专利名称：具有从动监视器的红外摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的红外(IR)摄像机。
背景技术：
红外(IR)摄像机常常用于检查机械、电气设备以确定其温度。由于通过这样的摄像机收集到的数据取决于成像对象的温度，所以它们用于确定对象是否已经达到指示危险或故障的温度。
这样的检查通常包括在难于接近的地方成像，例如机器或一件设备的上面、下面，或拐角周围，这使得操作者不得不伸长或弯曲或呈另外的不舒服或危险的状态。例如，当查看摄像机的取景器时，会有与锐边或高压元件碰撞的危险。

发明内容
本发明的一个目的是便于IR在难以接近的地方成像。
这个目的是通过根据本发明的红外(IR)摄像机获得的，该摄像机包括用于记录IR图象的摄像单元，所述IR摄像机特征在于它包括与摄像单元连接的从动监视器，用于显示由摄像单元记录的IR图象。
这样，该摄像单元可以独立于操作者移动。甚至当该摄像机用于不能接近的场所时，操作者不需要伸展、弯曲或呈另外的不舒服的状态，也能够看见摄像机记录的内容。它还排除了发生危险的可能性，例如，当操作者接近高压电气设备工作时，由于操作者能够看见周围的环境，所以他不需要查看取景器。
利用根据本发明的摄像机，操作者可以容易地向另一个人显示他自己正看到的图象。该摄像机可以直接用于外面的日光下。当从动监视器放在一个更容易接近的位置时，该摄像机也可以放置在三脚架或其它类型的支架上。
从动监视器优选通过电缆、近程无线电连接或无线局域网(WLAN)与摄像单元进行通信连接。该连接用于从摄像单元到从动监视器传输它们记录的图象。该连接还用于从动监视器到摄像单元的控制数据。在后一种情况中，从动监视器包括至少一个指令入口装置，其使操作者可以控制摄像单元的操作。
如果应用WLAN连接，那么就会使摄像机成为计算机网络的一部分。接着，计算机可以从摄像机的硬盘上进行读取。指令可以通过WLAN连接从计算机传输到摄像机，从而使得可以对摄像机进行更复杂的控制。
从动监视器优选为可拆卸地安装到摄像单元上，这样使得当不使用它时，它可以连接在摄像单元上以容易运输。
优选地，摄像单元还包括至少一个显示器。这使得当可行时，该摄像机也可以用于常规方法。该摄像单元和/或从动监视器应该具有用于选择在任何给定时间使用哪种显示器的功能。这可以利用摄像单元和从动监视器提供的控制输入装置进行控制，例如，控制按钮和或操纵杆。
附图简述将在下面参考附图对本发明进行更加详细的描述，其中

图1示出了在摄像单元和从动监视器之间利用有线连接的本发明基本实施例；图2示出了在摄像单元和从动监视器之间利用无线连接的本发明基本实施例；图3示出了从其一侧看，具有分离的从动监视器的IR摄像机的优选实施例；图4示出了从其另一侧看，具有分离的从动监视器的IR摄像机的优选实施例；图5是在它们之间利用WLAN连接的IR摄像机和从动监视器的结构图；图6是在它们之间利用WLAN连接的IR摄像机和从动监视器的结构图；图7是IR摄像机和从动监视器的实施例的详细原理结构图；
图8是根据本发明实施例的摄像机和从动监视器的详细原理结构图；图9A说明了在摄像单元上附加从动监视器的可行方案。
图9B是图9A所示方案的一部分的放大图。
优选实施例的详细描述图1示出了根据本发明的IR摄像机的基本结构。该摄像机包括摄像单元1和从动监视器3。摄像单元1具有记录IR图象所必须的功能。在显示数据之前完成的数据采集和数据处理以常规方法实现。这个技术是普通技术人员公知的，在下面简单地进行描述。发射的光由检测器阵列7上的至少一个透镜5聚焦。该检测器阵列典型地是检测器矩阵，每个检测器都用于检测来自于本体上成像的相应区域的发射。信号从检测器阵列被供给到信号调节单元9，该单元执行常规的信号调节，例如校正固有偏移和增益漂移。图象从信号调节单元9通过电缆11被发送到从动监视器，从而被显示在从动监视器3的显示器13上。优选地，电缆11可从摄像单元1上拆卸。
