CN102447826B - 可见及红外双重模式成像系统 - Google Patents

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Abstract

一种成像系统包含图像传感器及光学滤波器。所述图像传感器响应于入射光而捕获图像数据。所述光学滤波器对所述光进行滤波且包含双重窗透射光谱。所述双重窗透射光谱包含：第一透射窗，其具有经对准以使可见光通过的第一通带；及第二透射窗，其具有与地球大气中的红外光的吸收带重叠的第二通带。

Description

可见及红外双重模式成像系统
技术领域
本发明一般来说涉及成像系统，且明确地说但非排他地，涉及可见光及红外光成像系统。
背景技术
监控相机通常用于监视在监控下的区域，所述区域可在远程位置中。监控相机所捕获的静止或视频图像可被实时地监视、记录以供稍后检查或两者皆可。监控相机可放置于户外且一天24小时操作。在日间，太阳光是提供可见光的主要照射源。在夜间，通常由人造红外光源提供照射。因此，监控系统应在白天期间对可见光敏感且在夜晚期间对红外光敏感。
然而，太阳光含有红外辐射以及可见光两者。因此，所捕获的图像可含有可不等同的可见光图像及红外图像两者。在日间，仅可见光图像为所要的。所捕获的红外图像(其干涉可见光图像)通常对可见光图像引入错误色彩再现且可降低可见光图像的清晰度及质量。在夜间，由于仅存在由红外光源提供的红外光，因此仅捕获红外图像。未捕获到可显著降低所捕获图像的信噪比的可见光图像。
解决以上图像降级问题的一种常规方法是使用两个专用相机一一个用于捕获可见光图像且另一个用于捕获红外图像。可见光相机具备用于阻挡红外光的光学滤波器，而红外相机具备用于阻挡可见光的光学滤波器。缺点是与两个相机相关联的花费及复杂性。
另一种方法仅使用具有用以选择两个光学滤波器中的一者的机械开关的一个相机。在日间，将阻挡红外光的光学滤波器移动到光学路径中而将阻挡可见光的光学滤波器从光学路径移除。在夜间，将阻挡红外光的光学滤波器从光学路径移除且将阻挡可见光的光学滤波器移动到光学路径中。缺点是需要昂贵的且容易出故障的机械开关来移动光学滤波器。
发明内容
一种成像系统，其包括：光圈，其用于接收入射光；及图像传感器，其用于响应于所述入射光而捕获图像数据；及光学滤波器，其安置于所述光圈与所述图像传感器之间，其中光学滤波器包含双重窗透射光谱，所述双重窗透射光谱包含：第一透射窗，其具有经对准以使可见光通过的第一通带；及第二透射窗，其具有与地球大气中的红外光的吸收带重叠的第二通带。
一种光圈，其包括：像素阵列，其用于响应于入射光而捕获图像数据，所述像素阵列包含巨像素的重复图案，其中每一巨像素包含用于捕获可见光谱图像的多个彩色像素及用于捕获红外图像的红外像素；及多层光学滤波器阵列，其安置于所述像素阵列上方，所述多层光学滤波器阵列包含：红外滤波器层，其用于对红外光进行滤波；及色彩滤波器阵列层，其包含用于对不同色彩的可见光进行滤波的色彩滤波器元件的重复图案。
一种操作双重模式成像系统的方法，其包括：在具有双重窗透射光谱的光学滤波器处接收光，所述双重窗透射光谱包含：第一透射窗，其具有经对准以使可见光通过的第一通带；及第二透射窗，其具有与地球大气中的红外光的吸收带重叠的第二通带；在日间，使在整个所述第一透射窗内的所述可见光传递到图像传感器，同时阻挡落在所述第二透射窗之外的所述红外光；及在夜间，使在整个所述第二透射窗内的所述红外光传递到所述图像传感器。
附图说明
参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则贯穿各个视图的相似参考编号指代相似部件。
图1是图解说明根据本发明一实施例的可见及红外双重模式成像系统的功能性框图。
图2是图解说明根据本发明一实施例的光学滤波器的透射光谱的图表。
图3是图解说明根据本发明一实施例的包含红外光源的可见及红外双重模式成像系统的功能性框图。
图4是图解说明根据本发明一实施例的用于双重模式成像系统的红外光源的光谱发射的图表。
图5A是根据一实施例的图像传感器的功能性框图。
图5B是图解说明像素阵列的常规拜耳图案(Bayer pattern)巨像素群组的框图。
