專利名稱：對(duì)紅外輻射敏感的紅外攝像機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前序中所述的紅外攝像機(jī)(紅外下文中稱作IR)，以及權(quán)利要求16中所述的IR攝像機(jī)。
背景技術(shù)：
通常，紅外攝像機(jī)的分辨率低于可見(jiàn)光攝像機(jī)的分辨率。在紅外頻譜區(qū)記錄的要顯示的對(duì)象看起來(lái)總是與人眼在可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)看到的不同。因此，有時(shí)通過(guò)用眼睛直接觀察要檢查的對(duì)象來(lái)識(shí)別具有熱異常的對(duì)象的一個(gè)部分或幾個(gè)對(duì)象中的一個(gè)是非常困難的，而這在紅外攝像機(jī)中則非常容易識(shí)別。
當(dāng)用紅外攝像機(jī)檢查例如可能有多個(gè)連接、斷路器或熔絲要檢查的電安裝時(shí)，存在偶然錯(cuò)誤地指出要替換或修理的元件的風(fēng)險(xiǎn)。這是由于難以解釋和識(shí)別顯示在紅外圖像中的對(duì)象的位置。在檢查建筑或墻壁查找缺失的或損壞的絕緣、結(jié)構(gòu)損壞，例如，加固的缺失、混凝土墻壁中的裂縫、潮濕或水損壞期間也存在相同的問(wèn)題。這些只是本發(fā)明要解決的問(wèn)題中的一些例子。在解釋紅外圖像時(shí)的困難和不確定性還降低了檢查的速度，因?yàn)椴僮魅藛T總是需要察找對(duì)象或其中的計(jì)算部件，以確保他用自己的眼睛識(shí)別出存在熱異常的正確的目標(biāo)。
因此，在實(shí)際目標(biāo)上直接了解或看到已經(jīng)在紅外攝像機(jī)的圖像中識(shí)別為具有熱異常的報(bào)廢零件的位置存在問(wèn)題。使得對(duì)電安裝或建筑的檢查迅速而又準(zhǔn)確同時(shí)消除偶然指出失效或有問(wèn)題元件或部件的錯(cuò)誤位置的風(fēng)險(xiǎn)也存在問(wèn)題。
EP 0 524 561 A1介紹了安裝在遙控車輛上的高分辨率輻射檢查系統(tǒng)。它由操作員站操作，用于產(chǎn)生疊加到在核電站等區(qū)域的實(shí)時(shí)視頻圖像上的高分辨率輻射劑量圖。為了查明輻射源，系統(tǒng)能夠檢測(cè)到來(lái)自明確限定的方向的輻射。測(cè)距儀、視頻攝像機(jī)以及激光指示器安裝在同一個(gè)平臺(tái)上作為輻射檢測(cè)器。將它們對(duì)準(zhǔn)以指向輻射檢測(cè)器的同一方向。當(dāng)輻射檢測(cè)器發(fā)現(xiàn)輻射源時(shí)，激光指示器在視頻圖像上產(chǎn)生能夠被看到的亮點(diǎn)，以指示輻射檢測(cè)器的視場(chǎng)的大致中心。
JP-2000159315 A示出了一種IR輻射溫度計(jì)，用來(lái)測(cè)量?jī)?chǔ)煤堆的表面溫度。激光指示器附加在溫度計(jì)上，并向該位置發(fā)射用于溫度補(bǔ)償?shù)募す馐摐囟仁菧囟扔?jì)測(cè)量的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的是提供手持IR攝像機(jī)的人從由攝像機(jī)記錄的圖像中識(shí)別在周圍環(huán)境中的測(cè)量的對(duì)象的方法，以及具有識(shí)別可能性的攝像機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用最好是手持的IR攝像機(jī)對(duì)具有熱異常的例如電安裝或建筑等對(duì)象的快速和精確的檢查。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供消除從記錄的圖像中偶然指出對(duì)象的錯(cuò)誤位置的風(fēng)險(xiǎn)的方法和攝像機(jī)。
通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分的特性的方法實(shí)現(xiàn)這些目的。通過(guò)權(quán)利要求書(shū)的其它部分，進(jìn)一步的發(fā)展和特性以及一種攝像機(jī)變得顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明涉及識(shí)別在空間中的、由具有對(duì)紅外輻射敏感的檢測(cè)器裝置和將被監(jiān)視的對(duì)象聚焦到檢測(cè)器裝置上的光學(xué)部件的紅外攝像機(jī)監(jiān)視的對(duì)象的方法。本發(fā)明的特征在于提供具有在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的窄光束的光源；以及使光束指向由紅外攝像機(jī)監(jiān)視的對(duì)象。攝像機(jī)最好是輻射型，即，它測(cè)量在其顯示器上顯示的溫度。因此，它可能是，但最好不只是，視覺(jué)和熱成像裝置。
