数字式红外线热影像检测系统的制作方法

专利名称：数字式红外线热影像检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字式红外线热影像检测系统，特别是涉及一种使用于医疗用途的高性能数字式红外线热影像检测系统。
背景技术：
由于不管任何东西产生都会热辐射，因此可用红外线检测器来检测该样东西的存在位置、温度或形状等，尤其在医疗上，由于人体随着自身温度的变化所发出不同热辐射量，利用红外线热影像检测器来被动检测人体的身体状态，可避免利用侵入性或主动性(由仪器释放能量收取返回信号)设备(如内视镜取样、X光、断层扫瞄、甚至超音波等)来检测所可能产生的危害。一般而言，如美国专利第6023637号专利所揭示，红外线检测器是产生与热辐射量呈线性化关系的电信号，且利用一装置来处理该电信号并形成随温度不同而显示不同颜色的影像，以供医生参考。
然而，以往热影像检测系统为机械″点″扫描式形成影像，使得一影像形成的速度缓慢(以往的系统形成一影像约需5秒)而非实时，与以往是利用先前储存于相对于热通量最大值与最小值来作色阶分布，然而实际上周围环境可能发生变化，使得获得的温度仅是相对温度并非正确温度，如此可能造成医疗人员误判。因而，可利用高速的视讯接口配合简化的自动校准技术除了可解决前述问题手段之一，更可具有整体调校、精确数据与实时热影像显示等功效。

发明内容本发明的一目的在于提供一种能达到提高精准度的效果的数字式红外线热影像检测系统。
本发明的另一目的在于提供一种能达到简化操作流程的效果的数字式红外线热影像检测系统。
本发明的又一目的在于提供一种数字式红外线热影像检测系统，是借由将红外线检测装置内的组件模块化，而能达到组装与抽换方便且能配合不同种类的红外线检测器的效果。
本发明的再一目的在于提供一种能借由将电路装置模块化成一外接卡，而能达到组装与抽换方便的数字式红外线热影像检测系统。
本发明的更一目的在于提供一种能达到将组件模块化以降低成本的数字式红外线热影像检测系统。
本发明的特征在于数字式红外线热影像检测系统包括一红外线检测装置、一电路装置及一显示装置，其中，此红外线检测装置温度可受电流改变而变化，并可检测待测物的热幅射量以输出一数字电信号，而在检测待测物前，该红外线检测装置会在无外部光线输入下，使该红外线检测装置位于一特定温度、一高于该特定温度的高温与一低于特定温度的低温下，分别输出数据数据，此电路装置用以分别输出对应于该等特定温度、高温与低温的电流至红外线检测装置，以使该红外线检测装置可位于不同温度，而后并将该等输入的数据数据与预先储存的各温度数据作比较运算，以校准热幅射量与温度间关系的参数，在接收由该红外线检测装置输出的待测物的数字电信号，依照该等参数与数字电信号形成一对应该待测物的温度的图框数据，此显示装置用以接收上述该电路装置的图框数据并显示于该显示装置。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明，附图中图1是本发明的较佳实施例的电路方块图。
图2是本发明的较佳实施例的电路装置的电路方块图。
图3是本发明的较佳实施例的红外线检测装置的局部分解示意图。
图4是本发明的较佳实施例的热辐射计算示意图。
图5是本发明的较佳实施例的动作流程图。
图6是本发明的一实施例的影像数据中不同温度的像素数目分布图。
图7是本发明的较佳实施例组合于一工作平台上的示意图。
图8示本发明的较佳实施例组合于另一工作平台上的示意图。
具体实施方式参阅图1所示，是本发明的数字式红外线热影像检测系统的较佳实施例，本实施例包括一红外线检测装置1、一电路装置2及一显示装置3。
该红外线检测装置1用以检测一待测物如人体的热辐射量且对应辐射通量形成一数字电信号。此红外线检测装置1具有一红外线镜头组(IR optics)11、一热电致冷器(TEC)12、一非冷却式聚焦面数组检测器(FPA Dewar)13、一放大电路模块14、一模拟至数字转换电路集合模块(Analog CCA)15、一输入/输出电路集合模块(I/O CCA)16及一系统电源供应电路集合模块17(System P/S CCA)。