图2示出了根据本发明的IR摄像机的基本结构。该摄像机包括摄像单元1′和从动监视器3′。该摄像单元1′具有记录IR图象所必须的功能。在显示图象之前完成的数据采集和数据处理如关于图1的简单描述那样实现。在这个实施例中，摄像单元1′和从动监视器3′分别包括装置15和17，用于无线通信。这些装置可以是具有充足带宽的近程无线电发射机。用于在摄像单元和从动监视器之间传输指令，1kbit/s的带宽足够了。用于传输图象，则必须更高的带宽。当然，可以通过压缩来降低对带宽的要求，例如，如果是IEEE802的话，可以使用11Mbit/s的带宽。
由于摄像单元和从动监视器通常由同一个人操作，所以传输距离通常不需要很大，通常小于两米。因此，无线电链路的距离(可达10米)通常是足够的。蓝牙标准可以用于摄像单元和从动监视器之间的通信。WLAN连接也具有比所需距离大很多的距离。WLAN连接常常是双向的，因此，允许从摄像单元到从动监视器以及反向的通信。当应用无线电链路连接时，从动监视器中必须应用附加的发射机，用于从从动监视器到摄像单元传输指令。因此，传输可以是单向的。在这种情况下，图象和可行的指令从摄像单元发送到从动监视器，但摄像单元不能由从动监视器来控制。
所有描述的发射机都可以满足普通的要求，即，最大的输出功率应该为10mW。
摄像单元的无线通信装置与信号调节单元9相连接，并从其接收数据。这个数据被传输给从动监视器的无线通信装置。图象在从动监视器的显示器上显示出来。
为了集中在本发明的主要方面，图1和图2所示的结构都被简化了。在这两个结构中，从动监视器可以包括控制输入装置，例如，控制按钮，用于控制摄像机的功能。将在下面对此进行更详细的描述。
在任何实施例中，该功能可以以任何可行的方式被划分开在摄像单元和从动监视器之间。然而，为了保持显示部分尽可能地小并且轻，要在摄像单元中尽可能地完成许多功能。通常，摄像单元还包括至少一个取景器，但也可以还包括另外的显示单元。
图3是根据本发明具体实施例的摄像机的右视图，从动监视器3从摄像单元1上拆卸下来。该从动监视器包括手柄21和包括显示器25的显示部分23。手柄和显示部分共同连接在接头27上，该接头27使得显示部分23可以相对于手柄21以一个角度设置。这允许了不同人在不同环境下对从动监视器的人机工程应用。
如看到的那样，该摄像单元包括手柄31，用于方便握持摄像机。该手柄以这样一种方式成型，即，它可以容纳从动监视器的一部分，另一方面，图3示出了从摄像单元拆卸下来的从动监视器。该手柄以这样一种方式成型，即，当从动监视器连接和不连接在摄像单元上时，它都可以被舒服地握持。
该摄像机包括IR透镜33，用于记录热数据和IR成像功能(没有示出)。如本领域常见的，摄像单元上的取景器34可以用于瞄准摄像机，并观察所记录的图象。在这个具体的实施例中，除IR成像功能之外，摄像单元还包括视频透镜35和视频成像功能(没有示出)。该摄像单元还包括激光指针37，用于发射激光束以帮助瞄准。
在这个具体的实施例中，摄像单元还包括用于调节和控制的三个控制轮39和操纵杆41。
图3示出了摄像单元和从动监视器之间的有线连接43。优选地，使用螺旋导线，以提供移动的最大自由度。如上所述，如果摄像单元和从动监视器具有无线通信功能的话，则如图2中所述的连接也可以是无线的。