光源光束可以分為幾個(gè)光束；并且可以使光束進(jìn)行指向，以便標(biāo)記在紅外攝像機(jī)中將看到的對(duì)象上的區(qū)域的擴(kuò)展。該標(biāo)記可以是能提供的最小的區(qū)域，以便進(jìn)行正確的測(cè)量。因此，標(biāo)記可以是一個(gè)被整個(gè)測(cè)量點(diǎn)填充的區(qū)域。因此，標(biāo)記可以是由圓形、橢圓形、矩形、多邊形等環(huán)繞的區(qū)域。來(lái)自光源的光束可以相對(duì)于紅外圖像上顯示的對(duì)象指向以命中對(duì)象的預(yù)定位置?？梢杂?jì)算在紅外圖像中命中點(diǎn)的位置，并在紅外圖像上顯示計(jì)算出的標(biāo)記。來(lái)自光源的光束可以指向要檢查的對(duì)象的一個(gè)部分，之后，在紅外攝像機(jī)中進(jìn)行該部分的紅外圖像或視頻記錄的獲取或檢查。
本發(fā)明還給出了一種可能性，當(dāng)檢查多個(gè)部分時(shí)操作人員知道檢查的是哪一部分。因而，通過(guò)使光源指向該部分，紅外攝像機(jī)可瞄準(zhǔn)該要檢查的部分，然后在紅外攝像機(jī)中檢查要檢查的部分是否存在任何熱異常。
IR攝像機(jī)最好是手持的，以便指向存在熱異?；蛞獧z查的不同對(duì)象。該方法涉及當(dāng)操作人員進(jìn)行例如電安裝或建筑的檢查時(shí)，使用這種裝置指出環(huán)境中的故障部分或區(qū)域。
但是，本發(fā)明并不限于手持IR攝像機(jī)。當(dāng)監(jiān)視集成電路或其它制造過(guò)程時(shí)，它也可以用作為工業(yè)應(yīng)用安裝的用于工藝、監(jiān)視器或機(jī)械視覺(jué)的遙控IR攝像機(jī)。
本發(fā)明還涉及紅外攝像機(jī)，該紅外攝像機(jī)包括對(duì)紅外輻射敏感的檢測(cè)器裝置和把要監(jiān)視的對(duì)象聚焦到檢測(cè)器裝置上的光學(xué)部件。本發(fā)明的特征在于，光源向要由檢測(cè)器裝置成象的對(duì)象發(fā)射至少一束在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的窄光束。紅外檢測(cè)器裝置最好是紅外焦平面陣列(FPA)。
測(cè)距儀可以測(cè)量到要監(jiān)視的對(duì)象的距離，光學(xué)部件的調(diào)節(jié)裝置可以由來(lái)自測(cè)距儀的信號(hào)操作。處理裝置可以連接到測(cè)距儀和光學(xué)部件的調(diào)節(jié)裝置上，并控制光學(xué)部件將對(duì)象聚焦到檢測(cè)器裝置上。當(dāng)通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)聚焦聚焦時(shí)，光學(xué)部件實(shí)際上可以用作控制圖像或其它視差補(bǔ)償中的任何一個(gè)的測(cè)距儀。處理裝置可以具有適于補(bǔ)償由測(cè)距儀提供的、或者通過(guò)操作人員進(jìn)行的光學(xué)部件的移動(dòng)提供的聚焦距離的軟件，以便移動(dòng)來(lái)自光源的光束而在希望的命中點(diǎn)上命中目標(biāo)對(duì)象。處理裝置可以連接到顯示被監(jiān)視的IR圖像的顯示器并計(jì)算至少一個(gè)表示從光源發(fā)出的光束在對(duì)象上的命中點(diǎn)的標(biāo)記。因此，處理裝置產(chǎn)生圖像表示，并且該表示在顯示器上移動(dòng)，以顯示從光源發(fā)出的光束在對(duì)象上的命中點(diǎn)是指向平行于攝像機(jī)的光軸還是已經(jīng)移動(dòng)到命中在顯示器上出現(xiàn)的對(duì)象的中間的目標(biāo)對(duì)象。
視差補(bǔ)償裝置包括設(shè)置光源到受控角方向以引導(dǎo)其光束指向目標(biāo)的電動(dòng)機(jī)，或者它可以放在光源的前面彎曲可見(jiàn)光束以指向目標(biāo)。因而，視差補(bǔ)償裝置相對(duì)于到目標(biāo)的焦距是可控的。但是，應(yīng)當(dāng)注意，角度的設(shè)置可以是作為到對(duì)象的距離的函數(shù)的手動(dòng)機(jī)械調(diào)整。
光束形成裝置可以將從光源發(fā)出的光束分為指示在目標(biāo)上的尺寸和位置的成形光束，紅外檢測(cè)器裝置從那里接收輻射。光源光束和從對(duì)象到紅外檢測(cè)器裝置的光束最好是彼此共軸的。于是，光源很小并裝入在紅外物鏡系統(tǒng)中切出的孔中。