图6是图解说明根据本发明一实施例的包含彩色像素及红外像素的巨像素群组的框图。
图7A是根据本发明的第一实施例的包含多层光学滤波器阵列的图像传感器的透视图。
图7B是根据本发明的第二实施例的包含多层光学滤波器阵列的图像传感器的透视图。
图8是根据本发明一实施例的包含多层光学滤波器阵列的图像传感器的横截面图。
具体实施方式
本文中描述用于可见及红外双重模式成像系统的操作的系统及方法的实施例。在以下描述中，陈述了许多具体细节以提供对所述实施例的彻底理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述具体细节中的一者或一者以上的情况下实践或者可借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使某些方面模糊。
本说明书通篇所提及的“一个实施例”或“一实施例”意指结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书通篇的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必全部指代相同实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以任何适合的方式组合于一个或一个以上实施例中。
在进入地球大气之前，太阳光的光谱类似覆盖从约200nm到2500nm的波长的5250℃的黑体光谱。随着光穿过大气，一些光被具有特定吸收带的气体吸收。处于约950nm下的光被大气中的水吸收。因此，相对于存在的可见光的强度，地球表面上的太阳光含有极少或不含有具有大约为950nm的波长的光。此水吸收带的带宽约为50nm，其大致以950nm波长为中心。
基于硅光电检测器的图像传感器(例如，互补金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器或电荷耦合装置(“CCD”)图像传感器)对具有从约200nm开始到约1100nm为止的波长的光敏感。因此，在太阳光下，不具有任何色彩或红外(“IR”)滤波器的基于CMOS或CCD的图像传感器可检测由具有从200nm到1100nm的波长的光形成的图像。
彩色图像传感器包括光电检测器阵列。每一光电检测器由一色彩滤波器覆盖。举例来说，色彩滤波器可为来自一组蓝色、绿色及红色滤波器中的一者。在另一实例中，所述色彩滤波器组可为青色、品红色及黄色。这些色彩滤波器通常为具有颜料或染料的吸收滤波器。除特定色彩(例如，蓝色、绿色或红色)之外，吸收滤波器还对于具有比700nm长的波长的红外光为透明的或部分透明的。在许多商业及/或消费型摄像机中，将阻挡具有大于700nm的波长的光的额外红外截止滤波器定位于图像传感器的前面以便阻止对红外图像数据的捕获。
图1是图解说明根据本发明一实施例的可见及红外双重模式成像系统100的功能性框图。成像系统100的所图解说明实施例包含光圈101、透镜102、光学滤波器104及图像传感器106。图像传感器106可为CMOS或CCD型图像传感器。图像传感器106可为具有吸收型色彩滤波器的色彩滤波器阵列(“CFA”)的彩色图像传感器。透镜102将图像聚焦或以其它方式引导到图像传感器106上。在操作期间，太阳光110照射对象112，所述太阳光经反射而作为入射光108穿过光圈101。透镜102引导入射光108穿过光学滤波器104到达图像传感器106上。光学滤波器104可为与图像传感器106分离的不同元件或者安置于图像传感器106上或与图像传感器106集成在一起。在任一配置中，光学滤波器104经定位以使得入射光108在撞击到图像传感器106上之前穿过光学滤波器104。举例来说，光学滤波器104甚至可放置于透镜102前面或安置于透镜102上。
图2是图解说明根据本发明一实施例的光学滤波器104的透射光谱200的图表。光学滤波器104的透射光谱200随入射光108的波长而变。透射光谱200包含两个透射窗202及204。第一透射窗202包含界定于波长A与B之间的通带，在一个实施例中所述通带大致对应于可见光谱。波长A可介于300nm与400nm之间的范围内，而波长B可介于700nm与800nm之间的范围内。第二透射窗204包含与地球大气中的红外光的吸收带重叠的通带。在一个实施例中，透射窗204约以950nm为中心且具有带宽C。在一个实施例中，带宽C等于或小于地球大气中的红外光的吸收带的宽度。举例来说，C可为约50nm。在一些实例中，取决于应用要求，带宽C可大于50nm。在所图解说明的实施例中，透射窗202及204为非重叠通带，而这些通带之外的光大致衰减。
