[发明专利]多频带成像系统

说明书

使用相同彩色或单色图像传感器成像的成像系统和方法，其中成像可以在至少两个成像模式之间切换，例如在可见成像模式和IR成像模式之间切换，而不从成像对象和图像传感器之间的光路中的给定位置移动任何系统组件。在示例中，一种系统包括图像传感器、可调谐光谱滤波器和多带通滤波器，可调谐光谱滤波器和多带通滤波器，布置在对象和图像传感器之间的通用光路中，以及控制器，其被配置并可操作以将可调谐光谱滤波器定位在与多个成像模式相关的多个操作状态中。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月20日提交的美国临时专利申请62/424470和62/424472以及2017年7月12日提交的美国临时专利申请62/531,515的权益，所有这三个申请均通过引用整体并入本文。

技术领域

本文公开的实施例总体上涉及数字相机，并且更具体地涉及能够进行双模或多模成像的数字相机。

背景技术

彩色成像是已知的，并且通常使用具有覆盖有例如拜耳型滤色器阵列(CFA)的滤色器阵列(CFA)的像素化图像传感器的数字相机来执行。最近，已经提出了使用顺序成像进行彩色成像的系统和方法。这样的系统和方法允许捕获具有改进的色彩保真度和/或具有超光谱颜色信息的彩色图像。

标准具形式的可调谐光谱滤波器也是已知的。标准具包括两个平行的反射镜。光谱透射分布由反射镜之间的间隙决定。施加到标准具的电压调谐对反射镜之间的间隙(这提供了所谓的“光学腔”)进行了调谐，并且接着调谐光谱透射分布。

结合双模成像能力或“操作模式”(例如可见或“VIS”波长范围内的彩色成像和近红外(NIR)波长范围内的红外(IR)成像)的数字相机也是已知的。通常，VIS范围通常被理解为指的是波长在大约(大约)400-700纳米(nm)之间的光谱范围，而可以由硅图像传感器捕获的NIR范围通常被理解为指的是光谱范围波长介于约700-1100纳米。这些范围是近似值，所引用的值不是限制性的。已知相机的一个问题是它们通常需要具有移动部件的机构，用于从一种操作模式切换到另一种操作模式。

共同拥有的国际专利申请No.WO2014207742公开了一种用于改善彩色成像的双色/红外相机。

对于两种或更多种操作模式(即，用于在至少两个不同的单独波长段中成像)，需要具有多模式相机并且将是有利的。

发明内容

在各种实施例中，提供了具有至少两种操作模式的数字相机(也称为“数字成像系统”)。这种相机在这里可以称为“双用途”、“双模式”、“多用途”或“多模式”相机。如这里所使用的，术语“成像”对应于图像数据的获取，图像数据例如，可以以已知的方式被处理成图像的图像数据。例如，通过像素化的图像传感器获取图像数据。图像数据可以包括对从物体发射和/或反射的入射光的总系统光谱响应(TSSR)。为简洁起见，以下描述详细地涉及双模式相机及其使用方法，其中根据所提供的细节对两种以上模式的扩展变得清楚。在一个示例中，至少两种操作模式可包括在给定波长范围内的两个单独的不同模式，例如在VIS范围内或在NIR范围内。在另一个示例中，至少两种操作模式可以包括两个分别在不同波长范围内的模式，例如，一种模式可以是在VIS(或颜色)范围内，另一个在NIR范围。不同的成像模式也可以称为“VIS成像”、“IR成像”、“彩色成像”或“VIS模式”、“IR模式”、“彩色模式”等。