CN109391753A - 用于车辆摄像机的可调节堆叠滤光器 - Google Patents

用于车辆摄像机的可调节堆叠滤光器 Download PDF

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Abstract

公开了用于车辆摄像机的可调节堆叠滤光器阵列的方法和装置。示例车辆包括摄像机，该摄像机包括镜头和图像传感器。该摄像机还包括堆叠在镜头和图像传感器之间的LCD通过滤光器像素和光学滤光器像素。示例车辆还包括滤光器控制器，用于识别形成滤光器设置的第一组光学滤光器像素，并且使第一组LCD通过滤光器像素去激励以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。

Description

用于车辆摄像机的可调节堆叠滤光器
技术领域
本公开大体上涉及摄像机，并且更具体地涉及用于车辆摄像机的可调节堆叠滤光器阵列。
背景技术
通常，车辆包括一个或多个摄像机(例如，数码摄像机、模拟摄像机)，该摄像机捕获车辆的车厢内的区域和/或车辆的周围区域的图像和/或视频。摄像机可以定位在车厢内和/或沿着车辆的外表面定位。在一些情况下，经由车辆摄像机捕获的图像和/或视频被呈现给驾驶员(例如，经由中央控制台显示器)以便于驾驶员操作车辆。此外，在一些情况下，分析经由车辆摄像机捕获的图像和/或视频以实现由车辆执行的自主和/或半自主动力功能。
发明内容
所附权利要求限定了该申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应该用于限制权利要求。根据本文描述的技术构思了其他实施方式，如对于本领域普通技术人员在研究以下附图和详细说明书时将显而易见的，并且这些实施方式旨在落入本申请的范围内。
示出了用于摄像机的可调节堆叠滤光器阵列的示例实施例。公开的示例车辆包括摄像机，该摄像机包括镜头和图像传感器。摄像机还包括堆叠在镜头和图像传感器之间的LCD通过滤光器像素和光学滤光器像素。公开的示例车辆还包括滤光器控制器，用于识别形成滤光器设置的第一组光学滤光器像素，并且使第一组LCD通过滤光器像素去激励以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
公开的示例方法包括确定车辆摄像机的滤光器设置、识别位于车辆摄像机的镜头和图像传感器之间的形成滤光器设置的第一组光学滤光器像素，以及使与光学滤光器像素一起堆叠在镜头和图像传感器之间的第一组LCD通过滤光器像素去激励，以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
公开的示例摄像机包括镜头和图像传感器。公开的示例摄像机还包括第一板，该第一板包括LCD通过滤光器像素并且定位在镜头和图像传感器之间。公开的示例摄像机还包括第二板，该第二板包括光学滤光器阵列并且与第一板一起堆叠在镜头和图像传感器之间。第一组LCD通过滤光器像素将被去激励，以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
摄像机，摄像机包括：
镜头；
图像传感器；和
堆叠在镜头和图像传感器之间的LCD通过滤光器像素和光学滤
光器像素；和
滤光器控制器，用于：
识别形成滤光器设置的第一组光学滤光器像素；和
使第一组LCD通过滤光器像素去激励以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
根据本发明的一个实施例，其中滤光器控制器使第二组LCD通过滤光器像素激励以覆盖第二组光学滤光器像素以形成摄像机的滤光器设置。
根据本发明的一个实施例，其中为了形成摄像机的滤光器设置，滤光器控制器用于：
识别要去激励的第一组LCD通过滤光器像素；
识别要激励的第二组LCD通过滤光器像素；和
发送信号以使第二组LCD通过滤光器像素激励。
根据本发明的一个实施例，其中滤光器控制器被配置为：
识别形成第二滤光器设置的第三组光学滤光器像素；和
使第三组LCD通过滤光器像素去激励以暴露第三组光学滤光器像素以形成第二滤光器设置。
根据本发明的一个实施例，其中每个LCD通过滤光器像素在去激励时是透明的，以暴露相邻的一个或多个光学滤光器像素，并且在激励时是不透明的，以覆盖相邻的一个或多个光学滤光器像素。
根据本发明的一个实施例，其中摄像机进一步包括第一板和与第一板间隔开的第二板，第一板包括LCD通过滤光器像素，第二板包括光学滤光器像素。
根据本发明的一个实施例，其中摄像机进一步包括摄像机主体，摄像机主体容纳第一板、第二板、图像传感器。
根据本发明的一个实施例，其中摄像机进一步包括镜头壳体，镜头壳体容纳第一板、第二板和镜头。
根据本发明的一个实施例，其中LCD通过滤光器像素位于镜头和光学滤光器像素之间。
根据本发明的一个实施例，其中光学滤光器像素包括沿着板混合的多个滤光器类型。
根据本发明的一个实施例，其中多个滤光器类型包括近红外通过滤光器、近红外截止滤光器、偏振滤光器和透明滤光器(clear filter)。
根据本发明的一个实施例，其中LCD通过滤光器像素形成光子筛图案，其中更靠近光子筛图案的中心的LCD通过滤光器像素大于更远离光子筛图案的中心的LCD通过滤光器像素。
根据本发明的一个实施例，其中LCD通过滤光器像素中的每一个与光学滤光器像素中的相应一个对准。
根据本发明的一个实施例，该车辆进一步包括与摄像机相邻的环境光传感器，滤光器控制基于由环境光传感器检测到的环境光来确定滤光器设置。