光学滤波器104可实施为具有多个薄膜的干涉滤波器，所述多个薄膜具有变化的折射率。通常通过将专门材料薄层沉积到平坦衬底上而构造干涉滤波器。干涉滤波器的基本结构通常以交替的高与低折射率材料层为特征。举例来说，具有2.35的折射率的硫化锌(ZnS)可为高折射率材料，且具有1.35的折射率的冰晶石(Na3AlF6)可为低折射率材料。一些多层薄膜干涉滤波器可包含两种类型以上的材料。举例来说，其它材料包含：氧化硅(SiO2，n＝1.46)，氧化铝(Al2O3，n＝1.77)，氮化硅(Si3N4，n＝2.02)，五氧化钽(Ta2O5，n＝2.14)，二氧化锆(ZrO2，n＝2.22)，氧化钇(Y2O3，n＝1.93)等。通过对各个层的厚度及折射率值的仔细选择，可利用在每一层界面处反射的光波的受控制干涉来使滤波器能够反射特定波长同时透射其它波长。虽然所述层本身是无色的，但依据波长的相长及相消干涉导致滤波器的所要光谱透射(例如，透射光谱200)。通常使用薄膜设计及模拟软件来执行干涉滤波器的设计及模拟性能。用于设计干涉滤波器的市售软件包包含：Essential Macleod、TFCalc、OptiLayer及FilmStar。
在可见模式(或日间模式)中，成像系统100使用太阳光进行操作。太阳光内所包含的可见光穿过光学滤波器104且入射到图像传感器106上。如果图像传感器106为彩色图像传感器，则捕获到彩色图像。具有大于B的波长的红外光由光学滤波器104阻挡或大致衰减，落在第二透射窗204内的波长除外。然而，如先前所论述，地球表面处的太阳光由于大气中的水蒸气的吸收而相对缺乏这些红外波长。因此，相对于红外光谱，可见光谱是图像数据的支配性贡献者。
图3是图解说明根据本发明一实施例的可见及红外双重模式成像系统300的功能性框图。成像系统300的所图解说明实施例包含光圈101、透镜102、光学滤波器104、图像传感器106、红外光源302、逻辑单元303、日光传感器304及输出端口305。
在日间，停用红外光源302且图像传感器106收集可见光谱图像数据，如上文结合成像系统100所论述。在夜间，启用红外光源302以提供红外照射310。在一个实施例中，逻辑单元303使用日光传感器304来确定环境的照度。基于此照度读数，逻辑单元303在经确定为夜间的情况下启用红外光源302，且在确定日光充足的情况下停用红外光源302。红外光源302可包含发光二极管(“LED”)、LED群组或其它种类的适合光源。
红外照射光310照射对象112。红外入射光308从对象112被反射且穿过光圈101进入成像系统300。透镜102引导入射红外光308穿过光学滤波器104到达图像传感器106上。如下文所论述，红外光源302产生至少落在光学滤波器104的第二透射窗204内的红外光。如此，此光能够穿过光学滤波器104而被图像传感器106捕获作为红外图像数据。红外或可见图像数据可经由输出端口305从成像系统300输出。
图4是图解说明根据本发明一实施例的用于双重模式成像系统300的红外光源302的光谱发射400的图表。在所图解说明的实施例中，光谱发射400以950nm波长为中心且具有带宽D。D取决于光源302中所采用的LED的类型。举例来说，D可为约50nm。在其它实施例中，光谱发射400还可发射延伸超出第二透射窗204的较长红外波长，但这些波长将被光学滤波器104衰减。然而，在红外照射310下从对象112反射且落在第二透射窗204内的红外入射光308将穿过光学滤波器104。由于图像传感器106的色彩滤波器对红外入射光308为大致透明的，因此所捕获的红外图像数据可显现为黑白或灰阶图像。
在一个实施例中，红外光源302的带宽D等于或小于光学滤波器104的第二透射窗204的带宽C。虽然C通常等于或大于50nm且D也通常等于或大于50nm，但在一些实例中，D可小于50nm且因此C也可小于50nm。
