CN114174114A - 减轻红外光的感知到的红色 - Google Patents

Abstract

红外照明和检测系统可以包括可以发射具有第一波长的红外光的红外光源。邻近红外光源定位的可见光源可以发射与发射的红外光重叠的可见光。邻近红外光源和可见光源定位的红外检测器组件可以包括波长敏感滤波器，该波长敏感滤波器可以阻挡远离第一波长的波长。红外检测器组件可以包括可以感测处于第一波长的光的传感器。当人眼在没有发射的可见光的情况下观看时，发射的红外光可以呈现红色。发射的可见光可以可选地足够亮，以便当人眼一起观看红外光和可见光时，基本上消除了观看到的红色。还提供了减少或消除感知到的红色的替代方案。

Description

减轻红外光的感知到的红色

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月19日提交的美国临时申请第62/836260号和2019年5月16日提交的欧洲专利申请第EP19174935.7号的权益，这些申请以其全部内容通过引用而被并入。

技术领域

本公开涉及一种适用于车辆的红外照明和检测系统。

背景技术

现代车辆包括用于检索关于车辆周围的数据的传感器，并且可以将该数据用于事故避免、辅助驾驶应用、自动驾驶应用、和其他功能。

附图说明

图1示出了根据一些实施例的包括红外照明和检测系统的车辆的示例。

图2示出了根据一些实施例的图1的红外照明和检测系统的示例。

图3示出了根据一些实施例的用于定义可见光源的波长光谱的色度图解的示例。

图4示出了根据一些实施例的适用于红外照明和检测系统的外壳的示例。

图5示出了根据一些实施例的适用于红外照明和检测系统的外壳的侧视图。

图6A和图6B示出了根据一些实施例的适用于红外照明和检测系统的多LED驱动器电路的示例。

图7示出了根据一些实施例的用于执行红外照明和检测的方法的示例。

遍及这几个视图，对应的附图标记指示对应的部件。附图中的元件不一定按比例绘制。附图中所示的配置仅仅是示例，并且不应该被解释为以任何方式限制所公开主题的范围。

具体实施方式

关于定位在车辆外部上的灯的颜色，存在政府法规（诸如SAE J578，由国际自动机工程师学会（SAE International）定义和颁布的标准）。一般来说，对于典型的乘用车辆，政府法规要求车辆前部的灯只发射白光，车辆左侧和右侧的灯只发射琥珀色光，并且车辆后部的灯只发射红光。在世界上其他不遵守SAE J578标准的其他国家中，在车辆上的各种位置中的其他可见颜色的光可以是可接受的。

车辆上的现代安全系统可以产生车辆周围的图像，或者检索关于车辆周围的数据，以供事故预防和物体躲避（object avoidance）使用。另外，自动驾驶或辅助驾驶应用还可以检索关于车辆周围的数据。因为政府法规对从车辆发射的直到780 nm波长的光提出了要求，并且关于以大于780 nm的波长发射的红外光是没有规定的（silent ），所以使用这种红外光来照明车辆周围对于各种应用都是有益的。

用红外光来照明车辆周围存在优点。例如，照明周围、而不是依靠环境光的反射是有益的，因为照明可以允许安全系统在夜间操作。使用红外光进行照明、而不是用可见光来照明是有益的，因为红外光在很大程度上对人眼不可见，并且不对其他车辆驾驶员造成问题。另外，使用特定的且相对窄的波长范围进行照明和检测可以是有益的，因为照明和检测可以在（可能显著大于环境阳光中存在的亮度水平的）亮度水平下发生。例如，如果照明和检测发生在以大约940 nm（或另一个合适的红外波长）为中心的相对窄的红外波长范围内，则它可以直接用足够的功率照明，以掩盖（drown out）由环境阳光或由周围的其他发光元件引起的任何照明效应。这种窄带照明和检测所要求的功率可以足够小，以避免损伤眼睛组织或周围的其他活体组织（living tissue）。

然而，用红外光来照明周围可能导致意想不到的问题。作为人类视觉的伪影（artifact），来自红外光源的发射可以被人眼虚假地感知为红色的。具体地，虽然从周围反射的红外光的强度可以足够低到对人眼不可见，但是直视红外光源的观看者可能将光源的相对高的强度视为虚假地发出红光。随着发射波长的增加（并因此，更远离可见光谱的长波长端移动，可见光谱的长波长端通常被认为是700 nm左右），虚假效应减少（但仍然存在）。

因此，简单地将红外光源放置在车辆的前部或侧面可能是有问题的，因为对于人眼来说，这种光源会被感知为红光，这是政府法规所禁止的。

为了克服定位于车辆外部的前部或侧面的红外光源被感知为红光的问题（这是政府法规所禁止的），可以将许可颜色的可见光源定位在红外光源附近，使得从可见光源发射的可见光与从红外光源发射的红外光重叠并遮蔽该红外光。红外光源和可见光源一起被人眼感知为具有可见光源颜色的单个光发射器。白色光源可以用在车辆的前部。琥珀色光源可以用在车辆的侧面。

图1示出了根据一些实施例的设置在车辆102上的红外照明和检测系统100的示例。在图1中示出为汽车的车辆102可以是任何合适的机动车辆，包括卡车、摩托车、汽艇、或其他车辆。

