一種紅外相的制造方法
【專利摘要】一種紅外相機，包括能夠感應紅外光譜的感光元件，作為閃光光源的氣體閃光燈，濾除可見光而允許紅外光透過的第一濾光片以及用于執(zhí)行指令的處理模塊，其中第一濾光片固定或可移除的設置在閃光光源的出光光路上。由于采用濾除了可見光的氣體閃光燈作為紅外光源，能夠提供遠超紅外LED的紅外照明能力，有效提高了夜間紅外拍攝的質(zhì)量。
【專利說明】一種紅外相機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相機【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種紅外相機。
【背景技術(shù)】
[0002]夜間拍照相機具有廣泛的應用，例如戶外監(jiān)控以及打獵監(jiān)控。按照不同的夜間照明方式，夜間拍照相機可分為兩類:
一類使用氣氣閃光燈，又稱高強度放電式氣體燈(HID Intensity Discharge Lamp)作為拍照閃光燈以拍攝彩色照片。氙氣閃光燈在照明時通過上千伏高壓電流刺激氙氣發(fā)光，瞬間在兩極間形成接近日光燈的白色電弧，其夜間照度好，能夠拍出清晰的彩色相片。但是因為拍照時有強可見光閃爍，容易對動物造成驚嚇或容易在監(jiān)控中引起人們的注意，使用上不具有隱蔽性。
[0003]另一類使用紅外發(fā)光二極管(LED)作為拍照或錄像的照明光源以拍攝黑白圖像。紅外LED燈并不是通過原子內(nèi)部的電子躍遷來發(fā)光的，而是通過將電壓加在LED的PN結(jié)兩端，使PN結(jié)本身形成能級，然后電子在這個能級上躍遷來發(fā)光?；贚ED燈的發(fā)光原理，其拍照瞬間的照明強度通常較低，遠遠不能同氣體閃光燈由瞬間高壓產(chǎn)生的高強度照明相t匕，因此圖像噪點多且容易產(chǎn)生運動模糊。但是紅外LED發(fā)射的紅外光具有很好的隱蔽性，因此目前戶外監(jiān)控相機以及打獵監(jiān)控相機還是主要采用紅外LED作為照明光源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種紅外相機的實施例,包括:感光元件，其光譜感應范圍至少包括紅外光譜；閃光光源，米用氣體閃光燈；第一濾光片，固定或可移除的設置在閃光光源的出光光路上，該濾光片為濾除可見光而允許紅外光透過的濾光片；處理模塊，用于執(zhí)行指令，該指令的執(zhí)行包括:執(zhí)行工作流程，其中包括拍照流程，該拍照流程包括控制閃光光源閃光以及獲取感光元件采集的拍照數(shù)據(jù)。
[0005]本發(fā)明紅外相機的實施例，突破了氣體閃光燈的常規(guī)利用方式，創(chuàng)造性地采用濾除了可見光的氣體閃光燈作為紅外光源，基于發(fā)光原理的不同能夠提供遠超紅外LED的紅外照明能力，有效提高了夜間紅外拍攝的質(zhì)量。
[0006]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明紅外相機的具體示例進行詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明紅外相機的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是氙氣閃光燈的光譜示意圖；
圖3是實施例一紅外相機的工作流程的示意圖；
圖4是本發(fā)明紅外相機的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明紅外相機的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明中濾光片支架的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是圖6中濾光片支架固定于相機前部殼體時的不意圖；
圖8是本發(fā)明紅外相機的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖8中第二濾光片工作狀態(tài)位置示意圖；
圖10是圖8中第二濾光片移開狀態(tài)位置示意圖。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