该红外线镜头组11是用以搜集入射的红外线，具有一用以供适当波长红外线通过的滤光片、一用以在检测待测物之前先遮蔽该镜头11以阻挡红外线入射的遮光片，以让该红外线热影像检测系统撷取一参考电信号，以配合校准使用，及一电性连接输入/输出电路集合模块15的热源控制组件(blackbody soure)111，用以由电路装置2经输入/输出电路集合模块15输入电流，而热源控制组件111随馈入电流大小不同而可位于不同温度。本实施例在开始量测影像时，先行利用遮光片阻挡外部光源后并分别控制热源控制组件111于一中温、一高于中温的高温与一低于中温的低温，来使电路装置2可获得三组背景数据作为背景影像与计算正确参数值使用。在本实施例中，当镜头组11所检测的热源(即红外线量)非为一预定范围内时，假定低于预定范围时，则可由输入/输出电路集合模块15控制此热源控制组件111对镜头组11施加电流，以增加热源，或者，当高于预定范围时，则可施加负电流，来降低热源，借此，可对应该聚焦面数组检测器13所检测的红外线波长而选择不同规格的镜头组，在此对应人体所产生热辐射的红外线波长为8～12μm，所以选择可供波长8～12μm通过的红外线镜头组11，且此红外线镜头组11可适于不同种类的检测器13。
此聚焦面数组检测器13包含多数个红外线检测胞。各该红外线检测胞接收各该对应方向入射的红外线辐射量并产生一模拟电信号，以形成一模拟电信号集合。而此检测器13可为由锑化铟(InSb)、硅化铂(PtSi)、铟隔汞(MCT)及热辐射检知器(Micro-Bolometer)所组成的群组中择一构成。在本实施例中选择利用热敏电阻的热辐射检知器当作检测器13，由于该热辐射检知器的检测器13为非冷却式，所以可在室温下正常运作，而不需冷却系统，所以相对于以往(以往的红外线热影像检测系统使用冷却式检测器)，而可延长检测器的寿命且可长时间待机。但在本实施例中，为确保该检测器13在温度因电子组件长时间动作等因素而被提升下，仍可正常运作，在检测器13前也可设置热电致冷器12，用以冷却该非冷却式聚焦面数组检测器13至适当温度。再者，本实施例的检测器为数组检测，即为二维式电子式扫描，所以热影像数据的撷取时间与以往的点机械式扫描相比，本发明的时间可有效降低。
该放大电路模块14是连接聚焦面数组检测器13，用以放大该聚焦面数组检测器13所输出的模拟电信号集合至该模拟至数字转换电路集合模块15。此放大电路模块14具有一放大电路集合(Preamp CCA)141以放大该模拟电信号集合至适当的电压准位(例如-1～1V)，及一放大电源供应电路集合(Preamp P/S CCA)用以放大供给此放大电路集合141的电源。
此模拟至数字转换电路集合模块15是连接该放大电路模块14，用以接收经该放大电路模块14放大的模拟电信号集合并转换成数字电信号。
此输入/输出电路集合模块16是连接该模拟至数字转换电路集合模块15，使该模拟至数字转换电路的数字电信号经此模块16输出至电路装置2。
此系统电源供应电路集合模块17是分别电气连接该模拟至数字转换电路集合模块15、输入/输出电路集合模块16及放大电源供应电路集合142，以供应电源至这些组件。
参照图3所示，在本实施例中的红外线检测装置1，分别将放大电路模块14、模拟至数字转换电路集合模块15、输入/输出电路集合模块16及系统电源供应电路集合模块17模块化，相较以往将这些电路作在同一电路板上，致使本发明在需更换不同组件时只需抽换对应的模块即可，举例来说，更换不同的红外线镜头组11及聚焦面数组13时，只需抽换部分电路模块如放大电路模块14，或者部分构件损毁时，只需抽换损毁构件所位于的模块即可，然而以往却必须将整块电路板更换，所以本发明只需较低成本即可更换红外线镜头组11或聚焦面数组检测器13，对使用者而言，更符合经济成本。
图2是显示本发明计算红外线热幅测的电路装置2的电路方块图。此电路装置2以模块化为一周边组件互连接口(peripheral component interconnectinterface，以下简称PCI接口)外接卡为较佳实施。该电路装置包括一传输线路(HOT Link Transeviers)21、一闩锁电路(16 bit Latch)22、一增益/位阶偏移内存(Gain/Off set RAM)23、一信号处理电路24、一PCI接口(PCI Interface)25及一PCI总线(PCI bus)26。
此传输线路21是分别连接红外线检测装置1及电路装置2，以传输数字电信号经电路装置2的一闩锁电路22至信号处理电路24的增益乘法单元(Gainmultiplier)241(容后再述)。
