一種單反式紅外熱像儀及成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種單反式紅外熱像儀及其成像方法，所述紅外熱像儀包括外殼，安裝在外殼前蓋的鏡頭組件，安裝在外殼后蓋的顯示組件，以及安裝在外殼內(nèi)的機芯組件和蓄電池，所述機芯組件主要包括機芯、以及與機芯相連的錄像板，所述錄像板進一步與存儲器相連；所述機芯包括FPGA芯片，以及與FPGA芯片相連的紅外探測器、存儲單元、電源轉(zhuǎn)換單元和調(diào)零擋片，調(diào)零擋片打開時用于阻擋紅外長波射入紅外探測器；所述顯示組件包括顯示屏和用于驅(qū)動顯示屏的驅(qū)動板，所述蓄電池分別為機芯、錄像板和顯示屏供電。上述單反式紅外熱像儀及其成像方法具有成像圖像清晰度高、實時圖像錄取和存儲、防護等級高等特點。
【專利說明】一種單反式紅外熱像儀及成像方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單反式紅外熱像儀及成像方法，屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。目前的紅外熱像儀因為結(jié)構(gòu)、成像處理技術(shù)等原因主要存在探測識別具體短、
圖像清晰度低，不具有JPEG圖像存儲、錄像功能，防護等級低等缺陷。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種單反式紅外熱像儀及成像方法,本案由此產(chǎn)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種單反式紅外熱像儀及成像方法，具有成像圖像清晰度聞、實時圖像錄取和存儲、防護等級聞等特點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種單反式紅外熱像儀，包括外殼，安裝在外殼前蓋的鏡頭組件，安裝在外殼后蓋的顯示組件，以及安裝在外殼內(nèi)的機芯組件和蓄電池，所述機芯組件主要包括機芯、以及與機芯相連的錄像板，所述錄像板進一步與存儲器相連；所述機芯包括FPGA芯片，以及與FPGA芯片相連的紅外探測器、存儲單元、電源轉(zhuǎn)換單元和調(diào)零擋片，調(diào)零擋片打開時用于阻擋紅外長波射入紅外探測器的焦平面；所述顯示組件包括顯示屏和用于驅(qū)動顯示屏的驅(qū)動板，所述蓄電池分別為機芯、錄像板和顯示屏供電。
[0006]作為優(yōu)選，所述機芯的FPGA芯片采用型號為EP4CE75系列的FPGA芯片。
[0007]作為優(yōu)選，所述存儲單元包括DDR和FLASH，其中DDR用于存儲FPGA芯片運行的相關(guān)程序指令，F(xiàn)LASH用于存儲FPGA芯片接收到的相關(guān)處理數(shù)據(jù)。
[0008]作為優(yōu)選，所述機芯電源轉(zhuǎn)換單元將蓄電池的5V/8V電壓轉(zhuǎn)換為1.5VU.8V和
3.3V等電壓，分別為機芯內(nèi)的各個元器件供電。
[0009]作為優(yōu)選，所述錄像板具體采用型號為BS-MKl的錄像板，與錄像板相連的存儲器具體采用SD卡。
[0010]作為優(yōu)選，所述顯示組件進一步包括一固定板，通過固定板將驅(qū)動板固定在顯示屏上，所述顯示屏采用3.5寸IXD顯示屏。
[0011]作為優(yōu)選，所述鏡頭組件包括鏡頭，以及用于將鏡頭固定在外殼前蓋上的鏡頭罩。其中，所述鏡頭采用通透率為1.0、直徑為50mm (F/l.0,50mm)的大鏡頭。
[0012]作為優(yōu)選，所述外殼前蓋的兩側(cè)外表面上進一步粘貼有硅膠片，既可以增加用戶手感，又可以增加摩擦力，防止滑落。
[0013]上述單反式紅外熱像儀的成像方法，包括如下步驟:
步驟1:被測目標的紅外光從鏡頭射入，經(jīng)過鏡頭濾光后，射出8-14微米的紅外長波；步驟2:紅外長波到達機芯前端面的紅外探測器，紅外探測器將入射的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，并發(fā)送給FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片通過溫差原理成像調(diào)整攝取到的圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號后，同時發(fā)送給驅(qū)動板和錄像板；
步驟3:驅(qū)動板驅(qū)動顯示屏將鏡頭拍攝到的圖像顯示出來，錄像板將圖像信號保存在SD卡內(nèi)；
