CN108008597B - 拍摄至少两种波段光线的相机装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于拍摄至少两种波段光线的相机装置和方法，该相机装置包括：第一相机，包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头；第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；第一曲面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光。

Description

拍摄至少两种波段光线的相机装置和方法

技术领域

本发明涉及光学相机领域，且更具体地涉及拍摄至少两种波段光线的相机装置和方法。

背景技术

传统相机大多数使用可见光图像传感器，如CCD和CMOS图像传感器。这些图像传感器在低光照(比如夜晚)和某些室外场景(雾天，雨天，雪天)表现不佳，难以接收到足够强度的光线，甚至不能形成清晰的图像，因此极大影响了其应用范围。比如在人物检测、安全监视等领域，上述低光照条件下利用可见光相机可能导致低检测率、高误报(falsepositive)率等。

因此，需要一种在全天候、在任何光照和天气条件下都能正常拍摄的相机。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于拍摄至少两种波段光线的相机装置，包括：第一相机，包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头；第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；第一曲面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光。

根据本发明的另一方面，提供一种用于拍摄至少两种波段光线的方法，包括：将入射光照射到放置在第一镜头和第二镜头之间的第一曲面镜；通过所述第一曲面镜，透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光；通过包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头的第一相机接收所述第一波段的光线；通过包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头的第二相机接收所述第二波段的光线，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；将接收的第一波段的光线和第二波段的光线进行光电转换，并形成图像。

附图说明

图1A和1B示意性地示出根据本发明的第一实施例和第二实施例的拍摄至少两种波段光线的两种相机装置的硬件结构图。

图2示意性地示出根据本发明的第三实施例的拍摄至少两种波段光线的相机装置的硬件结构图。

图3A和3B示意性地示出根据本发明的第四实施例和第五实施例的拍摄至少两种波段光线的相机装置的硬件结构图。

图4示意性地示出根据本发明的第六实施例的拍摄至少两种波段光线的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

注意，接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为示出和描述的具体的外形、硬件、连接关系、步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

图1A和1B分别示意性地示出根据本发明的第一实施例和第二实施例的拍摄至少两种波段光线的相机装置100和100’的硬件结构图。

如图1A所示的相机装置100包括：第一相机101，包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头104；第二相机102，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头105，且第二镜头105与第一相机101的第一镜头104面对面放置；第一曲面镜103，放置在第一镜头104和第二镜头105之间，且能够透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光。

在这种情况下，由于第一相机101和第二相机102面对面放置，即第一相机101的第一镜头104和第二相机102的第二镜头105面对面，在没有第一曲面镜103的情况下，两个相机101和102的视野是完全相反的，但是加入了第一曲面镜103，且其能够透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光，而该两个相机之一接收包括第一波段的光线的光，而另一个接收包括第二波段的光线的光，如此就可以使得两个相机101和102的视野一致，并且同时接收同一视野中的两种不同波段的光线，从而实现同时拍摄至少两种波段光线的效果。

例如，假设第一波段是可见光的波段，而第二波段是属于不可见光的远红外线波段。如此，通过如图1A所示设置第一曲面镜103，使得其透视包括可见光波段的光以照射在第一相机101的第一镜头104上，而同时使得其反射包括远红外线波段的光以照射到第二相机102的第二镜头105上，而如此相同视野中的相同的光中的不同波段的光分别被第一相机101的第一镜头104和第二相机102的第二镜头105所拍摄。如此，在光照条件较好的白天，可呈现由第一相机101的第一镜头104接收可见光波段拍摄的视频或照片，同时由第二相机102的第二镜头105接收可见光波段拍摄的视频或照片也存在但可以不呈现，或也可以与可见光波段的视频或照片一起进行某种图像处理再输出给用户，而在光照条件不好的夜晚、阴天等，可呈现由第二相机的第二镜头接收远红外线拍摄的视频或照片，使得能够捕捉到远红外线成像的物体，这在人物检测、安全监视等领域可以有重要的应用。

当然，在另一实施例中，假设第一波段是属于不可见光的远红外线波段，而第二波段是可见光的波段。如此，通过如图1A所示设置第一曲面镜105，使得其透射包括属于不可见光波段的远红外线的光以照射在第一相机101的第一镜头104上，而同时使得其反射包括可见光波段的光以照射到第二相机102的第二镜头105上。

如图1A所示，该第一曲面镜103的形状是朝向第一相机101弯曲，即第一相机101处于第一曲面镜103的弧线内，但是在另一实施例中，如图1B所示，还可以设置第一曲面镜103’的位置，使得其形状是朝向第二相机102弯曲，即第二相机102处于第一曲面镜103’的弧线内。在这种情况下，只要满足该第一曲面镜103能够透射包括一个波段的光以照射到接收该波段的光的镜头上，且能够反射包括另一个波段的光以照射该另一个波段的光到接收该另一个波段的光的镜头上，也是可以实现本方案的。