此增益/位阶偏移内存23用以储存多组增益及位阶偏移参数，而其中一组参数是对应特定操作环境所设定，如在温度21℃下密室内。
此信号处理电路24是电气连接该闩锁电路22，以接收红外线检测装置1所输出的数字电信号，并自上述增益/位阶偏移内存23撷取所需的参数对该数字电信号作适当处理而输出一PCI图框数据。此信号处理电路24除了包括一增益乘法单元241外，更包括一位阶偏移单元(Offset Image)242、一接口电路(Interface EPLD)243、一暂存电路(FIFO)244、一PCI图框数据储存单元(PCI Frame Store)245。此增益乘法单元241连接闩锁电路22以接收数字电信号，并自上述增益/位阶偏移内存23撷取一增益参数以增益该数字电信号。此位阶偏移单元242是分别连接上述增益/位阶偏移内存23及增益乘法单元241，用以从该增益/位阶偏移内存23撷取一位阶偏移参数而对经该增益乘法单元241增益的数字电信号进行位阶偏移并形成一影像信号输出。此接口电路243是连接上述位阶偏移单元242，并规格化从该位阶偏移单元242的影像信号而形成PCI图框数据，以输出至上述PCI接口25。又，在本实施例中，该位阶偏移单元242及该接口电路243为一电可程序逻辑数组(EPLD)为较佳实施例，而为了方便使用可连续撷取多次待测物或储存分辨率较高的画面，该信号处理电路24更利用一连接该位阶偏移单元242的暂存电路244，将经接口电路243规格化的PCI图框数据，以先进先出的原则送至PCI图框数据储存单元(PCI Frame Store)245储存，而由于在本实施例中是利用PCI规格，所以图框数据传输速度可高达250MHz。
PCI接口25是用以将在信号处理电路24与PCI总线26间传输PCI图框数据。
该PCI总线26是用以接收上述PCI接口25的PCI图框数据并传送至显示装置3。
再参照图1，在本实施例中，该显示装置3为一般影像工作平台的计算机。该显示装置3大体上具有一计算机主机31及一显示屏幕32，而该计算机主机31内设置一主机板311。该主机板311上具有一PCI总线310，以供模块化的电路装置2插置，形成电路装置2与主机板311之间的电信连接。又，本实施例的计算机主机31更组装一些常见的计算机组件，如一电源供应器(PC P/S)33、一硬盘(Harddisk)34、一软盘(Floppy disk)35、一光驱(CD-ROM)36及一调制解调器(Modem)37，而在主机板311上也具有一微处理器(Processor)312、一影像卡(Video Card)313及一供外接打印机38的并行端口(Parallel Ports)314。而电路装置2处理后的PCI图框数据经计算机主机31的PCI接口总线310传输至影像卡313进行影像处理传送至显示屏幕32供使用者观看，在此，该显示屏幕32是以计算机屏幕(PCMonitor)为较佳实施，但也可利用RS-170传输线连接至电视屏幕(TV Monitor)32′显示。再者，在本实例中，由于可利用PCI图框数据储存单元245储存大量的数据，所以画面是可为320×240像素(pixel)、640×480像素或1024×960像素，且在计算机主机31内储存控制软件让每一像素所显示的颜色是对应该待测物的该点位置发射的辐射量换算而成的温度，所以随温度不同，显色也随之改变，也可利用一打印机38将显示在显示屏幕32的画面打印出来，在此该打印机38是以彩色打印机较佳实施例，以方便使用者观看。
参照图4，以下说明本发明的电路装置2的计算方式1.辐射通量(Radiant Flux)计算方式依据蒲郎克定律计算在人体温度的范围内，待测物所发出的光强度与红外线波长及温度的关系如下列公式1所示Le(λ,T)=C1λ5{exp(C2/(λT))-1}Wattscm2-sr-μm.....]]>公式1其中Le＝光强度λ＝红外线波长T＝待测物绝对温度C1＝常数＝11,911μm5Watts/(cm2-sr-μm)C2＝常数＝14,388μm-K而经红外线镜头组11所收集在某一区段波长的幅射通量如下列公式2所示φE(λ,T)=πAd4F2τ0∫λ1λ2Le(λ,T)dλWatts...···.]]>公式2其中Φe＝辐射通量(Radiant Flux)Ad＝增益F＝红外线频率τ0＝时间间隔2.