本發(fā)明紅外相機的一種實施方式可參考圖1，包括感光兀件101,用作閃光光源的氣氣閃光燈102，第一濾光片103，紅外監(jiān)控單元104，處理模塊105。此外，按照通常相機的一般配置，還包括為相機的各個組件供電的電源模塊11以及存儲拍攝數(shù)據(jù)的存儲模塊12，這兩個常規(guī)模塊可作為可移除的配件獨立制造與銷售。
[0009]感光元件101的光譜感應范圍包括可見光和紅外光。需要說明的是,本文中涉及的光譜范圍，例如可見光和紅外光，均應理解為與通常認識的范圍基本符合的范圍而不應理解為某個嚴格的數(shù)值范圍，例如，通常認為波長800nm-1OOOnm屬于近紅外光，則若感光范圍基本包含800nm-1OOOnm則認為能夠感應紅外光；又如，通常認為波長400nm_ 800nm屬于可見光，則若能夠基本濾除(例如50%以上)400nm- 800nm的光譜則認為能夠濾除可見光。
[0010]氙氣閃光燈102是一種通常用來提供近似日光的照明的氣體燈，一種常見的設計方式是:在石英燈管內(nèi)填充高壓氙氣(Xenon)，在兩個電極上使用水銀和碳素化合物，通過安定器(鎮(zhèn)流器)以例如4000V的高壓激發(fā)燈管內(nèi)部的氙氣電離并導通，使電容上存儲的電能瞬間通過閃光燈管放電轉(zhuǎn)化為光能，完成一次閃光。氣氣閃光燈的光譜范圍基本如圖2所示，在300nm-1100nm之間。由圖2可以看出，氙氣閃光燈在近紅外光譜范圍(SOOnm-1OOOnm)具有很好的輻射強度，因此，在濾除可見光部分后能夠提供很好的紅外照明，有效改善采用普通紅外LED拍照時出現(xiàn)的圖像噪點和運動模糊等問題，獲得清晰的夜間紅外(黑白)圖像。
[0011]第一濾光片103可移除的設置在氣氣閃光燈102的出光光路上,第一濾光片103采用能夠濾除可見光而允許紅外光透過的濾光片，例如第一濾光片可以是一塊簡單的黑色玻璃。
[0012]紅外監(jiān)控單元104是指能夠?qū)ΡO(jiān)控區(qū)域內(nèi)的紅外輻射進行探測的設備，例如被動式紅外光檢測(Passive infrared, PIR)器，當其被紅外福射觸發(fā)時能夠產(chǎn)生監(jiān)控觸發(fā)信號。容易理解的是，基于不同的傳感器配置，所產(chǎn)生的監(jiān)控觸發(fā)信號可以是數(shù)字信號也可以是模擬信號，可以直接傳送至處理模塊105的適當接口，也可以通過常規(guī)的軟/硬件處理后再傳送至處理模塊105的適當接口，例如模/數(shù)轉(zhuǎn)換、放大、整形、濾波等。
[0013]處理模塊105用于執(zhí)行指令以控制相連的各個組件，其作為實現(xiàn)相機控制功能的邏輯處理器件，具體可以是單片機、控制芯片、中央處理器(CPU)等。處理模塊105所執(zhí)行的指令可存儲于自身的緩存中，也可存儲于處理模塊之外的存儲器(未圖示)，這些指令的執(zhí)行包括:執(zhí)行閃光燈工作模式設置流程，執(zhí)行監(jiān)控流程，執(zhí)行工作流程等，其中:
閃光燈工作模式設置流程包括獲取輸入的閃光燈設置信號(例如用戶通過人機交互界面輸入的設置命令)并據(jù)此確定是否將閃光燈工作模式設置為紅外模式； 監(jiān)控流程包括獲取紅外監(jiān)控單元104產(chǎn)生的監(jiān)控觸發(fā)信號并據(jù)此啟動工作流程；
工作流程包括拍照流程，該拍照流程可包括控制氙氣閃光燈102閃光以及獲取感光元件101采集的拍照數(shù)據(jù)并對拍照數(shù)據(jù)進行處理，當所設置的閃光燈工作模式為紅外模式時，采用預置的黑白處理模式來處理拍照數(shù)據(jù)，當所設置的閃光燈工作模式不是紅外模式時，采用預置的彩色處理模式來處理拍照數(shù)據(jù)。處理后的拍照數(shù)據(jù)可存儲于存儲器12中。
[0014]本實施例紅外相機的工作流程可參考圖3，包括:
步驟301.用戶安裝第一濾光片并通過相機的操作界面將閃光燈工作模式設置為紅外模式。用戶可按照需求選擇是否安裝第一濾光片，若希望隱蔽的拍攝夜間紅外照片，則安裝第一濾光片并設置相應的閃光燈工作模式，若希望拍攝彩色照片則不安裝。
[0015]步驟302.用戶開機，紅外監(jiān)控單元開始運行，相機進入監(jiān)控狀態(tài)。在監(jiān)控狀態(tài)下，紅外監(jiān)控單元會不斷監(jiān)控是否有動物或人進入監(jiān)控區(qū)域。
[0016]步驟303.若紅外監(jiān)控單元檢測到有紅外輻射則產(chǎn)生監(jiān)控觸發(fā)信號，否則，繼續(xù)保持監(jiān)控狀態(tài)。