当从动监视器连接在摄像单元上时，以及当它拆卸下来时，操作者可以观察从动监视器3的显示器25上的图象，并利用从动监视器上提供的控制按钮39′和操纵杆41′来控制摄像机。控制按钮39、39′和操纵杆41、41′记录的指令通过称为灵活管理总线(Smart Management Bus(SMBus))的数据总线传送给摄像单元。
图4是根据如图3所示同一具体实施例的摄像机的左视图，从动监视器3连接在摄像单元1上。为了详细地描述从动监视器是如何连接到摄像机上的，参见图5所示。
该图还示出了许多可编程控制按钮45和状态液晶显示器(LCD)47。它们都与本发明的功能无关，因此，在此不进行更详细的描述。
从动监视器还包括用于调节和控制的两个控制按钮和操纵杆。还有指示摄像机和/或从动监视器接通的发光二极管(LED)。该LED也可以具有不同的颜色以指示不同的功能，例如下载。该控制优选是菜单控制的。
图5是当摄像机和从动监视器之间利用WLAN连接时，二者部分连接的结构图。WLAN连接按照WLAN无线电标准，IEEE802.11B。在摄像单元中，视频编码器51从IR摄像机或从视频成像功能(如果包括)接收图象输入。该图象信号遵守CCIR/ITU601-2/656(4-2-2视频)标准。该视频编码器块51编码图象，并将其发送给摄像机WLAN适配器块53，该块包括由天线55指示的无线传输/接收功能。按钮编码器57根据操作者通过从动监视器上的按钮和/或操纵杆或其它输入装置而输入的、并发送给WLAN适配器的指令，接收从摄像机WLAN适配器块53输入的指令。该指令在灵活管理总线(SMBus)上被发送到摄像单元中的控制逻辑中。
在从动监视器部分，类似从动WLAN适配器块59与摄像机WLAN适配器55相通信，该类似从动WLAN适配器块具有由天线61指示的类似传输/接收功能。从动WLAN适配器块59与视频编码器63相连，该编码器从摄像机WLAN适配器块接收图象信号，对其进行编码并将其发送给从动监视器的显示器65。从动WLAN适配器块59也与按钮编码器块67相连。该按钮编码器块接收操作者通过从动监视器上的按钮和/或其他输入装置而输入的指令输入，对这些指令进行编码并将其发送给从动WLAN适配器块59。该从动WLAN适配器块59依次传输编码指令信号给摄像机WLAN适配器块53。
摄像单元具有电池系统(没有示出)，从动监视器具有电池69。为了协调摄像单元和从动监视器的功率系统，该摄像机具有摄像功率同步装置71，从动监视器具有从动功率同步装置73。当从动监视器连接到摄像单元上时，功率同步装置71、73就通过连接器75而互连。当互连后，摄像单元和从动监视器单元就分享公共的电池容量。互连时，该电池和电池单元可以同时充电。
当摄像单元和从动监视器通过无线连接例如WLAN或无线电链路而连接起来时，当从动监视器连接到摄像单元上时，以及当其从摄像单元上拆卸下来时，在每侧就需要一个控制单元来控制电源级，例如，电池和电池系统之间的充电、均衡。同步单元71、73控制如何从休眠模式恢复过来。
图6是当在摄像机和从动监视器之间利用无线电链路连接时，二者的部分连接的结构图。电池和功率同步装置块69、71、73、75、75′与图5中所示相同。当利用有线连接时，不需要这些单元。
当利用无线电链路连接时，如图6所示，摄像传输单元81接收相关成像单元(没有示出)输入的IR图象输入或视频图象输入。SMPTE 170MNTSC或ITU-R BT.470 PAL用于关于摄像传输机的图象信号。该在无线电链路上通过摄像传输机传输的信号由从动监视器中的从动接收器83接收。图象从该从动接收器83发送给显示器85，在此，它被显示给操作者。
在从动监视器中，设有按钮编码器87，它被设置成用于接收由操作者在从动监视器上通过按钮或操纵杆或其它输入装置输入的控制输入。按钮编码器87编码指令，并将其发送给从动监视器89，该从动监视器在无线电链路上将该指令传输到摄像接收器91。该指令通过SMBus从摄像接收器91被发送到按钮解码器93，并被传送到摄像单元中的控制逻辑。