关于经聚焦面数组检测器13所产生的模拟电信号集合由于聚焦面数组检测器13所产生的模拟电信号集合与所接收的辐射通量呈线性关系，两者的关系可利用下列公式3表示v＝RΦeVolt...公式3其中v＝检测器输出(Detector Output)3.关于进入模拟至数字转换电路集合模块15的模拟电信号集合由于模拟电信号集合在传输的过程会有位阶偏移的情况发生，以及在经放大电路模块14会增益放大以达到适当的电压准位，所以进入模拟至数字转换电路集合模块15的电信号与原先聚焦面数组检测器13所输出的电信号之间的关系如下列公式4所示V＝G(v-v0)volts...公式4其中V＝类比至数位转换器的输入(ADC Input)v0＝位阶偏移的值(Offset)4.关于模拟至数字转换电路集合模块15所输出的数字电信号经模拟至数字转换电路集合模块15所输出的数字电信号与输入的模拟电信号集合的关系如下列公式5所示N＝r(V+1)Count...…公式5其中N＝类比至数位转换电路集合模组的输出(ADC Output)r＝4095/2 Counts/Volt5.关于电路装置2的信号处理方式在电路装置2接收到红外线检测装置1输出后，利用上列公式推算出适当的增益及位阶偏移参数，以储存在增益/位阶偏移内存23，所以可直接在电路装置2上利用增益乘法单元241及位阶偏移单元242进行增益放大及位阶偏移动作，以计算出正确的辐射通量，然后再经规格化处理后，送至显示装置3计算机主机内的控制软件，使不同的辐射通量显示出不同颜色，即不同的温度会显示不同颜色，所以观看显示屏幕32上的画面，即可知道待测物的温度分布，而使用者可借由观看该画面来判断待测物如人体是否有何处温度异常。
6.红外线检测器的补偿方式由于使用在医疗用途的红外线热影像检测系统，往往设置一密闭小空间内且该空间通常维持在一固定特定温度(一病房内大都维持在22℃)，所以本系统内先储存在此空间内该温度下红外线镜头组所撷取的辐射通量，以作为参考数据。如此，使用者只需直接撷取待测物的辐射通量，而撷取后的辐射通量会与预先储存的数据及对应此特定环境的参数进行比较修正后，而于显示屏幕32上显示正确的画面，以避免以往需使用者先键入一大堆的设定数据才能使用的缺点，达到简化使用者操作的效果。此外，在本实施例中，由于利用红外线检测装置1撷取待测物的辐射通量之前，该红外线镜头组11的遮光片作先作动遮蔽镜头，以阻挡红外线入射，使在没有红外线入射的情况下，先作中温、高温与低温的背景画面取样当作背景数据，而后在待测物定位及遮光片移开不再阻挡红外线入射的状况下，再撷取辐射通量与先前背景数据作比较，以在聚焦面数组检测器13内的诸红外线检测胞若有工作效能不同的情况(如有些红外线检测胞对相同辐射通量反应不同，即在公式3的R值不同)下，仍可显示出正确图框数据。
图5为本发明较佳实施例的流程图。本实施例可搭配一软件控制，使在已预先设定特定温度下仍可自动做实时修正，以避免医疗人员的操作困难。首先，当红外线检测系统开始激活后，进入步骤61，命令聚焦面数组检测器13进入″输入(IN)″模式，即对红外线检测装置1与电路装置2设定相关数据，与红外线镜头组11的遮光片作先作动遮蔽镜头，以阻挡红外线入射，使可在没有红外线入射的情况下，先作背景画面取样当作背景数据。其后，进行步骤62，设定聚焦面数组检测器13至中温(Mid-Temp)，此中温为一特定温度如21℃并可通过馈入此温度对应的电流至热源控制组件111来获得。接着，进行步骤63，对应该中温与前述公式，设定温度TI与模拟至数字转换电路集合模块15的输出Nf之间的关系。而后步骤64传送对应该中温的等于1的原始增益参数至增益乘法单元241。再者，进行步骤65，计算出对应中温的原始位阶偏移参数至位阶偏移单元242。其中，步骤64与65是为了使整体位阶偏移最佳化，而后在步骤66中，自位阶偏移单元242写入原始增益至增益/位阶偏移内存23开始进行增益。接着步骤67利用上述的设定参数，截获中温图框数据及平均值的图框(背景数据)。跳至步骤68，以利用该图框计算准确位阶偏移参数。其次，在步骤69中，传送准确的位阶偏移参数至位阶偏移单元242。跳至步骤70，命令聚焦面数组检测器13进入″输出(OUT)″模式，即移开遮光片开始接收外界(待测物)红外线的红外线辐射。其后至步骤71，针对影像传送方式利用直接内存存取(Direct Memory Access；DMA)控制器来执行影像传送，以获得更快的传送速度以及更好的传送效率。