CN103037172A - 具有红外镜头聚焦调节装置的热成像摄像机 - Google Patents

Abstract

公开了一种热成像摄像机，其可以用于捕获可见光（VL）图像和红外（IR）图像。在一些实例中，摄像机包括可调焦IR光学器件。例如，摄像机可以包括与IR光学器件相连的聚焦机构，其构造成使得IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得IR光学器件对焦。不同的焦点位置包括所述场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置。取决于摄像机的构造，摄像机的IR光学器件可以限定大约1.0的焦距比数，并且IR光学器件的轴线可以与VL光学器件的轴线偏离小于1.7英寸的距离。

Description

具有红外镜头聚焦调节装置的热成像摄像机

技术领域

本发明涉及热成像摄像机、更具体地讲涉及具有焦距可调的红外镜头的热成像摄像机。

背景技术

热成像摄像机在各种场合中被使用。例如，热成像摄像机经常在维护检查过程中用于对设备热学检查。示意性设备可以包括旋转机械、配电板或成排的电路断路器等其它类型的设备。热学检查可以检测设备热点例如过热机械或电部件，有助于在更严重的问题产生之前确保及时维修或替换过热的设备。

取决于摄像机的结构，热成像摄像机还可以产生同一物体的可见光图像。摄像机能够以协同的方式显示红外图像以及可见光图像，例如为了帮助操作者理解由热成像摄像机产生的热学图像。不像大体上提供不同物体之间良好对比的可见光图像那样，与真实世界场景相比通常很难识别与区分热学图像中的不同特征。为此原因，操作者可以依赖可见光图像以帮助理解并聚焦热学图像。

在热成像摄像机被构造成产生热学图像以及可见光图像的应用中，摄像机可以包括独立的两组光学器件：可见光光学器件，其使得可见光聚焦在可见光传感器上以便产生可见光图像；以及红外光学器件，其使得红外射线聚焦在红外传感器上以便产生红外图像。将这两组光学器件中的每组合适地构造要求操作者容易使用热成像摄像机并确保由热成像摄像机所产生的可见光与红外图像的品质。

发明内容

大体上，本申请文件涉及包括可调焦的红外光学器件的热成像摄像机。在一些实例中，热成像摄像机包括限定第一光轴的红外光学器件以及限定第二光轴的可见光学器件，第一光轴和第二光轴彼此相互偏离。热成像摄像机还可以包括聚焦机构，其与红外光学器件相连并被构造成使得红外光学器件移动至不同的焦点位置。例如，聚焦机构可以使得红外光学器件移动至目标场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置或者目标场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个其它焦点位置中的一个。取决于热成像摄像机的构造，聚焦机构可以包括手动调焦环，其在红外光学器件移动至超焦位置时提供触觉指示。如在此所述，与其它类型的热成像摄像机相比，具有可调焦红外光学器件的热成像摄像机可以在距目标场景的不同距离范围内提供更多的功能以及更高品质的红外图像。

在一个实例中，热成型摄像机被记载包括红外（IR）摄像机模块、可见光（VL）摄像机模块以及手动调焦机构。IR摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，其中IR传感器构造成捕获场景的IR图像，并且IR光学器件限定第一光轴，其中所述第一光轴经过IR光学器件的中心延伸。VL摄像机模块包括VL传感器以及VL光学器件，其中VL传感器被构造成捕获场景的VL图像，VL光学器件限定第二光轴，其中所述第二光轴经过VL光学器件的中心延伸，并且第二光轴与第一光轴偏离，以使得所述场景的IR图像处于与所述VL图像不同的视角，因而造成视差。手动调焦机构连接至IR光学器件，并且被构造成使得IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得IR光学器件对焦，所述不同的焦点位置包括所述场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置，所述手动调焦机构被构造成在所述IR光学器件移动至所述超焦位置时提供触觉指示。在该实例中，摄像机还包括显示器与处理器。处理器被构造成使得IR图像与VL图像对准，从而显著消解IR图像与VL图像之间的视差，并且控制显示器，以在所述IR光学器件移动至超焦位置时针对位于所述设定距离与无穷远之间的场景显示与VL图像的至少一部分大致对准的IR图像的至少一部分。