根據(jù)本發(fā)明，紅外攝像機(jī)具有在可見(jiàn)光范圍內(nèi)向要檢查的目標(biāo)發(fā)射窄光束的光源。在紅外攝像機(jī)顯示器上也可能有關(guān)于光源指向的標(biāo)記。于是，操作人員知道當(dāng)熱異常和顯示器上的標(biāo)記重疊時(shí)，光源指向在可見(jiàn)空間中的故障部分。因此，操作人員可以看到在目標(biāo)上的光點(diǎn)，并用他/她的眼睛識(shí)別。
所提出的發(fā)明減少了在進(jìn)行例如電安裝、建筑、塊石填料(pluming)安裝等的紅外檢查時(shí)偶然指出錯(cuò)誤部分的風(fēng)險(xiǎn)。


為了更完全地理解本發(fā)明及其其它目的和優(yōu)點(diǎn)，下面參考在附圖中所示的實(shí)施例的例子介紹本發(fā)明，其中圖1示意性地示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例；圖2和圖3示出了顯示器上的標(biāo)記；圖4示意性地示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例；圖5示意性地示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例；圖6示意性地示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例；以及圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的攝像機(jī)的可能設(shè)計(jì)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，IR攝像機(jī)1包括作為記錄介質(zhì)的焦平面陣列2(下面稱作FPA)。最好檢測(cè)器系統(tǒng)是非移動(dòng)型的。FPA2可包括微型測(cè)輻射熱計(jì)或其它類型的冷凍或非冷凍的傳感器元件。但是，應(yīng)當(dāng)注意，攝像機(jī)并不限于這種記錄介質(zhì)。
攝像機(jī)具有光學(xué)部件3，將攝像機(jī)聚焦到要記錄在FPA 2上的對(duì)象4上。從對(duì)象4的中心到FPA的中心的光束路徑BP示出了相對(duì)于光學(xué)部件3的光束路徑。光學(xué)部件3包括透鏡或曲面鏡。通過(guò)測(cè)距計(jì)5(來(lái)自其的信號(hào)操作光學(xué)部件的調(diào)節(jié)裝置3’)以及可能通過(guò)處理裝置6，調(diào)焦特性可以是自動(dòng)的。操作人員也可以改為手動(dòng)調(diào)焦光學(xué)部件。測(cè)距計(jì)5可以在光學(xué)部件3的上面或下面，或者在其側(cè)面。
處理裝置6還連接到FPA 2，以對(duì)來(lái)自FPA元件的信號(hào)進(jìn)行所有必須的調(diào)整以使它們適于顯示在裝在攝像機(jī)殼體中的監(jiān)視器或顯示器7A上。記錄在攝像機(jī)中的FPA 2或其它記錄介質(zhì)上的整個(gè)圖像可以在監(jiān)視器或顯示器7A上看到。攝像機(jī)可以是視頻型的和/或記錄靜止圖像的。
如上所述，處理裝置6可以連接到測(cè)距計(jì)5和光學(xué)部件3的調(diào)節(jié)裝置3’上，并控制光學(xué)部件將對(duì)象4聚焦到FPA上。由攝像人員操作的鍵9A為處理裝置6和連接到處理裝置6上的通信裝置9B提供電源電壓VCC。通信裝置9B可用于將數(shù)據(jù)輸入攝像機(jī)或者將攝像機(jī)中的數(shù)據(jù)輸出。單元6和9B在實(shí)際中可以是一體的和無(wú)線的，例如通過(guò)藍(lán)牙方法，發(fā)送和發(fā)射信號(hào)到外部單元并從外部單元接收信號(hào)。所有這些在本領(lǐng)域中是公知的，因此不再進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。
對(duì)象4是示意性的，用矩形示出，以便顯示出將被記錄在FPA2上的對(duì)象的這樣一個(gè)部分。即，正是需要操縱攝像機(jī)的操作人員指出將被記錄的實(shí)際對(duì)象上的這樣一個(gè)部分，以便使操作人員容易知道攝像機(jī)正指向哪里。在IR攝像機(jī)的內(nèi)部或外部安裝發(fā)出在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光的、具有窄可見(jiàn)光束，最好是激光的光源8。在圖1所示的實(shí)施例中，引導(dǎo)光束在最好是接近矩形的中間的命中點(diǎn)4A處命中對(duì)象4。