接着在步骤72中，根据送入的数据影像重新绘制图框数据的图框。而后，步骤73，对图框数据画面模式进行控制以供显示在计算机屏幕32上。跳至步骤74进行实物成像(Life Imagery)，使影像画面数据显示于计算机屏幕32上。接着，步骤75，再命令聚焦面数组检测器13再次进入″输入(IN)″模式。而后步骤76设定聚焦面数组检测器13至高温(Hi-Temp)，此高温高于步骤62的中温，此高温也可借由电流控制热源控制组件111来精准获得。其后至步骤77，在聚焦面数组检测器13设定到高温时，截获模拟至数字转换电路集合模块15输出在高温的数字计算结果。其次至步骤78中，借由热源控制组件111设定聚焦面数组检测器13至低温(Lo-Temp)，此低温低于步骤62的中温，而后截获模拟至数字转换电路集合模块15输出在低温的数字计算结果。接着，至步骤79，根据步骤87与步骤88的数字计算结果来计算介于高温与低温之间的一适当中温，并设定聚焦面数组检测器13至中温，此中温的数值可能与步骤62的中温数值有所差异。接着至步骤80，截获模拟至数字转换电路集合模块15输出在此中温的数字计算结果。跳至步骤81，对应计算结果来产生正确温度。其次至步骤82中，命令聚焦面数组检测器13切换至″输出″模式。而在本实施例中更利用硬盘34来储存一数据库，数据库内储存多笔因应不同环境、不同温度等条件所应有设定数据。在步骤83中，判断在步骤82中聚焦面数组检测器13输出的信号是否为数据库内所具有的数据。若为是，则跳至步骤84由数据库存取设定数据以加速进行成像动作，并接着至步骤85进行截获成像。若为否时，直接跳至步骤85利用前述提及公式来进行截获成像。接着至步骤86将截获的成像与辐射纪录储存至数据库。其次在步骤87中判断截获的成像是否成功。若不成功时，则跳回步骤83依照前述步骤继续进行截获成像的动作。若成功时，则跳回步骤74实物成像，接着至步骤88进行判断，在步骤88若确定成像数据与在步骤73的原始成像数据雷同，直接跳至步骤73控制图框数据画面模式来修正不同处而后至步骤74实物成像。若经步骤88判断该成像数据与在步骤73的原始成像数据图框数据部分不同但需设定参数相同时，则跳至步骤67重新截获图框数据。若经步骤88判断该成像数据与在步骤73的原始成像数据的需设定参数皆不相同时，则跳至步骤61重新设定再循环一次。因而，在本实施例中，是先利用电流数字控制温度值，所以温度可正确无误，而不会受环境的影响而边移，再者可利用前述公式计算出于各像素于正确中温(步骤62)、高温(步骤76)与低温(步骤78)下对应的温度，如此当开始拍摄影像时，而后可利用这些数据正确计算出各像素的温度，因而，本实施例确实达到精准呈现实物的成像。再者，本实施例的热影像系统除了计算各像素的温度外更统计于各温度的像素数目，以在显示装置3上一并显示如图6的各温度上的像素数目分布图，此分布图上具有可移动并位于不同温度上的一上边界91及一下边界92，而落于上边界的温度与下边界的温度间的范围内的各像素会依温度显示对应的色阶，而超过此温度范围的像素以单一颜色显示，如此可删除范围以外的图框数据，以仅显示被拍摄者的影像，而且可随边界91、92位置改变来变更温度范围，以使医疗人员可利用调整两边界91、92来使画面仅显示所需的温度分布。
值得注意的是，在前述实施例中，虽然在上述说明中对于构件规格与其包含的组件，例如诸构件中相互信号传输规格设定为PCI等等诸如此类的设定，然而，熟悉这些技术者可知，前述限制实际上可依制造商与现有技术而作适当变更，所以揭示构件的等效变化与变更应包含在本发明中。
如图7所示，在上述数字式红外线热影像检测系统更包括一可让前述装置设置于其上的一工作平台4上，该工作平台4内可供容置计算机主机31，在其顶面更向上延伸一高台41及向前延伸一平置板42，且在其的底部设置滑轮43，并在其的一侧垂直组装一滑轨44。在该高台41的顶面411适于放置一显示屏幕32。在平置板42适于平置一键盘或鼠标等控制组件。在该滑轨44上适于组装红外线检测装置1，且该红外线检测装置1可在其上垂直上下移动。再者，可利用该工作平台4的滑轮43，使红外线检测装置1可前后左右移动，以及利用滑轨44使红外检测装置1可上下移动，达到使红外线检测装置1可于三维空间移动的优点。