成像系统300非常适合于作为24小时监控相机操作。在日间，其光谱敏感度由第一透射窗202支配。在夜间，其光谱敏感度由第二透射窗204支配。第一透射窗被界定为从A到B，此为可见光带。波长A可为介于300nm与400nm之间的波长，且波长B可为介于700nm与800nm之间的波长。第二窗204可以约950nm为中心，具有带宽C。C可为约50nm。
图5A是图解说明根据本发明一实施例的图像传感器500的框图。图像传感器500是图像传感器106的一个实例性实施方案。图像传感器500的所图解说明实施例包含像素阵列505、读出电路510、功能逻辑515及控制电路520。
像素阵列505是图像传感器或像素(例如，像素P1、P2、…、Pn)的二维(“2D”)阵列。每一像素可为CMOS像素或CCD像素。如所图解说明，每一像素布置到一行(例如，行R1到Ry)及一列(例如，列C1到Cx)中以获取人、地方或对象的图像数据，接着可使用所述图像数据再现所述人、地方或对象的2D图像。在一个实施例中，像素阵列505为背侧照射式(“BSI”)图像传感器。在一个实施例中，像素阵列505为前侧照射式(“FSI”)图像传感器。在一个实施例中，像素阵列505包含安置于所述阵列的光入射侧上方的色彩滤波器阵列(“CFA”)，例如拜耳图案、马赛克序列图案(mosaicsequential pattern)或其它。拜耳滤波器图案按连续行排序，所述连续行使红色滤波器与绿色滤波器交替，接着使绿色滤波器与蓝色滤波器交替-拜耳滤波器图案具有为红色或蓝色滤波器两倍多的绿色滤波器。
在每一像素已获取其图像数据或图像电荷之后，所述图像数据由读出电路510读出并传送到功能逻辑515。读出电路510可包含放大电路、模/数(“ADC”)转换电路或其它。功能逻辑515可简单地存储所述图像数据或甚至通过应用后图像效应(例如，修剪、旋转、移除红眼、调整亮度、调整对比度或其它)来操纵所述图像数据。在一个实施例中，读出电路510可沿读出列线一次读出一行图像数据(所图解说明)或可使用多种其它技术(未图解说明)同时读出所述图像数据，例如串行读出或所有像素的全并行读出。
控制电路520耦合到像素阵列505以控制像素阵列505的操作特性。举例来说，控制电路520可产生用于控制图像获取的快门信号。在一个实施例中，所述快门信号为用于同时启用像素阵列505内的所有像素以在单个获取窗期间同时捕获其相应图像数据的全局快门信号。在替代实施例中，所述快门信号为借以在连续获取窗期间依序启用每一行、列或群组的像素的滚动快门信号。
图5B是图解说明常规拜耳图案巨像素群组540的框图。如图5A中所图解说明，在像素阵列505上方以一图案重复巨像素群组535且巨像素群组540是巨像素群组535的一个可能实施方案。巨像素群组540包含对应于以下像素的四个像素单元502、508、504及506：一R像素、一B像素及两个G像素。单个巨像素群组产生R信号、G信号(两个G信号通常组合在一起)及B信号。可将像素阵列505内的每一巨像素群组535视为彩色图像传感器所产生的彩色图像的最小元件，其中每一巨像素群组535对应于输出图像数据中的单个图像像素。换句话说，输出图像的分辨率直接对应于巨像素群组535的线性密度。单个巨像素群组535的个别像素单元所输出的R、G及B信号经组合以在输出彩色图像数据中形成个别彩色图像像素。应了解，使用由其它色彩滤波器元件(例如，青色、品红色、黄色等)组成的巨像素的重复图案的其它类型的CFA可叠加在其它图像传感器500上。
图6是图解说明根据本发明另一实施例的包含用于捕获可见光谱图像的彩色像素及用于捕获红外光谱图像的红外像素的巨像素群组600的框图。巨像素群组600是图像传感器500的巨像素群组535的可能实施方案。然而，巨像素群组600将光学滤波器104的双重窗透射光谱特征集成到CFA巨像素本身中。如此，具有使用巨像素群组600实施的CFA的成像系统也无需使用光学滤波器104。