在一个实施例中，第一曲面镜103的材料可以是锗，硫化锌等，并加上表面镀膜，从而实现透射包括一个波段的光且同时反射包括另一个波段的光，例如双面镜、或单向透视玻璃等等。其化学制造工艺在此不详述。注意，第一曲面镜103可以同时透射和反射所有光，即包括第一波段的光和第二波段的光的各种波段的光，而利用两个相机的不同接收能力来分别接收第一波段和第二波段的光，在这种情况下第一曲面镜103的制造工艺可以相对简单。但是随着工艺的改进和发展，第一曲面镜103也可能(已经)具备在透射时，仅透射第一波段的光，而在反射时，仅反射第二波段的光。因此，在任一种情况下，本方案都是可实施的。

在一个实施例中，第一相机101可以是鱼眼相机，第二相机102可以是非鱼眼相机，第二相机102和第一曲面镜103可构成折反射相机。

相反，第二相机102可以是鱼眼相机，第一相机101可以是非鱼眼相机，第一相机101和第一曲面镜103’可构成折反射相机，在这种情况下，第一曲面镜103’应是其形状是朝向第二相机102弯曲，即第二相机102处于第一曲面镜103’的弧线内，如图1B所示。当然，相机的种类不限于此。只要是能够实现某种视野范围，且能够接收不同波段的光的相机都可以使用。

当然，无论第一曲面镜103或103’是如何朝向的，且无论其反射或透射的是什么波段的光，且无论第一相机101的第一镜头104和第二相机102的第二镜头105都能接收什么波段的光，只要该第一曲面镜103或103’能够透射一个波段的光以照射到接收该波段的光的镜头上，且能够反射另一个波段的光以照射该另一个波段的光到接收该另一个波段的光的镜头上，就是可以实现本方案的各个实施方式。在此，不一一赘述。

在一个实施例中，接收包括(远、中)红外线的波段的光的相机可以是热成像相机等。而接收包括近红外线和可见光的相机可以是普通的电荷耦合器件CCD、互补金属氧化物半导体CMOS相机等。

在一个实施例中，第一曲面镜103或103’被配置为透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种(例如远红外线光)的光并使得透射的光线聚焦在接收包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种(例如远红外线光)的光的第一镜头104和第二镜头105中的一个镜头(例如第一镜头104)的焦点处，且第一曲面镜103或103’被配置为反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种(例如可见光)的光并使得反射的光线聚焦在接收第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种(例如可见光)的光的第一镜头104和第二镜头105中的另一个镜头(例如第二镜头105)的焦点处。

如此，不论是透射的光还是反射的光都可以被所接收的镜头正常地聚焦，从而能够成像清晰的图像以供用户查看。

在一个实施例中，第一曲面镜103或103’的形状可以是抛物面镜或双曲面镜。从而使得不论是透射的光还是反射的光都可以被所接收的镜头正常地聚焦，从而能够成像清晰的图像以供用户查看。

当然，第一波段的光和第二波段的光也可以不在可见光和远红外线光之间选择，在另一实施例中第一波段的光线可以包括远红外光线(例如，波长7-15微米)和中红外光线(例如，波长3-5微米)中的至少一种，第二波段的光线可以包括可见光线(例如，波长380-750纳米))和近红外光线(例如，波长780～2526nm)中的至少一种。除此以外，第一波段的光和第二波段的光实际上可以是任意范围的波段的光，而不一定是可见光和不可见光之分，也可以是紫外光、从某个波段到某个波段的光(例如，从红到蓝的波段的光)等等，在此并不限制。只是在一般情况下，拍摄可见光、远红外线光、近红外线光或中红外线光的仪器是比较常见的，因此不需要大幅改变仪器本身的结构和配置，采用可见光和远红外线光以及近红外线光和中红外线光能够更简单且高效地实现在不同光照条件下的拍摄和监视的技术方案。

同样，第一相机104也不限定为鱼眼相机，而可以是其他任何形式的相机。只是为了保持折反射相机与另一相机的视野尽可能相同，例如都是半球180度，因此采用鱼眼相机可达到例如半球180度的视角。当然，实际上，只要两个相机的视角范围近似相同即可实现较佳的拍摄效果。另外，即使两个相机的视角范围不相同，也不影响本方案的实现，也能够在重叠的视角范围内拍摄到两种不同波段的光线，以应对不同光照的情况或其他需要拍摄两种不同波段的光线的情况。

