專利名稱：雙頻譜反射式熱像儀的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種反射式熱像儀，特別是有關于一種小型雙頻譜反射式熱像儀。
背景技術：
隨著半導體工業與電子技術的快速進步，紅外線傳感器的制造技術也日益進步。紅外線傳感器不僅僅可以利用在醫學上，進行體溫的測量，更可利用于科學、商業及軍事上，如激光探測、飛彈導向、紅外線光譜儀、遙控器、防盜器、熱像偵察等用途上。而紅外線傳感器主要可分為熱型(thermal)及光子型(photon)二大類。由于熱型紅外線傳感器在使用上較為方便，一般的應用也較為廣泛。
熱型的紅外線圖像傳感器可在接近室溫工作，然而由于空氣的熱傳導，將使目標熱源落在傳感器上的熱大量流失，為了提高靈敏度，一般而言紅外線檢測芯片必須密裝于真空中。此外，為了確保紅外線傳感器能正常工作，封裝內還經常包含有一熱電冷卻器(thermo-electrical cooler)做為穩溫裝置，進行溫度的穩定控制。
由于紅外線可以為大部分的材料所吸收，因此，傳統上紅外線熱像儀的鏡頭材料，為了能降低紅外線信號被鏡頭吸收的比率，其材料受到了許多的限制。所以，傳統紅外線鏡頭的成本也因此而提高。其不僅僅造成紅外線熱像儀的制造成本居高不下，且影響紅外線熱像儀的普及率。
此外，由于紅外線熱像儀所拍攝的圖像，是由于測量物體所發散出來的紅外線能量所得的圖像。因此，在圖像的質量上，一般并無法如可見光攝像機般的清晰與容易辨識，然而它在夜間與光線不足的情況下，則可提供較優質的可辨識圖像。
發明內容
鑒于上述的發明背景中，紅外線熱像儀由于居高不下的鏡頭成本，且其圖像質量一般并無法如可見光攝影般的清楚與容易辨識，其將造成紅外線熱像儀居高不下的制造成本與使用上的瓶頸。
本發明的目的之一，是提供一種紅外線熱像儀，利用反射式的鏡頭，有效的降低紅外線熱像儀的制造成本。
本發明的另一目的，是提供一種紅外線熱像儀，其軸心位置安裝有一可見光圖像檢測裝置，以構成一雙頻譜反射式熱像儀，它不僅具有一反射式的紅外線圖像拍攝功能，更同步提供一同軸心的折射式可見光的圖像拍攝功能。
根據以上所述的目的，本發明涉及一種雙頻譜反射式熱像儀，包含有一反射式紅外線熱像儀與一折射式可見光攝像機。其中，反射式紅外線熱像儀還包含有，由一第一反射鏡與一第二反射鏡所構成的一反射鏡模塊，以及一紅外線圖像檢測組件通過反射鏡模塊使紅外線圖像聚焦于紅外線圖像檢測組件之上。其中第一反射鏡與第二反射鏡的表面分別具有一紅外線反射層，例如是由鋁鍍層或金鍍層所構成的紅外線反射層。
折射式可見光攝像機安裝于反射式紅外線熱像儀的一軸心上，使反射式紅外線熱像儀與可見光攝像機具有同軸與同步拍攝圖像的能力。而第一反射鏡與第二反射鏡至少其中之一，是由一塑料材料所形成，也可由鋁金屬所形成。
此反射式紅外線熱像儀還包含有一調焦模塊，利用一固定板，以固定可見光攝像機與第二反射鏡，以進行反射式紅外線熱像儀的焦距調整，待調整完成后，則利用一固定裝置，例如是一螺絲，將固定板固定于反射式紅外線熱像儀的外殼之中。
其中，雙頻譜反射式熱像儀還包含有控制模塊、信號輸出模塊、以及電源模塊。而紅外線熱像儀與可見光攝像機可使用整合式的控制模塊與信號輸出模塊，或者是個別獨立的控制模塊與信號輸出模塊。而電源模塊則包含有一內部電源模塊，例如是一電池，較佳的為一充電電池，安裝于雙頻譜反射式熱像儀的一底座中，以及一外部電源模塊，電性耦合于可見光攝像機與反射式紅外線熱像儀。
其中，雙頻譜反射式熱像儀還包含有一防塵罩，安裝于紅外線熱像儀的一外殼上，以避免紅外線熱像儀與可見光攝像機受到污染，且防塵罩較佳的是由聚乙烯(polyethylene；PE)所構成，而外殼則可由聚氯乙烯(polyvinyl chloride；PVC)所構成。