在其它实例中，公开了一种摄像机，其包括红外（IR）摄像机模块，其中所述红外摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，所述IR传感器被构造成捕获场景的IR图像。根据该实例，所述摄像机还包括手动调焦机构以及显示器。手动调焦机构连接至IR光学器件并被构造成使得所述IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得所述IR光学器件对焦，所述不同的焦点位置包括超焦位置（其中在IR光学器件处于超焦位置时，位于设定位置与无穷远之间的物体被大致对焦）以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置。

在其它实例中，公开了一种热成像摄像机，其包括具有IR传感器以及IR光学器件的红外（IR）摄像机模块、具有VL传感器以及VL光学器件的可见光（VL）摄像机模块以及聚焦机构。根据该实例，所述IR传感器被构造成捕获场景的IR图像，所述IR光学器件限定第一光轴，其中所述第一光轴经过所述IR光学器件的中心延伸，并且所述IR光学器件限定大于1.0的焦距比数（F数）。另外，所述VL传感器被构造成捕获场景的VL图像，所述VL光学器件限定第二光轴，所述第二光轴经过VL光学器件的中心延伸，所述第二光轴与所述第一光轴偏离，以使得所述场景的IR图像以与所述VL图像不同的视角观看，因而造成视差，所述第二光轴自所述第一光轴偏离小于1.7英寸的距离。该实例规定了聚焦机构连接至IR光学器件并被构造成使得所述IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得所述IR光学器件对焦，所述不同的焦点位置包括所述场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置。在该实例中，热成像摄像机包括显示器；以及处理器，其被构造成接收IR图像以及VL图像，并且控制所述显示器，以显示IR图像和VL图像中的至少一个。

在根据本申请文件的另一实例中，公开了一种方法，其包括利用聚焦机构调整IR光学器件的焦点，其中所述聚焦机构被构造成使得IR光学器件移动至不同的焦点位置，所述不同的焦点位置包括所述场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置。该方法还包括经由IR摄像机模块捕获场景的红外（IR）图像，其中所述红外摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，所述IR光学器件限定第一光轴，其中所述第一光轴经过所述IR光学器件的中心延伸，并且所述IR光学器件限定大于1.0的焦距比数。另外，该实例规定了所述方法包括经由VL摄像机模块捕获场景的可见光（VL）图像，其中所述可见光摄像机模块包括VL传感器以及VL光学器件，所述VL光学器件限定第二光轴，所述第二光轴经过VL光学器件的中心颜色，所述第二光轴与所述第一光轴偏离，以使得所述场景的IR图像以与所述VL图像不同的视角观看，因而造成视差，所述第二光轴自所述第一光轴偏离小于1.7英寸的距离。该方法还包括显示VL图像和IR图像中的至少一个。

以下结合附图和说明书提出了一个或多个实例的具体说明。从说明书和附图并从权利要求书将清楚其它特征、目的和优点。

附图说明

图1是示意性热成像摄像机的前透视图；

图2是图1的示意性热成像摄像机的后透视图；

图3是示意性热成像摄像机的概念图，示出了示意性目标场景以及示意性焦距，其中该焦距对应于摄像机的红外光学器件的不同的焦点位置；

图4A和4B是用于图1和2的热成像摄像机的摄像机壳体的示意性聚焦环与示意性对应部分的分解透视图；

图5是功能性框图，示出了图1和2的热成像摄像机的示意性部件；并且

图6是可见光图像与红外图像的示意性画中画型实时显示器的概念视图。

具体实施方式

以下详细说明本身是示意性的并且不将以任何方式限制本发明的范围、应用性或结构。实际上，以下说明提供了实现本发明的实例的一些实践方式说明。示意性构造、材料、尺寸和制造过程为所选的元件所提供，并且所有其它元件采用了本发明技术领域人员可知的所有其它元件。本领域技术人员将清楚多种所提出的元件具有各种不同的合适的替代。

