專利名稱：一種具有穩(wěn)定圖像亮度的紅外攝像頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像頭，尤其涉及一種紅外攝像頭。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上銷售的攝像頭大多有采用紅外技術(shù)，以滿足光線暗淡情況下的成像 要求。但是，目前的攝像頭成像效果不穩(wěn)定，尤其當(dāng)出現(xiàn)光線很亮或者光線很暗的兩類特殊 情況時(shí)，圖像的亮度極不穩(wěn)定，成像結(jié)果會(huì)偏亮、偏暗或出現(xiàn)局部陰影，對(duì)于普通的視頻聊 天、視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控等應(yīng)用，這樣的攝像頭可以滿足基本要求，但是對(duì)于成像穩(wěn)定性要 求很高的智能圖像分析領(lǐng)域，尤其是用于車載智能圖像分析、安防智能監(jiān)控、移動(dòng)跟蹤攝像 頭等，這種攝像頭就無(wú)法滿足要求，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致判斷錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是，提供一種具有穩(wěn)定圖像亮度的紅外攝像頭。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有穩(wěn)定圖像亮度的紅外攝像頭，包括安 裝在攝像頭前部的鏡頭、用于處理光電信號(hào)的攝像頭主板、中心波長(zhǎng)在900-1000nm的濾光 片以及發(fā)光波長(zhǎng)與濾光片的中心波長(zhǎng)相匹配的紅外光源，所述紅外光源設(shè)置在鏡頭的外 周，所述濾光片安裝在鏡頭和攝像頭主板上的圖像傳感器之間。 攝像頭采用具有特定帶寬的若干紅外光源來(lái)發(fā)射光線，攝像頭的鏡頭獲取待成像 物體的反射光線，并用濾光片過(guò)濾特定光線帶寬之外的光線，攝像頭主板獲取特定光線帶 寬之內(nèi)的光線并進(jìn)行成像。本發(fā)明攝像頭成像效果好，無(wú)論白天黑夜，都保持穩(wěn)定的圖像亮 度，適合于全天候和復(fù)雜天氣環(huán)境下的圖像分析處理。


圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中的攝像頭結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖l，紅外攝像頭包括鏡頭1、濾光片2、發(fā)光光源4、燈板5、攝像頭主板6、 外殼7、攝像頭電源線和視頻信號(hào)線8等。攝像頭的鏡頭1安裝在攝像頭前部，可通過(guò)螺口 旋轉(zhuǎn)方式調(diào)節(jié)鏡頭距離，鏡頭與攝像頭外殼間不留空隙，鏡頭可采用光學(xué)單板機(jī)鏡頭，具有 滿足成像要求的規(guī)格、接口方式、焦距、光圈、視場(chǎng)角、最近成像距離等參數(shù)。濾光片2安裝 在鏡頭1和攝像頭主板上圖像傳感器之間，并位于攝像頭主板上圖像傳感器的前端，以便 于圖像傳感器接收濾光片透過(guò)的光信號(hào)。濾光片采用單通窄帶濾光片，具有滿足濾光要求 的中心波長(zhǎng)、中心波長(zhǎng)透過(guò)率、峰值透過(guò)率、半帶寬、截止率等參數(shù)。濾光片的中心波長(zhǎng)為 900nm-1000nm，優(yōu)選的中心波長(zhǎng)為910nm-970nm，例如940nm。濾光片的中心波長(zhǎng)透過(guò)率> 85% _95%，峰值透過(guò)率> 85% -95%，半帶寬10nm-50nm，截止率T < 0. 01% _1%，厚度2mm-8mm。紅外光源連接在燈板上，從攝像頭前部外殼孔中伸出，分布在鏡頭的外周。紅外 光源為若干紅外發(fā)光二極管，具有滿足發(fā)光要求的管壓、工作電流、發(fā)光波長(zhǎng)、發(fā)光角度、燈 壁半徑等參數(shù)，均勻分布在鏡頭的外周，其發(fā)光波長(zhǎng)與濾光片的中心波長(zhǎng)相匹配，即紅外光 源的發(fā)光波長(zhǎng)與濾光片的中心波長(zhǎng)一致，以使濾光片只透過(guò)該波段的光。燈板可采用雙面 PCB板，其上預(yù)留有若干個(gè)紅外發(fā)光二極管的接口。攝像頭主板包括數(shù)字信號(hào)處理芯片、圖 像傳感器等，其中數(shù)字信號(hào)處理芯片可采用高清圖像處理芯片。攝像頭的電源線可同時(shí)給 燈板和攝像頭主板供電。外殼與燈板和攝像頭主板的固定接口處可采用減震螺口，固定牢 固，并且具有防震作用。 攝像頭的鏡頭接受目標(biāo)物體反射的紅外光線，并經(jīng)過(guò)濾光片進(jìn)行濾光處理。攝像 頭的濾光片與紅外發(fā)光二極管相匹配，濾光片能過(guò)濾掉紅外發(fā)光二極管波長(zhǎng)帶寬以外的光 線，保留紅外發(fā)光二極管波長(zhǎng)帶寬以內(nèi)的光線。通過(guò)紅外發(fā)光二極管和濾光片的配合，實(shí)現(xiàn) 攝像頭在光線較暗的環(huán)境下攝像。 為了防止漏光，以提高成像質(zhì)量，在另一實(shí)施例中，攝像頭還包括濾光片保護(hù)圈3，
如圖1所示，濾光片保護(hù)圈3安裝在濾光片2的外圍，用以防止濾光片外圍漏光。 為了更清楚地照射到目標(biāo)物體，通常采用發(fā)光強(qiáng)度比較高的紅外光源，例如發(fā)光
波長(zhǎng)為850nm的紅外光源，相應(yīng)的，濾光片也要采用中心波長(zhǎng)為850nm的濾光片。這種紅外