车辆102可以采用自动驾驶特征、事故避免特征、和/或警告特征中的任何一个或全部，这些特征可以基于红外成像。为了使用这些特征中的任何一个或全部，车辆102可以用红外光来照明其周围的全部或一部分，并且用红外敏感检测器检测被反射或被散射回到车辆的任何红外光。

在车辆102的前部104，前外壳106可以包括用红外光108照明车辆102前方区域的红外光源、聚集从车辆102前方物体反射的红外光110的红外敏感检测器、以及定位于红外光源附近以遮蔽红外光的白色光源（白色光源和IR光源在图1中未示出，但将在下面更详细地描述）。从白色光源发射的白光与从红外光源发射的红外光重叠，使得白色光源和红外光源一起看起来具有白色光源的颜色。白光有效地遮蔽了红外光，使得没有一个光源呈现红色（如果白色光源不存在或者显著偏离红外光源，则会出现这种情况）。在一些示例中，白光足够亮，以便当人眼一起观看发射的红外光和发射的白光时，基本上消除了观看到的红色。例如，白光的功率（以瓦特为单位）可以大于或等于红外光的功率的1.5、2、5、10倍或任何合适的值。

类似地，在车辆102的侧面112，侧面外壳114可以包括用红外光116照明车辆102旁边的区域的红外光源、聚集从车辆102旁边的物体反射的红外光118的红外敏感检测器、以及定位于红外光源附近以遮蔽红外光的琥珀色光源（琥珀色光源在图1中未示出，但是将在下面更详细地描述）。从琥珀色光源发射的琥珀色光与从红外光源发射的红外光重叠，使得琥珀色光源和红外光源一起看起来具有琥珀色光源的颜色。在一些示例中，琥珀色光足够亮，以便当人眼一起观看发射的红外光和发射的白光时，基本上消除了观看到的红色。例如，琥珀色光的功率（以瓦特为单位）可以大于或等于红外光的功率的1.5、2、5、10倍或任何合适的值。

图2示出了根据一些实施例的图1的红外照明和检测系统的示例。在一些示例中，可见光源可以是白色光源，其适用于车辆的前部。在其他示例中，可见光源可以是琥珀色光源，其适用于车辆的侧面。对于其他应用，也可以使用其他合适的颜色，诸如黄色、绿色、蓝色、和其他颜色。

系统200可以包括红外光源202。在一些示例中，红外光源202可以是发光二极管、发光二极管阵列、或以特定图案布置的多个发光二极管。在一些示例中，红外光源202可以包括发射光谱在940 nm的波长处达到峰值的发光二极管。在一些示例中，红外光源202可以包括发射光谱在850 nm的波长处达到峰值的发光二极管。也可以使用其他波长。因为政府法规关于大于780 nm的波长是没有规定的，所以红外光源202可以具有至少部分延伸到780nm之上的光谱。

红外光源202可以发射红外光204。

在一些示例中，红外光源202可以将红外光204发射成锥体，使得光锥从车辆向外被引导以照明车辆周围。在一些示例中，该锥体可以关于纵轴旋转对称，该纵轴垂直于发光二极管的发射面。在一些示例中，锥体可以被成形为在优选方向上引导更多的光，或者在远离优选方向的方向上引导更少的光。在一些示例中，可选的成形光学器件可以根据需要扭曲或成形锥体。

对于红外光源202包括一个或多个发光二极管的示例，发射的红外光204的光谱通常在峰值波长（诸如850 nm、940 nm或其他波长）处达到峰值，并且在远离峰值波长的波长处降低。在一些示例中，因为政府法规可能规定了波长小于780 nm的光发射，所以可以期望衰减小于780 nm的发射的红外光204的波长。

为了实现这种衰减，可选的高通滤波器206可以接收发射的红外光204，可以衰减小于780 nm的波长（诸如通过反射或吸收），并且以相对小的衰减或没有衰减通过大于780nm的波长，以产生高通滤波的红外光208。在一些示例中，高通滤波器206可以具有780 nm处或接近780 nm的截止波长。在一些示例中，截止波长可以移动到更接近红外光源202的峰值波长，诸如在780 nm和峰值波长之间，使得高通滤波器206阻挡小于780 nm的波长，并且可以可选地阻挡780 nm和截止波长之间的附加波长。

在一些示例中，可选的高通滤波器206可以形成为放置在发射的红外光204的光路中的独立光学元件。在一些示例中，可选的高通滤波器206可以形成为附接到外壳或与外壳制成一体的盖子。在这些示例中的一些示例中，该独立光学元件可以形成为大致平面的元件，相对于发射的红外光204以垂直入射或相对低的入射角放置。在这些示例的其他示例中，该独立光学元件可以是大致平面的元件，相对于发射的红外光204以相对高的入射角（诸如45度）放置。通过以这种方式布置可选的高通滤波器206，高通滤波器206还可以用作波长敏感分束器，其可以折叠可见光以直接在高通滤波的红外光208的光路顶部传播。在另外的其他示例中，可选的高通滤波器206可以形成为发射的红外光204的光路中的一个或多个现有光学元件上的薄膜涂层，诸如外壳内表面上的涂层。

系统200可以包括可见光源210。在一些示例中，可见光源210可以是发光二极管、发光二极管阵列、或以特定图案布置的多个发光二极管。在一些示例中，可见光源210可以产生白光或琥珀色光。