光源8最好具有與由攝像機(jī)1記錄的波長(zhǎng)區(qū)相分離的可見(jiàn)光波長(zhǎng)。這意味著由指向光源8在對(duì)象上產(chǎn)生的光在由對(duì)象的FPA捕獲的IR圖像上是看不到的。
紅外攝像機(jī)最好具有光源平行補(bǔ)償功能。在處理裝置6中的軟件適于補(bǔ)償由測(cè)距計(jì)5提供的，或者由操作人員對(duì)光學(xué)部件3的移動(dòng)提供的焦距。因此，通過(guò)電動(dòng)機(jī)10A，光源8能夠以適當(dāng)?shù)姆较虺梢唤嵌?，以便引?dǎo)來(lái)自光源8的光束?？梢愿臑橛刹僮鲾z像機(jī)的人手動(dòng)調(diào)整光源8的角度，但這不是非常實(shí)用。處理裝置6采用來(lái)自測(cè)距計(jì)5的信號(hào)計(jì)算該角度。然后，處理裝置6控制電動(dòng)機(jī)10A。
攝像機(jī)使用自動(dòng)聚焦或手動(dòng)聚焦移動(dòng)透鏡或反射鏡以將對(duì)象4聚焦到FPA2上。光學(xué)部件的調(diào)整發(fā)送到處理裝置6。當(dāng)攝像機(jī)在例如2m處聚焦時(shí)，處理裝置6被編程為計(jì)算與目標(biāo)距離2m的平行誤差率。然后，處理裝置6最好在顯示器7A上產(chǎn)生并移動(dòng)標(biāo)記到該標(biāo)記標(biāo)出激光指向的點(diǎn)的位置。
在圖2中，設(shè)置兩個(gè)十字標(biāo)記4B和4C。虛線標(biāo)記4B表示當(dāng)光源的指向平行于攝像機(jī)的光軸時(shí)在目標(biāo)上的命中點(diǎn)。因此，處理裝置然后計(jì)算圖形產(chǎn)生的標(biāo)記應(yīng)當(dāng)放在顯示器上的哪個(gè)位置。因此，光源的光束路徑不需要任何角度的轉(zhuǎn)變。這也可以是一個(gè)實(shí)施例，因?yàn)椴恍枰獙?duì)來(lái)自光源的光束進(jìn)行角度控制。
但是，如果處理器控制使光源成一角度類型的或彎曲光源發(fā)出的光束類型的視差補(bǔ)償裝置以移動(dòng)來(lái)自光源8的光束到要監(jiān)視的對(duì)象的中間或到任何其它預(yù)定的位置，則在光源光束被引導(dǎo)到它預(yù)期的位置之后一個(gè)連續(xù)畫(huà)出的十字標(biāo)記4C表示在目標(biāo)對(duì)象4上希望的命中點(diǎn)4A。于是，處理單元6計(jì)算標(biāo)記應(yīng)當(dāng)命中在顯示器7的圖像上顯示的對(duì)象的位置，并在顯示器上設(shè)置標(biāo)記。因此，標(biāo)記不是從來(lái)自FPA的信號(hào)得到。
這樣，處理裝置6總是移動(dòng)在紅外顯示器上的標(biāo)記，作為到對(duì)象的焦距的函數(shù)。處理裝置6還控制補(bǔ)償裝置10A，以便補(bǔ)償它來(lái)調(diào)節(jié)至測(cè)距計(jì)5提供的到目標(biāo)的距離的光束方向。這樣，在目標(biāo)上的命中點(diǎn)4A總是被調(diào)節(jié)到對(duì)象的大致中心或某些其它希望的點(diǎn)處，以避免由于光源沒(méi)有機(jī)械地放在紅外檢測(cè)器元件的中心軸線上而引起的平行指向誤差。
圖3示出了由處理裝置在顯示器上設(shè)置的標(biāo)記可具有除十字以外的其它外形，這里用虛線圓4D表示，圍繞整個(gè)測(cè)量點(diǎn)。因此，在本實(shí)施例中，標(biāo)記填充整個(gè)測(cè)量點(diǎn)。標(biāo)記可以是圓形、橢圓形、矩形、多邊形等。這種標(biāo)記由光源裝置向?qū)ο蟀l(fā)射。它也由處理裝置6產(chǎn)生，將顯示在顯示器7A上。在圖3所示的情況下，操作人員配備有能夠擴(kuò)大或縮小標(biāo)記的寬度的裝置，例如，可使圓形4D的半徑增加或減小，以便提供最小的半徑用以提供正確的測(cè)量結(jié)果。
在通過(guò)例如對(duì)光源裝置變換角度來(lái)進(jìn)行視差補(bǔ)償之后，提供圓形4D。在圓形4D上面顯示圓形4E。當(dāng)沒(méi)有進(jìn)行視差補(bǔ)償時(shí)，圓形4E表示在對(duì)象上的標(biāo)記。因此，光源裝置不需要補(bǔ)償。它可以只發(fā)射平行于攝像機(jī)的觀測(cè)方向的光束。然后，處理裝置可以計(jì)算并在表示實(shí)際對(duì)象上的命中點(diǎn)的圖像中的點(diǎn)處產(chǎn)生將顯示在顯示器7A上的圖像中的標(biāo)記。
使激光的波長(zhǎng)在IR圖像上可見(jiàn)是有用的，以便實(shí)際看到在顯示器中的對(duì)象上的激光點(diǎn)。因而，在光學(xué)部件中使用能夠透過(guò)攝像機(jī)的近紅外波長(zhǎng)區(qū)和激光的可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近的窄區(qū)域的濾光器是有利的。于是，光學(xué)部件具有透過(guò)紅外線和可見(jiàn)光的透鏡系統(tǒng)或者含有曲面反射鏡的反射系統(tǒng)。