在所示任何实施例中，从动监视器和/或摄像单元还包括内置的麦克风，用于记录声音。如果从动监视器包括麦克风的话，那么为了存储和/或处理，声音数据必须被传送到摄像单元。
图7是当摄像机和从动监视器之间利用有线连接时，二者的部分连接的结构图。该有线连接用于传输图象信号、控制数据和功率。当利用有线连接时，不需要图5和6中所示的电池和功率同步装置块。
摄像单元中的视频编码器95接收CCIR/ITU601-2/656(4-2-2视频)格式的图象信号，对其进行编码，并将其发送到有线驱动器97。该有线驱动器通过低压差分信号(LVDS)连接与从动监视器中的有线接收器99相连。从动监视器中的视频编码器101从有线接收器99接收编码图象信号，对其进行解码，并将其发送到显示器103，在该显示器上，该图象信号被显示给操作者。
SMBus输入/输出单元105接收操作者在从动监视器上输入的指令，并利用LVDS连接在反方向上发送这些指令。
图8是根据本发明实施例的摄像机和从动监视器的详细结构图。摄像部分包括红外光学装置151，用于记录对象的热辐射。红外光学装置记录的图象馈给图象校正和补偿系统153，并从此处供给温度标定和测量系统155。摄像部分还包括可视摄像块157。
开关逻辑159控制从红外光学装置151通过块153和155到图象显示系统161的输入或从可视摄像机157到图象显示系统161的输入。对图象显示系统161的图象输入可以由操作者在取景器163中观察到，和/或由图象存储系统块165存储到内部固定的存储介质167中或可更换的存储介质169中。对存储介质167、169的选择由开关逻辑171控制。来自于可视摄像机157的数据还可以从图象显示系统161通过视频输出连接器162输出。
摄像部分还可以包括控制块173，用于系统控制和通信。这个控制块设置成用于接收来自于操纵杆和一个或多个控制按钮175的控制输入。一个或多个可编程按钮179还可以被提供用于与控制块173进行通信，用于适合用户需要的控制功能。耳机连接181也可以设置在摄像机上，用于记录声音，它将受控制块173的控制。另外的通信部分，例如，用于红外无线通信的IRDA口183和用于有线通信的USB口185，也可以受控制块的控制。声音由与摄像机上的连接器相连的外部麦克风(没有示出)采用I2S标准记录，以提供未经压缩的原声音信号。该声音信号可以压缩成MPG3格式，并存储在摄像机的文件系统中，或添加到数字视频(DV)电路中，同时根据IEEE1394(通常称为火线)，在高速PC链路输出86上以DV格式与图象一起进行传输。因此，该声音文件可以与一个或多个图象文件相结合进行存储。
从动监视器接收来自于图象显示系统161的图象数据，该数据包括控制信息，例如，图象同步脉冲。关于通信的信息可以嵌入图象流，尤其是当利用WLAN或有线连接时。如果利用无线电链路，那么就必须单独的逻辑来控制这样的信息。控制块173还接收由操作者通过从动监视器中包括的控制按钮和操纵杆(见图4)输入的控制信息。
摄像部分还包括电源系统187，该电源系统包括电池，通过功率输入连接器189向摄像机提供动力。用于指示系统状态的LCD191也与激光指针193一起包括在内。
