[发明专利]用于监控驾驶员的图像捕获设备和相关系统

说明书

本发明涉及包括图像传感器(9)的图像捕获设备(1)，该图像传感器(9)使得能够通过光学滤光器阵列获得红外图像(31)和在可见光范围中的图像(35)，该光学滤光器阵列包括在红外范围内具有透射光谱带的第一滤光元件，以及在可见范围内具有透射光谱带的第二滤光元件。图像捕获设备还包括：‑被配置为发射红外辐射的照明设备(11)，以及‑被编程为根据在红外范围内所述环境光度来控制由照明设备发射的红外辐射的功率的计算机(13)。本发明还涉及用于监控驾驶员(3)的监控系统(2)，其包括这样的图像捕获设备。

技术领域

本发明涉及图像捕获设备。本发明还涉及用于监控车辆的驾驶员的监控系统，其包括图像捕获设备。

背景技术

近来已经开发了图像捕获设备，其使得能够在可见光区域和红外区域中可视化给定场景，并且能够利用一个和相同的图像传感器来实现这一点。

这样的设备的图像传感器，其本身是混合的，有时被称为“RGB-IR”(与红、绿、蓝-红外的首字母缩写一致)。

该图像传感器包括光敏像素矩阵和与这些各种光敏像素重合的基本滤光器阵列。

这些基本滤光器中的一些是彩色滤光器。它们每一个都发送由图像传感器接收的可见光辐射的一部分，该部分实际上对应于红色、绿色或蓝色。这些各种基本滤色器使获取彩色图像成为可能，例如“RGB”图像。

图像传感器的其他基本滤光器在红外区域中至少部分透明。它们使得在红外线区域中获取所述讨论场景的图像成为可能。

因此，利用一个和相同的传感器获得包含另外的信息的彩色图像和在红外区域中的图像，这尤其在成本价格和尺寸方面是有利的。

然而，在图像捕获设备的环境中的环境亮度在可见光区域和红外区域中往往明显不同。因此，利用这样的图像传感器通常不可能获得彩色图像和在红外区域中的图像的最佳曝光。

发明内容

在此背景下，本发明提出了包括图像传感器的图像捕获设备，其包括：

-接收电磁辐射的滤光器阵列，并且包括第一滤光器元件和第二滤光器元件，第一滤光器元件每个能够发送包含在给定红外波长范围内的电磁辐射的第一部分，第二滤光器元件每个能够发送位于可见光中的电磁辐射的第二部分的至少一个分量，以及

-光敏像素矩阵，包括第一光敏像素和第二光敏像素，第一光敏像素被布置成捕获由第一滤光器元件发送的电磁辐射的第一部分，第二光敏像素被布置成捕获由第二滤光器元件发送的分量，第一和第二光敏像素中的每一个能够生成表示其捕获的电磁辐射的功率的电信号。

根据本发明，该图像捕获设备还包括：

-照明设备，其被配置为在图像捕获设备的视场中发射红外辐射，所述红外辐射至少部分位于由第一滤光器元件发送的所述波长范围内，以及

-计算机，被编程为执行以下步骤：

a)确定在红外区域中的环境亮度，

b)基于在红外区域中的所述环境亮度控制由照明设备发射的红外辐射的功率，

c)获取由第一和第二光敏像素生成的电信号，从由第一光敏像素生成的电信号形成第一图像，并从由第二光敏像素生成的电信号形成第二图像。

照亮位于图像捕获设备的视场中的场景的红外辐射包括由照明设备发射的辐射和可能来自其他周围源(例如太阳光)的红外辐射。

基于在红外区域中的环境亮度控制的照明设备使得能够控制照亮场景的红外辐射的总功率。

这使得即使还施加曝光时间(即积分时间)或可能的其它曝光参数(增益、孔径)，例如为了获得第二图像(在可见区域中的图像)的最佳曝光，也允许对第一图像(“红外线”图像)进行最佳曝光。