參考圖4，標(biāo)記對(duì)象4的角D1、D2、D3和D4。從光源8’發(fā)射的光束可以被棱鏡或其它光學(xué)器件11分為多個(gè)光束，以便命中對(duì)象4的每個(gè)角。光學(xué)器件11可以替代地形成光源8’的光束，以使圓形或方形圖形圍繞要顯示的視覺(jué)對(duì)象的部分。因此，光學(xué)裝置可以作為光束形成裝置以將從光源8’發(fā)出的光束分成表示目標(biāo)上的尺寸和位置的光束，紅外檢測(cè)器裝置(FPA)2從那里接收輻射。由此，操作人員知道需要多大的對(duì)象4以得到精確的溫度讀數(shù)。
如圖4所示，可以使在光源8’前面的視差補(bǔ)償裝置10B彎曲向著目標(biāo)的光束。在圖4中夸大了彎曲。處理裝置6利用來(lái)自測(cè)距儀5或聚集控制3’的信號(hào)控制補(bǔ)償裝置10B的彎曲特性。在本實(shí)施例中，通信裝置9D連接到處理裝置6，并被設(shè)置在殼體外部。操作人員可以重新編程并將新的數(shù)據(jù)插入到處理裝置6中，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到外部裝置。
參考圖5，第三實(shí)施例通過(guò)使來(lái)自光源12的窄光束從紅外光學(xué)部件13A、13B的中心發(fā)出來(lái)消除或減少視差缺陷。因此，使光束和記錄共軸。如圖5所示，光源12很小，并安裝于在代表紅外光學(xué)部件的紅外透鏡系統(tǒng)13A、13B中挖出的孔中。處理裝置6通過(guò)用于控制光學(xué)部件13A、13B的聚焦的相同控制裝置13’控制光源12的開(kāi)或關(guān)。
參考圖6，第四實(shí)施例具有同時(shí)發(fā)出紅外線和可見(jiàn)光的紅外透鏡系統(tǒng)15，或者包括反射類型的光學(xué)部件。由此對(duì)象4聚焦在FPA2上。在本實(shí)施利中光源17是垂直的，且其發(fā)出的光被反射可見(jiàn)光而透過(guò)IR光的半透明圓盤(pán)18彎曲90°。圓盤(pán)18也被稱作分束器，其放在光學(xué)部件15的前面，并且最好與光學(xué)部件15的光軸成45°傾角。
棱鏡或其它光學(xué)裝置19可以放在光源17的前面，以便以與圖4所示實(shí)施例實(shí)際上相同的方式分裂來(lái)自光源17的光束。分裂的光束然后沿不同的方向傳播，以命中目標(biāo)的四個(gè)角D1’、D2’、D3’和D4’。裝置19還可以包括由處理器20控制的可控透鏡系統(tǒng)等。替代地，可以控制光源17和裝置19到不同的角度位置，以便使光源的光束指向希望的方向。如果FPA2、具有可控光束分裂裝置19的光源17以及透鏡系統(tǒng)15的位置彼此有正確的關(guān)系，則在目標(biāo)上的點(diǎn)總是定位在該目標(biāo)上它的被記錄的IR圖像具有其各角的位置上。處理裝置6，最好是計(jì)算機(jī)，從FPA2中的各像素元件計(jì)算對(duì)象的圖像，并且可能還與計(jì)算出的表示在目標(biāo)對(duì)象4上的命中點(diǎn)的標(biāo)記一起顯示在顯示器21上。
可以看到在本說(shuō)明書(shū)中的各圖僅僅是示意性的，在攝像機(jī)中還有其它元件，因?yàn)椴皇潜景l(fā)明的組成部分，所以省略了。
上面已經(jīng)介紹了光從光源發(fā)出與圖像的記錄是同時(shí)進(jìn)行的。但是，先引導(dǎo)來(lái)自光源的光束到要檢查的對(duì)象的部分上也是很方便的。隨后在紅外攝像機(jī)中獲取該部分的紅外圖像或視頻記錄或進(jìn)行檢查。應(yīng)當(dāng)注意，IR圖像或視頻記錄最好以數(shù)字方式存儲(chǔ)。
當(dāng)檢查熱異常難以被攝像機(jī)操作人員的裸眼看到的對(duì)象時(shí)，例如，當(dāng)查找缺陷或損壞的絕緣、結(jié)構(gòu)損壞、例如加固的缺失、混凝土中的裂縫、電安裝、潮濕或水損壞時(shí)，需要指出哪里的實(shí)際缺陷是嚴(yán)重的。這是由于異常或缺陷有時(shí)在完全均勻或涂漆的表面上根本無(wú)法識(shí)別。一個(gè)方法是用攝像機(jī)實(shí)際找到異常，用光源、激光指出它，然后，如果可能，用噴涂顏料或筆實(shí)際標(biāo)出損壞的部分。
電安裝的檢查可包括電路斷路器、保險(xiǎn)絲、母線、連接器、電導(dǎo)體、傳輸分配線等。