[0017]步驟304.處理模塊被監(jiān)控觸發(fā)信號喚醒并啟動工作流程，即轉(zhuǎn)到步驟305和306。
[0018]步驟305.啟動感光元件并采集拍照數(shù)據(jù)。
[0019]步驟306.控制氙氣閃光燈閃光。
[0020]步驟307.判斷閃光燈工作模式是否為紅外模式，若是則轉(zhuǎn)到步驟308，若否則轉(zhuǎn)到步驟309。
[0021]步驟308.調(diào)用預置的黑白處理模式。
[0022]步驟309.調(diào)用預置的彩色處理模式。
[0023]步驟310.處理并存儲媒體文件。
[0024]步驟311.處理模塊進入休眠狀態(tài)以節(jié)省能源消耗，等待紅外監(jiān)控單元下一次監(jiān)控觸發(fā)信號的喚醒。
[0025]本實施例中，感光元件既能感應可見光又能感應紅外光，在其他實施例中，感光元件的光譜感應范圍也可以僅包括紅外光譜，從而成為專用于拍攝紅外圖像的紅外相機。
[0026]本實施例中，第一濾光片設置在閃光光源的出光光路上，這樣既能獲得高強度的紅外照明，又避免強可見光的閃爍驚擾到拍攝對象，提高拍攝的隱蔽性。此外，本實施例中，第一濾光片采用可移除的設置以便于氙氣閃光燈既能作為紅外光源又能作為白光光源。在其他實施例中，第一濾光片也可以固定設置在閃光光源的出光光路上，這種情況下，閃光光源專用于提供高強度的紅外照明，相應的，相機可以設計為專用于拍攝紅外圖像，或者也可以另外配置可見光照明光源。若相機專用于拍攝紅外圖像，則處理模塊無需執(zhí)行閃光燈工作模式設置流程，相應的在處理拍照數(shù)據(jù)時也不必根據(jù)是否彩色選擇相應的處理模式。
[0027]本實施例中，設置了紅外監(jiān)控單元使得相機能夠根據(jù)探測到的紅外輻射自動進行工作控制，適用于需要自動監(jiān)控的情況。在其他實施例中，也可以不設置紅外監(jiān)控單元，處理模塊也無需執(zhí)行監(jiān)控流程，例如可以由操作人員主動控制進行拍攝。
[0028]本實施例中的閃光光源選擇氙氣閃光燈，在其他實施方式中，也可以選擇其他氣體閃光燈，例如氖氣閃光燈，氦氣閃光燈，氮氣閃光燈和氬氣閃光燈等。氣體閃光燈誕生至今已有百年歷史，由于其應用方向一直是用作可見光照明，因此其研究方向也是朝著更接近日光的方向發(fā)展，以使得照片具有更鮮艷的彩色，而其紅外范圍的輻射從未被單獨利用于夜間照明。正是基于常規(guī)的以高色溫為目標的發(fā)展導向，使得氖氣閃光燈、氦氣閃光燈、氮氣閃光燈等幾乎已遭淘汰，因為他們的色溫偏低，輻射范圍偏紅，在可見光范圍的照明能力遜色于氙氣閃光燈。然而，基于本發(fā)明的創(chuàng)新思想，突破性地利用氣體閃光燈在紅外譜段仍具有高強度輻射能力的光譜特征，使得這些在可見光照明中被淘汰的氣體閃光燈能夠在簡單的濾除可見光后成為優(yōu)良的紅外閃光燈，提供強度遠高于紅外LED的紅外照明，因此與現(xiàn)有的紅外LED相機相比，大大提高了夜間圖像品質(zhì)和照射距離。當然，如果考慮到相機將工作于黑白和彩色兩種不同的模式，氙氣閃光燈仍是更好的選擇，因為它在移除第一濾光片的情況下還可提供接近日光的照明，使得相機在黑白(紅外)和彩色(可見光)模式下的效果同樣出色。
[0029]進一步的，為獲得更好的紅外照明效果，所采用的氣體閃光燈在制造過程中可采用光譜轉(zhuǎn)移的方法，以使得輻射范圍向紅外區(qū)域轉(zhuǎn)移，例如可以采用如下光譜轉(zhuǎn)移的方法:調(diào)整閃光燈兩端的電壓(通過使用輸出相應電壓的安定器)；改變燈管內(nèi)材料的比例(例如，對于氙氣閃光燈而言，調(diào)整氙氣、水銀及碳素化合物的成分比例)；在所使用的材料中添加紅外輻射效率更高的砷酸鎂粉或錳粉等。通過各種光譜轉(zhuǎn)移的方法降低氣體閃光燈的色溫，使其發(fā)出的光向紅外譜段轉(zhuǎn)移，若能夠使得發(fā)出的光全部為紅外光則可取消使用第一濾光片。
[0030]實施例2
本發(fā)明紅外相機的另一種實施方式可參考圖4(簡明起見，后續(xù)各個實施例中與實施例1功能類似的組件采用相同的編號)，與實施例1相比區(qū)別在于還設置有照明光源106。
[0031]相應的，處理模塊105所執(zhí)行的指令還包括:相機工作模式設置流程，即獲取輸入的相機設置信號(例如用戶通過人機交互界面輸入的設置命令)并據(jù)此將相機工作模式設置為拍照模式或錄像模式，當需要啟動工作流程時，若設置為拍照模式，則啟動拍照流程，若設置為錄像模式，則啟動錄像流程；