存在指定了可见光源210的波长光谱的政府法规。政府法规依赖于明确定义的色度图解，该色度图解是用于指定颜色的公认标准。一般而言，可见光谱的单波长颜色围绕色度图解的周边分布，其中红色位于右下角，紫色位于左下角，并且绿色位于左上角。混合波长的颜色位于色度图解的内部，其中白光的位置靠近中心。

图3示出了根据一些实施例的用于定义可见光源的波长光谱的色度图解的示例。图3的图解只是定义可见光源的波长光谱的一种方式；也可以使用其他合适的定义。

指定色度图解一部分的一种便捷方式是通过（x-y）平面中的方程集合，其中每个方程具有一个定义该图解上一条线的解的轨迹，并且这些线相交以指定特定的区域。

对于发射白光、并因此适用于车辆前部的可见光源，合适的光谱由落在色度图解的以下边界内的色度定义：

x = 0.31；

x = 0.50；

y = 0.15+0.64 x；

y = 0.05+0.75 x；

y = 0.44；和

y = 0.38。

这些边界内的区域由元素302标示。

作为替代定义，白色光源可以发射对应于来自黑体光源的光的光，该黑体光源在CIE照明体A （2854 K）和CIE照明体B （5000 K）之间的色温下操作。

对于发射琥珀色光、并因此适用于车辆侧面的可见光源，合适的光谱由落在色度图解的以下边界内的色度定义：

y = 0.39；

y = 0.79-0.67 x；和

y = x-0.12。

这些边界内的区域由元素304标示。

上述方程组指定了由可见光源210产生的可见光212的颜色。注意，可见光谱之外的光——其包括由红外光源产生的红外光——不影响色度图解上的定位。另外，因为红外光与可见光重合，所以上述方程组还应该指定组合的可见光和红外光的颜色作为输出光214（图2）。

返回到图2，在一些示例中，可见光源210可以将可见光212发射成锥体，使得可见光212的锥体与发射的红外光204的锥体重叠，或者，如果存在高通滤波器206，则与高通滤波的红外光208的锥体重叠。

为了实现这种重叠，可见光源210可以定位于红外光源202附近，其中两个光源在大致相同的方向上发射光。可见光源210和红外光源202之间的分隔可以在1 mm、2 mm、5mm、10 mm、20 mm、或其他合适的值内。一般来说，间距应该足够大，使得直接看光源的观察者只看到可见光源210；由红外光源202产生的红色辉光（red glow）应该被可见光源210的亮度显著遮蔽。

作为替代方案，可见光源210和/或红外光源202可以包括多个光产生元件。在具体示例中，可见光源210可以包括彼此水平分隔的两个光产生元件，并且红外光源202可以包括用于可见光源210的每个光产生元件的两个光产生元件，其定位于可见光源210的相应光产生元件的上方和下方。

作为替代方案，或者除了将光源彼此靠近放置之外，可选的分束器可以组合可见光和红外光，使得它们完全或基本上完全重合。例如，分束器可以重定向输出光束，使得可见光源210和红外光源202之间的分隔可以有效地减小到零。

分束器可以包括具有波长敏感涂层的独立元件。在一些示例中，该分束器的功能可以与上面讨论的高通滤波器的功能相组合，其中分束器包括执行高通滤波和光束组合的分隔的涂层，或者分束器包括执行这两种任务的单个涂层。作为具体示例，分束器可以是45度入射分束器，其具有红外光的透射路径和可见光的反射路径、或者可见光的透射路径和红外光的反射路径。

作为替代方案，可选的光导可以将光从一个光源导向另一个光源附近的区域，使得可见光和红外光看起来从相同的位置显现。

系统200可以包括对红外光源202的波长敏感的检测器216。检测器216可以感测从车辆周围的物体反射的光218。在一些示例中，检测器216可以是多像素传感器，其可以产生表示车辆周围的视频图像（或连续静态图像）的数据。对于这些示例，系统200可以附加地包括成像光学器件（未示出），其在检测器216上形成车辆周围的图像。在其他示例中，检测器216可以是仅检测撞击检测器216的红外光的量的单像素检测器。在一些示例中，系统可以可选地包括波长敏感滤波器，该波长敏感滤波器可以过滤掉可见光以免到达检测器216。在一些示例中，该滤波器可以与高通滤波器206组合，使得高通滤波器206过滤从红外光源202发射的红外光204和从车辆周围的物体返回的反射光218两者。

系统200可以包括经由通信路径222耦合到红外光源202、经由通信路径224耦合到可见光源210、并且经由通信路径226耦合到检测器216（例如，红外检测器）的电路220。电路220可以向光源供电，并且可以解译通信路径226上的信号，以根据需要在车辆中的一个或多个显示器上显示图像。

系统200可以可选地包括挡板，该挡板可以将检测器与光源光学隔离。挡板可以包括合适形状的一个或多个吸收器或散射体，它们可以包围检测器和/或光源的全部或一部分。

图4示出了根据一些实施例的适用于红外照明和检测系统400的外壳430的示例。图4的外壳430只是合适外壳的一个具体示例；也可以使用其他配置。

检测器组件416可以定位于外壳430的中心。检测器组件416可以包括成像透镜和定位于成像透镜的焦平面处或附近的多像素传感器。在一些示例中，可以选择成像透镜的焦距和元件间距，以在传感器上形成远离外壳最多三米的物体的图像。也可以使用其他焦距，用于对其他距离的物体成像。在一些示例中，成像透镜可以由聚碳酸酯形成。在其他示例中，成像透镜可以由玻璃或由另一合适的光学材料形成。