热成像摄像机可以被用于检测所观察的整个场景中的热图案（heatpattern）。热成像摄像机可以检测由场景发出的红外射线并且将红外射线转化成代表热图案的红外图像。在一些实例中，热成像摄像机还可以捕获来自场景的可见光，并将可见光转化成可见光图像。取决于热成像摄像机的结构，摄像机可以包括红外光学器件，以将红外射线聚焦到红外传感器上；以及可见光光学器件，以将可见光聚焦到可见光传感器上。

正如在此所述，热成像摄像机可以包括聚焦机构，其连接至红外光学器件并被构造成使得红外光学器件移至不同的焦点位置。例如，热成像摄像机可以包括这样的聚焦机构，其被构造成使得红外光学器件在超焦位置（在该位置，目标场景焦点位于设定位置与无限远之间）与多个其它焦点位置（在所述位置，目标场景焦点位于设定距离与最小焦距之间）中的一个之间移动。在该实例中，操作者在观察到目标场景内的物体超过与超焦位置对应的设定位置时可以将红外光学器件的焦点设于超焦位置。这可以使得超过设定位置的不同物体快速、无聚焦观察。相反地，在观察到目标场内的物体相对于与超焦位置对应的设定位置更靠近热成像摄像机时，操作者可以将红外光学器件的焦点调整至多个其它焦点位置中的一个。这可以使得相对于热成像摄像机更靠近的目标场景内的物体精确聚焦，也就是说使得操作者利用相对小的部分检测热生成物（thermal issue）。

图1和2分别示出了示意性热成像摄像机10的前与后透视图，其中所述热成像摄像机包括壳体12、红外镜头组件14、可见光镜头组件16、显示器18、激光器19以及触发控制器20。壳体12容纳热成像摄像机10的各个部件。红外镜头组件14接收来自场景的红外射线并将该射线聚焦在用于产生场景的红外图像的红外传感器上。可见光镜头组件16接收来自场景的可见光，并且将该可见光聚焦在用于产生同一场景的可见光图像的可见光传感器上。热成像摄像机10响应于按压触发控制器20来捕获可见光图像和/或红外图像。另外，热成像摄像机10控制显示器18，以显示由摄像机产生的红外图像和可见光图像，例如帮助操作者热学检查场景。

正如以下更加详细说明的，热成像摄像机10可以包括聚焦机构，其连接至红外镜头组件14，其中所述聚焦机构被构造成使得红外镜头组件14的至少一个透镜移动，以调节由热成像摄像机所产生的红外图像的焦点。在一个实例中，聚焦机构被构造成使得红外镜头组件的至少一个透镜移动到不同的焦点位置。例如，不同的焦点位置可以包括目标场景在设定距离与无限远之间对焦的超焦位置。不同的焦点位置还可以包括多个其它焦点位置，在所述多个其它焦点位置，目标场景在与超焦位置对应的设定位置与最小焦点距离之间对焦。例如，聚焦机构可以被构造成使得红外镜头组件14的至少一个透镜移动经过一连续的距离范围，在所述距离中，目标场景在与超焦位置对应的设定位置与最小焦点距离之间被对焦。该连续焦点位置范围可以使得操作者精确地将物体对焦于相对靠近热成像摄像机10的目标场景中，同时将红外镜头14的焦点位置设于超焦位置可以使得在处于或超过与超焦位置对应的设定位置的目标场景内精确对焦观察物体（例如，无需在使用的过程中进一步调整热成像摄像机的焦点）。在一些实例中，聚焦机构还可以被构造成使得红外镜头组件14的至少一个透镜移动至超过超焦位置的一个或多个焦点位置。这可以使得操作者超过与超焦位置对应的设定位置将目标场景中的物体更精确地对焦，而不是依赖于在超焦位置处获得的焦点。