根据本发明，提供一种方法，包括：
确定车辆摄像机的滤光器设置；
识别位于车辆摄像机的镜头和图像传感器之间的形成滤光器设置的第一组光学滤光器像素；和
使与光学滤光器像素一起堆叠在镜头和图像传感器之间的第一组LCD通过滤光器像素去激励，以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括使第二组LCD通过滤光器像素去激励以覆盖第二组光学滤光器像素，以形成车辆摄像机的滤光器设置。
根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：
识别要去激励的第一组LCD通过滤光器像素；
识别要激励的第二组LCD通过滤光器像素；和
发送信号以使第二组LCD通过滤光器像素激励以形成车辆摄像机的滤光器设置。
根据本发明，提供一种摄像机，包括：
镜头；
图像传感器；
第一板，第一板包括LCD通过滤光器像素并位于镜头和图像传感器之间；和
第二板，第二板包括光学滤光器阵列并且与第一板一起堆叠在镜头和图像传感器之间，第一组LCD通过滤光器像素被去激励以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
根据本发明的一个实施例，其中LCD通过滤光器像素在去激励时是透明的，以暴露相邻的一个或多个光学滤光器像素，并且在激励时是不透明的，以覆盖相邻的一个或多个光学滤光器像素。
根据本发明的一个实施例，其中光学滤光器像素包括沿第一板混合的近红外通过滤光器、近红外截止滤光器、偏振滤光器和透明滤光器。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关元件，或者在某些情况下可能夸大了比例，以便强调和清楚地说明本文所述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以不同地设置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部件。
图1示出了根据本文教导的示例车辆；
图2示出了根据本文教导的图1的车辆的示例摄像机；
图3A示出了包括第一图案的LCD像素的图2的摄像机的LCD滤光器阵列；
图3B示出了包括第二图案的LCD像素的图2的摄像机的LCD滤光器阵列；
图4示出了图2的摄像机的光学滤光器阵列；
图5A示出了具有激励和去激励的LCD像素的图2的摄像机的LCD滤光器阵列；
图5B示出了图2的摄像机的光学滤光器阵列；
图5C示出了与图5B的光学滤光器阵列堆叠的图5A的LCD滤光器阵列；
图6示出了根据本文教导的图1的车辆的另一示例摄像机；
图7是图1的车辆的电子部件的框图；
图8是根据本文的教导的用于经由可调堆叠滤光器阵列调整摄像机的滤光器的流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式体现，但是在附图中示出并且将在下文中描述一些示例性和非限制性实施例，应理解本公开被认为是本发明的示例，并且不旨在将本发明限制于所示的特定实施例。
通常，车辆包括一个或多个摄像机(例如，数码摄像机、模拟摄像机)，该摄像机捕获车辆的车厢内的区域和/或车辆的周围区域的图像和/或视频。摄像机可以定位在车厢内和/或沿着车辆的外表面定位。在一些情况下，经由车辆摄像机捕获的图像和/或视频被呈现给驾驶员(例如，经由中央控制台显示器)以便于驾驶员操作车辆。此外，在一些情况下，分析经由车辆摄像机捕获的图像和/或视频以实现由车辆执行的自主和/或半自主动力功能。一些车辆摄像机包括滤光器以便于获得清晰的图像。通常，滤光器便于车辆摄像机在一个照明环境(例如，晴朗的天空)中获得清晰的图像，但是不利于车辆摄像机在其他照明环境(例如，有雾的条件)中获得清晰的图像。
本文公开的示例方法和装置包括摄像机，该摄像机被配置为利用多个不同的滤光器并且调整在特定时刻利用多个不同滤光器中的哪个。本文公开的示例包括车辆摄像机的滤光器机构。滤光器机构包括以重叠方式定位在车辆摄像机的镜头和图像传感器之间的滤光器层。第一滤光器层是包括LCD通过阵列像素的图案的LCD通过阵列控制器，该LCD通过阵列控制器被配置为在激励时用作阻光像素，并且在去激励时用作光导像素。LCD通过阵列像素可以是标准像素阵列或者是减少了聚焦镜头的需要的光子筛图案。第二滤光器层包括阵列光学滤光器，该阵列光学滤光器包括例如透明滤光器、NIR通过滤光器、NIR截止滤光器和线性偏振器。为了激活车辆摄像机的滤光器设置，可以经由电信号使一个或多个LCD通过阵列像素激励，以阻挡光到第一组光学滤光器并允许光到形成滤光器设置的第二组光学滤光器。
转到附图，图1示出了根据本文教导的示例车辆100。车辆100可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他实现移动性的车辆类型。车辆100包括与移动性相关的部件，例如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是非自主的、半自主的(例如，一些程序动力功能由车辆100控制)或者自主的(例如，动力功能由车辆100控制而没有直接的驾驶员输入)。在所示示例中，车辆100包括沿着车辆100的外部定位的摄像机102(例如，第一摄像机)和定位在车辆100的车厢内的另一摄像机104(例如，第二摄像机)。
