[發明專利]具有激光指示器的可見光和IR組合的圖像照相機

有效

• 申請號: 200580047235.5
• 申請日: 2005-12-05
• 公開（公告）號: CN101111748A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: K·R·約翰遜;T·J·麥克馬納斯
• 申請（專利權）人: 紅外線解決方案公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

背景技術

現今的許多紅外照相機僅利用電磁光譜的遠紅外部分(典型地在8-14 微米的范圍內)的能量產生景象的圖像(IR圖像)。使用這些照相機獲得的 圖像基于到達照相機傳感器元件的IR輻射的強度給構成景象的像素分配色 彩或灰度級別。因為合成IR圖像基于目標的溫度，又因為照相機顯示的色 彩或級別并非典型地與景象的可見光色彩對應，所以特別是此類裝置的初 學者，難以將IR景象中感興趣的特征(例如，熱斑)與操作者在可見光景 象中看到的其對應位置準確地聯系起來。在紅外景象反差較低的應用中， 僅紅外圖像可能尤其難以詮釋。

紅外景象是熱量發射的結果，并且與反射可見光產生的可見光圖像相 比，雖然不是全部，但是絕大多數紅外景象都是非常本質地更不清晰。例 如，考慮一個具有許多電部件和互連的工業機器的電氣控制面板，由于不 同的色彩和精確定義的形狀，可見光圖像將變得清晰且分明。由于從溫度 高的一個或多個部分到其相鄰部分的熱傳遞，所述紅外圖像可能會顯得不 夠清晰。

為了處理所述更好地識別感興趣的溫度斑的問題，一些照相機允許操 作者利用嵌入紅外照相機的獨立的可見光照相機捕捉景象的可見光圖像 (通常稱為“控制圖像”)。在商業上可以從Oregon州的Wilsonville的FLIR 系統得到的FLIR?ThermaCam^P65就是這種照相機的一個例子。這些照相 機不提供自動對準或將可見光與紅外圖像在照相機中合并的能力，將手動 使紅外圖像中感興趣的圖像特征與可見光圖像中對應的圖像特征關聯的操 作留給操作者。

可選擇地，一些紅外照相機應用嵌入照相機里或附于照相機上的激光 指示器。在商業上可以從Oregon州的Wilsonville的FLIR系統得到的FLIR ThermaCam^E65就是這種照相機的一個例子。該激光指示器在目標上投射 可見點或可見區域，以便允許用戶從視覺上識別目標景象通過紅外照相機 顯示的部分。因為激光指示器輻射位于可見光譜中，所以它在紅外圖像中 是不可見的。因此，所述激光指示器在紅外照相機中的價值有限。這在熱 斑或冷斑的位置難于識別時將成為問題。例如，大型工業控制面板通常具 有許多形狀相似且緊緊組裝在一起的組件。有時難于確定導致熱事件(例如 在紅外照相機圖像中的熱斑)的具體組件。

其它紅外溫度測量工具可以應用單一的溫度測量傳感器，或很少數量 的排列成柵格圖案的溫度傳感器。單一的指示工具典型地通過照亮由所述 單一溫度傳感器元件看到的點或區域來提供用以識別目標區域的激光指示 系統，所述單一溫度傳感器元件例如在商業上可從新澤西州奧克蘭的 Mikron紅外有限公司獲得的Mikron?M120。可選擇地，一些系統應用允許 用戶從視覺上識別位于目標景象中的點的光學系統，所述目標景象通過經 由與溫度傳感器對準的光學路徑進行觀測的工具進行測量，例如，商業上 可從新澤西州奧克蘭的Mikron紅外有限公司獲得的Mikron?M90。具有多個 傳感器元件的工具典型地提供由很小數量的景象像素組成的非常粗糙的紅 外圖像，每一個傳感器元件均具有相對大的瞬時視場(IFOV)，所述傳感 器元件例如在商業上可從加利福尼亞圣地亞哥的Advanced?Test?Equipment 獲得的IRISYS?IRI?1011。使用此類圖像非常難精確識別感興趣的特征。

因為紅外圖像并非典型地具有清晰的分辨率，所以通常難以聚焦紅外 圖像。例如，因為通過多個過程從熱位置到相鄰位置的熱傳遞，所述圖像 并不總是具有清晰的分辨率。這使得用戶主觀地聚焦所述紅外圖像。因此， 期望使紅外圖像聚焦的主觀性減小。

發明內容

本發明的某些實施方式在一個工具中將視頻碼率和/或靜態紅外 照相機與視頻碼率和/或可見光照相機組合，以便景象可以同時以可 見光和紅外線觀測和記錄。所述兩圖像被配準(校正視差)且調整大 小以便相互匹配，使得紅外景象和可視景象在所得到的圖像中相互重 疊。操作者可以選擇觀測紅外圖像、可見光圖像、或兩種圖像的α混 合的(熔融的)組合。因為所述兩圖像通過照相機匹配，所以操作者 僅通過注意兩圖像中感興趣的特征重疊的位置，便可輕易地將紅外圖 像和可見光圖像中感興趣的特征關聯起來。初學者可以選擇僅觀測可 見光圖像且利用來自未顯示但關聯的紅外圖像的數據讀取可見光圖 像中的溫度。