因此，本發明的雙頻譜反射式熱像儀不僅可有效的降低紅外線熱像儀所需的制造成本，且由于利用一反射式紅外線熱像儀與一折射式可見光攝像機進行同步與同軸的圖像攝影，其將可大幅提高圖像辨識的能力，有效提高紅外線熱像儀的應用范圍。
為讓本發明的上述和其它目的、特征、優點與實施例能更明顯易懂，附圖的詳細說明如下圖1A為本發明的雙頻譜反射式熱像儀的一較佳實施例的正視示意圖；圖1B為本發明的雙頻譜反射式熱像儀的一較佳實施例的側視示意圖；圖1C為本發明的雙頻譜反射式熱像儀的一較佳實施例的后視示意圖。
附圖標記說明100雙頻譜反射式熱像儀102外殼104底座 106固定座110防塵罩112固定環114防塵膜120可見光攝影機130反射鏡模塊132第一反射鏡134第二反射鏡140紅外線影像感測組件150控制模塊 152控制電路154控制按鈕 160信號輸出模塊162第一信號輸出端口 164第二信號輸出端口170電池 180調焦模塊182鋼珠 184固定裝置186固定板190外部電源模塊192第一外部電源連接器194第二外部電源連接器200紅外線熱像儀 210固定裝置
220固定環230固定環240快門 250散熱片具體實施方式
本發明的雙頻譜反射式熱像儀，利用一反射式紅外線攝像機，并在其軸心處結合一折射式可見光攝像機，使其不僅僅具有反射式紅外線圖像拍攝功能，更同步提供同軸折射式可見光的圖像拍攝功能。以下將以附圖及詳細說明清楚說明本發明的精神，如熟悉此項技術的人在了解本發明的較佳實施例后，應當可由本發明所示的技術，加以改變及修飾，其并不脫離本發明的精神與范圍。
參閱圖1A至1C，為本發明的雙頻譜反射式熱像儀的一較佳實施例的正視、側視與后視示意圖。如圖中所示，本發明的雙頻譜反射式熱像儀100包含有，一紅外線熱像儀200與一可見光攝像機120，其中可見光攝像機120是安裝于紅外線熱像儀200的軸心上。因此，無論紅外線熱像儀200指向任何方向時，可見光攝像機120可同步地由軸心的位置提供與紅外線熱像儀200所拍攝的紅外線圖像，完全相同角度的可見光圖像。
因此，當使用本發明的雙頻譜反射式熱像儀100進行保全或者其它監控的工作時，由于可見光攝像機120所提供的可見光圖像，可輔助紅外線熱像儀200所提供的紅外線熱圖像，使得被拍攝物體的判別更為容易，有效提高紅外線熱像儀監控時的辨識性能。更由于可見光攝像機120被安裝于紅外線熱像儀200的軸心上，同時也是雙頻譜反射式熱像儀100的軸心上，因此，兩者所提供的圖像信號，將完全不具有任何視角上的差異，使得本發明的雙頻譜反射式熱像儀100可完全同步的提供相同角度的可見光圖像與紅外線圖像。
其中，紅外線熱像儀200還包含有外殼102、底座104、固定座106、防塵罩110、反射鏡模塊130、紅外線圖像檢測組件140、控制模塊150、信號輸出模塊160、以及調焦模塊180。而可見光攝像機120則固定于紅外線熱像儀200的調焦模塊180上。
本發明的雙頻譜反射式熱像儀100是利用反射式鏡頭使得紅外線圖像信號無須穿過反射鏡的本體之中，僅需在反射鏡的表面鍍有鋁或金等可以將紅外線能量有效反射的鍍層或涂層，較佳的為以真空蒸鍍的方式鍍上一層鋁鍍膜或者是使用穩定性較高且在紅外光區有較高反射率的金鍍膜，即可使紅外線能量被有效的反射至紅外線圖像檢測組件140之上。參閱圖1B，當由鏡頭前方的紅外線信號進入鏡頭時，首先將在反射鏡模塊130的第一反射鏡132上進行第一次的反射，接著這些紅外線信號，將被反射至第二反射鏡134之上，通過調焦模塊180適當的設定后，這些紅外線信號將被反射至紅外線圖像檢測組件140。
由上述的說明清楚可知，紅外線熱像儀200利用反射鏡模塊130將紅外線信號與能量，充分的反射至紅外線圖像檢測組件140，而這些紅外線信號與能量無須穿過第一反射鏡132及第二反射鏡134的本體，故不會受到反射鏡材質的吸收，以致于降低紅外線信號的能量。因此，第一反射鏡132與第二反射鏡134可以使用任何適合的材料形成，例如是塑料材料或玻璃材料，并在其表面涂布合適的紅外線反射層、或者是直接以金屬鋁形成反射鏡。所以，鏡頭模塊的生產成本可有效的被降低，進而降低紅外線熱像儀的生產成本。