所示示例的摄像机102是前视摄像机(例如，第一前视摄像机)，该摄像机捕获车辆100前方区域的图像和/或视频。另外地或替代地，车辆100包括沿着车辆100的外部的另一位置定位的另一摄像机。例如，摄像机102和/或另一摄像机可以被定位为侧视摄像机、后视摄像机等。
此外，所示示例的摄像机104位于车辆100的车厢内的后视镜106上。例如，摄像机104是前视摄像机(例如，第二前视摄像机)，该摄像机在朝向车辆100的前部的方向上引导和/或定向以使得摄像机104能够捕获车辆100前方区域的图像和/或视频(例如，通过前挡风玻璃)。在其他示例中，摄像机104在另一方向上引导和/或定向以在该方向上捕获图像和/或视频。例如，摄像机104可以被引导和/或定向以捕获车辆的车厢内和/或车辆100外部的另一方向上的图像和/或视频。另外地或替代地，车辆100可以包括位于车辆100的车厢内的任何其他位置的另一摄像机，以捕获车辆100的车厢内和/或外部的图像和/或视频。
在一些示例中，由摄像机102和/或摄像机104捕获的图像和/或视频经由显示器108(诸如中央控制台显示器)呈现给车辆100的驾驶员和/或其他乘员(例如，乘客)，以便于驾驶员操纵车辆100。此外，在一些示例中，捕获的图像和/或视频用于促进车辆100执行自主和/或半自主驾驶操纵。
所示示例的摄像机102和/或摄像机104被配置为测量环境光的发光度(luminosity)、亮度和/或其他特性。例如，摄像机102包括检测摄像机102周围的环境光的特性(例如，发光度、亮度和/或其他特性)的传感器，并且摄像机104包括检测摄像机104周围的环境光的特性的传感器。此外，所示示例的车辆100包括传感器，该传感器被配置为检测车辆100的摄像机周围的环境光的特性。例如，环境光传感器110(例如，第一环境光传感器)检测摄像机102周围的环境光的特征，并且环境光传感器112(例如，第二环境光传感器)检测摄像机104周围的环境光的特性。即，可以利用摄像机102和/或环境光传感器110确定摄像机102的环境光特性，并且可以利用摄像机104和/或环境光传感器112确定摄像机104的环境光特性。
所示示例的车辆100还包括摄像机模块114和滤光器控制器116。摄像机模块114控制摄像机102、摄像机104和/或车辆100的任何其他摄像机的操作以收集呈现给车辆100的乘员和/或用于促进车辆100执行自主和/或半自主驾驶操纵的图像和/或视频。滤光器控制器116识别摄像机102和/或摄像机104的环境光条件，基于所识别的环境光条件确定摄像机102和/或摄像机104的滤光器设置，并且控制摄像机102和/或摄像机104的操作以形成相应的滤光器设置。
图2示出了根据本文教导的示例摄像机200。例如，摄像机200表示摄像机102、摄像机104和/或车辆100的任何其他摄像机。在所示示例中，摄像机200包括镜头202，镜头202容纳在摄像机200的镜头壳体203内。如图2所示，镜头壳体203连接到摄像机200的摄像机主体204的前部。摄像机主体204限定腔206，图像传感器208和滤光器总成210定位在腔206中。图像传感器208在腔206内朝向摄像机主体204的后部定位，并且滤光器总成210定位在腔206内的镜头202和图像传感器208之间(例如，在摄像机主体204的前部和后部之间)。也就是说，所示示例的摄像机主体204容纳图像传感器208和滤光器总成210。
所示示例的摄像机200的镜头202通过将光折射到图像传感器208上(例如，在由图像传感器208限定的图像平面上)将光引导到图像传感器208。例如，镜头202由玻璃材料形成以折射光。镜头202包括焦距，该焦距确定投影到图像传感器208的图像平面上的图像的放大率，并且包括影响经由摄像机200捕获的光的强度的最大光圈。摄像机200的图像传感器208收集由镜头202引导到由图像传感器208形成的图像平面的光，将所收集的光的光波衰减转换成信号，并基于这些信号产生图像。例如，图像传感器208是数字成像传感器，例如电荷耦合器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、N型金属氧化物半导体(NMOS)传感器等。
所示示例的滤光器总成210包括板212(例如，第一板)和板214(例如，第二板)。在所示示例中，板212和板214在摄像机主体204的腔206内彼此间隔开。板212包括液晶显示器(LCD)通过滤光器像素的阵列(例如，图3A至3B的LCD通过滤光器像素302)并且板214包括光学滤光器像素的阵列(例如，图4的光学滤光器像素402)使得LCD通过滤光器像素和光学滤光器像素在摄像机200的镜头202和图像传感器208之间相对于彼此堆叠。在所示示例中，板212位于镜头202和板214之间，使得LCD通过滤光器像素在镜头202和光学滤光器像素之间堆叠。在其他示例中，板212可以位于图像传感器208和板214之间，使得LCD通过滤光器像素位于图像传感器208和光学滤光器像素之间。
在所示示例中，板214的每个光学滤光器像素是光学滤光器(例如，由玻璃、塑料和/或其他透明材料形成)，该光学滤光器选择性地将不同波长的光传输到图像传感器208以影响由摄像机200捕获的图像和/或视频。例如，板214的光学滤光器像素包括多个不同类型的光学滤光器(例如，近红外通过滤光器、近红外截止滤光器、偏振滤光器、透明滤光器等)，每个滤光器相对于其他类型的光学滤光器不同地滤光。