也可以在圖像的數(shù)字拷貝上設(shè)置異常的標(biāo)記。數(shù)字圖像可以具有指向異常位置的例如紅箭頭等。由此也可以在圖像上提供標(biāo)記。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的攝像機(jī)的可能設(shè)計(jì)的實(shí)施例。攝像機(jī)1最好是手持的，并具有指向?qū)ο?的光學(xué)殼體3’。來(lái)自光源(未示出)的光束B(niǎo)命中對(duì)象。操作人員在顯示器7上看到對(duì)象的圖像。他可以在鍵盤(pán)9上以及也用他/她的食指通過(guò)鍵9A來(lái)控制攝像機(jī)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于在只用于說(shuō)明目的的附圖和上述的詳細(xì)介紹中所公開(kāi)的實(shí)施例，而是可以用許多方法實(shí)現(xiàn)，并且只由附后的權(quán)利要求書(shū)定義。
權(quán)利要求
1.一種用于識(shí)別在空間的對(duì)象(4)的方法，該對(duì)象由具有對(duì)紅外輻射敏感的檢測(cè)器裝置(2)和將待監(jiān)視的對(duì)象聚焦到該檢測(cè)器裝置上的光學(xué)部件(3；13A；13B；15)的紅外攝像機(jī)監(jiān)視，其特征在于提供具有在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的窄光束的光源(8；8’；12；17)；以及使光束指向由紅外攝像機(jī)監(jiān)視的對(duì)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于將來(lái)自光源的光分為幾個(gè)光束；以及使光束進(jìn)行指向，以便標(biāo)記在紅外攝像機(jī)中將被觀察到的對(duì)象上的區(qū)域的擴(kuò)展。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于使所述標(biāo)記擴(kuò)展為用于進(jìn)行正確測(cè)量的最小區(qū)域，即，整個(gè)測(cè)量點(diǎn)填充的區(qū)域。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一個(gè)的方法，其特征在于引導(dǎo)來(lái)自光源的光束以使其在相對(duì)于紅外圖像上顯示的對(duì)象的預(yù)定位置處命中該對(duì)象；計(jì)算在紅外圖像中用于所述命中點(diǎn)的位置；以及在紅外圖像上顯示計(jì)算出的標(biāo)記。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一個(gè)的方法，其特征在于攝像機(jī)是輻射測(cè)量型的，即，它測(cè)量在其顯示器上顯示的溫度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一個(gè)的方法，其特征在于首先引導(dǎo)來(lái)自光源的光束到待檢查的對(duì)象的一部分上；以及隨后數(shù)字地存儲(chǔ)該部分的紅外圖像或視頻記錄，或在紅外攝像機(jī)中進(jìn)行檢查。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一個(gè)的方法，其特征在于首先引導(dǎo)來(lái)自光源的光束到待檢查的對(duì)象的一部分上；以及隨后在紅外攝像機(jī)中檢查該被檢查的部分是否有任何熱異常。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一個(gè)的方法，其特征在于提供與從對(duì)象到檢測(cè)器裝置的光束路徑同軸的來(lái)自光源的光束路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一個(gè)的方法，其特征在于在從對(duì)象到檢測(cè)器裝置的光束路徑一側(cè)提供光源；使光源指向平行于攝像機(jī)的光軸；以及在攝像機(jī)的顯示器上、于該顯示器上的表示被監(jiān)視對(duì)象上光源光束的命中點(diǎn)的位置處產(chǎn)生圖形標(biāo)記。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任一個(gè)的方法，其特征在于在從對(duì)象到檢測(cè)器裝置的光束路徑一側(cè)提供光源；以及補(bǔ)償來(lái)自光源的光束的視差，從而光束在希望的位置上命中對(duì)象。