第一对红外光源402A、402B可以定位于检测器组件416的左侧，并且第二对红外光源402C、402D可以定位于检测器组件416的右侧。在一些示例中，第一对中的一个光源402A可以定位于第一对中的另一个光源402B的正上方。在一些示例中，第二对中的一个光源402C可以定位于第二对中的另一个光源402C的正上方。在一些示例中，所有四个红外光源402A至402D具有相同的发射光谱。在其他示例中，一个红外光源可以具有与另一个红外光源不同的发射光谱。在一些示例中，传感器可以对红外光源402A至402D的发射光谱中的波长做出响应。在一些示例中，传感器可以对红外光源402A至402D的发射光谱的峰值波长做出响应。

第一可见光源410A可以定位于检测器组件416的左侧，在第一对红外光源402A、402B之间。在操作期间，从第一可见光源410A发射的可见光可以淹没（overwhelm）或掩盖来自第一对红外光源402A、402B的任何感知到的红色。

第二可见光源410B可以定位于检测器组件416的右侧，在第二对红外光源402C、402D之间。在操作期间，从第二可见光源410B发射的可见光可以淹没或掩盖来自第二对红外光源402C、402D的任何感知到的红色。

第一透镜434A可以放置在第一对红外光源402A、402B和第一可见光源410A之上。第一透镜434A可以修改来自光源的角度发射图案。在一些示例中，第一透镜434A可以是负透镜，其可以加宽来自光源的角度发射图案。在一些示例中，第一透镜434A可以是变形的，使得第一透镜434A可以沿着水平方向将第一加宽因子赋予发射图案，并且沿着垂直方向将不同于第一加宽因子的第二加宽因子赋予发射图案。在一些示例中，第一透镜434A的全部或一部分可以可选地被磨砂，使得发射的光可以在离开第一透镜434A时成角度地散射。

第二透镜434B可以放置在第二对红外光源402C、402D和第一可见光源410B之上。第二透镜434B可以以与第一透镜434A相同的方式起作用。

第一光挡板432A可以从外壳430向外延伸，以选择性地阻挡从第一对红外光源402A、402B和第一可见光源410A发射的光以免到达检测器组件416中的传感器。在一些示例中，第一光挡板432A可以与外壳430整体式形成，并且成形为外壳材料中的突起。

第二光挡板432B可以从外壳430向外延伸，以选择性地阻挡从第二对红外光源402C、402D和第二可见光源410B发射的光以免到达检测器组件416中的传感器。在一些示例中，第二光挡板432B可以与外壳430整体式形成，并且成形为外壳材料中的突起。

在一些示例中，第一和第二光挡板432A、432B可以形成为光学散射体，其可以赋予离开散射表面的光角度随机性。散射元件可以具有适于散射任何入射可见光或红外光的特定表面粗糙度。在一些示例中，第一和第二光挡板432A、432B可以形成为朗伯散射体，其可以用朗伯余弦定律描述的角度分布（profile）散射入射光。在其他示例中，第一和第二光挡板432A、432B可以由吸收材料形成，该吸收材料可以吸收而不是散射入射光。

图5示出了根据一些实施例的适用于红外照明和检测系统的外壳530的侧视图。外壳530只是合适外壳的一个具体示例；也可以使用其他配置。

外壳530可以用作散热器，并且可以机械地支撑系统的照明和检测元件。

在图5的最顶部部分示出的成像透镜546可以具有入射光瞳536。在一些示例中，入射光瞳536可以与成像透镜546的纵轴和成像透镜546的入射面（例如，面向外壳530外部的表面）之间的交点重合。在其他示例中，入射光瞳536可以在所述交点的上方或下方。

在图5的示例中，光挡板538可以由散射或吸收材料形成，并且可以可选地与外壳530分隔形成。

照明元件和光挡板538可以相对于入射光瞳536的平面凹进，以离开远离成像透镜546的纵轴和成像透镜546的入射光瞳536之间的交点的角间隙542。在一些示例中，角间隙542可以是十度，可以在八度和十二度之间，或者可以是任何合适的角间隙。

在一些示例中，第一组照明元件可以相对于入射光瞳536的平面以第一倾斜角548倾斜，使得随着可见光和红外光传播远离外壳530，可见光和红外光光束的中心以等于第一倾斜角548的角度传播远离成像透镜的纵轴。在一些示例中，第一倾斜角548可以是十度，可以在八度和十二度之间，或者可以是任何合适的角度。第二组照明元件可以类似地以等于第一倾斜角548的第二倾斜角倾斜，但是具有与第一倾斜角548相反的符号。第一组照明元件可以安装在第一印刷电路板550上。第二组照明元件可以安装在第二印刷电路板552上。每个可见光和红外光光束的中心与它从其传播的印刷电路板正交。

在一些示例中，盖子的高度还可以相对于对应的光挡板538凹进间隙或凹进值544。在一些示例中，凹进值544可以等于1 mm，尽管也可以使用其他合适的值。

在具体的示例中，四个红外光源一起可以照明水平方向170度和垂直方向120度的视场，在角视场内具有72%的强度均匀性。这只是一个数字示例；也可以使用其他合适的值和性能指标。