在操作中，热成像摄像机10检测场景中的热图案，这是通过接收自场景以红外波长频谱发出的能量并处理该能量以产生热学图像而实现的。热成像摄像机10还可以产生同一场景的可见光图像，这是通过接收以可见光波长频谱的能量并处理该可见光能量以产生可见光图像而实现的。正如以下更加详细所说明的，热成像摄像机10可以包括红外摄像机模块，其被构造成捕获场景的红外图像；以及可见光摄像机模块，其被构造成捕获同一场景的可见光图像。红外摄像机模块可以接收透过红外镜头组件14投射的红外射线并且由其产生红外图像数据。可见光摄像机模块可以接收透过可见光镜头组件16投射的光并且由其产生可见光数据。

在一些实例中，热成像摄像机10大致同时地（例如在同一时间）收集或捕获红外能量以及可见光能量，从而在大致同一时间同一场景的可见光图像与红外图像由摄像机产生。在这些实例中，由热成像摄像机10产生的红外图像代表了场景内在特定时间段内的局部化温度，而由摄像机产生的可见光图像代表了同一时间段内的同一场景。在其它实例中，热成像摄像机在不同的时间段捕获来自场景的红外能量以及可见光能量。

热成像摄像机10经过红外镜头组件14捕获红外能量并且经过可见光镜头组件16捕获可见光能量。红外镜头组件14和可见光镜头组件16可以具有多个相对于壳体12的不同的朝向。在一些实例中，红外镜头组件14和可见光镜头组件16彼此相互偏离，例如相对于壳体12为固定空间的关系，从而在由热成像摄像机10所产生的红外图像与可见光图像之间出现视差。例如，在一个实例中，红外镜头组件14和可见光镜头组件16水平地彼此相互偏离、例如这是在共平面的关系中。在另一个实例中，红外镜头组件14和可见光镜头组件16垂直地彼此相互偏离。在图1的实例中，红外镜头组件14和可见光镜头组件16以大体上平行布置结构的方式垂直地彼此相互偏离。红外镜头组件14和可见光镜头组件16在图1的实例中大体上彼此平行，也就是说这两个镜头组件大体上指向所观察的同一场景。

可见光镜头组件16包括至少一个透镜，所述透镜将可见光能量聚焦在用于产生可见光图像的可见光传感器上。可见光镜头组件16限定一可见光光轴26，其穿过组件的至少一个镜头的曲率中心。可见光能量经过透镜的前部投射并且聚集在透镜的相反侧上。可见光镜头组件16可以包括单个透镜或多个串联的透镜（例如，两个、三个或更多个透镜）。另外，可见光镜头组件16可以具有固定的焦点或者可以包括用于改变可见光光学器件的焦点的调焦机构。在可见光镜头组件16包括调焦机构的实例中，调焦机构可以是手动调焦机构或自动调焦机构。

红外镜头组件14还包括至少一个透镜，其将红外能量聚焦在用于产生热学图像的红外传感器上。红外镜头组件14限定一红外光轴22，其穿过组件的至少一个透镜的曲率中心。在操作的过程中，红外能量被引导经过透镜的前部并且被聚焦在透镜的相反侧上。红外镜头组件14可以包括单个透镜或多个可以串联的透镜（例如，两个、三个或更多个透镜）。

正如以上简要说明的，热成像摄像机10包括用于调整由摄像机所捕获的红外图像的焦点的聚焦机构。在如图1和2所示的实例中，热成像摄像机10包括聚焦环24。聚焦环24操作性连接（例如，机械地和/或电连接）至红外镜头组件14的至少一个透镜并且被构造成使得至少一个透镜移动至不同的焦点位置，从而聚焦由热成像摄像机10所捕获的红外图像。聚焦环24可以绕壳体12的至少一部分被手动地旋转，从而使得与聚焦环操作性连接的至少一个透镜移动。例如，绕壳体12的至少一部分旋转聚焦环24可以使得与聚焦环操作性连接的至少一个透镜朝向与红外镜头组件14关联的红外传感器直线更靠近地平移（例如，朝向热成像摄像机10的后部）或者从与红外镜头组件14关联的红外传感器进一步远离（例如，朝向热成像摄像机10的前部）。这种运动可以改变由摄像机所捕获的红外图像的焦点。