图9A说明了将从动监视器连接到摄像部分上的一种方法。图9B是图9A中圆圈内部分的放大图。在这个实施例中，从动监视器被设计成基本上如图3所示那样，具有从动监视器手柄21，该手柄用于保持显示部分23。摄像单元1包括摄像单元手柄201，该手柄具有槽，用于容纳从动监视器手柄21。在槽的前端，设有第一肩部203，用于当从动监视器连接到摄像单元上时与在从动监视器手柄21和显示器23之间的接头27附近的从动监视器手柄21中的第一凹槽协作。在槽的后端，有第二肩部205。该第二肩部205由螺旋弹簧207弹性加载，并设置成与从动监视器手柄的第二凹槽相结合，以当从动监视器连接到摄像单元手柄上时，将其容纳在适当位置。摄像单元手柄201的固定部分209在适当位置阻止第二肩部，用于保持从动监视器手柄21。
这样，通过将其向后按压直到脱离第一肩部，并将其提升离开第二肩部，可以简单地实现从动监视器的快速拆卸。通过将其滑入摄像单元手柄的槽中，向后移动，直到第二肩部轻微地移动，同时将其释放，从动监视器就可以连接到摄像单元手柄上，这样第一肩部就可以与第一凹槽相协作。
本领域的技术人员可以理解，许多不同的机械装置都可以用于以可拆卸的方式连接从动监视器。
该摄像机优选还包括其它的通信装置，例如，用于与标准设备如个人计算机或个人数字助理进行IR通信的IRDA口，用于与耳机和通用串行总线(USB)连接器相连的耳机连接器，该耳机和通用串行总线用于与个人计算机或其它标准设备进行通信。
权利要求
1.包括摄像单元(1；1′)用于记录IR图象的红外(IR)摄像机，所述IR摄像机的特征在于，它包括与摄像单元(1；1′)相连、用于显示摄像单元所记录的IR图象的从动监视器(3；3′)。
2.根据权利要求1的IR摄像机，其中摄像单元(1；1′)和从动监视器(3；3′)包括无线通信装置(15，17；53，55，59，61；81，83，89，91)，用于彼此之间进行无线通信。
3.根据权利要求2的IR摄像机，其中无线通信装置(53，55，59，61)提供摄像单元(1；1′)和从动监视器(3；3′)之间的WLAN连接。
4.根据权利要求2的IR摄像机，其中无线通信装置(81，83，89，91)提供摄像单元(1；1′)和从动监视器(3；3′)之间的无线电链路连接。
5.根据权利要求1的IR摄像机，其中摄像单元(1；1′)和从动监视器(3；3′)通过有线连接彼此进行通信。
6.根据前述任何一条权利要求的IR摄像机，其中从动监视器(3；3′)可拆卸地安装在摄像单元(1；1′)上。
7.根据前述任何一条权利要求的IR摄像机，其中从动监视器包括控制输入装置(39′，41′)，用于根据操作者的输入，向摄像单元提供控制信号。
8.根据前述任何一条权利要求的IR摄像机，其中从动监视器(3；3′)包括用于打开和关闭从动监视器上的显示器(25)的装置。
9.根据前述任何一条权利要求的IR摄像机，其中从动监视器包括手柄(21)和显示部分(23)，所述显示部分包括显示器(25)。
10.根据权利要求9的IR摄像机，其中手柄(21)和显示部分(23)在接头(27)接合在一起，该接头使得显示部分(23)可以相对于手柄(21)以一个角度设置。
全文摘要
根据本发明通过红外(IR)摄像机获得本发明的目的，该摄像机包括摄像单元，用于记录IR图象，所述IR摄像机的特征在于，它包括与摄像单元相连接的从动监视器，用于显示摄像单元记录的IR图象。这样，该摄像单元就可以独立于操作者移动。该从动监视器优选地通过电缆、近程无线电连接或无线局域网(WLAN)链接与摄像单元相连接。该连接用于从摄像单元到从动监视器传输它们记录的图象数据。该连接还用于从动监视器到摄像单元的控制数据。
文档编号G01J5/48GK1639551SQ03805047
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月25日 优先权日2002年3月1日
发明者托尔比约恩·哈姆雷柳斯, 托马斯·兰内斯泰特, 拉尔斯·海默, 扬·莱苇伦茨, 鲁内·贝里奎斯特, 谢尔·林德斯特伦 申请人:前视红外系统股份公司