成像透镜546可以是清晰的（例如，具有平滑的非散射表面）。外壳530可以提供在成像透镜546和传感器（未示出）之间延伸的腔（未示出）。腔可以具有磨砂的表面，使得穿过成像透镜546并撞击磨砂表面的光将散射，而不是镜面反射。这种散射可以降低撞击表面的光线被重定向到传感器上的可能性。

检测器组件或相机可以包括成像透镜546、多像素传感器、以及在成像透镜和传感器之间延伸的可选磨砂腔。在具体示例中，可以选择成像透镜焦距和元件间距，使得成像透镜在传感器上形成远离外壳530至多3米的物体的图像。物体可以用从红外光源发射的光照明。

红外光学器件模块可以包括红外光源或红外LED、可选的模糊内部、和可选的波长滤波器，该波长滤波器可以阻挡光谱的可见部分并通过光谱的红外部分。在一些示例中，波长滤波器可以是在780 nm或大于780 nm的波长处具有滤波器边缘的高通滤波器。

图6A和图6B示出了根据一些实施例的适用于红外照明和检测系统的多LED驱动器电路600的示例。图6A和图6B的配置只是这种多LED驱动器电路的一种配置；也可以使用其他配置。除了使用多个LED的其他系统之外，图6A和图6B的配置也适用于上面讨论的红外照明和检测系统。

多LED驱动器电路600可以包括第一LED驱动器集成电路602，其可以为一个或多个红外LED（诸如上面讨论的红外光源）电气地供电。电路600可以包括附加电路606，以向第一LED驱动器集成电路602提供输入、输出和功率。附加电路606可以将第一输出610、612引导至一个或多个红外光源，以给一个或多个红外LED供电。

多LED驱动器电路600可以包括与第一LED驱动器集成电路602分隔的第二LED驱动器集成电路604。第二LED驱动器集成电路604可以为一个或多个可见LED（诸如上面讨论的可见光源）电气地供电。电路600可以包括附加电路608，以向第二LED驱动器集成电路604提供输入、输出和功率。附加电路608可以将第二输出614、616引导至一个或多个可见光源，以为一个或多个可见LED供电。在一些示例中，第二LED驱动器集成电路604可以为一个或多个琥珀色LED电气地供电。在一些示例中，第二LED驱动器集成电路604可以为一个或多个白光LED电气地供电。

在一些示例中，多LED驱动器电路600可以形成在电路板上，其中第一LED驱动器集成电路602和第二LED驱动器集成电路604形成为定位于电路板上的分立集成电路芯片。

图7示出了根据一些实施例的用于执行红外照明和检测的方法700的示例。方法700可以由上面讨论的任一系统执行，或者在其他合适的系统上执行。方法700只是用于执行红外照明和检测的方法的一个示例；也可以使用其他合适的方法。

在操作702，系统可以用红外光源发射具有第一波长的红外光。

在操作704，系统可以用邻近红外光源定位的可见光源发射与发射的红外光重叠的可见光。

在操作706，系统可以聚集来自红外光源和可见光源的、从附近物体反射的光作为聚集光。

在操作708，系统可以用波长敏感滤波器阻挡远离第一波长的聚集光的波长，以形成过滤的光。

在操作710，系统可以用邻近红外光源和可见光源定位的传感器来感测过滤的光。

在一些示例中，红外照明和检测系统可以包括被配置为感测处于第一波长的光的红外检测器组件。红外检测器组件可以将纵轴限定为从红外检测器组件的传感器的中心附近延伸通过红外检测器组件的透镜的中心附近。红外检测器组件可以将第一平面限定为基本上垂直于纵轴并穿过纵轴和红外检测器组件的透镜表面的交点。红外检测器组件可以完全设置在第一平面的第一侧上。耦合到红外检测器组件的外壳可以完全设置在第一平面的第一侧上。第一组发光二极管（LED）可以耦合到外壳。第一组LED可以完全设置在第一平面的第一侧上。第一组LED中的每个LED可以从第一平面的第一侧向第一平面的第二侧发射光。第一组LED中的每个LED可以具有基本上平行于（相对于第一平面成角度的）第二平面的发射表面。第一组LED可以包括第一红外LED，该第一红外LED可以发射具有基本上包括第一波长的光谱的光。第一组LED可以包括第一可见LED，该第一可见LED可以发射具有基本上排除第一波长的光谱的光。

在一些示例中，第一电路板可以机械地支撑第一组LED并为其电气地供电。

在一些示例中，第一电路板可以位于基本上平行于第二平面的平面中。

在一些示例中，第一电路板可以调制第一红外LED。例如，第一电路板可以使红外LED闪烁，周期性地或不规则地通电和断电，在第一功率（可以包括零）和第二功率之间循环，在红外图像曝光期间通电并且之后断电，和/或在红外光上编码数据。也可以使用其他合适的调制。

在一些示例中，第一光挡板可以设置在红外检测器组件和第一组LED之间，完全设置在第一平面的第一侧上并与第一平面间隔开，并且被布置成防止由第一组LED发射的光直接进入红外检测器组件。

在一些示例中，红外检测器组件可以包括波长敏感滤波器，该波长敏感滤波器可以阻挡波长远离第一波长的光。

在一些示例中，红外检测器组件可以包括具有大于或等于约780 nm的滤波器边缘波长的高通滤波器，使得波长小于大约滤波器边缘波长的光可以被基本上阻挡，并且波长大于滤波器边缘波长的光可以被基本上引导到传感器上。

