。在某些实施例 中，热成像照相机还将在捕捉图像时检测并存储到目标距离数据。此数据可由热成像照相 机在通过使用激光器110来捕捉图像时获得，或者可替代地通过检测透镜位置并使透镜位 置与跟该透镜位置相关联的已知的到目标距离相关而获得。该到目标距离数据被热成像照 相机1〇〇用来指引用户将照相机定位于与目标的相同距离处，诸如通过基于随着用户对照 相机进行重新定位而获取的激光测量结果来指引用户更接近于或更远离目标地运动，直至 实现与在先前图像中相同的到目标距离。热成像照相机可进一步自动地将透镜设置到与在 先前图像中所使用的相同的位置，或者可指引用户将透镜重新定位，直至获得原始透镜设 置为止。
[0027] 在热成像照相机100的操作期间，操作员可能希望观看由照相机生成的场景的热 图像和/或同一场景的可见光图像。为此，热成像照相机1〇〇可包括显示器。在图1和2的 示例中，热成像照相机100包括显示器108,其位于壳体102的背面上，与红外透镜组件104 和可见光透镜组件106相对。可将显示器108构造成显示可见光图像、红外图像和/或包 括可见光图像和红外图像的同时显示的组合图像。在不同示例中，显示器108可以远离热 成像照相机100的红外透镜组件104和可见光透镜组件106 (例如，分开)，或者显示器108 可相对于红外透镜组件104和/或可见光透镜组件106处于不同的空间布置。因此，虽然 在图2中在红外透镜组件104和可见光透镜组件106后面示出显示器108,但可以有用于显 示器108的其它位置。
[0028] 热成像照相机100可以包括用于控制照相机的操作和调整照相机的不同设置的 各种用户输入介质。示例性控制功能可包括调整红外和/或可见光光学件的焦距，打开/关 闭开闭器，捕捉红外和/或可见光图像等。在图1或2的示例中，热成像照相机100包括用 于捕捉红外和可见光图像的可压下触发控制机构112以及用于控制照相机操作的其它方 面的按钮116,其构成用户接口的一部分。可以有不同数目或布置的用户输入介质，并且应 认识到的是本公开在此方面不受限制。例如，热成像照相机100可包括触摸屏显示器108， 其通过压下屏幕的不同部分来接收用户输入。
[0029] 图3是图示出热成像照相机100的示例的部件的功能框图。热成像照相机100包 括IR照相机模块200、前端电路202。IR照相机模块200和前端电路202有时被组合地称 为红外照相机100的前端级或前端部件204。热成像照相机100还可包括可见光照相机模 块206、显示器108、用户接口208以及输出/控制器件210。
[0030] 可将红外照相机模块200构造成接收由目标场景发射的红外能量，并使该红外能 量聚焦在红外传感器上以便生成例如可以用红外图像的形式在显示器108上显示和/或存 储在存储器中的红外能量数据。红外照相机模块200可以包括用于执行归属于本文的模块 的功能的任何适当部件。在图3的示例中，红外照相机模块200被示为包括红外透镜组件 104和红外传感器220。如上文相对于图1和2所述，红外透镜组件104包括获取由目标场 景发射的红外能量并使该红外能量聚焦在红外传感器220上的至少一个透镜。红外传感器 220通过生成电信号对聚焦红外能量进行响应，该电信号可以被转换并在显示器108上显 示为红外图像。
[0031] 红外传感器220可包括一个或多个焦平面阵列（FPA)，其响应于通过红外透镜组 件104接收到的红外能量而生成电信号。每个FPA可以包括多个红外传感器元件，包括例 如测辐射热仪、光子检测器或其它适当的红外传感器元件。在操作中，每个可称为传感器像 素的每个传感器元件可响应于吸收从目标场景接收到的红外能量而改变电特性(例如，电 压或电阻)。进而，电特性的改变可以提供电信号，其可以被处理器222接收，并被处理成在 显示器108上显示的红外图像。
[0032] 例如，在其中红外传感器220包括多个测辐射热仪的示例中，每个测辐射热仪可 吸收通过红外透镜组件104聚焦的红外能量，并且响应于吸收能量而在温度方面增加。每 个测辐射热仪的电阻可随着测辐射热仪的温度改变而改变。在每个检测器元件充当传感器 像素的情况下，可以通过将每个检测器元件的电阻变化转换成可以处理以便在显示器上可 视化或存储在(例如，计算机的）存储器中的时间复用电信号来进一步生成红外辐射的二维 图像或图片表示。处理器222可通过将电流(或电压)施加到每个测辐射热仪来测量每个测 辐射热仪的电阻变化，并测量跨测辐射热仪的结果产生的电压(或电流)。基于这些数据，处 理器222可以确定由目标场景的不同部分发射的红外能量的量，并控制显示器108显示目 标场景的热图像。
[0033] 独立于包括在红外传感器220的FPA中的特定类型的红外传感器元件，FPA阵列 可以限定任何适当的尺寸和形状。在某些示例中，红外传感器220包括以网格图案布置的 多个红外传感器元件，例如布置成垂直列和水平行的传感器元件阵列。在各种示例中，红 外传感器220可包括例如16X 16、50X 50、160X 120、120X 160或650X480的垂直列乘以 水平行的阵列。在其它示例中，红外传感器220可包括较小数目的垂直列和水平行(例如， 1 X 1)、较大数目的垂直列和水平行(例如，1000 X 1000)或不同的列与行的比。
