影，对于普通的视频聊天、视频会议、视频监控等应用，这样的摄像头可以满足基本要求，但是对于成像稳定性要求很高的智能图像分析领域，尤其是用于车载智能图像分析、安防智能监控、移动跟踪摄像头等，这种摄像头就无法满足要求，严重的会导致判断错误。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种具有稳定图像亮度的红外摄像头。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有稳定图像亮度的红外摄像头，包括：安装在摄像头前部的镜头、用于处理光电信号的摄像头主板、中心波长在900-1000nm的滤光片以及发光波长与滤光片的中心波长相匹配的红外光源，所述红外光源设置在镜头的外周，所述滤光片安装在镜头和摄像头主板上的图像传感器之间。
摄像头采用具有特定带宽的若干红外光源来发射光线，摄像头的镜头获取待成像物体的反射光线，并用滤光片过滤特定光线带宽之外的光线，摄像头主板获取特定光线带宽之内的光线并进行成像。本发明摄像头成像效果好，无论白天黑夜，都保持稳定的图像亮度，适合于全天候和复杂天气环境下的图像分析处理。
附图说明
图1为本发明一种实施例中的摄像头结构图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参考图1，红外摄像头包括镜头1、滤光片2、发光光源4、灯板5、摄像头主板6、外壳7、摄像头电源线和视频信号线8等。摄像头的镜头1安装在摄像头前部，可通过螺口旋转方式调节镜头距离，镜头与摄像头外壳间不留空隙，镜头可采用光学单板机镜头，具有满足成像要求的规格、接口方式、焦距、光圈、视场角、最近成像距离等参数。滤光片2安装在镜头1和摄像头主板上图像传感器之间，并位于摄像头主板上图像传感器的前端，以便于图像传感器接收滤光片透过的光信号。滤光片采用单通窄带滤光片，具有满足滤光要求的中心波长、中心波长透过率、峰值透过率、半带宽、截止率等参数。滤光片的中心波长为900nm-1000nm，优选的中心波长为910nm-970nm，例如940nm。滤光片的中心波长透过率＞85％-95％，峰值透过率＞85％-95％，半带宽10nm-50nm，截止率T＜0.01％-1％，厚度2mm-8mm。红外光源连接在灯板上，从摄像头前部外壳孔中伸出，分布在镜头的外周。红外光源为若干红外发光二极管，具有满足发光要求的管压、工作电流、发光波长、发光角度、灯壁半径等参数，均匀分布在镜头的外周，其发光波长与滤光片的中心波长相匹配，即红外光源的发光波长与滤光片的中心波长一致，以使滤光片只透过该波段的光。灯板可采用双面PCB板，其上预留有若干个红外发光二极管的接口。摄像头主板包括数字信号处理芯片、图像传感器等，其中数字信号处理芯片可采用高清图像处理芯片。摄像头的电源线可同时给灯板和摄像头主板供电。外壳与灯板和摄像头主板的固定接口处可采用减震螺口，固定牢固，并且具有防震作用。
摄像头的镜头接受目标物体反射的红外光线，并经过滤光片进行滤光处理。摄像头的滤光片与红外发光二极管相匹配，滤光片能过滤掉红外发光二极管波长带宽以外的光线，保留红外发光二极管波长带宽以内的光线。通过红外发光二极管和滤光片的配合，实现摄像头在光线较暗的环境下摄像。
为了防止漏光，以提高成像质量，在另一实施例中，摄像头还包括滤光片保护圈3，如图1所示，滤光片保护圈3安装在滤光片2的外围，用以防止滤光片外围漏光。
为了更清楚地照射到目标物体，通常采用发光强度比较高的红外光源，例如发光波长为850nm的红外光源，相应的，滤光片也要采用中心波长为850nm的滤光片。这种红外光源光强比较大，光线亮度高，照射距离远。但图像亮度不稳定，当外界光线亮度发生变化时，红外摄像头获得的图像亮度也会发生变化。而对于智能图像分析领域，其主要依靠图像的灰度对图像进行分析和运算，并根据分析和运算的结果进行判断得出结果。因此如果图像亮度发生变化，就意味着判断结果也可能发生变化，导致判断结果不准确。红外摄像头图像亮度不稳定这一问题很久也没解决，致使很多智能图像分析装置的研究都是在实验室阶段效果很好，一旦应用到实际工作环境中就出现问题，真正成了“见光死”。
发明人在研究中认识到，自然光的部分红外波长会与红外光源的红外波长进行叠加，从而影响红外滤光片的滤光作用。尤其是当滤光片的滤光带宽较大时，这种叠加现象特别明显。由于白天的日光光线强弱受气候影响变化频繁，容易与反射的红外光线产生光线叠加效应，而光线叠加现象则可能造成摄像头的图像亮度随外界光线强度的变化而变化。同时发明人认识到太阳光中900nm-1000nm波段的红外光比较弱，其叠加效果也应该比较弱。经实验证明，采用中心波长为900nm-1000nm的单通窄带滤光片及相匹配的红外光源，自然光的部分红外波长与红外光源的红外波长相互叠加的负面效应非常小。因此，当外界光线强度出现频繁变化时，摄像头的图像亮度却变化很小。对于中心波长为940nm的滤光片来说，叠加影响甚至可以忽略不计。同时，900nm-1000nm波段的红外光源发光强度小，对外界光线强度的影响很小，在一定程度上也减弱了外界光线强度的变化，从而也起到了稳定成像亮度的作用。
本发明的摄像头可用于成像稳定性要求很高的智能图像分析领域，尤其是用于车载智能图像分析、安防智能监控、移动跟踪摄像头等领域。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有稳定图像亮度的红外摄像头，包括安装在摄像头前部的镜头和用于处理光电信号的摄像头主板，其特征在于还包括：中心波长在900-1000nm的滤光片以及发光波长与滤光片的中心波长相匹配的红外光源，所述红外光源设置在镜头的外周，所述滤光片安装在镜头和摄像头主板上的图像传感器之间。
2.如权利要求1所述的红外摄像头，其特征在于，所述滤光片的中心波长为910-970nm。
3.如权利要求2所述的红外摄像头，其特征在于，所述滤光片为单通窄带滤光片，所述滤光片的中心波长为940nm。
4.如权利要求3所述的红外摄像头，其特征在于，所述滤光片的中心波长透过率大于85％-95％，峰值透过率大于85％-95％，半带宽为10-50nm，截止率小于0.01％-1％。
5.如权利要求3所述的红外摄像头，其特征在于，所述红外光源的发光波长是940nm。
6.如权利要求1所述的红外摄像头，其特征在于，所述红外光源为发光二极管，所述多个发光二极管均匀分布在镜头外周。
7.如权利要求1至6中任一项所述的红外摄像头，其特征在于，还包括滤光片保护圈，所述滤光片保护圈安装在滤光片外围，用以防止滤光片外围漏光。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102830575A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-19 | 河南平原光电有限公司 | 一种便携式照相机 |
| CN106826821A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-06-13 | 深圳前海勇艺达机器人有限公司 | 基于图像视觉引导的机器人自动返回充电的方法和系统 |
| CN108597168A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-28 | 广东美的制冷设备有限公司 | 基于滤光片的安防报警方法、装置及家电设备 |
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2009
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