在一些示例中，传感器可以是定位于透镜焦平面处或附近的多像素传感器。

在一些示例中，传感器可以是与透镜间隔开的多像素传感器，以在多像素传感器上形成远离外壳最多约三米的物体的图像。

在一些示例中，第一组LED还可以包括第二红外LED，该第二红外LED可以发射具有包括第一波长的光谱的光。第一可见LED可以位于第一红外LED和第二红外LED之间。第一变形透镜可以成角度地加宽从红外LED和第二红外LED发射的红外光。

在一些示例中，第二组LED可以耦合到外壳，使得红外检测器组件位于第一组LED和第二组LED之间。第二组LED可以完全设置在第一平面的第一侧上。第二组LED中的每个LED可以从第一平面的第一侧向第一平面的第二侧发射光。第二组LED中的每个LED可以具有基本上平行于第三平面的发射表面，该第三平面相对于第一平面成角度并且相对于第二平面成角度。第二组LED可以包括第三红外LED，该第三红外LED可以发射具有基本上包括第一波长的光谱的光。第二组LED可以包括第二可见LED，该第二可见LED可以发射具有基本上排除第一波长的光谱的光。

在一些示例中，第二电路板可以机械地支撑第二组LED并为其电气地供电。

在一些示例中，第二电路板可以位于基本上平行于第三平面的平面中。

在一些示例中，第一平面和第二平面可以在角度上分开第一角度。第一平面和第三平面可以在角度上分开第二角度。第二角度可以基本上等于第一角度。

在一些示例中，第一平面和第二平面可以在角度上分开第一角度。第一平面和第三平面可以在角度上分开第二角度。第一角度和第二角度可以分别在大约八度和大约十二度之间。

在一些示例中，用于照明和成像场景的方法可以包括用设置在第一电路板上的第一红外发光二极管（LED）和第二红外LED产生第一红外光。该方法还可以包括用第一变形透镜成角度地加宽第一红外光，以产生第一加宽红外光。该方法还可以包括用设置在第一电路板上的第一可见LED产生第一可见光。该方法还可以包括用设置在第二电路板上的第三红外LED和第四红外LED产生第二红外光，第二电路板相对于第一电路板成角度。该方法还可以包括用第二变形透镜成角度地加宽第二红外光，以产生第二加宽红外光。该方法还可以包括用设置在第二电路板上的第二可见LED产生第二可见光。该方法还可以包括将第一加宽红外光、第二加宽红外光、第一可见光、和第二可见光作为照明光引导朝向场景。该方法还可以包括从场景反射至少一些照明光以形成反射光。该方法还可以包括用透镜聚集至少一些反射光以形成聚集光。该方法还可以包括用波长敏感滤波器对聚集光进行光谱过滤，以阻挡远离第一红外波长的波长，从而形成光谱过滤的光。该方法还可以包括用多像素传感器检测光谱过滤的光以形成对应于场景的图像数据，多像素传感器相对于第一电路板和第二电路板两者都成角度。

在一些示例中，红外照明和检测系统可以包括可以感测处于第一波长的光的红外检测器组件。红外检测器组件可以将纵轴限定为从红外检测器组件的多像素传感器的中心附近延伸通过红外检测器组件的透镜的中心附近。红外检测器组件可以将第一平面限定为基本上垂直于纵轴并穿过纵轴和红外检测器组件的透镜表面的交点。红外检测器组件可以完全设置在第一平面的第一侧上。红外检测器组件可以包括具有大于或等于780 nm的滤波器边缘波长的高通滤波器。波长小于滤波器边缘波长的光可以被阻挡，并且波长大于滤波器边缘波长的光可以被引导到多像素传感器上。耦合到红外检测器组件的外壳可以完全设置在第一平面的第一侧上。第一组发光二极管（LED）可以耦合到外壳。第一组LED可以完全设置在第一平面的第一侧上。第一组LED中的每个LED可以从第一平面的第一侧向第一平面的第二侧发射光。第一组LED中的每个LED可以具有基本上平行于（相对于第一平面成角度的）第二平面的发射表面。第一组LED可以包括第一红外LED和第二红外LED，它们可以发射具有基本上包括第一波长的光谱的光。第一组LED可以包括第一可见LED，该第一可见LED可以发射具有基本上排除第一波长的光谱的光。第一电路板可以机械地支撑第一组LED并为其电气地供电。第一电路板可以位于基本上平行于第二平面的平面中。第二组LED可以耦合到外壳，使得红外检测器组件位于第一组LED和第二组LED之间。第二组LED可以完全设置在第一平面的第一侧上。第二组LED中的每个LED可以从第一平面的第一侧向第一平面的第二侧发射光。第二组LED中的每个LED可以具有基本上平行于第三平面的发射表面，该第三平面相对于第一平面成角度并且相对于第二平面成角度。第二组LED可以包括第三红外LED和第四红外LED，它们可以发射具有基本上包括第一波长的光谱的光。第二组LED可以包括第二可见LED，该第二可见LED可以发射具有基本上排除第一波长的光谱的光。第二电路板可以机械地支撑第二组LED并为其电气地供电。第二电路板可以位于基本上平行于第三平面的平面中。