在一个实施例中，由于可见光线与近红外光线可以都通过同一个可见光相机的镜头来接收到，因此，在可见光相机的图像传感器前加装一个近红外带通滤波片，可以使得该可见光相机在接收可见光线和近红外线光线之间切换，以满足有时需要拍摄近红外光线的需要。

在一个实施例中，相机装置100或100’还可以包括第一挡光板106，位于第一曲面镜103或103’的外曲面上且处于所述第一曲面镜103或103’与所述第一镜头和所述第二镜头之间连线的交点处，以遮挡与所述第一曲面镜的外曲面相对的相机(在此是相机装置100中的第二相机102或相机装置100’中的第一相机101)的经过第一曲面镜103或103’反射和透射的光线，从而在相机装置100中防止第一相机101看到由第一曲面镜103透射过来的第二相机102的像,以及防止第二相机102看到由第一曲面镜103反射过来的它自己的像；在相机装置100’中防止第二相机102看到由第一曲面镜103’透射过来的第一相机的像,以及防止第一相机101看到由第一曲面镜103’反射过来的它自己的像。该第一挡光板106的材料可以是任意的，只要能够遮挡光即可，其形状也可以是任意形状的，其例如可以是紧贴着第一曲面镜103或103’的外表面且遵循该外表面的弧度，且顺着第一镜头104和所述第二镜头105之间的连线看去可以是圆形、方形、三角形等任意形状。

如此，通过仅一个曲面镜，即使得近似相同视野中的相同的光中的不同波段的光能够分别被第一相机101的第一镜头104和第二相机102的第二镜头105所拍摄。使得能够同时捕捉到一个相机不能捕获到的成像的物体，这在人物检测、安全监视等领域可以有重要的应用。而且，仅使用一个曲面镜，使得光线到达两个镜头时的光损较小，且成本也较小。整个设计可降低系统复杂度和整体尺寸。

当然，由于第一镜头104和第二镜头105组成视角为半球180°的镜头，上述实施例仅能拍摄半个球面，即半球180度视野中的图像，如果将两个上述实施例的装置组合起来(彼此背对背放置)，能够形成一个拍摄整个球面(即全球360度视野)的相机。以下结合附图2来介绍这种组合。

图2示意性地示出根据本发明的第三实施例的拍摄至少两种波段光线的相机装置200的硬件结构图。

如图2的相机装置200包括：第一相机201，包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头；第二相机202，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头，且第二镜头与第一相机的第一镜头面对面放置；第一曲面镜203，放置在第一镜头和第二镜头之间，且能够透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光；第三相机204，包括接收包括第一波段的光线的光的第三镜头；第四相机205，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第四镜头，且第四镜头与第三相机的第三镜头面对面放置；第二曲面镜206，放置在第三镜头和第四镜头之间，且能够透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光，其中，第三相机204的第三镜头和第一相机202的第一镜头背靠背放置。即第三相机204的第三镜头和第一相机202的第一镜头的朝向是朝外的。

图2的左半边的相机装置和右半边的相机装置都可以参考图1A和1B所描述的相机装置。

如此，图2的右半边的示出的第三相机204和第四相机205以及两者之间的第二曲面镜206的配置可以与左半边的第一相机201、第二相机202和第一挡光板207的配置相同。图2的相机装置也可以看做是图1A所示的相机装置和图1B所示的相机装置背靠背结合的相机装置。

总之，在图2的相机装置中，第一镜头和第二镜头以及第三镜头以及第四镜头组成视角为全球360°的镜头，而对于具体的镜头和曲面镜的类型并不限制。

具体地，如图2的右半部所示，该第二曲面镜206的形状是朝向第三相机204弯曲，即第三相机204处于第二曲面镜206的弧线内。在这种情况下，只要满足该第二曲面镜206能够透射包括一个波段的光以照射到接收该波段的光的镜头上，且能够反射包括另一个波段的光以照射该另一个波段的光到接收该另一个波段的光的镜头上，也是可以实现本方案的。在另一实施例中，也可以设置第二曲面镜206的位置，使得其形状是朝向第四相机205弯曲，即第四相机205处于第二曲面镜206的弧线内，虽然这样可能导致第三相机204和第四相机205的视野有所不同，但是这也落入本发明的保护范围。

在一个实施例中，第二曲面镜206的材料可以是锗，硫化锌等，并加上表面镀膜，从而实现透射包括一个波段的光且同时反射包括另一个波段的光，例如双面镜、或单向透视玻璃等等。其化学制造工艺在此不详述。注意，第二曲面镜206可以同时透射和反射所有光，即包括第一波段的光和第二波段的光的各种波段的光，而利用两个相机的不同接收能力来分别接收第一波段和第二波段的光，在这种情况下第二曲面镜206的制造工艺可以相对简单。但是随着工艺的改进和发展，第二曲面镜206也可能(已经)具备在透射时，仅透射第一波段的光，而在反射时，仅反射第二波段的光。因此，在任一种情况下，本方案都是可实施的。