處理模塊105所執(zhí)行的工作流程進一步包括錄像流程，該錄像流程包括控制照明光源106打開以及獲取感光元件101采集的視頻數(shù)據(jù)。
[0032]本實施例通過提供額外的照明光源，使得紅外相機除了能夠拍攝清晰的紅外夜間照片外還可進一步具有錄像能力，例如，當照明光源選擇紅外LED時，可提供黑白錄像功能，當照明光源選擇白光LED時，可提供彩色錄像功能。
[0033]實施例3
本發(fā)明紅外相機的另一種實施方式可參考圖5，與實施例2相比區(qū)別在于還設置有通信模塊110。
[0034]相應的，處理模塊105所執(zhí)行的指令還包括:數(shù)據(jù)傳輸流程，即在工作流程的執(zhí)行過程中或執(zhí)行完成后，將獲得的數(shù)據(jù)(例如拍攝的圖片或視頻)按照預置的傳輸方式通過通信模塊110發(fā)送出去，例如傳送給預先指定的手機，電腦或電子郵箱等。
[0035]本實施例中，通信模塊110具體可以是各種無線通信模塊，例如第2代，第3代，或第4代移動通信模塊，也可以是近距無線傳輸模塊，例如藍牙、無線寬帶(W1-Fi)、2.4G模塊
坐寸ο
[0036]實施例4 本實施例紅外相機的組件結(jié)構(gòu)可參考前述實施例中的描述，本實施例提供一種用于固定第一濾光片的結(jié)構(gòu)。參考圖6和圖7，該用于固定的結(jié)構(gòu)包括濾光片支架108，其與相機的前部殼體109具有匹配結(jié)構(gòu)(例如多個能夠與前部殼體卡合的搭扣等，未圖示)，能夠可移除的卡接在前部殼體109上。第一濾光片103嵌置于濾光片支架108上，大小和形狀與需要覆蓋的閃光光源相適配(例如，與閃光燈的燈杯大小匹配或與整個閃光燈的大小匹配)，當濾光片支架108卡接在前部殼體109上時，第一濾光片103覆蓋閃光光源102的出光光路。
[0037]本實施例中，第一濾光片通過濾光片支架固定于相機的前部殼體，需要使用時，將濾光片支架扣上，即可拍攝清晰的紅外黑白照片，不需要使用時，可簡單的將濾光片支架拆除，以拍攝彩色照片，制作簡單，裝卸方便。
[0038]實施例5
本發(fā)明紅外相機的另一種實施方式可參考圖8-10，與實施例1相比區(qū)別在于還包括第二濾光片107，可移除的設置在感光元件101的入光光路上，本實施例中，第二濾光片107具體設置于鏡頭組件與感光元件之間。第二濾光片107為濾除紅外光而允許可見光透過的濾光片，第一濾光片103和第二濾光片107不同時處于工作位置。
[0039]當需要拍攝彩色照片時，例如外部光線強(白天或有其他外部照明光源的情況)或閃光光源工作于白光模式(即第一濾光片被移除)，將第二濾光片移動到感光兀件的光路上以便濾掉紅外光而獲得彩色，如圖9所示。而當需要拍攝紅外照片，例如外部光線弱時，則使閃光光源工作于紅外模式(即將第一濾光片安裝到閃光光源的出光光路上)，將第二濾光片從感光元件的光路上移開，以便感光元件能感應紅外光而獲得黑白照片，如圖10所示。
[0040]在其他實施例中，第二濾光片也可設置于鏡頭組件與感光元件之前，例如采用類似鏡頭蓋的方式可移除的固定在鏡頭前。
[0041]本實施例使得相機在紅外和白光模式下都能夠獲得質(zhì)量更好的圖像。
[0042]以上應用具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，應該理解，以上實施方式只是用于幫助理解本發(fā)明，而不應理解為對本發(fā)明的限制。對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，可以對上述【具體實施方式】進行變化。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外相機，其特征在于，包括: 感光元件(101),所述感光元件(101)的光譜感應范圍至少包括紅外光譜； 閃光光源(102),所述閃光光源(102)米用氣體閃光燈； 第一濾光片(103)，固定或可移除的設置在所述閃光光源(102)的出光光路上，所述第一濾光片(103)為濾除可見光而允許紅外光透過的濾光片； 處理模塊(105)，用于執(zhí)行指令，所述指令的執(zhí)行包括:執(zhí)行工作流程，所述工作流程包括拍照流程，所述拍照流程包括控制所述閃光光源(102)閃光以及獲取所述感光元件(101)采集的拍照數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外相機，其特征在于，所述閃光光源(102)選自氙氣閃光燈，氖氣閃光燈，氦氣閃光燈，氮氣閃光燈和IS氣閃光燈。