光源光強(qiáng)比較大，光線亮度高，照射距離遠(yuǎn)。但圖像亮度不穩(wěn)定，當(dāng)外界光線亮度發(fā)生變化
時(shí)，紅外攝像頭獲得的圖像亮度也會(huì)發(fā)生變化。而對(duì)于智能圖像分析領(lǐng)域，其主要依靠圖像
的灰度對(duì)圖像進(jìn)行分析和運(yùn)算，并根據(jù)分析和運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行判斷得出結(jié)果。因此如果圖
像亮度發(fā)生變化，就意味著判斷結(jié)果也可能發(fā)生變化，導(dǎo)致判斷結(jié)果不準(zhǔn)確。紅外攝像頭圖
像亮度不穩(wěn)定這一問(wèn)題很久也沒(méi)解決，致使很多智能圖像分析裝置的研究都是在實(shí)驗(yàn)室階
段效果很好，一旦應(yīng)用到實(shí)際工作環(huán)境中就出現(xiàn)問(wèn)題，真正成了"見光死"。 發(fā)明人在研究中認(rèn)識(shí)到，自然光的部分紅外波長(zhǎng)會(huì)與紅外光源的紅外波長(zhǎng)進(jìn)行疊
加，從而影響紅外濾光片的濾光作用。尤其是當(dāng)濾光片的濾光帶寬較大時(shí)，這種疊加現(xiàn)象特
別明顯。由于白天的日光光線強(qiáng)弱受氣候影響變化頻繁，容易與反射的紅外光線產(chǎn)生光線
疊加效應(yīng)，而光線疊加現(xiàn)象則可能造成攝像頭的圖像亮度隨外界光線強(qiáng)度的變化而變化。
同時(shí)發(fā)明人認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)光中900nm-1000nm波段的紅外光比較弱，其疊加效果也應(yīng)該比較
弱。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，采用中心波長(zhǎng)為900nm-1000nm的單通窄帶濾光片及相匹配的紅外光源，
自然光的部分紅外波長(zhǎng)與紅外光源的紅外波長(zhǎng)相互疊加的負(fù)面效應(yīng)非常小。因此，當(dāng)外界
光線強(qiáng)度出現(xiàn)頻繁變化時(shí)，攝像頭的圖像亮度卻變化很小。對(duì)于中心波長(zhǎng)為940nm的濾光
片來(lái)說(shuō)，疊加影響甚至可以忽略不計(jì)。同時(shí)，900nm-1000nm波段的紅外光源發(fā)光強(qiáng)度小，對(duì)
外界光線強(qiáng)度的影響很小，在一定程度上也減弱了外界光線強(qiáng)度的變化，從而也起到了穩(wěn)
定成像亮度的作用。 本發(fā)明的攝像頭可用于成像穩(wěn)定性要求很高的智能圖像分析領(lǐng)域，尤其是用于車 載智能圖像分析、安防智能監(jiān)控、移動(dòng)跟蹤攝像頭等領(lǐng)域。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)
明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種具有穩(wěn)定圖像亮度的紅外攝像頭，包括安裝在攝像頭前部的鏡頭和用于處理光電信號(hào)的攝像頭主板，其特征在于還包括中心波長(zhǎng)在900-1000nm的濾光片以及發(fā)光波長(zhǎng)與濾光片的中心波長(zhǎng)相匹配的紅外光源，所述紅外光源設(shè)置在鏡頭的外周，所述濾光片安裝在鏡頭和攝像頭主板上的圖像傳感器之間。
2. 如權(quán)利要求l所述的紅外攝像頭，其特征在于，所述濾光片的中心波長(zhǎng)為 910-970nm。
3. 如權(quán)利要求2所述的紅外攝像頭，其特征在于，所述濾光片為單通窄帶濾光片，所述 濾光片的中心波長(zhǎng)為940nm。
4. 如權(quán)利要求3所述的紅外攝像頭，其特征在于，所述濾光片的中心波長(zhǎng)透過(guò)率大于 85% _95%，峰值透過(guò)率大于85% _95%，半帶寬為10_50nm，截止率小于0. 01 % _1%。
5. 如權(quán)利要求3所述的紅外攝像頭，其特征在于，所述紅外光源的發(fā)光波長(zhǎng)是940nm。
6. 如權(quán)利要求1所述的紅外攝像頭，其特征在于，所述紅外光源為發(fā)光二極管，所述多 個(gè)發(fā)光二極管均勻分布在鏡頭外周。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的紅外攝像頭，其特征在于，還包括濾光片保護(hù)圈， 所述濾光片保護(hù)圈安裝在濾光片外圍，用以防止濾光片外圍漏光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有穩(wěn)定圖像亮度的紅外攝像頭，包括安裝在攝像頭前部的鏡頭、用于處理光電信號(hào)的攝像頭主板、中心波長(zhǎng)在900-1000nm的濾光片以及發(fā)光波長(zhǎng)與濾光片的中心波長(zhǎng)相匹配的紅外光源，所述紅外光源設(shè)置在鏡頭的外周，所述濾光片安裝在鏡頭和攝像頭主板上的圖像傳感器之間。本發(fā)明攝像頭成像效果好，無(wú)論白天黑夜，都保持穩(wěn)定的圖像亮度，適合于全天候和復(fù)雜天氣環(huán)境下的圖像分析處理。
文檔編號(hào)G03B11/00GK101694559SQ20091020959
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者吳澤俊, 戴勇, 王強(qiáng), 程如中, 趙勇, 陳偉 申請(qǐng)人:程如中;吳澤俊;王強(qiáng);陳偉;戴勇;趙勇;