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一個(gè)的方法，其特征在于從光源發(fā)出光的同時(shí)記錄圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任一個(gè)的方法，其特征在于首先把來(lái)自光源的光束引導(dǎo)到待檢查的對(duì)象的一部分上；以及隨后數(shù)字地存儲(chǔ)待監(jiān)視的該對(duì)象的紅外圖像或視頻記錄，或在紅外攝像機(jī)中進(jìn)行檢查。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到10中的任一個(gè)的方法，當(dāng)檢查熱異常難以被攝像機(jī)操作人員的裸眼觀察到的對(duì)象時(shí)，例如，當(dāng)查找缺失的或損壞的絕緣、結(jié)構(gòu)損壞，例如加固的缺失、混凝土墻壁中的裂縫、電安裝、潮濕或水損壞時(shí)，其特征在于用攝像機(jī)找到異常；用光源(8；8’；12；17)指出在對(duì)象上的缺陷。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于隨后用例如用噴涂顏料或筆標(biāo)記損壞的部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于在攝像機(jī)圖像上圖形化地指示缺陷；在圖像的數(shù)字拷貝上設(shè)置該指示。
16.一種紅外攝像機(jī)，包括對(duì)紅外輻射敏感的檢測(cè)器裝置(2)和把待監(jiān)視的對(duì)象(4)聚焦到該檢測(cè)器裝置上的光學(xué)部件，其特征在于光源裝置(8；8’；12；17)向?qū)⒂蓹z測(cè)器裝置成象的對(duì)象(4)發(fā)射至少一束在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的窄光束。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的紅外攝像機(jī)，其特征在于測(cè)距儀(5)測(cè)量到待監(jiān)視的對(duì)象的距離；以及光學(xué)部件的調(diào)節(jié)裝置(3’；13’)通過(guò)從測(cè)距儀(5)得出的信號(hào)進(jìn)行操作。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的紅外攝像機(jī)，其特征在于處理裝置(6)連接到測(cè)距儀(5)和光學(xué)部件的調(diào)節(jié)裝置(3’；13’)上，用于控制光學(xué)部件將對(duì)象(4)聚焦到檢測(cè)器裝置(2)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求16到18中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于處理裝置(6)中的軟件適于補(bǔ)償由測(cè)距儀(5)提供的、或者通過(guò)操作人員移動(dòng)光學(xué)部件(3)提供的聚焦距離，以便移動(dòng)來(lái)自光源(8)的光束，從而在希望的命中點(diǎn)上命中目標(biāo)對(duì)象。
20.根據(jù)權(quán)利要求16到19中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于攝像機(jī)是輻射測(cè)量型，即，它測(cè)量在其顯示器上顯示的溫度。
21.根據(jù)權(quán)利要求16到20中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于處理裝置(6)連接到用于顯示被監(jiān)視的IR圖像的顯示器(7；21)并計(jì)算至少一個(gè)表示從光源(8；8’；12；17)發(fā)出的光束在要被圖形化地顯示在攝像機(jī)的顯示器中的對(duì)象上的命中點(diǎn)的標(biāo)記(4B；4C；4D；4E)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的紅外攝像機(jī)，其特征在于在顯示器(7A；7B)上顯示的標(biāo)記(4B；4E)在該顯示器上按照與光源相對(duì)于攝像機(jī)的光軸偏離相同的方式偏離顯示器的中心。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的紅外攝像機(jī)，其特征在于當(dāng)在檢測(cè)器裝置(2)的一側(cè)提供光源(8；8’)時(shí)，處理裝置(6)適于在紅外顯示器(7A；7B)上按照與移動(dòng)光源光束以命中對(duì)象相同的方式移動(dòng)標(biāo)記(4C、4D)，即，作為到對(duì)象的聚焦距離的函數(shù)來(lái)補(bǔ)償視差。