此外，板212的每个LCD通过滤光器像素是LCD通过滤光器，该通过滤光器被配置为经由电信号激励和/或去激励。例如，板212的每个LCD通过滤光器像素在接收到电信号时被激励，并且在没有接收到电信号时被去激励。当LCD通过滤光器像素激励时，LCD通过滤光器变得不透明以阻挡和/或阻止光通过LCD通过滤光器像素。相反，当LCD通过滤光器像素去激励时，LCD通过滤光器变得透明以使光能够通过LCD通过滤光器像素(例如，到光学滤光器像素和/或图像传感器208中的一个或多个)。
在操作中，滤光器控制器116基于摄像机200周围的光(例如，环境光)的特性来确定光条件。例如，滤光器控制器116可以基于由摄像机200(例如，摄像机102、摄像机104)和/或附近的环境光传感器(例如，环境光传感器110、环境光传感器112)收集的光来确定光条件。基于光条件，滤光器控制器116确定滤光器总成210的滤光器设置(例如，第一滤光器设置)，以便于摄像机200捕获周围区域的图像和/或视频。
此外，滤光器控制器116识别形成摄像机200的滤光器设置的板214的第一组光学滤光器像素。随后，滤光器控制器116使对应于板214的第一组光学滤光器像素的板212的第一组LCD通过滤光器像素去激励，以暴露第一组光学滤光器像素，并且因此使光能够穿过第一组光学滤光器像素。此外，滤光器控制器116使对应于不形成滤光器设置的板214的第二组光学滤光器像素的板212的第二组LCD通过滤光器像素激励，以覆盖第二组光学滤光器像素，并且因此防止光穿过第二组光学滤光器像素。也就是说，滤光器控制器116识别要去激励的第一组LCD通过滤光器像素，识别要激励的第二组LCD通过滤光器像素，并将电信号发送到第二组LCD通过滤光器像素以形成滤光器设置。
另外地或替代地，滤光器控制器116基于摄像机200周围的不同光条件确定滤光器总成210的另一滤光器设置(例如，第二滤光器设置)。为了形成另一滤光器设置，滤光器控制器116识别形成另一滤光器设置的板214的第三组光学滤光器像素，识别和去激励对应于板214的第三组光学滤光器像素的板212的第三组LCD通过滤光器像素，并且识别和激励(例如，通过发送电信号)对应于板214的第四组光学滤光器像素的板212的第四组LCD通过滤光器像素。
图3A和3B示出了包括处于不同相应图案的LCD通过滤光器像素302的阵列的板212。更具体地，图3A以第一图案描绘了LCD通过滤光器像素302，并且图3B以第二图案描绘了LCD通过滤光器像素302。
在所示示例中，每个LCD通过滤光器像素302是电调制的光学像素，其利用液晶的光调制特性以在不透明设置和透明设置之间转换。也就是说，每个LCD通过滤光器像素302基于电信号在不透明和透明之间进行调制。例如，每个LCD通过滤光器像素302在去激励时是透明的(例如，以暴露图4的相邻的一个或多个光学滤光器像素402)并且在激励时是不透明的(例如，以覆盖相邻的一个或者多个光学滤光器像素402)。此外，当LCD通过滤光器像素302中的一个没有接收到电信号时，每个LCD通过滤光器像素302被去激励，并且当LCD通过滤光器像素302中的一个接收到电信号(例如，从滤光器控制器116)时被激励。虽然所示示例的板212包括LCD通过滤光器像素302，但是板212可以包括能够以受控方式在不透明设置和透明设置之间进行调制的任何其他类型的像素。
在图3A中，LCD通过滤光器像素302在板212上形成光子筛图案，其中更靠近光子筛图案和/或板212的中心的那些LCD通过滤光器像素302大于更远离中心和/或更靠近光子筛图案和/或板212的外边缘的那些LCD通过滤光器像素302。LCD通过滤光器像素302的光子筛图案利用穿过LCD通过滤光器像素302的光的衍射和干涉，以影响由摄像机200捕获的光。在一些示例中，LCD通过滤光器像素302的光子筛图案增加由摄像机200捕获的光的焦点。
在图3B中，LCD通过滤光器像素302相对于板214的对应滤光器像素(例如，图4的光学滤光器像素402)形成一对一的图案。也就是说，板212的LCD通过滤光器像素302的每一个被配置为与板214的相应一个光学滤光器像素对准，以控制光是否穿过相应的一个光学滤光器像素。例如，如果LCD通过滤光器像素302中的一个是不透明的，则光不能穿过相应的一个光学滤光器像素到达图像传感器208。相反，如果LCD通过滤光器像素302中的一个是透明的，则光能够穿过相应的一个光学滤光器像素到达图像传感器208。
图4示出了摄像机200的滤光器总成210的板214的示例。所示示例的光学滤光器像素402包括多个滤光器类型。例如，图4的光学滤光器像素402包括一个或多个近红外(NIR)通过滤光器像素404、一个或多个近红外(NIR)截止滤光器像素406、一个或多个偏振滤光器像素408以及一个或多个透明滤光器像素410。
NIR通过滤光器使得可见光光谱附近的光(例如，具有大约700纳米和1100纳米之间的波长的光)成为可能。NIR通过滤光器像素404使得近红外光能够通过到图像传感器208，以使得由摄像机200捕获的图像包括与人类视觉检测到的类似的光。
NIR截止滤光器使得可见光(例如，波长在大约400纳米和700纳米之间的光)能够通过并反射可见光谱附近的红外光(例如，波长在大约700纳米和2500纳米之间的光)。NIR截止滤光器像素406滤除由图像传感器208收集的光中的近红外光，以使得由摄像机200捕获的图像包括与人类通过肉眼看到的类似的光。
偏振滤光器(例如，线性偏振器滤光器、圆偏振器滤光器)使得一些取向的光波长能够通过并防止其他取向的其他光波长通过。例如，线性偏振滤光器过滤以预定取向取向的平面偏振波长。偏振滤光器像素408(例如，线性偏振滤光器)防止一些取向的光波长并且使得其他取向的光波长能够通过到摄像机200的图像传感器208，以减少由摄像机200捕获的图像中由反射表面引起的眩光。