在一些实例中，聚焦环24还操作性连接至显示器18，从而聚焦环24的旋转使得在显示器18上所显示的可见光图像的至少一部分以及红外图像的至少一部分彼此相对移动。例如，聚焦环24绕壳体12的至少一部分的手动旋转可以使得在显示器18上同时显示的可见光图像的至少一部分以及红外图像的至少一部分彼此相对移动。在该实例中，使用者可以使得聚焦环24旋转，以控制红外图像和可见光图像在显示器18上的显示，例如以使得红外图像的至少一部分与可见光图像的至少一部分大致对正地被显示。在这样构造时，即使热成像摄像机10的红外光学器件未离焦使用者也可以使得聚焦环24旋转。

在不同的实例中，热成像摄像机10可以包括手动调焦机构，其中该手动调焦机构以并非是聚焦环24的构造设置。例如，热成像摄像机10可以包括可致动开关，该可致动开关操作性连接至红外镜头组件14的至少一个透镜并且被构造成使得至少一个透镜移动（例如直线平移）至不同的焦点位置，从而聚焦由热成像摄像机10所捕获的红外图像。可致动开关可以是能够按压的按钮、线性可致动（例如、滑动）开关或任何其它合适类型的开关。其它类型的手动调焦机构是可行的，并且本申请文件并不限于具有手动调焦环的热成像摄像机的示例性结构。

例如，热成像摄像机10除了手动调焦机构以外或者作为手动调焦机构的替代可以包括自动调焦机构。自动调焦机构可以操作性连接至红外透镜组件14的至少一个透镜并且被构造成例如响应于来自热成像摄像机10的指令自动地使得至少一个透镜移动到不同的焦点位置。在这种实例的一个应用中，热成像摄像机10可以使用激光器19以电子地测量目标场中的物体与摄像机之间的距离。热成像摄像机10然后可以控制自动调校机构以使得红外镜头组件14的至少一个透镜移动至一焦点位置，其中该焦点位置与由热成像摄像机10确定的到目标的距离（distance-to-target）的数据对应。焦点位置可以对应于该到目标的距离是因为，焦点距离可以被构造成将目标场景内的物体安置在确定的焦距处。在一些实例中，通过自动调焦机构设定的焦点位置可以由操作者手动地撤销、例如通过使得聚焦环24旋转而实现。

独立于热成像摄像机10上所包含的聚焦机构的具体类型，聚焦机构可以被构造成使得热成像摄像机10的红外光学器件（例如，红外镜头组件14的至少一个红外透镜）移动至不同的焦点位置，从而使得由热成像摄像机10所捕获的红外图像聚焦。每个焦点位置可以对应于距热成像摄像机10的不同的距离，其中在该距离，目标场景将被对焦。例如，第一焦点位置可以被构造成将距热成像摄像机10第一距离的物体对准到可接受的焦点上，第二焦点位置可以被构造成将距热成像摄像机10的且比第一距离更远的第二距离的物体对准到可接受的焦点上，第三焦点位置可以被构造成将距距热成像摄像机10的且比第二距离更远的第三距离的物体对准到可接受的焦点上，等等。这些不同的焦点位置可以使得热成像摄像机10的操作者生成定位在距热成像摄像机10的不同距离处的目标场景中的不同物体的对焦的图像，而不必物理上靠近或远离物体移动。

在一些实例中，聚焦结构被构造成使得红外光学器件所移动的至少一个焦点位置是超焦位置。超焦位置可以是这样一种位置，在该位置，位于设定距离与无穷远之间的目标场景中的所有物体是在可接受的焦点上。也就是说，在超焦位置，热成像摄像机10可以产生物体的可接受的良好对焦的热学图像，而无论是否物体处于设定位置、稍微超过设定位置或者显著超过设定位置。红外光学器件的超焦位置是有帮助的，因为红外光学器件由于热学图像中的不同特征之间的受限的对比度而经常很难对焦。不同特征之间的对比度不足可以使得很难与真实世界场景相比识别并区别热学图像中的不同特征，因而很难使得红外光学器件对焦。在物体远离热成像摄像机10时，这种对比度不足可以变得更加明显。