在一个实施例中，第三相机204可以是鱼眼相机，第四相机205可以是非鱼眼相机，第四相机205和第二曲面镜206可构成折反射相机。

相反，第四相机205可以是鱼眼相机，第三相机204可以是非鱼眼相机，第三相机204和第二曲面镜206可构成折反射相机，在这种情况下，第二曲面镜206应是其形状是朝向第四相机205弯曲，即第四相机处于第二曲面镜206的弧线内。当然，相机的种类不限于此。只要是能够实现某种视野范围，且能够接收不同波段的光的相机都可以使用。

当然，无论第二曲面镜206是如何朝向的，且无论其反射或透射的是什么波段的光，且无论第三相机204的第三镜头和第四相机205的第四镜头都能接收什么波段的光，只要该第二曲面镜206能够透射一个波段的光以照射到接收该波段的光的镜头上，且能够反射另一个波段的光以照射该另一个波段的光到接收该另一个波段的光的镜头上，就是可以实现本方案的各个实施方式。在此，不一一赘述。

在一个实施例中，第一波段的光和第二波段的光可以在可见光、近红外线光、中红外线光和远红外线光之间选择。接收包括(远、中)红外线的波段的光的相机可以是热成像相机等。而接收包括近红外线和可见光的相机可以是普通的电荷耦合器件CCD、互补金属氧化物半导体CMOS相机等。

在一个实施例中，第二曲面镜206被配置为透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种(例如远红外线光)的光并使得透射的光线聚焦在接收包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种(例如远红外线光)的光的第三镜头和第四镜头中的一个镜头(例如第三镜头)的焦点处，且第二曲面镜被配置为反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种(例如可见光)的光并使得反射的光线聚焦在接收第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种(例如可见光)的光的第三镜头和第四镜头中的另一个镜头(例如第四镜头)的焦点处。

如此，不论是透射的光还是反射的光都可以被所接收的镜头正常地聚焦，从而能够成像清晰的图像以供用户查看。

在一个实施例中，第二曲面镜206的形状可以是抛物面镜或双曲面镜。从而使得不论是透射的光还是反射的光都可以被所接收的镜头正常地聚焦，从而能够成像清晰的图像以供用户查看。

当然，第一波段的光和第二波段的光也可以不在可见光和远红外线光之间选择，在另一实施例中第一波段的光线可以包括远红外光线(例如，波长7-15微米)和中红外光线(例如，波长3-5微米)中的至少一种，第二波段的光线可以包括可见光线(例如，波长380-750纳米))和近红外光线(例如，波长780～2526nm)中的至少一种。除此以外，第一波段的光和第二波段的光实际上可以是任意范围的波段的光，而不一定是可见光和不可见光之分，也可以是紫外光、从某个波段到某个波段的光(例如，从红到蓝的波段的光)等等，在此并不限制。只是在一般情况下，拍摄可见光、远红外线光、近红外线光或中红外线光的仪器是比较常见的，因此不需要大幅改变仪器本身的结构和配置，采用可见光和远红外线光以及近红外线光和中红外线光能够更简单且高效地实现在不同光照条件下的拍摄和监视的技术方案。

同样，第三相机204也不限定为鱼眼相机，而可以是其他任何形式的相机。只是为了保持折反射相机与另一相机的视野尽可能相同，例如都是半球180度，因此采用鱼眼相机可达到例如半球180度的视角。当然，实际上，只要两个相机的视角范围近似相同即可实现较佳的拍摄效果。另外，即使两个相机的视角范围不相同，也不影响本方案的实现，也能够在重叠的视角范围内拍摄到两种不同波段的光线，以应对不同光照的情况或其他需要拍摄两种不同波段的光线的情况。

在一个实施例中，由于可见光线与近红外光线可以都通过同一个可见光相机的镜头来接收到，因此，在可见光相机的图像传感器前加装一个近红外带通滤波片，可以使得该可见光相机在接收可见光线和近红外线光线之间切换，以满足有时需要拍摄近红外光线的需要。

在一个实施例中，相机装置200还可以包括第二挡光板208，位于第二曲面镜206上的外曲面上且处于所述第二曲面镜206与所述第三镜头和所述第四镜头之间连线的交点处，以遮挡与所述第二曲面镜206的外曲面相对的相机(在此是第四相机205)的经过第二曲面镜206反射和透射的光线，从而防止第三相机204看到由第二曲面镜206透射过来的第四相机205的像，以及防止第四相机205看到由第二曲面镜206反射过来的自己的像。该第二挡光板208的材料可以是任意的，只要能够遮挡光即可，其形状也可以是任意形状的，其例如可以是紧贴着第二曲面镜206的外表面且遵循该外表面的弧度，且顺着第三镜头和所述第四镜头之间的连线看去可以是圆形、方形、三角形等任意形状。