此外，图8是显示另一种工作平台4′，其与前述的工作平台4不同的地方，在于红外线检测装置1的架设方式，在工作平台4′的一侧固定一直立的固定杆44′，而固定杆44′的一端部441′更衔接一可于三维空间移动的延伸臂45′的一端451′，而此延伸臂45′的另一端452′更适于组设红外线检测装置1，借此达到红外线检测装置1的移动更有弹性与更加方便使用者操作的效果。
就上所述，本发明的数字式红外线热影像检测系统确实具有以下的优点1.精准度高在人体温度范围内的温度与热辐射间的关系可利用遮光片遮光与热源控制组件111作标准热源，来取得的不受环境影响的背景数据，以依撷取的数据与预先储存在系统内特定温度的参考数据来计算出正确的参数，而后形成影像时可利用前述背景数据作为标准值，来计算出正确温度分布，所以可解决以往无法精准对应转换热辐射与温度之间关系，再者，也避免因部分零件故障及外在温度改变而导致的不正确影像，并借由多次比较，以达精准度高的优点。
2.简化操作系统放置于在维持一特定温度(如22℃)上的密闭室中，并于每次开始使用时，先行利用软件控制撷取特定温度、一高温与一低温下先行校准并储存来作为标准，让医疗人员不需键入任何设定数据，只需直接撷取待测物的热辐射即可，达到简化操作的功效，且由于使用非冷却式聚焦面数组检测器13，所以可直接在特定温度下操作而不需冷却系统来降温，使聚焦面数组检测器13的寿命可延伸与节省大量成本。
3.组装及更换方便在本实施例中，分别将放大电路模块14、模拟至数字转换电路集合模块15、输入/输出电路集合模块16及系统电源供应电路集合模块17模块化，相较以往将这些电路作在同一电路板上，本发明在更换不同的红外线镜头组11及聚焦面数组13时，只需抽换部分电路模块如放大电路模块14，而以往却必须将整块电路板更换，所以本发明只需较低成本即可更换红外线镜头组11或聚焦面数组检测器13，对使用者而言，更符合经济成本。此外，以往必须定制特殊影像卡以进行所需影像处理如增益、位阶偏移等，使成本一直高居不下，而在本发明中先行将影像处理以模块化成一PCI的PC外接卡的电路装置2来处理，所以可直接插置在一般计算机内使用，而不需更换影像卡，使成本大为下降。
4.成本下降如前所述，分别将放大电路模块14、模拟至数字转换电路集合模块15、输入/输出电路集合模块16及系统电源供应电路集合模块17模块化，使更换组件时的所需成本下降，与将电路装置2模块化，以避免订制特殊影像卡所费不赀，且由于电路装置2可利用烧录不同环境下数据，来达到可适用不同环境的功效，所以电路装置2可大量制造以降低成本，只需在出厂前烧录所输的数据即可，因而本发明确实有降低成本的优点。另外，因本发明采用检测器13采用非冷却式的检测组件，相较于以往冷却式检测组件寿命可延长与成本也可大幅下降。
权利要求
1.一种数字式红外线热影像检测系统，其特征在于其包含一红外线检测装置，其温度可受电流改变而变化，并可检测待测物的热幅射量以输出一数字电信号，而在检测待测物前，该红外线检测装置会在无外部光线输入下，使该红外线检测装置位于一特定温度、一高于该特定温度的高温与一低于特定温度的低温下，分别输出数据数据；一电路装置，用以分别输出对应于该等特定温度、高温与低温的电流至红外线检测装置，以使该红外线检测装置可位于不同温度，而后并将该等输入的数据数据与预先储存的各温度数据作比较运算，以校准热幅射量与温度间关系的参数，在接收由该红外线检测装置输出的待测物的数字电信号，依照该等参数与数字电信号形成一对应该待测物的温度的图框数据；及一显示装置，用以接收上述该电路装置的图框数据并显示于该显示装置。
2.如权利要求1所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该红外线检测装置包括一红外线镜头组，具有一用以搜集入射的所需红外线的滤光片、一用以适时遮蔽红外线入射的遮光片、一用以受该电路装置的控制来调整镜头的温度的热源控制组件，进而调整红外线幅射量；一非冷却式聚焦面数组检测器，包括多数个红外线检测胞，各该红外线检测胞是用以接收各该对应方向入射的红外线辐射量产生一模拟电信号，以形成一模拟电信号集合；一模拟至数字转换电路集合模块，用以将上述聚焦面数组检测器所输出的模拟电信号集合转换成数字电信号；及一输入/输出电路集合模块，用以使上述模拟至数字转换电路的数字电信号经该电路集合输出。