在热成像摄像机10包括被构造成使得红外光学器件向超焦位置移动的聚焦机构的实例中，操作者可以观察在不同位置定位的不同物体的热学图像而不必进一步调整红外光学器件，其中所述不同位置处于或超过与超焦位置对应的设定位置。也就是说，超焦位置可以使得无聚焦观察超过与超焦位置对应的设定距离的所有物体，这是因为处于或超过设定位置的所有物体可以被合适地对准焦点。这可以允许操作者进行快速热学扫描不同的物体，而无需浪费时间的调焦。

图3是热成像摄像机10的概念图，示出了示意性目标场景以及可以与摄像机的红外光学器件的不同焦点位置对应的示意性焦距。在所示的实例中，目标场景包括位于距热成像摄像机10的第一距离52处的第一物体50、位于距摄像机第二距离56处的第二物体54、位于距摄像机第三距离60处的第三物体58、以及位于距摄像机设定距离64或超过该设定距离处的第四物体62，其中所述设定距离对应于超焦位置。在操作中，热成像摄像机10的聚焦机构可以使得红外光学器件移动到不同的焦点位置从而使得目标场景的第一物体50、第二物体54、第三物体58和/或第四物体62对准焦点。例如，聚焦机构可以使得红外光学器件移动到第一焦点位置，从而位于第一距离52处的物体（例如第一物体50）对焦。聚焦机构可以还使得红外光学器件移动至第二焦点位置从而位于第二距离56处的物体（例如第二物体54）对焦或者移动至第三焦点位置从而位于第三距离60处的物体（例如第三物体58）对焦。在另一可选实施例中，聚焦机构可以使得红外光学器件移动至超焦位置，从而处于或超过距摄像机设定距离64的所有物体（例如第四物体62）处于可接受的焦点上。这样，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得由摄像机所捕获的红外图像对焦。正如以下更加详细所说明的，热成像摄像机10可以包括与图3中的实例的那些具体说明相比不同数量或布置的焦点位置和焦距。

热成像摄像机10可以包括用于摄像机的红外光学器件的超焦焦点位置，其限定了任何合适的设定距离，其中处于该设定距离或超过该设定距离的目标场景内的物体处于可接受的焦点。此外，例如基于摄像机是否将主要被用于观察相对靠近摄像机的物体或者相对远离摄像机的物体，与超焦距离对应的设定距离可以变化。在一些实例中，热成像摄像机10的红外光学器件的与超焦距离对应的设定距离可以是大于1英寸的距离、例如大于6英寸的距离、大于1英尺的距离、大于2英尺的距离或者大于5英尺的距离。例如，在不同的实例中，热成像摄像机10的红外光学器件的与超焦距离对应的设定距离可以是大约1英尺、大约2英尺、大约3英尺、大约4英尺或更大。大约1英尺与大约5英尺之间的超焦距离对应的设定距离可以对于热成像摄像机10将被用于相对更靠近摄像机的物体的热学检查是有帮助的，如下更加详细所说明的。然而，应当清楚热成像摄像机10可以执行超焦焦点位置，该超焦焦点位置限定了并未上述具体列出的设定位置的设定位置，并且本说明书在此方面并不做限制。

热成像摄像机10的聚焦机构可以使得摄像机的红外光学器件（例如红外镜头组件14的至少一个透镜（图1））移动至并非是超焦位置的焦点位置。例如，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动，以使得处于比超焦距离对应的设定距离更靠近的目标场景中的物体对焦。取决于热成像摄像机10的构造，聚焦机构可以使得红外镜头组件14的至少一个透镜自与该红外镜头组件14相关的红外传感器更远离地移动离开，从而使得处于更靠近设定距离相比的目标场景中的物体对焦。这种构造允许操作者调节热成像摄像机10的红外光学器件的焦点，从而使得相对更靠近摄像机的目标场景中的物体更精确地对焦。这可以使得操作者利用相对小的部件检测热生成物或者提供物体的更紧密的热学检查。