巨像素群组600的所图解说明实施例包含R(红色)像素602、G(绿色)像素604、B(蓝色)像素608及IR(红外)像素606。R像素602具备使红色可见光通过的红色滤波器。G像素604具备使绿色可见光通过的绿色滤波器。B像素608具备使蓝色可见光通过的蓝色滤波器。IR像素606具备使红外光通过的元件。巨像素群组600包含多层光学滤波器，所述多层光学滤波器包含用于对红外光进行滤波的红外滤波器层及包含用于对不同色彩的可见光进行滤波的色彩滤波器元件的重复图案的CFA层。所述多层光学滤波器安置于像素阵列505的光入射侧上方。在一些实施例中，可用黑白可见光谱滤波器层替换CFA层。
在第一实施例(图7A)中，红外滤波器层为叠加在包含光电检测器(例如，光电二极管PD)及像素电路(未图解说明)的像素阵列710上的毯覆滤波器层705。毯覆滤波器层705覆盖红外像素(IR)及彩色像素(R、G、B)两者。然而，毯覆滤波器层705具有透射光谱200，透射光谱200具有双重透射窗。在一个实施例中，毯覆滤波器层705包括多层薄膜干涉滤波器。CFA层715包含叠加在所述彩色像素(R、G、B)上的吸收型色彩滤波器元件及叠加在所述红外像素(IR)上的通光或透明平面化元件的重复图案。
在第二实施例(图7B)中，红外滤波器层720叠加在像素阵列710上；然而，红外滤波器层720并非如图7A中的实心毯覆层。而是，红外滤波器层720的对准于红外像素(IR)上方的部分730是使红外及可见光谱光两者通过的透明或通光平面化元件。在一些实施例中，部分730可为使特定红外波长通过的带通滤波器或截止滤波器。红外滤波器层720的对准于彩色像素(R、G、B)上方的剩余部分是阻挡全部或大致全部红外波长而使全部或大致全部可见波长通过的个别红外截止滤波器。这些红外截止滤波器可由IR吸收型材料制作而成。
在日间，使用来自所述彩色像素的可见图像数据而忽略来自所述红外像素的红外图像数据。在夜间，使用来自所述红外像素的红外图像数据而忽略可见图像数据。可直接经由在读出期间控制电路520对控制信号的适当断定来完成选择性地剖析像素数据。或者，可随后在从像素阵列505读出全部图像数据之后完成选择性剖析。在一个实施例中，可经由功能逻辑515在软件中实现对图像数据的选择性剖析。
在图7A的第一实施例中，在日间，毯覆滤波器层720阻挡除落在透射窗204内的波长(由于大气衰减，其为相对不显著的)之外的红外波长。在夜间，毯覆滤波器层720准许红外光源302所发射的红外光传递到IR像素。在图7B的第二实施例中，针对夜间视觉，红外滤波器层720的部分730使红外光通过，而针对日间视觉，剩余部分阻挡红外光而使可见光穿过CFA层715以产生可见彩色图像数据。
应了解，可交换红外滤波器层与CFA滤波器层的次序。在一些实施例中，将CFA层715定位于红外滤波器层下方。此外，本发明的实施例可借助多种CFA实施且不限于拜耳图案型CFA。举例来说，色彩滤波器元件可包含其它色彩，例如品红色、青色、黄色或其它。
图8是根据本发明一实施例的包含多层光学滤波器阵列801的图像传感器像素800的横截面图。图像传感器像素800表示像素阵列505内的像素单元的一种可能实施方案或沿图6中的线Z-Z′的横截面图。图像传感器像素800的所图解说明实施例包含：半导体衬底805；光电检测器810，其安置于半导体衬底805内；红外滤波器层810；CFA层815；及微透镜820。红外滤波器层810与CFA层815共同称作多层光学滤波器阵列801。已从图8排除典型图像传感器的各种元件以不使图式杂乱。举例来说，图8未图解说明耦合到光电检测器810的像素电路(例如，转移晶体管等)、可安置于光电检测器810上方及/或下方的金属层、电介质层、绝缘层等。
包含发明摘要中所描述内容的对本发明所图解说明实施例的以上描述并非打算为穷尽性或将本发明限于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但所属领域的技术人员将认识到，可在本发明的范围内做出各种修改。
可根据以上详细描述对本发明做出这些修改。以上权利要求中所使用的术语不应理解为将本发明限于说明书中所揭示的特定实施例。而是，本发明的范围将完全由以上权利要求来确定，所述权利要求将根据权利要求解释所创建的原则来加以理解。

Claims (13)

1.一种成像系统，其包括：
光圈，其用于接收入射光；
图像传感器，其用于响应于所述入射光而捕获图像数据；