24.根據(jù)權(quán)利要求16到21中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，用于檢查熱異常難以被攝像機(jī)操作人員的裸眼觀察到的檢查對(duì)象，例如，當(dāng)查找缺失的或損壞的絕緣、結(jié)構(gòu)損壞、例如加固的缺失、混凝土墻壁中的裂縫、電安裝、潮濕或水損壞時(shí)，其特征在于處理裝置(6)適于在攝像機(jī)圖像上圖形化地指示缺陷，并在圖像的數(shù)字拷貝上設(shè)置該指示。
25.根據(jù)權(quán)利要求16到24中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于通過(guò)自動(dòng)聚焦裝置來(lái)調(diào)節(jié)光學(xué)部件以聚焦到對(duì)象上。
26.根據(jù)權(quán)利要求16到25中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于包含電動(dòng)機(jī)(10A)的視差補(bǔ)償裝置(5，6，10A)或手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)裝置以受控的角方向設(shè)置光源(8)，以引導(dǎo)其光束朝向目標(biāo)。
27.根據(jù)權(quán)利要求16到26中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于在光源(8’)前面的視差補(bǔ)償裝置(5，6，10B)使可見(jiàn)光源光束彎曲以朝向目標(biāo)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的紅外攝像機(jī)，其特征在于視差補(bǔ)償裝置相對(duì)于到目標(biāo)的聚焦距離是可控的。
29.根據(jù)權(quán)利要求16到28中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于還包括在光學(xué)部件中的能夠透過(guò)攝像機(jī)的近紅外波長(zhǎng)區(qū)域和激光的可見(jiàn)光波長(zhǎng)周圍的窄區(qū)域的濾光器裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求16到29中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于光束形成裝置(11；19)將從光源(8’；17)發(fā)出的光束分為在目標(biāo)上指示尺寸和位置的成型光束，紅外檢測(cè)器裝置(2)從此處接收輻射。
31.根據(jù)權(quán)利要求16到21、29或30中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于光源(12；17，18)光束和從對(duì)象(4)到紅外檢測(cè)器裝置(2)的光束是彼此共軸的。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的紅外攝像機(jī)，其特征在于光源(12)很小并安裝在紅外物鏡系統(tǒng)(13A，13B)中切出的孔中。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的紅外攝像機(jī)，其特征在于在攝像機(jī)的紅外物鏡系統(tǒng)前面設(shè)置的傾斜的半透明圓盤(pán)(18)；以及引導(dǎo)來(lái)自光源(17)的光束被圓盤(pán)(18)反射，該圓盤(pán)透過(guò)從目標(biāo)對(duì)象(4)到紅外檢測(cè)器裝置(2)的紅外輻射。
34.根據(jù)權(quán)利要求16到33中任一個(gè)的紅外攝像機(jī)，其特征在于紅外檢測(cè)器裝置(2)是紅外焦平面陣列(FPA)。
全文摘要
本發(fā)明涉及紅外攝像機(jī)，包括對(duì)紅外輻射敏感的檢測(cè)器裝置(2)和把待監(jiān)視的對(duì)象聚焦到檢測(cè)器裝置上的光學(xué)部件。光源(8；8’；12；17)向?qū)⒂蓹z測(cè)器裝置成象的對(duì)象發(fā)射在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的窄光束。
文檔編號(hào)G01N25/72GK1507742SQ01823226
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2001年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月7日
發(fā)明者U·托爾布約恩·哈姆雷留斯, S·托馬斯·蘭尼斯泰德, U 托爾布約恩 哈姆雷留斯, 硭埂だ寄崴固┑ 申請(qǐng)人:前視紅外系統(tǒng)股份公司