在一些实例中，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动到多个离散的焦点位置中的一个，以使得比设定距离更靠近的目标场景中的物体对焦。多个离散焦点位置中的每个焦点位置可以对应于距热成像摄像机10的不同具体距离或距离范围，在该距离或距离范围内，目标场景中的物体可以被对准在可接受的焦点上。在其它实例中，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动经过一连续范围的焦点距离，以使得比设定距离更靠近的目标场景中的物体对焦。在该连续范围的焦点距离内的不同位置可以对应于距热成像摄像机10的不同具体距离或距离范围，在该距离或距离范围内，目标场景中的物体可以被对准在可接受的焦点上。

例如，在图1与2的实例中，热成像摄像机10的聚焦环24可以被构造成旋转经过一连续范围的焦点位置，从而摄像机的红外光学器件使得比设定距离更靠近的目标场景内的物体对焦。在这些实例中，在连续旋转范围内（例如，在旋转的两个端点之间）使得聚焦环24旋转不同的角度可以将热成像摄像机10的红外光学器件定位于焦点距离的对应连续范围内的不同焦点位置。

在一些实例中，除了使得更靠近设定距离的目标场景内的物体对焦以外或作为其的替代，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动，以使得比与超焦距离对应的设定距离更远离的目标场景中的物体更精确对焦（例如在超焦范围内）。并非是使得热成像摄像机10的红外光学器件移动到超焦焦点位置以观察超过与超焦位置对应的设定距离的物体，聚焦机构可以被构造成使得光学器件移动超过超焦焦点位置，以使得超过设定距离的物体对焦。取决于热成像摄像机10的构造，在这些实例中，聚焦结构可以使得红外镜头组件14的至少一个透镜更靠近与红外镜头组件14相关的红外传感器地移动，从而使得比设定距离更远的目标场景内的物体对焦。这可以在热成像摄像机10的红外光学器件脱焦的情况中是有帮助的，这种情况例如是由于与特别热或冷的状况有关的温度变化引起的。

在一些实例中，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动到多个离散的焦点位置中的一个焦点位置，从而使得更远离设定位置的目标场景中的物体对焦。在其它实例中，热成像摄像机10的聚焦机构可以被构造成使得摄像机的红外光学器件移动经过一连续范围的焦点位置，从而使得更靠近设定位置的目标场景中的物体对焦。

如上所述，热成像摄像机10可以具有最小焦距，在该最小焦距中，目标场景中的物体可以是清晰的。最小焦距可以是为了产生可接受对焦的热学图像热成像摄像机10必须与目标场景中的物体所隔开的最小距离。例如基于摄像机的红外光学器件的尺寸、位置和可调节能力，热成像摄像机10的最小焦距可以变化。在一些实例中，热成像摄像机10的最小焦距可以小于1英尺，例如大约6英寸、小于6英寸或小于1英寸。其它最小焦距是可行的。

热成像摄像机10的聚焦机构正如在此所述可以具有多种不同的构造。图4A和4B是热成像摄像机10（图1和2）的相应的示意性聚焦环24和壳体12的对应部分的分解透视图。在该实例中，聚焦环24限定槽70，所述槽在与壳体12的对应部分（图4B）匹配时接收壳体12的对应突出部72。在组装后，聚焦环24被构造成相对于突出部72旋转，以使得红外镜头组件14的至少一个透镜移动至不同的焦点位置，从而使得由热成像摄像机10所捕获的红外图像对焦。例如，顺时针旋转（或者在其它实例中逆时针旋转）聚焦环24可以使得热成像摄像机10的红外光学器件移动经过连续范围的焦点位置，以使得更靠近与超焦距离对应的设定距离的目标场景内的物体对焦。相反地，逆时针旋转（或者在其它实例中顺时针旋转）聚焦环24可以使得热成像摄像机10的红外光学器件移动至超焦位置，以使得处于与超焦距离对应的设定距离处的或超过该设定距离的目标场景内的物体对焦。在一些实例中，聚焦环24可以旋转超过与超焦位置对应的位置，以更加精确地使得超过与超焦距离对应的设定距离的目标场景内的物体对焦。尽管在图4A和4B的实例中聚焦环24和壳体12分别限定了槽与突出部，但是应当清楚在其它实例中聚焦环24可以限定突出部而壳体12限定槽，或者聚焦环24和壳体12可以具有对应匹配特征的不同构造。