3.如权利要求2所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于红外线检测装置更包括一热电致冷器，用以冷却该聚焦面数组检测器于适当的温度。
4.如权利要求2所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该红外线检测装置更包括一放大电路模块，用以放大该聚焦面数组检测器所输出的模拟电信号集合至该模拟至数字转换电路模块。
5.如权利要求2所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该电路装置更统计于不同温度下该非冷却式聚焦面数组检测器的红外线检测胞的数目，并传送至该显示装置以显示于不同温度下的红外线检测胞的数目分布图。
6.如权利要求5所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该数目分布图上具有可被移动并位于不同温度上的一高温边界与一低温边界，以形成一温度范围，而该显示装置上显示的影像温度分布是位于该温度范围间。
7.如权利要求1所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该电路装置包括一传输线路，是连接上述红外线检测装置，用以传输该数字电信号；一增益/位阶偏移内存，用以储存数组增益及位阶偏移的参数；一信号处理电路，用以接收上述传输线路所输入的数字电信号，并自上述增益/位阶偏移内存撷取所需的参数对该数字电信号作适当处理而输出一图框数据；一接口，用以将收上述信号处理电路的图框数据；及一总线，用以接收上述接口的图框数据并输出至上述显示装置。
8.如权利要求7所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该电路装置的信号处理电路包括一增益乘法单元，是连接上述传输线路，并自上述增益/位阶偏移内存撷取一增益参数而增益自该传输线路所输入的数字电信号；一位阶偏移单元，是连接上述增益/位阶偏移内存及增益乘法单元，用以自该增益/位阶偏移内存撷取一位阶偏移参数，而对经该增益乘法单元增益的数字电信号进行位阶偏移并形成一影像信号输出；及一接口电路，是连接上述位阶偏移单元，并规格化自该位阶偏移单元的影像信号而形成与上述接口规格相符的图框数据，以输出至上述接口。
9.如权利要求8所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该电路装置更包括一与上述接口规格相符的图框数据储存单元，是连接上述位阶偏移单元及接口电路，用以暂存该等图框数据。
10.如权利要求1所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该电路装置是模块化为一外接卡。
11.如权利要求1所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于更包括一用以放置该显示装置的工作平台，且该工作平台的一侧直立组装一滑轨，使该红外线检测装置适于借该滑轨上下移动。
12.如权利要求1所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于更包括一用以放置该显示装置的工作平台，且该工作平台的一侧直立组装一固定杆，而该固定杆中远离该工作平台的一端更衔接一能于三维方向移动的延伸臂，该延伸臂的一自由端装设该红外线检测装置。
13.如权利要求11所述的数字式红外线热影像检测系统，其特征在于该工作平台的底部装设滑轮，以利于该工作平台的移动。
全文摘要
一种数字式红外线热影像检测系统，包括一用以检测一待测物的辐射量且对应该辐射量产生一数字电信号的红外线检测装置、一形成对应该待测物的辐射量的图框数据的电路装置，及一接收并显示电路装置的图框数据的显示装置，并且该红外线检测装置可受电路装置控制于不同温度，以撷取不同温度的图框数据作标准数据；借此，可达到自动调校红外线温度量测到最佳、降低成本与延长产品的寿命。
文档编号A61B5/01GK1409104SQ0114068
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月18日 优先权日2001年9月18日
发明者张欧 申请人:台群科技股份有限公司