如此，通过将两个如图1A或1B所示的相机装置背靠背放置，可以使得整个相机装置的视野达到全球360度，同时又可拍摄两种不同波段的光，使得在不同光照条件下也能全球360度全景地拍摄周围的环境，这在人物检测、安全监视等领域可以有重要的应用。而且，仅使用2个曲面镜，使得光线到达各个镜头时的光损较小，且成本也较小。整个设计可降低系统复杂度和整体尺寸。

注意图2所示的相机装置的左右半个部分可以互相独立，也就是说，左右半个部分不需要左右相同或镜像(即不需要左右半个部分的镜头类型、两个波段的光的波段范围、曲面镜的配置、具体和曲面镜的位置关系等等都相同或镜像)，而是左边半个部分能够实现本发明的上述实施例的拍摄两个不同波段的光的方案，而右边半个部分能够实现本发明的上述实施例的拍摄两个不同波段的光的方案即可。

为了更具体地描述本发明的具体实施例，下面结合图3A和3B来描述两个实施例。

图3A和3B示意性地示出根据本发明的第四实施例和第五实施例的拍摄至少两种波段光线的相机装置300和300’的硬件结构图。

如图3A所示的相机装置300包括第一可见光相机301，包括接收包括可见光的第一镜头；第二远红外相机302，包括接收包括远红外光的第二镜头305，且第二镜头与第一可见光相机301的第一镜头面对面放置；第一曲面镜303，放置在第一镜头和第二镜头之间，且能够透射包括可见光的光线的光，并同时反射包括远红外的光线的光。

其中，该第一可见光相机301是鱼眼相机，该第二远红外相机302是非鱼眼相机，其与第一曲面镜303组成折反射相机。

如图3B所示的相机装置300’包括第一远红外相机301’，包括接收包括远红外光的第一镜头；第二可见光相机302’，包括接收包括可见光的第二镜头305’，且第二镜头与第一远红外相机301’的第一镜头面对面放置；第一曲面镜303’，放置在第一镜头和第二镜头之间，且能够透射包括远红外的光线的光，并同时反射包括可见光的光线的光。

其中，该第一远红外相机301’是鱼眼相机，该第二可见光相机302’是非鱼眼相机，其与第一曲面镜303’组成折反射相机。

当然，两个如图3A或3B所示的相机装置还可以背靠背放置以构成全球360度视角的全景相机。

图4示意性地示出根据本发明的第六实施例的拍摄至少两种波段光线的方法400的流程图。

如图4所示，方法400包括：步骤S401，将入射光照射到放置在第一镜头和第二镜头之间的第一曲面镜；步骤S402，通过第一曲面镜，透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光；步骤S403，通过包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头的第一相机接收第一波段的光线；步骤S404，通过包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头的第二相机接收第二波段的光线，且第二镜头与第一相机的第一镜头面对面放置；步骤S405，将接收的第一波段的光线和第二波段的光线进行光电转换，并形成图像。

在这种情况下，由于使得第一相机和第二相机面对面放置，即第一相机的第一镜头和第二相机的镜头面对面，在没有第一曲面镜的情况下，两个相机的视野是完全相反的，但是加入了第一曲面镜，且其能够透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光，而该两个相机之一接收包括第一波段的光线的光，而另一个接收包括第二波段的光线的光，如此就可以使得两个相机的视野一致，并且同时接收同一视野中的两种不同波段的光线，从而实现同时拍摄至少两种波段光线的效果。

例如，假设第一波段是可见光的波段，而第二波段是属于不可见光的远红外线波段。如此，使得其透视包括可见光波段的光以照射在第一相机的第一镜头上，而同时使得其反射包括远红外线波段的光以照射到第二相机的第二镜头上，而如此相同视野中的相同的光中的不同波段的光分别被第一相机的第一镜头和第二相机的第二镜头所拍摄。如此，在光照条件较好的白天，可呈现由第一相机的第一镜头接收可见光波段拍摄的视频或照片，同时由第二相机的第二镜头接收可见光波段拍摄的视频或照片也存在但可以不呈现，或也可以与可见光波段的视频或照片一起进行某种图像处理再输出给用户，而在光照条件不好的夜晚、阴天等，可呈现由第二相机的第二镜头接收远红外线拍摄的视频或照片，使得能够捕捉到远红外线成像的物体，这在人物检测、安全监视等领域可以有重要的应用。