光学滤波器，其安置于所述光圈与所述图像传感器之间，其中光学滤波器包含双重窗透射光谱，所述双重窗透射光谱包含：
第一透射窗，其具有经对准以使可见光通过的第一通带；
第二透射窗，其具有与地球大气中的红外光的吸收带重叠的第二通带；
红外光源，其用以产生具有落在所述第二透射窗的所述第二通带内的波长的红外光；及
逻辑单元，其耦合到所述红外光源以在夜间启用所述红外光源且在日间停用所述红外光源，
其中所述光学滤波器大致阻挡所述第二透射窗之外的红外光，
其中所述第二透射窗与所述第一透射窗不重叠。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述第二透射窗与950nm重叠且具有等于或小于所述地球大气中的红外光的所述吸收带的宽度。
3.根据权利要求2所述的成像系统，其中所述第二透射窗的所述宽度为约50nm。
4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述光学滤波器包括多层薄膜干涉滤波器。
5.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括：
透镜，其安置于所述光圈与所述光学滤波器之间；及
日光传感器，其耦合到所述逻辑单元以使得所述逻辑单元能够确定当前时间是所述日间还是所述夜间。
6.一种成像设备，其包括：
像素阵列，其用于响应于入射光而捕获图像数据，所述像素阵列包含巨像素的重复图案，其中每一巨像素包含用于捕获可见光谱图像的多个彩色像素及用于捕获红外图像的红外像素；
多层光学滤波器阵列，其安置于所述像素阵列上方，所述多层光学滤波器阵列包含：
红外滤波器层，其用于对红外光进行滤波；及
色彩滤波器阵列层，其包含用于对不同色彩的可见光进行滤波的色彩滤波器元件的重复图案，
其中所述红外滤波器层包括毯覆滤波器层，所述毯覆滤波器层叠加在所述像素阵列上且覆盖每一巨像素的所述彩色像素及所述红外像素两者，
其中所述红外滤波器层包含
第一透射窗，其具有经对准以使可见光通过的第一通带；及
第二透射窗，其具有与地球大气中的红外光的吸收带重叠的第二通带，
其中所述红外滤波器层大致阻挡所述第二透射窗之外的红外光，且所述第二透射窗与所述第一透射窗不重叠；
红外光源，其用以产生具有落在所述第二透射窗的所述第二通带内的波长的红外光；以及
逻辑单元，其耦合到所述红外光源以在夜间启用所述红外光源且在日间停用所述红外光源。
7.根据权利要求6所述的成像设备，其中所述第二透射窗与950nm重叠且具有等于或小于所述地球大气中的红外光的所述吸收带的宽度。
8.根据权利要求6所述的成像设备，其中所述红外滤波器层包括多层薄膜干涉滤波器。
9.根据权利要求6所述的成像设备，其中所述红外滤波器层包含：
第一部分，其与所述彩色像素对准以阻挡所述红外光且使所述可见光通过；及
第二部分，其与所述红外像素对准以使所述红外光通过。
10.根据权利要求9所述的成像设备，其中所述红外滤波器层的所述第一部分包括红外截止滤波器。
11.根据权利要求10所述的成像设备，其中所述红外滤波器层的所述第二部分包括通光元件。
12.一种操作双重模式成像系统的方法，其包括：
在具有双重窗透射光谱的光学滤波器处接收光，所述双重窗透射光谱包含：第一透射窗，其具有经对准以使可见光通过的第一通带；及第二透射窗，其具有与地球大气中的红外光的吸收带重叠的第二通带，其中所述第二透射窗与所述第一透射窗不重叠；
在日间，使在整个所述第一透射窗内的所述可见光传递到图像传感器，同时阻挡落在所述第二透射窗之外的所述红外光；及
在夜间，通过红外光源以产生具有落在所述第二透射窗的所述第二通带内的波长的红外光；
在夜间，使在整个所述第二透射窗内的所述红外光传递到所述图像传感器；以及
通过耦合到所述红外光源的逻辑单元以在夜间启用所述红外光源且在日间停用所述红外光源。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二透射窗与950nm重叠且具有等于或小于所述地球大气中的红外光的所述吸收带的宽度。
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