[0034] 在某些实施例中，在IR传感器220上结合读出式集成电路（R0IC)。该R0IC用来 输出对应于每个传感器像素的信号。此类R0IC-般地制造为硅基底上的集成电路。可在 R0IC的顶部上制造所述多个检测器元件，其中，其组合提供IR传感器220。在某些实施例 中，R0IC可以包括直接地结合到FPA电路上的在本公开中的别处讨论的部件(例如，模拟数 字转换器（ADC))。R0IC的此类集成或未明确地讨论的其它更多层级的集成应被认为是在 本公开的范围内。
[0035] 如上所述，IR传感器220生成一系列电信号，其对应于由每个红外检测器元件接 收到的红外辐射，以表示热图像。当通过扫描构成IR传感器220的所有行来获得来自每个 红外检测器元件的电压信号时，生成热图像数据的"帧"。再次地，在涉及到作为红外检测器 元件的测辐射热仪的某些实施例中，通过将相应检测器元件接入到系统电路中并跨此类接 入元件施加偏置电压来完成此类扫描。通过反复地扫描IR传感器220的行来生成热图像 数据的连续帧，此类帧是以足以生成热图像数据的视频表示的速率(例如，30Hz或60Hz) 产生的。
[0036] 前端电路202包括用于与IR照相机模块200对接并控制IR照相机模块200的电 路。另外，前端电路202最初处理所收集的红外图像数据，并经由与处理器222之间的连接 将所收集的红外图像数据传递到处理器222。更具体地，最初由热成像照相机100的前端电 路202来调节由IR传感器220生成的信号。在某些实施例中，如所示，前端电路202包括 偏置发生器224和前置放大器/积分器226。除提供检测器偏置之外，偏置发生器224可 以任选地针对用于每个接入检测器元件生成的总电流加上或减去平均偏置电流。可以改变 平均偏置电流以使得（i)向检测器元件的电阻的整个阵列补偿偏差，其是由热成像照相机 100内部的周围温度的变化而引起的；以及（ii)补偿IR传感器220的平均检测器元件中的 阵列间变化。可以由热成像照相机100或软件来自动地控制此类偏置补偿，或者可以经由 到输出/控制器件210或处理器222的输入来进行用户控制。在提供检测器偏置或平均偏 置电流的任选减法或加法之后，可以使信号通过前置放大器/积分器226。通常，使用前置 放大器/积分器226来调节到来的信号，例如在其数字化之前。结果，可以将到来的信号调 整成使得能够实现信号的更有效解释的形式，并且其进而可以导致所创建的图像的更有效 分辨率。随后，将已调节信号向下游发送到热成像照相机100的处理器222中。
[0037] 在某些实施例中，前端电路202可以包括一个或多个附加元件，例如附加传感器 228或ADC230。附加传感器228可以包括例如温度传感器、可见光传感器(诸如(XD)、压 力传感器、磁性传感器等。此类传感器可以提供附加校准和检测信息以增强热成像照相机 100的功能。例如，温度传感器可以提供IR传感器220附近的环境温度读数以帮助辐射测 量计算。可以与安装在透镜上的磁体相组合地使用诸如霍尔效应传感器之类的磁性传感器 以提供透镜聚焦位置信息。此类信息可以对测量距离或确定供从可见光传感器收集的可见 光场景数据使用的视差偏移有用。
[0038] ADC230可以提供相同的功能，并且以与下面讨论的基本上相同的方式操作，然 而，将其包括在前端电路202中可提供某些益处，例如场景及其它传感器信息在经由与处 理器222之间的连接传递到传感器222之前的数字化。在某些实施例中，可以将ADC230 集成到R0IC中，如上文所讨论的，从而消除了对单独安装和安装的ADC230的需要。
[0039] 在某些实施例中，前端部件还可以包括开闭器240。开闭器240可以相对于透镜在 外部或内部定位，并且进行操作以打开或关闭由IR透镜组件104提供的视图。如在本领域 中已知的，开闭器240可以是可机械定位的，或者可以用诸如DC马达或螺线管之类的机电 器件来致动。本发明的实施例可包括校准或设置软件实现方法或设定，其利用开闭器240 来确立用于每个检测器元件的适当偏置水平。
[0040] 可单独地或以任何适当组合的方式将描述为热成像照相机100内的处理器(包括 处理器222)的部件实现为一个或多个处理器，诸如一个或多个微处理器、数字信号处理器 (DSP)、专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)、可编程逻辑电路等。处理器222 还可包括存储程序指令和相关数据的存储器，其在被处理器222执行时促使热成像照相机 100和处理器222执行在本公开中归属于它们的功能。存储器可包括任何固定或可移动的 磁、光或电介质，诸如RAM、ROM、CD-ROM、硬式或软式磁盘、EEPROM等。存储器还可包括可移 除存储器部分，其可用来提供存储器更新或存储器容量的增加。可移除存储器还可允许图 像数据被容易地传输到另一计算设备，或者在将热成像照相机100用在另一应用中之前被 移除。还可将处理器222实现为芯片上系统，其将计算机或其它电子系统的所有部件集成 为单个芯片。这些元件操纵从前端级204输送的已调节的场景图像数据以使得提供可以显 示或存储以供用户使用的输出场景数据。随后，处理器222 (处理电路）将已处理数据发送 到显示器108或其它输出/控制器件210。
[0041] 在热成像照相机100的操作期间，处理器222可以控制红外照相机模块200以生 成用于创建红外图像的红外图像数据。处理器222可以生成红外图像数据的数字"帧"。通 过生成红外图像数据帧，处理器222在给定时间点处捕捉目标场景的红外图像。
[0042] 处理器222可以通过一次测量包括在红外传感器220的FPA中的每个红外传感器 元件的电信号来捕捉目标场景的单个红外图像或