当然，在另一实施例中，假设第一波段是属于不可见光的远红外线波段，而第二波段是可见光的波段。如此，通过如图1A所示设置第一曲面镜，使得其透射包括属于不可见光波段的远红外线的光以照射在第一相机的第一镜头上，而同时使得其反射包括可见光波段的光以照射到第二相机的第二镜头上。

如图1A所示，可以设置该第一曲面镜103的形状是朝向第一相机101弯曲，即第一相机101处于第一曲面镜103的弧线内，但是在另一实施例中，如图1B所示，还可以设置第一曲面镜103’的位置，使得其形状是朝向第二相机102弯曲，即第二相机102处于第一曲面镜103’的弧线内。在这种情况下，只要满足该第一曲面镜能够透射包括一个波段的光以照射到接收该波段的光的镜头上，且能够反射包括另一个波段的光以照射该另一个波段的光到接收该另一个波段的光的镜头上，也是可以实现本方案的。

在一个实施例中，可以用锗，硫化锌等作为第一曲面镜的材料，并在进行表面镀膜，从而实现透射包括一个波段的光且同时反射包括另一个波段的光，例如双面镜、或单向透视玻璃等等。其化学制造工艺在此不详述。注意，第一曲面镜可以同时透射和反射所有光，即包括第一波段的光和第二波段的光的各种波段的光，而利用两个相机的不同接收能力来分别接收第一波段和第二波段的光，在这种情况下第一曲面镜的制造工艺可以相对简单。但是随着工艺的改进和发展，第一曲面镜也可能(已经)具备在透射时，仅透射第一波段的光，而在反射时，仅反射第二波段的光。因此，在任一种情况下，本方案都是可实施的。

在一个实施例中，可以配置第一相机为鱼眼相机，可以配置第二相机为非鱼眼相机，使得第二相机和第一曲面镜可构成折反射相机。

相反，可以配置第二相机为鱼眼相机，可以配置第一相机为非鱼眼相机，使得第一相机和第一曲面镜可构成折反射相机，在这种情况下，可以设置第一曲面镜103’为其形状是朝向第二相机102弯曲，即第二相机102处于第一曲面镜103’的弧线内，如图1B所示。当然，相机的种类不限于此。只要是能够实现某种视野范围，且能够接收不同波段的光的相机都可以使用。

当然，无论第一曲面镜是如何朝向的，且无论其反射或透射的是什么波段的光，且无论第一相机的第一镜头和第二相机的第二镜头都能接收什么波段的光，只要该第一曲面镜能够透射一个波段的光以照射到接收该波段的光的镜头上，且能够反射另一个波段的光以照射该另一个波段的光到接收该另一个波段的光的镜头上，就是可以实现本方案的各个实施方式。在此，不一一赘述。

在一个实施例中，可以设置接收包括(远、中)红外线的波段的光的相机为热成像相机等。而可以设置接收包括近红外线和可见光的相机为普通的电荷耦合器件CCD、互补金属氧化物半导体CMOS相机等。

在一个实施例中，可以配置第一曲面镜为透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种(例如远红外线光)的光并使得透射的光线聚焦在接收包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种(例如远红外线光)的光的第一镜头和第二镜头中的一个镜头(例如第一镜头)的焦点处，且可以配置第一曲面镜为反射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种(例如可见光)的光并使得反射的光线聚焦在接收第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种(例如可见光)的光的第一镜头和第二镜头中的另一个镜头(例如第二镜头)的焦点处。

如此，不论是透射的光还是反射的光都可以被所接收的镜头正常地聚焦，从而能够成像清晰的图像以供用户查看。

在一个实施例中，第一曲面镜的形状可以被设置为抛物面镜或双曲面镜。从而使得不论是透射的光还是反射的光都可以被所接收的镜头正常地聚焦，从而能够成像清晰的图像以供用户查看。

当然，第一波段的光和第二波段的光也可以不在可见光和远红外线光之间选择，在另一实施例中第一波段的光线可以包括远红外光线(例如，波长7-15微米)和中红外光线(例如，波长3-5微米)中的至少一种，第二波段的光线可以包括可见光线(例如，波长380-750纳米))和近红外光线(例如，波长780～2526nm)中的至少一种。除此以外，第一波段的光和第二波段的光实际上可以是任意范围的波段的光，而不一定是可见光和不可见光之分，也可以是紫外光、从某个波段到某个波段的光(例如，从红到蓝的波段的光)等等，在此并不限制。只是在一般情况下，拍摄可见光、远红外线光、近红外线光或中红外线光的仪器是比较常见的，因此不需要大幅改变仪器本身的结构和配置，采用可见光和远红外线光以及近红外线光和中红外线光能够更简单且高效地实现在不同光照条件下的拍摄和监视的技术方案。