而防塵罩110較佳地是由固定環112與防塵膜114所構成，以有效保護雙頻譜反射式熱像儀100的紅外線熱像儀200與可見光攝像機120，使避免受到灰塵與外物的污染，同時可以提供可見光與紅外線的穿透。舉例來說，防塵膜114較佳的是以可使紅外線光線穿透的透明薄膜所構成為佳，也可以使用可使紅外線光線穿透的透明薄板來構成，較佳地是使用例如是聚乙烯(polyethylene；PE)保鮮膜或PE塑料片所構成，其不僅價格合理，且同時可提供紅外線光線與可見光線的穿透，因此使雙頻譜反射式熱像儀100的生產成本，可進一步的降低。
其中，調焦模塊180較佳地是由鋼珠182、固定裝置184以及固定板186所構成。可見光攝像機120較佳地是固定于固定板186之上，且位于紅外線熱像儀200的軸心上。當雙頻譜反射式熱像儀100安裝完成后，通過鋼珠182使固定板186在外殼102前后移動，使紅外線圖像正確的對焦于紅外線圖像檢測組件140之上，然后，再通過固定裝置184，例如是螺絲，以將固定板186固定于外殼102之上，使紅外線熱像儀200維持較佳的清晰度。
紅外線圖像檢測組件140的后方則是用來安裝控制模塊150，控制模塊150包含有控制電路152與控制按鈕154，以進行圖像信號的處理與雙頻譜反射式熱像儀100操作。當被拍攝后的紅外線圖像及/或可見光圖像，通過控制電路152處理后，即可通過信號輸出模塊160傳送至所需的相關設備上，進行監控及/或錄像等工作。其中紅外線熱像儀200與可見光攝像機120可以利用相同或者是分別獨立的控制電路進行圖像信號的處理，其并不脫離本發明的范圍。
其中，信號輸出模塊160較佳地是包含有第一信號輸出端口162以用來輸出紅外線圖像，與第二信號輸出端口164以用來輸出可見光圖像，它也可以整合信號的方式通過單一輸出端口進行信號輸出，然后再通過信號分離與譯碼的方式還原為紅外線信號與可見光信號，也不脫離本發明的范圍。
為了能有效提供本發明的雙頻譜反射式熱像儀100所需的電源，雙頻譜反射式熱像儀100的內部也可安裝電池170，較佳地是安裝于底座104之中。它也可以利用外部電源模塊190的方式以提供所需的電源，例如是利用一第一外部電源連接器192直接提供紅外線熱像儀200所需的電源，且利用第二外部電源連接器194，例如是一充電插座，以提供電池與可見光攝像機所需的電源。其中，電池170可以為一標準型號的充電電池、特制規格的充電電池、或者是市售的標準電池，其均不脫離本發明的范圍。
本發明的雙頻譜反射式熱像儀100的反射鏡模塊130與控制電路152較佳地是由固定環220與固定環230分別固定于外殼102之上，而底座104則較佳地是利用固定裝置210固定于外殼102之上。其中外殼102較佳的是由塑料，例如是聚氯乙烯(poly vinyl chloride；PVC)，或者是任何具有吸收紅外線能力的金屬或非金屬材料所構成。
本發明的雙頻譜反射式熱像儀100的紅外線熱像儀200較佳地還包含有快門240與散熱片250，其中快門240提供紅外線熱像儀200的信號校正與歸零的功能，而散熱片250可將紅外線圖像檢測組件140所產生的熱量移除至紅外線熱像儀200的外側，以降低其對紅外線圖像檢測組件140所造成的影響。
因此，本發明的雙頻譜反射式熱像儀可以同步同軸的進行紅外線圖像攝影與可見光圖像的攝影，使利用雙頻譜反射式熱像儀的使用者更清楚與方便的了解被拍射物體的外觀形狀，且不會因為角度的差異而造成圖像的不同，以致于產生不同的監視畫面。更由于本發明的雙頻譜反射式熱像儀利用反射式的鏡頭模塊，使得紅外線光線無須穿透鏡片本體，使得鏡片的成本可大幅的降低，進而使雙頻譜反射式熱像儀的成本有效的被降低。