在一些示例中，第一平面和第二平面可以在角度上分开第一角度。第一平面和第三平面可以在角度上分开第二角度。第二角度可以基本上等于第一角度。

在一些示例中，第一平面和第二平面可以在角度上分开第一角度。第一平面和第三平面可以在角度上分开第二角度。第一角度和第二角度可以分别在大约八度和大约十二度之间。

在一些示例中，第一光挡板可以设置在红外检测器组件和第一组LED之间，完全设置在第一平面的第一侧上并与第一平面间隔开，并且被布置成防止由第一组LED发射的光直接进入红外检测器组件。第二光挡板可以设置在红外检测器组件和第二组LED之间，完全设置在第一平面的第一侧上并与第一平面间隔开，并且被布置成防止由第二组LED发射的光直接进入红外检测器组件。

在一些示例中，第一变形透镜可以成角度地加宽从第一红外LED和第二红外LED发射的红外光。第二变形透镜可以成角度地加宽从第三红外LED和第四红外LED发射的红外光。

虽然本文已经示出和描述了本公开主题的优选实施例，但是对于本领域技术人员将显然的是，这些实施例仅通过示例的方式提供。在阅读和理解本文提供的材料时，本领域技术人员现在将想到许多变型、改变和替换而不脱离所公开的主题。应当理解，在实践本主题的各种实施例时，可以采用本文描述的公开主题的实施例的各种替代方案。意图是以下权利要求旨在限定所公开主题的范围，并且这些权利要求及其等同物范围内的方法和结构由此被覆盖。

Claims (20)

1.一种红外照明和检测系统，包括：

红外检测器组件，被配置为感测处于第一波长的光，

所述红外检测器组件将纵轴限定为从所述红外检测器组件的传感器的中心附近延伸通过所述红外检测器组件的透镜的中心附近，

所述红外检测器组件将第一平面限定为基本上垂直于所述纵轴并穿过所述纵轴和所述红外检测器组件的透镜表面的交点，

所述红外检测器组件完全设置在所述第一平面的第一侧上；

外壳，耦合到所述红外检测器组件，并且完全设置在所述第一平面的第一侧上；和

第一组发光二极管（LED），耦合到所述外壳，

所述第一组LED完全设置在所述第一平面的第一侧上，

所述第一组LED中的每个LED被配置为从所述第一平面的第一侧向所述第一平面的第二侧发射光，

所述第一组LED中的每个LED具有基本上平行于第二平面的发射表面，所述第二平面相对于所述第一平面成角度，

所述第一组LED包括第一红外LED，所述第一红外LED被配置成发射具有基本上包括所述第一波长的光谱的光，

所述第一组LED包括第一可见LED，所述第一可见LED被配置为发射具有基本上排除所述第一波长的光谱的光。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括第一电路板，所述第一电路板被配置为机械地支撑所述第一组LED并为所述第一组LED电气地供电。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一电路板位于基本上平行于所述第二平面的平面中。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一电路板还被配置为调制所述第一红外LED。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括第一光挡板，所述第一光挡板：

设置在所述红外检测器组件和所述第一组LED之间，

完全设置在所述第一平面的第一侧上并与所述第一平面间隔开，以及

布置成防止由所述第一组LED发射的光直接进入所述红外检测器组件。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述红外检测器组件包括波长敏感滤波器，所述波长敏感滤波器被配置为阻挡波长远离所述第一波长的光。

7. 根据权利要求1所述的系统，其中所述红外检测器组件包括具有大于或等于约780nm的滤波器边缘波长的高通滤波器，使得波长小于大约所述滤波器边缘波长的光被基本上阻挡，并且波长大于所述滤波器边缘波长的光被基本上引导到所述传感器上。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器是定位于所述透镜的焦平面处或附近的多像素传感器。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器是与所述透镜间隔开的多像素传感器，以在所述多像素传感器上形成远离所述外壳至多约三米的物体的图像。

10. 根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一组LED还包括第二红外LED，所述第二红外LED被配置为发射具有包括所述第一波长的光谱的光；以及

所述第一可见LED位于所述第一红外LED和所述第二红外LED之间；以及

还包括第一变形透镜，所述第一变形透镜被配置为成角度地加宽从所述红外LED和所述第二红外LED发射的红外光。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述外壳的第二组LED，使得所述红外检测器组件位于所述第一组LED和所述第二组LED之间，

所述第二组LED完全设置在所述第一平面的第一侧上，

所述第二组LED中的每个LED被配置为从所述第一平面的第一侧向所述第一平面的第二侧发射光，

所述第二组LED中的每个LED具有基本上平行于第三平面的发射表面，所述第三平面相对于所述第一平面成角度并且相对于所述第二平面成角度，

所述第二组LED包括第三红外LED，所述第三红外LED被配置成发射具有基本上包括所述第一波长的光谱的光，

所述第二组LED包括第二可见LED，所述第二可见LED被配置为发射具有基本上排除所述第一波长的光谱的光。

12.根据权利要求11所述的系统，还包括第二电路板，所述第二电路板被配置为机械地支撑所述第二组LED并为所述第二组LED电气地供电，所述第二电路板位于基本上平行于所述第三平面的平面中。