同样，第一相机也不限定为鱼眼相机，而可以是其他任何形式的相机。只是为了保持折反射相机与另一相机的视野尽可能相同，例如都是半球180度，因此采用鱼眼相机可达到例如半球180度的视角。当然，实际上，只要两个相机的视角范围近似相同即可实现较佳的拍摄效果。另外，即使两个相机的视角范围不相同，也不影响本方案的实现，也能够在重叠的视角范围内拍摄到两种不同波段的光线，以应对不同光照的情况或其他需要拍摄两种不同波段的光线的情况。

在一个实施例中，由于可见光线与近红外光线可以都通过同一个可见光相机的镜头来接收到，因此，可以在可见光相机的图像传感器前加装一个近红外带通滤波片，可以使得该可见光相机在接收可见光线和近红外线光线之间切换，以满足有时需要拍摄近红外光线的需要。

在一个实施例中，还可以设置第一挡光板位于第一曲面镜上且处于所述第一曲面镜与所述第一镜头和所述第二镜头之间连线的交点处，以遮挡与所述第一曲面镜的外曲面相对的相机(在此例如是第一相机)的经过第一曲面镜反射和透射的光线，从而防止第一相机看到由第一曲面镜反射过来的它自己的像，以及防止第二相机看到由第一曲面镜透射过来的第一相机的像。该第一挡光板的材料可以是任意的，只要能够遮挡光即可，其形状也可以是任意形状的，但通常可以设为圆形。

如此，通过仅一个曲面镜，即使得近似相同视野中的相同的光中的不同波段的光能够分别被第一相机的第一镜头和第二相机的第二镜头所拍摄。使得能够同时捕捉到一个相机不能捕获到的成像的物体，这在人物检测、安全监视等领域可以有重要的应用。而且，仅使用一个曲面镜，使得光线到达两个镜头时的光损较小，且成本也较小。整个设计可降低系统复杂度和整体尺寸。

当然，由于第一镜头和第二镜头组成视角为半球180°的镜头，上述实施例仅能拍摄半个球面，即半球180度视野中的图像，因此，该方法还可以将两个上述实施例的装置组合起来(彼此背对背放置)，能够形成一个拍摄整个球面(即全球360度视野)的相机，如图2所示。在此不赘述。

当然，所述的具体实施例仅是例子而非限制，且本领域技术人员可以根据本发明的构思从所述分开描述的各个实施例中合并和组合一些步骤和装置来实现本发明的效果，这种合并和组合而成的实施例也被包括在本发明中，在此不一一描述这种合并和组合。

注意，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，所述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，所述细节并不限制本发明为必须采用所述具体的细节来实现。

本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

本公开中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意顺序进行以上实施例中的步骤的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等等的词语不意图限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。此外，例如使用冠词“一个”、“一”或者“该”对于单数的要素的任何引用不被解释为将该要素限制为单数。

另外，本文中的各个实施例中的步骤和装置并非仅限定于某个实施例中实行，事实上，可以根据本发明的概念来结合本文中的各个实施例中相关的部分步骤和部分装置以构思新的实施例，而这些新的实施例也包括在本发明的范围内。

以上所述的方法的各个操作可以通过能够进行相应的功能的任何适当的手段而进行。该手段可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于硬件的电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。

可以利用被设计用于进行在此所述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件组件或者其任意组合而实现或进行所述的各个例示的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是作为替换，该处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、与DSP核协作的一个或多个微处理器或任何其他这样的配置。

结合本公开描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入在硬件中、处理器执行的软件模块中或者这两种的组合中。软件模块可以存在于任何形式的有形存储介质中。可以使用的存储介质的一些例子包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬碟、可移动碟、CD-ROM等。存储介质可以耦接到处理器以便该处理器可以从该存储介质读取信息以及向该存储介质写信息。在替换方式中，存储介质可以与处理器是整体的。软件模块可以是单个指令或者许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及跨过多个存储介质。

在此公开的方法包括用于实现所述的方法的一个或多个动作。方法和/或动作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非指定了动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或使用而不脱离权利要求的范围。

所述的功能可以按硬件、软件、固件或其任意组合而实现。如果以软件实现，功能可以作为一个或多个指令存储在切实的计算机可读介质上。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的切实介质。通过例子而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟存储、磁碟存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他切实介质。如在此使用的，碟(disk)和盘(disc)包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软碟和蓝光盘，其中碟通常磁地再现数据，而盘利用激光光学地再现数据。

因此，计算机程序产品可以进行在此给出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有有形存储(和/或编码)在其上的指令的计算机可读的有形介质，该指令可由一个或多个处理器执行以进行在此所述的操作。计算机程序产品可以包括包装的材料。

软件或指令也可以通过传输介质而传输。例如，可以使用诸如同轴电缆、光线光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外、无线电或微波的无线技术的传输介质从网站、服务器或者其他远程源传输软件。