此外，透明滤光器(例如，由玻璃、塑料和/或其他透明材料形成)不会影响或过滤光。也就是说，透明滤光器像素410不影响或过滤在镜头202和图像传感器208之间行进的光。
在所示示例中，滤光器像素402的滤光器类型沿着板214混合。例如，NIR通过滤光器像素404、NIR截止滤光器像素406、偏振滤光器像素408和透明滤光器像素410根据4色图定理使得NIR通过滤光器像素404中没有一个彼此相邻、NIR截止滤光器像素406中没有一个彼此相邻、偏振滤光器像素408中没有一个彼此相邻并且透明滤光器像素410中没有一个彼此相邻。在其他示例中，NIR通过滤光器像素404、NIR截止滤光器像素406、偏振滤光器像素408和透明滤光器像素410可以以任何其他图案设置在板214上。此外，在其他示例中，光学滤光器像素402包括产生滤光器设置的滤光器类型的任何其他组合，以便于摄像机200捕获图像和/或视频。例如，光学滤光器像素402可以包括更多滤光器类型、更少滤光器类型和/或不同滤光器类型。
图5A至5C描绘了当堆叠在一起时的滤光器总成210的板212和板214。更具体地，图5A示出了具有激励的和去激励的像素的LCD通过滤光器像素302，图5B示出了光学滤光器像素402，并且图5C示出了LCD通过滤光器像素302和光学滤光器像素402堆叠在一起以形成摄像机200的滤光器设置。
如图5A所示，板214的LCD通过滤光器像素302包括去激励的像素502和激励的像素504。去激励的像素502是透明的，以使光能够行进到相应的一个或多个光学滤光器像素402，并且激励的像素504是不透明的，以防止光行进到相应的一个或多个光学滤光器像素402。
图5B进一步描绘了板214的光学滤光器像素402。如图5B所示，光学滤光器像素402包括NIR通过滤光器像素404中的一个或多个、NIR截止滤光器像素406中的一个或多个、偏振滤光器像素408中的一个或多个以及透明滤光器像素410中的一个或多个。
图5C示出了以堆叠方式定位在板214上方的板212，以形成摄像机200的滤光器设置。在所示示例中，由滤光器总成210形成的滤光器设置包括光学滤光器像素402的NIR通过滤光器像素404。例如，去激励的像素502是透明的，以使光能够行进到NIR通过滤光器像素404，以使NIR通过滤光器像素404能够形成滤光器设置。此外，激励的像素504是不透明的，以覆盖NIR截止滤光器像素406、偏振滤光器像素408和透明滤光器像素410，以防止NIR截止滤光器像素406、偏振滤光器像素408和透明滤光器像素410形成滤光器设置。
在图5A至5C所示的示例中，滤光器控制器116在确定NIR通过滤光器像素用于形成滤光器设置时识别用于去激励的像素502的第一组LCD通过滤光器像素302和用于激励的像素504的第二组LCD通过滤光器像素302。例如，滤光器控制器116将对应于NIR通过滤光器像素404的那些LCD通过滤光器像素302识别为去激励的像素502，以使光能够穿过NIR通过滤光器像素404。此外，滤光器控制器116将对应于NIR通过滤光器像素404的那些LCD通过滤光器像素302识别为激励的像素504，以防止光穿过NIR截止滤光器像素406、偏振滤光器像素408和透明滤光器像素410。
在其他示例中，去激励的像素502对应于形成所选择的滤光器设置的NIR通过滤光器像素404中的一个或多个、NIR截止滤光器像素406中的一个或多个、偏振滤光器像素408中的一个或多个、透明滤光器像素410中的一个或多个和/或其任何组合。在这样的示例中，激励的像素504对应于不形成所选择的滤光器设置的NIR通过滤光器像素404中的一个或多个、NIR截止滤光器像素406中的一个或多个、偏振滤光器像素408中的一个或多个、透明滤光器像素410中的一个或多个和/或其任何组合。
图6示出了根据本文教导的另一示例摄像机600。例如，摄像机600表示摄像机102、摄像机104和/或车辆100的任何其他摄像机。图6中所示的摄像机600包括镜头壳体203、镜头202、摄像机主体204、滤光器总成210、板212、板214、LCD通过滤光器像素302以及光学滤光器像素402，摄像机600的上述部件与图2至5C的摄像机200的镜头壳体203、镜头202、摄像机主体204、滤光器总成210、板212、板214、LCD通过滤光器像素302和光学滤光器像素402相同和/或大体上相似。因为这些部件在上面参考图3至5C详细公开，所以下面将不再进一步公开那些部件的一些特征。
如图6所示，摄像机600的镜头壳体203连接到摄像机主体204的前部并容纳摄像机600的镜头202、板212和板214。摄像机主体204限定腔206，图像传感器208位于腔206中。此外，滤光器总成210的板212和板214位于镜头壳体203内的镜头202和图像传感器208之间。在所示示例中，板212位于镜头202和板214之间，使得LCD通过滤光器像素302在镜头202和光学滤光器像素402之间堆叠。在其他示例中，板212可以位于图像传感器208和板214之间，使得LCD通过滤光器像素302位于图像传感器208和光学滤光器像素402之间。