步驟4:當用戶通過顯示屏發(fā)現(xiàn)圖像清晰度不高時，手動調(diào)節(jié)鏡頭焦距，直至顯示屏把最清晰的圖像顯示出來；當紅外探測器出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象時，F(xiàn)PGA芯片發(fā)出指令控制調(diào)零擋片，使擋片遮擋在紅外探測器的光入射方向，阻止紅外波長射入，F(xiàn)PGA芯片對數(shù)據(jù)進行調(diào)零，使成像圖像更清晰均勻的通過顯示屏顯示出來。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述單反式紅外熱像儀及其成像方法具有如下優(yōu)點:
1、通過錄相板可以將所成像的圖片隨時保存起來，以便對監(jiān)控的畫面進行有效的分析和處理，即全實時圖像存儲、錄像；
2、直徑為50mm的大鏡頭提高了對人對物的探測識別距離，手動調(diào)焦使圖像更加清晰；
3、通過外殼前蓋和前蓋將元器件密封起來，達到IP防水要求，且外殼握手處包覆硅膠片，手感好、防滑、外觀新穎，操作簡單；
4、通過調(diào)零擋片的設(shè)置和調(diào)零步驟，可以使成像圖像更清晰均勻。
[0015]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實施例的單反式紅外熱像儀的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
圖2為本實施例的機芯組件模塊框圖；
圖3為本實施例的FPGA芯片與DDR連接原理圖；
圖4為本實施例的FPGA芯片與FLASH連接原理圖。

【具體實施方式】
[0017]如圖1-2所示，一種單反式紅外熱像儀，包括外殼，安裝在外殼前蓋11的鏡頭組件，安裝在外殼后蓋12的顯示組件，以及安裝在外殼內(nèi)的機芯組件和蓄電池2，所述機芯組件主要包括機芯3、以及與機芯3相連的錄像板4，所述錄像板4進一步與存儲器5相連；所述機芯3包括FPGA芯片31，以及與FPGA芯片31相連的紅外探測器32、存儲單元、電源轉(zhuǎn)換單元33和調(diào)零擋片34，調(diào)零擋片打開時用于阻擋紅外長波射入紅外探測器32，所述顯示組件包括顯示屏62和用于驅(qū)動顯示屏62的驅(qū)動板61，所述顯示組件進一步包括一固定板63，通過固定板63將驅(qū)動板61固定在顯示屏上，所述顯示屏62采用3.5寸IXD顯示屏，顯示屏62上進一步貼有透明PC膜，用于保護顯示屏。所述蓄電池2分別為機芯3、錄像板4和顯示屏62供電。
[0018]如圖3-4所示，所述存儲單元包括DDR35和FLASH36，其中DDR35用于存儲FPGA芯片31運行的相關(guān)程序指令，F(xiàn)LASH36用于存儲FPGA芯片31接收到的相關(guān)處理數(shù)據(jù)。在本實施例中，所述機芯的FPGA芯片采用型號為EP4CE75_F484的FPGA芯片，DDR35型號為MT46H8M32LF/LG, FLASH36型號為MX25L25635EZN1-12G。所述機芯電源轉(zhuǎn)換單元33將蓄電池2的5V/8V電壓轉(zhuǎn)換為1.5V、1.8V和3.3V等電壓，分別為機芯內(nèi)的各個元器件供電。
[0019]在本實施例中，所述錄像板4具體采用型號為BS-MKl的錄像板，與錄像板4相連的存儲器5具體采用SD卡。所述鏡頭組件包括鏡頭71，以及用于將鏡頭71固定在外殼前蓋上的鏡頭罩72。其中，所述鏡頭71具體采用型號為K508A，通透率為1.0、直徑為50mm(K508A、F/l.0,50mm)的大鏡頭。為增加用戶手感，以及增加摩擦力，防止滑落。所述外殼前蓋11的兩側(cè)外表面上進一步粘貼有硅膠片13。
[0020]上述單反式紅外熱像儀的成像方法，包括如下步驟:
步驟1:被測目標的紅外光從鏡頭71射入，經(jīng)過鏡頭71濾光后，射出8-14微米的紅外長波;
步驟2:紅外長波到達機芯前端面的紅外探測器32，紅外探測器32將入射的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，并發(fā)送給FPGA芯片31，F(xiàn)PGA芯片31通過溫差原理成像調(diào)整攝取到的圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號后，同時發(fā)送給驅(qū)動板61和錄像板4 ；
步驟3:驅(qū)動板61驅(qū)動顯示屏62將鏡71拍攝到的圖像顯示出來，錄像板4將圖像信號保存在SD卡5內(nèi)；
