一种超薄红外热成像摄像机的制作方法

文档序号:14480532阅读:390来源:国知局

本实用新型涉及热成像技术领域,特别涉及一种超薄红外热成像摄像机。



背景技术:

红外热成像摄像机是利用红外热成像传感器来拍摄热成像照片,确定环境物体表面温度的装置。目前,市场上的红外热成像摄像机需要在感光元件2即热成像传感器前方设置光学镜头1,通过光学镜头1来聚集光束并成像,参见图1。光学镜头存在的问题在于其体积和重量都较大,无法应用于空间受限或者设备载重受控的场景中;此外,光学镜头的成本也较高,限制了红外热成像摄像机的应用范围。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型提供一种超薄红外热成像摄像机,利用光学薄膜替代光学镜头,显著降低摄像机的机身厚度、重量和成本。

本实用新型采用的技术方案为:一种超薄红外热成像摄像机,包括光学薄膜,其上印刷有同心圆图案,配置在红外热成像传感器感光面上方;红外热成像传感器,用于生成与红外光相关的输出信号;图像处理模块,用于对红外热成像传感器生成的输出信号进行对焦和图像还原生成最终的热成像图像。

优选地,所述图像处理模块包括用于对焦的同心圆叠加模块和用于图像还原的傅里叶转换模块。

优选地,所述光学薄膜与红外热成像传感器的距离设置为1毫米。

与现有技术相比,本实用新型存在以下技术效果:

1)利用“摩尔纹”成像原理,采用印刷有同心圆图案的薄膜结合图像处理来替代光学镜头工作,同样能够实现图像采集功能,还可获得带有深度数据的照片,相对传统摄像机,能够显著降低摄像机的机身厚度、重量和成本,尤其适用于空间受限或者设备载重受控的场景中;

2)采用二维傅里叶变换进行高速运算来实现图像还原,对运算能力要求较低,现有的个人电脑用微处理器或嵌入式MCU即能满足需求。

附图说明

图1是现有技术中红外热成像摄像机结构示意图;

图2是本实用新型红外热成像摄像机结构示意图1;

图3是本实用新型红外热成像摄像机结构示意图2;

图4是本实用新型在(a)同心圆直径一致;(b)同心圆直径不一致的情况下产生的摩尔纹形状。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

参见图2和图3,一种超薄红外热成像摄像机,包括光学薄膜10,所述光学薄膜10上印刷有同心圆图案,配置在红外热成像传感器20感光面上方;红外热成像传感器20,用于生成与红外光相关的输出信号;图像处理模块30,用于对红外热成像传感器生成的输出信号进行对焦和图像还原生成最终的热成像图像。优选地,所述图像处理模块30包括用于对焦的同心圆叠加模块31和用于图像还原的傅里叶转换模块32。优选地,所述光学薄膜与红外热成像传感器的距离设置为1毫米。

本实用新型的超薄摄像机采用了“摩尔纹”成像原理。一般情况下,摩尔纹是将印刷有同心圆图案的2片薄膜以一定距离重叠,使光透过薄膜生成的,成像的无数个光点都会对摩尔纹的形状带来影响。当2片薄膜上的同心圆图案保持一致时,摩尔纹为直线,参见图4中的(a);当2片薄膜上的同心圆图案不一致时,摩尔纹为弯曲,参见图4中的(b),通过对摩尔纹进行二维傅里叶变换,即可恢复光的位置等。

本实用新型中,用图像处理代替了2片薄膜中的1片,也就是说,将1片薄膜以距离热成像传感器1mm左右的间隔进行配置,将同心圆图案与拍摄的数据重叠来发挥作用。外界场景的光点穿过薄膜在传感器表面形成同心圆状的投影,且不同距离的物体投射在传感器表面的同心圆的直径不同,在对焦时,同心圆叠加模块生成一个虚拟同心圆并不断改变同心圆图案的直径,以寻找可使获得的摩尔纹变成直线的情况,此时即处于对焦状态。出于这一原理,分块扫描考察场景投影同心圆与虚拟同心圆叠加形成的摩尔纹,任意位置的摩尔纹为直线使,就表示虚拟同心圆与投影同心圆直径相同,通过电脑事先标定出虚拟同心圆不同直径代表的光点距离,即可获得该位置的真实距离,如此可获取全场景中各店的深度数据。再通过对摩尔纹进行傅里叶变换即可复原原始图像,获得带深度数据的照片。

本实用新型利用“摩尔纹”成像原理,采用印刷有同心圆图案的薄膜来替代光学镜头,结合图像处理同样能够实现对焦和图像还原的功能,还可获得带有深度数据的照片,相对传统摄像机能够显著降低摄像机的机身厚度、重量和成本,尤其适用于空间受限或者设备载重受控的场景中。此外,采用二维傅里叶变换进行高速运算来实现图像还原,对运算能力要求较低,现有的个人电脑用微处理器和嵌入式MCU即能满足需求。

总之,以上仅为本实用新型较佳的实施例,并非用于限定本实用新型的保护范围,在本实用新型的精神范围之内,对本实用新型所做的等同变换或修改均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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