13.根据权利要求11所述的系统，其中：

所述第一平面和所述第二平面在角度上分开第一角度；

所述第一平面和所述第三平面在角度上分开第二角度；以及

所述第二角度基本上等于所述第一角度。

14.根据权利要求11所述的系统，其中：

所述第一平面和所述第二平面在角度上分开第一角度；

所述第一平面和所述第三平面在角度上分开第二角度；以及

所述第一角度和所述第二角度分别在大约八度和大约十二度之间。

15.一种用于照明和成像场景的方法，所述方法包括：

用设置在第一电路板上的第一红外发光二极管（LED）和第二红外LED产生第一红外光；

用第一变形透镜成角度地加宽所述第一红外光，以产生第一加宽红外光；

用设置在所述第一电路板上的第一可见LED产生第一可见光；

用设置在第二电路板上的第三红外LED和第四红外LED产生第二红外光，所述第二电路板相对于所述第一电路板成角度；

用第二变形透镜成角度地加宽所述第二红外光，以产生第二加宽红外光；

用设置在所述第二电路板上的第二可见LED产生第二可见光；

将所述第一加宽红外光、所述第二加宽红外光、所述第一可见光、和所述第二可见光作为照明光引导朝向场景；

从所述场景反射至少一些照明光以形成反射光；

用透镜聚集至少一些反射光以形成聚集光；

用波长敏感滤波器对所述聚集光进行光谱过滤，以阻挡远离第一红外波长的波长，从而形成光谱过滤的光；以及

用多像素传感器检测所述光谱过滤的光以形成对应于所述场景的图像数据，所述多像素传感器相对于所述第一电路板和所述第二电路板两者都成角度。

16.一种红外照明和检测系统，包括：

红外检测器组件，被配置为感测处于第一波长的光，

所述红外检测器组件将纵轴限定为从所述红外检测器组件的多像素传感器的中心附近延伸通过所述红外检测器组件的透镜的中心附近，

所述红外检测器组件将第一平面限定为基本上垂直于所述纵轴并穿过所述纵轴和所述红外检测器组件的透镜表面的交点，

所述红外检测器组件完全设置在所述第一平面的第一侧上，

所述红外检测器组件包括具有大于或等于780 nm的滤波器边缘波长的高通滤波器，使得波长小于所述滤波器边缘波长的光被阻挡，并且波长大于所述滤波器边缘波长的光被引导到所述多像素传感器上；

外壳，耦合到所述红外检测器组件，并且完全设置在所述第一平面的第一侧上；

第一组发光二极管（LED），耦合到所述外壳，

所述第一组LED完全设置在所述第一平面的第一侧上，

所述第一组LED中的每个LED被配置为从所述第一平面的第一侧向所述第一平面的第二侧发射光，

所述第一组LED中的每个LED具有基本上平行于第二平面的发射表面，所述第二表面相对于所述第一平面成角度，

所述第一组LED包括第一红外LED和第二红外LED，所述第一LED和所述第二红外LED被配置成发射具有基本上包括所述第一波长的光谱的光，

所述第一组LED包括第一可见LED，所述第一可见LED被配置为发射具有基本上排除所述第一波长的光谱的光；和

第一电路板，被配置为机械地支撑所述第一组LED并为所述第一组LED电气地供电，所述第一电路板位于基本上平行于所述第二平面的平面中；

第二组LED，耦合到所述外壳，使得所述红外检测器组件位于所述第一组LED和所述第二组LED之间，

所述第二组LED完全设置在所述第一平面的第一侧上，

所述第二组LED中的每个LED被配置为从所述第一平面的第一侧向所述第一平面的第二侧发射光，

所述第二组LED中的每个LED具有基本上平行于第三平面的发射表面，所述第三平面相对于所述第一平面成角度并且相对于所述第二平面成角度，

所述第二组LED包括第三红外LED和第四红外LED，所述第三红外LED和所述第四红外LED被配置成发射具有基本上包括所述第一波长的光谱的光，

所述第二组LED包括第二可见LED，所述第二可见LED被配置为发射具有基本上排除所述第一波长的光谱的光；

第二电路板，被配置为机械地支撑所述第二组LED并为所述第二组LED电气地供电，所述第二电路板位于基本上平行于所述第三平面的平面中。

17.根据权利要求16所述的系统，其中：

所述第一平面和所述第二平面在角度上分开第一角度；

所述第一平面和所述第三平面在角度上分开第二角度；以及

所述第二角度基本上等于所述第一角度。

18.根据权利要求16所述的系统，其中：

所述第一平面和所述第二平面在角度上分开第一角度；

所述第一平面和所述第三平面在角度上分开第二角度；以及

所述第一角度和所述第二角度分别在大约八度和大约十二度之间。

19. 根据权利要求16所述的系统，还包括：

第一光挡板，设置在所述红外检测器组件和所述第一组LED之间，完全设置在所述第一平面的第一侧上并且与所述第一平面间隔开，并且被布置成防止由所述第一组LED发射的光直接进入所述红外检测器组件；和

第二光挡板，设置在所述红外检测器组件和所述第二组LED之间，完全设置在所述第一平面的第一侧上并且与所述第一平面间隔开，并且被布置成防止由所述第二组LED发射的光直接进入所述红外检测器组件。

20. 根据权利要求16所述的系统，还包括：

第一变形透镜，被配置为成角度地加宽从所述第一红外LED和所述第二红外LED发射的红外光；和

第二变形透镜，被配置为成角度地加宽从所述第三红外LED和所述第四红外LED发射的红外光。

Images