步驟4:當用戶通過顯示屏62發(fā)現(xiàn)圖像清晰度不高時，手動調(diào)節(jié)鏡頭71焦距，直至顯示屏62把最清晰的圖像顯示出來；當紅外探測器32出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象時，F(xiàn)PGA芯片31發(fā)出指令控制調(diào)零擋片34，使擋片遮擋在紅外探測器32的光入射方向，阻止紅外波長射入，F(xiàn)PGA芯片31對數(shù)據(jù)進行調(diào)零，使成像圖像更清晰均勻的通過顯示屏顯示出來。
[0021]上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:包括外殼，安裝在外殼前蓋的鏡頭組件，安裝在外殼后蓋的顯示組件，以及安裝在外殼內(nèi)的機芯組件和蓄電池，所述機芯組件主要包括機芯、以及與機芯相連的錄像板，所述錄像板進一步與存儲器相連；所述機芯包括FPGA芯片，以及與FPGA芯片相連的紅外探測器、存儲單元、電源轉(zhuǎn)換單元和調(diào)零擋片，調(diào)零擋片打開時用于阻擋紅外長波射入紅外探測器；所述顯示組件包括顯示屏和用于驅(qū)動顯示屏的驅(qū)動板，所述蓄電池分別為機芯、錄像板和顯示屏供電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述機芯的FPGA芯片采用型號為EP4CE75系列的FPGA芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述存儲單元包括DDR和FLASH，其中DDR用于存儲FPGA芯片運行的相關(guān)程序指令，F(xiàn)LASH用于存儲FPGA芯片接收到的相關(guān)處理數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述機芯電源轉(zhuǎn)換單元用于將蓄電池的5V/8V電壓轉(zhuǎn)換為1.5V、1.8V和3.3V電壓，分別為機芯內(nèi)的各個元器件供電。
5.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述錄像板具體采用型號為BS-MKl的錄像板，與錄像板相連的存儲器具體采用SD卡。
6.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述顯示組件進一步包括一固定板，通過固定板將驅(qū)動板固定在顯示屏上，所述顯示屏采用3.5寸IXD顯示屏。
7.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述鏡頭組件包括鏡頭，以及用于將鏡頭固定在外殼前蓋上的鏡頭罩，其中，所述鏡頭采用通透率為1.0、直徑為50mm的大鏡頭。
8.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀，其特征在于:所述外殼前蓋的兩側(cè)外表面上進一步粘貼有娃I父片。
9.如權(quán)利要求1所述的一種單反式紅外熱像儀的成像方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:被測目標的紅外光從鏡頭射入，經(jīng)過鏡頭濾光后，射出8-14微米的紅外長波； 步驟2:紅外長波到達機芯前端面的紅外探測器，紅外探測器將入射的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，并發(fā)送給FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片通過溫差原理成像調(diào)整攝取到的圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號后，同時發(fā)送給驅(qū)動板和錄像板； 步驟3:驅(qū)動板驅(qū)動顯示屏將鏡頭拍攝到的圖像顯示出來，錄像板將圖像信號保存在SD卡內(nèi)； 步驟4:當用戶通過顯示屏發(fā)現(xiàn)圖像清晰度不高時，手動調(diào)節(jié)鏡頭焦距，直至顯示屏把最清晰的圖像顯示出來；當紅外探測器出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象時，F(xiàn)PGA芯片發(fā)出指令控制調(diào)零擋片，使擋片遮擋在紅外探測器的光入射方向，阻止紅外波長射入，F(xiàn)PGA芯片對數(shù)據(jù)進行調(diào)零，使成像圖像更清晰均勻的通過顯示屏顯示出來。
【文檔編號】G01J5/10GK104316200SQ201410599007
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】何宇 申請人:浙江雷邦光電技術(shù)有限公司