在操作中，滤光器控制器116基于摄像机600周围的光(例如，环境光)的特性来确定光条件。基于光条件，滤光器控制器116确定滤光器总成210的滤光器设置(例如，第一滤光器设置、第二滤光器设置)，以便于摄像机600捕获周围区域的图像和/或视频。此外，滤光器控制器116识别形成摄像机600的滤光器设置的一组滤光器像素(例如，第一组滤光器像素、第三组滤光器像素)。随后，滤光器控制器116使相应的一组LCD通过滤光器像素(例如，第一组LCD通过滤光器像素、第三组LCD通过滤光器像素)去激励以使光能够穿过该组光学滤光器像素。此外，滤光器控制器116使对应于不形成滤光器设置的另一组光学滤光器像素(例如，第二组光学滤光器像素、第四组光学滤光器像素)的另一组LCD通过滤光器像素(例如，第二组LCD通过滤光器像素、第四组LCD通过滤光器像素)激励，以防止光穿过该组光学滤光器像素。
图7是图1的车辆的电子部件700的框图。如图7所示，电子部件700包括摄像机模块114、信息娱乐主单元702、摄像机704、传感器706、电子控制单元(ECU)708和车辆数据总线710。
摄像机模块114包括微控制器单元、控制器或处理器712和存储器714。在一些示例中，摄像机模块114的处理器712被构造为包括滤光器控制器116。或者，在一些示例中，滤光器控制器116具有其自己的处理器712和存储器714并入另一电子控制单元(ECU)中。处理器712可以是任何合适的处理设备或一组处理设备，例如但不限于微处理器、基于微控制器的平台、集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。存储器714可以是易失性存储器(例如，包括非易失性RAM(随机存取存储器)、磁RAM、铁电RAM等的RAM)、非易失性存储器(例如，磁盘存储器、闪速存储器、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、基于忆阻器的非易失性存储器、固态存储器等)、不可改变的存储器(例如，EPROM)、只读存储器和/或高容量存储设备(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器714包括多种存储器，尤其是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器714是其上可以嵌入一组或多组指令的计算机可读介质，例如用于操作本公开的方法的软件。这些指令可以体现如本文所述的一个或多个方法或逻辑。例如，在执行指令期间，指令完全或至少部分地驻留在存储器714、计算机可读介质和/或处理器712内中的任何一个或多个内。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，诸如集中式或分布式数据库，和/或相关高速缓存和存储一组或多组指令的服务器。此外，术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括能够存储、编码或携带由处理器执行的一组指令或使系统执行本文公开的任何一个或多个方法或操作的任何有形介质。如本文所使用的，术语“计算机可读介质”明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号。
信息娱乐主单元702提供车辆100和用户之间的界面。信息娱乐主单元702包括数字和/或模拟接口(例如，输入设备和输出设备)以从用户接收输入和向用户显示信息。输入设备包括例如控制旋钮、仪表板、用于图像捕获和/或视觉命令识别的数字摄像机、触摸屏、音频输入设备(例如，车厢麦克风)、按钮或触摸板。输出设备可以包括仪表组输出(例如，拨号盘、照明设备)、致动器、显示器108(例如，抬头显示器、中央控制台显示器，诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、平板显示器、固态显示器等)和/或扬声器。在所示示例中，信息娱乐主单元702包括用于信息娱乐系统(例如福特的和MyFord)的硬件(例如，处理器或控制器、存储器、存储装置等)和软件(例如，操作系统等)。另外，信息娱乐主单元702在例如显示器108上显示信息娱乐系统。
摄像机704设置在车辆100中和车辆100周围，以捕获车辆100的车厢内的区域和/或车辆100的周围区域的图像和/或视频。一个或多个摄像机704可以沿着车辆100的外部和/或在车辆100的车厢内安装。由摄像机704捕获的图像和/或视频被呈现给车辆100的乘员(例如，经由显示器108)和/或用于促进车辆100的自主和/或半自主驾驶操纵的执行。所示示例的摄像机704包括摄像机102(例如，摄像机200、摄像机600)和摄像机104(例如，摄像机200、摄像机600)。
传感器706设置在车辆100中和车辆100周围，以监控车辆100的特性和/或车辆100所处的环境。可以安装一个或多个传感器706以测量车辆100外部周围的特性。另外地或替代地，一个或多个传感器706可以安装在车辆100的车厢内或车辆100的车身内(例如，发动机舱、轮舱等)，以测量车辆100的内部的特性。例如，传感器706包括加速计、里程表、转速计、俯仰和偏航传感器、车轮速度传感器、麦克风、轮胎压力传感器、生物传感器和/或任何其他合适类型的传感器。在所示示例中，传感器706包括环境光传感器110和环境光传感器112。