如熟悉此項技術的人員所了解的，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用以限定本發明的權利要求范圍。凡是其它未脫離本發明所公開的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種雙頻譜反射式熱像儀，至少包含一反射式紅外線熱像儀，其中該反射式紅外線熱像儀還包含一反射鏡模塊，該反射鏡模塊包含一第一反射鏡以及一第二反射鏡，該第一反射鏡與第二反射鏡的表面分別具有一紅外線反射層；以及一紅外線圖像檢測組件，通過該反射鏡模塊使紅外線圖像聚焦于該紅外線圖像檢測組件；以及一可見光攝像機，安裝于該反射式紅外線熱像儀的一軸心上，使該反射式紅外線熱像儀與該可見光攝像機具有同軸拍攝圖像的能力，其中，該可見光攝像機為一折射式可見光攝像機。
2.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的紅外線反射層為一金屬鍍層。
3.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的第一反射鏡與第二反射鏡至少其中之一，是由一玻璃材料所形成。
4.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的第一反射鏡與第二反射鏡至少其中之一，是由一塑料材料所形成。
5.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的第一反射鏡與第二反射鏡至少其中之一，是由一鋁金屬所形成。
6.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的反射式紅外線熱像儀還包含一調焦模塊，該調焦模塊還包含一固定板，以用來固定所述的可見光攝像機與第二反射鏡；鋼珠，耦合于該固定板與反射式紅外線熱像儀的一外殼之間，使該固定板具有在該外殼之中移動的能力；以及一固定裝置，以固定該固定板于外殼之中。
7.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，還包含一控制模塊，以用來處理所述的紅外線圖像檢測組件與可見光攝像機所拍攝的圖像畫面；一信號輸出模塊，以用來將該圖像畫面輸出；以及一電源模塊，以提供所述的可見光攝像機與反射式紅外線熱像儀所需的電源。
8.如權利要求7所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的紅外線熱像儀與可見光攝像機分別具有獨立的控制模塊與信號輸出模塊。
9.如權利要求7所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，所述的電源模塊，還包含一內部電源模塊，為一電池，安裝于該雙頻譜反射式熱像儀的一底座中，以及一外部電源模塊，電性耦合于該可見光攝像機與反射式紅外線熱像儀。
10.如權利要求1所述的雙頻譜反射式熱像儀，其特征在于，還包含一防塵罩，安裝于該紅外線熱像儀的一外殼上，以避免該紅外線熱像儀與可見光攝像機受到污染，其中所述的防塵罩是由聚乙烯(polyethylene；PE)所構成，且所述的外殼是由金屬所構成。
全文摘要
一種雙頻譜反射式熱像儀，具有一反射式紅外線熱像儀與一折射式可見光攝像機。折射式可見光攝像機安裝于反射式紅外線熱像儀的一軸心上，使反射式紅外線熱像儀與可見光攝像機具有同步與同軸拍攝圖像的能力。反射式紅外線熱像儀還包含有，一反射鏡模塊以及一紅外線圖像檢測組件，通過反射鏡模塊使紅外線圖像聚焦于紅外線圖像檢測組件之上。
文檔編號G01J5/10GK1869616SQ200510074629
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月25日 優先權日2005年5月25日
發明者李宗昇 申請人:友力微系統制造股份有限公司