此外，用于进行在此所述的方法和技术的模块和/或其他适当的手段可以在适当时由用户终端和/或基站下载和/或其他方式获得。例如，这样的设备可以耦接到服务器以促进用于进行在此所述的方法的手段的传送。或者，在此所述的各种方法可以经由存储部件(例如RAM、ROM、诸如CD或软碟等的物理存储介质)提供，以便用户终端和/或基站可以在耦接到该设备或者向该设备提供存储部件时获得各种方法。此外，可以利用用于将在此所述的方法和技术提供给设备的任何其他适当的技术。

其他例子和实现方式在本公开和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，以上所述的功能可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些的任意的组合执行的软件实现。实现功能的特征也可以物理地位于各个位置，包括被分发以便功能的部分在不同的物理位置处实现。而且，如在此使用的，包括在权利要求中使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种用于拍摄至少两种波段光线的相机装置，包括：

第一相机，包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头；

第二相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；

第一曲面镜，放置在所述第一镜头和所述第二镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光。

2.根据权利要求1所述的相机装置，还包括：

第三相机，包括接收包括第一波段的光线的光的第三镜头；

第四相机，包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第四镜头，且所述第四镜头与所述第三相机的第三镜头面对面放置；

第二曲面镜，放置在所述第三镜头和所述第四镜头之间，且能够透射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光，

其中，所述第三相机的第三镜头和所述第一相机的第一镜头背靠背放置。

3.根据权利要求2所述的相机装置，其中，所述第一曲面镜被配置为透射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光并使得透射的光线聚焦在接收包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光的第一镜头和第二镜头中的一个镜头的焦点处，且所述第一曲面镜被配置为反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光并使得反射的光线聚焦在接收所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光的第一镜头和第二镜头中的另一个镜头的焦点处，

其中，所述第二曲面镜被配置为透射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光并使得透射的光线聚焦在接收包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光的第三镜头和第四镜头中的一个镜头的焦点处，且所述第二曲面镜被配置为反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光并使得反射的光线聚焦在接收所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光的第三镜头和第四镜头中的另一个镜头的焦点处。

4.根据权利要求2所述的相机装置，还包括：

第一挡光板，位于所述第一曲面镜的外曲面上且处于所述第一曲面镜与所述第一镜头和所述第二镜头之间连线的交点处，以遮挡与所述第一曲面镜的外曲面相对的相机的经过第一曲面镜反射和透射的光线；和/或

第二挡光板，位于所述第二曲面镜的外曲面上且处于所述第二曲面镜与所述第三镜头和所述第四镜头之间连线的交点处，以遮挡与所述第二曲面镜的外曲面相对的相机的经过第二曲面镜反射和透射的光线。

5.根据权利要求2所述的相机装置，其中，所述第一曲面镜或所述第二曲面镜是抛物面镜和双曲面镜中的一种。

6.根据权利要求2所述的相机装置，其中，所述第一相机或第三相机是鱼眼相机，所述第二相机和所述第一曲面镜或者所述第四相机和所述第二曲面镜构成折反射相机，或者

所述第二相机或第四相机是鱼眼相机，所述第一相机或所述第三相机是非鱼眼相机，所述第一相机和所述第一曲面镜或者所述第三相机和所述第二曲面镜构成折反射相机。

7.根据权利要求2所述的相机装置，其中，所述第一波段的光线包括远红外光线和中红外光线中的至少一种，所述第二波段的光线包括可见光线和近红外光线中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的相机装置，还包括：

近红外带通滤波片，被配置在所述第二相机的图像传感器或所述第四相机的图像传感器前，以使得所述第二相机或所述第四相机能够从接收所述可见光线切换为接收近红外光线。

9.根据权利要求2所述的相机装置，其中，所述第一镜头和所述第二镜头组成视角为半球180°的镜头，所述第一镜头和所述第二镜头以及所述第三镜头以及所述第四镜头组成视角为全球360°的镜头。

10.一种用于拍摄至少两种波段光线的方法，包括：

将入射光照射到放置在第一镜头和第二镜头之间的第一曲面镜；

通过所述第一曲面镜，透射包括第一波段的光线和第二波段的光线中的一种的光，并同时反射包括所述第一波段的光线和第二波段的光线中的另一种的光；

通过包括接收包括第一波段的光线的光的第一镜头的第一相机接收所述第一波段的光线；

通过包括接收包括与第一波段不同的第二波段的光线的光的第二镜头的第二相机接收所述第二波段的光线，且所述第二镜头与所述第一相机的第一镜头面对面放置；

将接收的第一波段的光线和第二波段的光线进行光电转换，并形成图像。

Images