ECU 708监控和控制车辆100的子系统。例如，ECU 708是包括其自己的电路和固件、传感器、致动器和/或安装硬件(例如，集成电路、微处理器、存储器、存储装置等)的离散电子部件组。ECU 708经由车辆数据总线(例如，车辆数据总线710)进行通信和交换信息。另外，ECU 708可以将特性(例如，ECU 708的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)传输到彼此和/或接收来自彼此的请求。例如，车辆100可具有七十个或更多个ECU 708，这些ECU 708位于车辆100周围的各个位置并且通过车辆数据总线710通信地连接。
在所示示例中，ECU 708包括自主单元716、速度控制单元718和制动控制模块720。例如，自主单元716至少部分地基于由摄像机704捕获的图像和/或视频控制车辆100的自主和/或半自主驾驶操纵的执行。速度控制单元718至少部分地基于由摄像机704捕获的图像和/或视频自主地控制车辆100行进的速度。此外，制动控制模块720至少部分地基于由摄像机704捕获的图像和/或视频自主地操作车辆100的制动。
车辆数据总线710可通信地连接摄像机模块114、信息娱乐主单元702、摄像机704、传感器706和ECU 708。在一些示例中，车辆数据总线710包括一个或多个数据总线。车辆数据总线710可以根据国际标准组织(ISO)11898-1定义的控制器局域网(CAN)总线协议、面向媒体的系统传输(MOST)总线协议、CAN灵活数据(CAN-FD)总线协议(ISO 11898-7)和/或K线总线协议(ISO 9141和ISO 14230-1)和/或EthernetTM总线协议IEEE 802.3(2002年起)等来实现。
图8是经由可调节堆叠滤光器阵列调整摄像机滤光器的示例方法800的流程图。图8的流程图表示存储在存储器(例如图7的存储器714)中并且包括一个或多个程序的机器可读指令，当一个或多个程序由处理器(例如图7的处理器712)执行时，使车辆100实现图1和图7的示例性滤光器控制器116。尽管参考图8中所示的流程图描述了示例程序，但是可以替代地使用实现示例滤光器控制器116的许多其他方法。例如，可以重新排列、改变、消除和/或组合框的执行顺序以执行方法800。此外，因为结合图1至7的部件公开了方法800，所以这些部件的一些功能将不在下面详细描述。
最初，在框802处，摄像机(例如，摄像机102、摄像机104)和/或相邻的环境光传感器(例如，环境光传感器110、环境光传感器112)收集摄像机周围区域的光(例如，环境光)。在框804处，滤光器控制器116基于所收集的光来确定滤光器设置，收集的光影响由摄像机捕获的图像和/或视频(例如，以增加所捕获的图像和/或视频的清晰度)。
在框806处，滤光器控制器116识别板214上的一组光学滤光器像素402的阵列(例如，第一组光学滤光器像素402)，其被配置为形成滤光器设置。例如，滤光器控制器116识别用于形成滤光器设置的NIR通过滤光器像素404中的一个或多个、NIR截止滤光器像素406中的一个或多个、偏振滤光器像素408中的一个或多个、透明滤光器像素410中的一个或多个和/或其任何组合。在框808处，滤光器控制器116基于在框806处识别的光学滤光器像素402确定板212上的LCD通过滤光器像素302的阵列中的哪些像素被激励以形成在框804处的选择的滤光器设置。也就是说，滤光器控制器116识别第一组LCD通过滤光器像素302以去激励以暴露形成滤光器设置的那些光学滤光器像素402(例如，第一组光学滤光器像素402)，并识别第二组LCD通过滤光器像素302以激励以覆盖不形成滤光器设置的那些光学滤光器像素402(例如，第二组光学滤光器像素402)。
在框810处，滤光器控制器116识别板212上的阵列的LCD通过滤光器像素302中的一个。在框812处，滤光器控制器116确定滤光器控制器116是否使所选择的一个LCD通过滤光器像素302激励以阻挡光穿过所选择的一个LCD通过滤光器像素302。例如，滤光器控制器116基于对应于所选择的一个LCD通过滤光器像素302的一个或多个光学滤光器像素402是否至少部分地形成所选择的滤光器设置来确定是否阻挡光穿过所选择的一个LCD通过滤光器像素302。如果相应的一个或多个光学滤光器像素402至少部分地形成所选择的滤光器设置，则滤光器控制器116将使所选择的一个LCD通过滤光器像素302激励以使得所选择的一个LCD通过滤光器像素302变得不透明。如果相应的一个或多个光学滤光器像素402不至少部分地形成所选择的滤光器设置，则滤光器控制器116将使所选择的一个LCD通过滤光器像素302去激励以使得所选择的一个LCD通过滤光器像素302变为透明。
响应于滤光器控制器116确定所选择的一个LCD通过滤光器像素302对于阻挡光是不透明的，滤光器控制器116发送电信号以使所选择的一个LCD通过滤光器像素302激励。在框814处，在滤光器控制器116使所选择的一个LCD通过滤光器像素302激励时，或者响应于滤光器控制器116在框812确定所选择的一个LCD通过滤光器像素302不阻挡光，方法800前进到框816。
在框816处，滤光器控制器116确定是否存在另一个LCD通过滤光器像素302。响应于滤光器控制器116确定存在另一个LCD通过滤光器像素302，方法800返回到框810。否则，响应于滤光器控制器116确定不存在另一个LCD通过滤光器像素302，方法800前进到框818，在框818处，摄像机利用滤光器设置捕获图像和/或视频。