3.如權(quán)利要求1所述的紅外相機，其特征在于，還包括紅外監(jiān)控單元(104)，用于探測監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的紅外輻射，在被紅外輻射觸發(fā)時產(chǎn)生監(jiān)控觸發(fā)信號； 所述指令的執(zhí)行還包 括:執(zhí)行監(jiān)控流程，所述監(jiān)控流程包括獲取所述監(jiān)控觸發(fā)信號并據(jù)此啟動所述工作流程。
4.如權(quán)利要求1所述的紅外相機，其特征在于，所述指令的執(zhí)行還包括:執(zhí)行閃光燈工作模式設置流程，所述閃光燈工作模式設置流程包括獲取輸入的閃光燈設置信號并據(jù)此確定是否將閃光燈工作模式設置為紅外模式； 所述拍照流程還包括對所述拍照數(shù)據(jù)進行處理，當所設置的閃光燈工作模式為紅外模式時，采用預置的黑白處理模式來處理所述拍照數(shù)據(jù)，當所設置的閃光燈工作模式不是紅外模式時，采用預置的彩色處理模式來處理所述拍照數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的紅外相機，其特征在于，所述第一濾光片(103)可移除的設置在所述閃光光源(102)的出光光路上； 所述紅外相機還包括第二濾光片(107)，可移除的設置在所述感光元件(101)的入光光路上，所述第二濾光片(107)為濾除紅外光而允許可見光透過的濾光片，所述第一濾光片(103)和第二濾光片(107)不同時處于工作位置。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的紅外相機，其特征在于，所述氣體閃光燈在制造過程中采用了光譜轉(zhuǎn)移的方法，以使得輻射范圍向紅外區(qū)域轉(zhuǎn)移，所述光譜轉(zhuǎn)移的方法選自如下一種或幾種:調(diào)整閃光燈兩端的電壓，改變燈管內(nèi)材料的比例，在所述材料中添加砷酸鎂粉或猛粉。
7.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的紅外相機，其特征在于，還包括照明光源(106)； 所述工作流程還包括錄像流程，所述錄像流程包括控制所述照明光源(106)打開以及獲取所述感光元件(101)采集的視頻數(shù)據(jù)； 所述指令的執(zhí)行還包括:執(zhí)行相機工作模式設置流程，所述相機工作模式設置流程包括獲取輸入的相機設置信號并據(jù)此將相機工作模式設置為拍照模式或錄像模式，當需要啟動所述工作流程時，若設置為拍照模式，則啟動所述拍照流程，若設置為錄像模式，則啟動所述錄像流程。
8.如權(quán)利要求7所述的紅外相機，其特征在于，所述照明光源(106)選自紅外發(fā)光二極管LED或白光LED。
9.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的紅外相機，其特征在于，還包括濾光片支架(108)，所述濾光片支架(108)與相機的前部殼體(109)具有匹配結(jié)構(gòu)，能夠可移除的卡接在所述前部殼體(109)上,所述第一濾光片(103)嵌置于所述濾光片支架(108)上,大小和形狀與需要覆蓋的閃光光源(102)相適配，當所述濾光片支架(108)卡接在所述前部殼體(109)上時，所述第一濾光片(103)覆蓋所述閃光光源(102)的出光光路。
10.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的紅外相機，其特征在于，還包括通信模塊(110)；所述指令的執(zhí)行還包括:執(zhí)行 數(shù)據(jù)傳輸流程，所述數(shù)據(jù)傳輸流程包括在所述工作流程的執(zhí)行過程中或執(zhí)行完成后，將獲得的數(shù)據(jù)按照預置的傳輸方式通過所述通信模塊(110)發(fā)送出去。
【文檔編號】G03B15/05GK103986885SQ201310050204
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】胡笑平, 沈霞 申請人:博立碼杰通訊(深圳)有限公司