在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。使用确定或不定冠词不旨在表示基数。特别地，对“该”或“一个(a)”和“一个(an)”物品的引用也旨在表示可能的多个这样的物品中的一个。进一步地，连接词“或”可以用于传达同时存在的特征而不是相互排斥的替代。换句话说，连接词“或”应该被理解为包括“和/或”。术语“包括(includes)”、“包括(including)”和“包括(include)”是包容性的，并且分别与“包含(comprises)”、“包含(comprising)”和“包含(comprise)”具有相同范围。另外，如本文所使用的，术语“模块”和“单元”是指具有通常与传感器结合提供通信、控制和/或监控能力的电路的硬件。“模块”和“单元”还可以包括在电路上执行的固件。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。

Claims (16)

1.一种车辆，包括：
摄像机，所述摄像机包括：
镜头；
图像传感器；和
堆叠在所述镜头和所述图像传感器之间的LCD通过滤光器像素和光学滤光器像素；和
滤光器控制器，用于：
识别形成滤光器设置的第一组所述光学滤光器像素；和
使第一组所述LCD通过滤光器像素去激励以暴露所述第一组所述光学滤光器像素以形成所述滤光器设置。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述滤光器控制器使第二组所述LCD通过滤光器像素激励以覆盖第二组所述光学滤光器像素以形成所述摄像机的所述滤光器设置。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中为了形成所述摄像机的所述滤光器设置，所述滤光器控制器用于：
识别要去激励的所述第一组所述LCD通过滤光器像素；
识别要激励的所述第二组所述LCD通过滤光器像素；和
发送信号以使所述第二组所述LCD通过滤光器像素激励。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述滤光器控制器被配置为：
识别形成第二滤光器设置的第三组所述光学滤光器像素；和
使第三组所述LCD通过滤光器像素去激励以暴露所述第三组所述光学滤光器像素以形成所述第二滤光器设置。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中每个所述LCD通过滤光器像素在去激励时是透明的，以暴露相邻的一个或多个所述光学滤光器像素，并且在激励时是不透明的，以覆盖相邻的一个或多个所述光学滤光器像素。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述摄像机进一步包括第一板和与所述第一板间隔开的第二板，所述第一板包括所述LCD通过滤光器像素，所述第二板包括所述光学滤光器像素。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中所述摄像机进一步包括摄像机主体，所述摄像机主体容纳所述第一板、所述第二板、所述图像传感器。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中所述LCD通过滤光器像素位于所述镜头和所述光学滤光器像素之间。
9.根据权利要求1所述的车辆，其中所述光学滤光器像素包括沿着板混合的多个滤光器类型，所述多个滤光器类型包括近红外通过滤光器、近红外截止滤光器、偏振滤光器和透明滤光器。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中所述LCD通过滤光器像素形成光子筛图案，其中更靠近所述光子筛图案的中心的所述LCD通过滤光器像素大于更远离所述光子筛图案的所述中心的所述LCD通过滤光器像素。
11.根据权利要求1所述的车辆，其中所述LCD通过滤光器像素中的每一个与所述光学滤光器像素中的相应一个对准。
12.根据权利要求1所述的车辆，进一步包括与所述摄像机相邻的环境光传感器，所述滤光器控制基于由所述环境光传感器检测到的环境光来确定所述滤光器设置。
13.一种方法，包括：
确定车辆摄像机的滤光器设置；
识别位于所述车辆摄像机的镜头和图像传感器之间的形成所述滤光器设置的第一组光学滤光器像素；和
使与所述光学滤光器像素一起堆叠在所述镜头和所述图像传感器之间的第一组LCD通过滤光器像素去激励，以暴露所述第一组所述光学滤光器像素以形成所述滤光器设置。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括使第二组所述LCD通过滤光器像素激励以覆盖第二组所述光学滤光器像素，以形成所述车辆摄像机的所述滤光器设置。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
识别要去激励的所述第一组所述LCD通过滤光器像素；
识别要激励的所述第二组所述LCD通过滤光器像素激励；和
发送信号以使所述第二组LCD通过滤光器像素激励以形成所述车辆摄像机的所述滤光器设置。
16.一种摄像机，包括：
镜头；
图像传感器；
第一板，所述第一板包括LCD通过滤光器像素并位于所述镜头和所述图像传感器之间；和
第二板，所述第二板包括光学滤光器阵列并且与所述第一板一起堆叠在所述镜头和所述图像传感器之间，第一组所述LCD通过滤光器像素被去激励以暴露第一组光学滤光器像素以形成滤光器设置。
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