在热成像摄像机10包括被构造成使得摄像机的红外光学器件移动至多个不同焦点位置中的一个焦点位置的聚焦机构的实例中，摄像机可以提供反馈以使得超焦位置与其它焦点位置相区别。在不同的实例中，反馈可以是听觉的、视觉的（例如经由显示器18）或触觉的或者它们的组合。例如，在热成像摄像机10包括手动调焦机构的应用中，在聚焦机构被移动至超焦位置时，聚焦机构可以提供触觉反馈。在如图4A和4B所示的实例中，聚焦环24包括棘爪74，其中所述棘爪在聚焦环24被旋转至超焦位置时与突出部72接合。通过防止或阻止超过棘爪的旋转运动，棘爪74可以向热成像摄像机10的操作者提供触觉反馈。

进一步参照图1和2中的热成像摄像机10，热成像摄像机限定红外光轴22和可见光轴26，其中所述红外光轴穿过红外镜头组件14的至少一个红外透镜的弯曲中心，所述可见光轴穿过可见光镜头组件16的至少一个可见光透镜的弯曲中心。红外光轴22和可见光轴26彼此相互偏离一距离25。大体上，使得红外光轴22与可见光轴26之间的距离最小化可以最小化由热成像摄像机10所产生的红外图像与可见光图像之间的视差。这种视差可以源自于摄像机的红外光学器件与摄像机的可见光学器件偏离。

在一些实例中，热成像摄像机10可以被构造成基于摄像机的红外光学器件的焦点位置消除由摄像机所产生的可见光图像与红外图像之间的视差。例如，红外图像与可见光图像之间的视差幅度或移位可以与热成像摄像机10与由可见光图像和红外图像捕获的目标场景中的物体之间的距离相关。在热成像摄像机10包括（例如手动或自动）聚焦机构以调整摄像机的红外光学器件的焦点时，摄像机基于红外光学器件所设的焦点位置可以确定距由图像所捕获的目标场景中的物体的距离。热成像摄像机10可以基于焦点位置确定该距离，这是因为每个焦点位置可以对应于距摄像机的不同距离（例如，目标场景中的物体将被对焦的距离）。例如，基于用于在显示器18上同时显示的确定的距离，热成像摄像机10然后可以将由摄像机所捕获的可见光图像与红外图像对准，例如这是通过使得其中一个图像或者两个图像彼此相对移动而实现的。例如，与目标场景中的物体更远离摄像机的情况相比，在热成像摄像机10与由图像所捕获的目标场景中的物体之间的距离相对更靠近摄像机的情况中，热成像摄像机10可以使得红外图像和/或可见光图像中的一个相对于另一个更多地移位。

然而，在热成像摄像机10的红外光学器件的焦点位置设于超焦位置的应用中，超焦位置可以并非对应于摄像机与由摄像机产生的图像所捕获的目标场景的物体之间的距离（该距离足以实现图像对准功能）。实际上，在利用超焦位置时，由摄像机产生的图像所捕获的目标场景中的物体可以在任何情况下位于与超焦位置对应的设定位置与无穷远之间。为此原因以及为了其它原因，热成像摄像机10的红外光轴22与可见光轴26之间的距离25可以最小化。

使得红外光轴22与可见光轴26之间的距离25最小化可以使得由摄像机所产生的红外图像与可见光图像之间的视差最小化，这是因为红外图像和可见光图像可以从彼此相对更靠近的观察点被捕获。因此，在摄像机的聚焦机构被调节至超焦位置时，热成像摄像机10可以同时地显示由摄像机所捕获的可见光图像和红外图像，而不必校正视差。作为替代地，热成像摄像机10可以基于预定的距离（例如与超焦位置对应的设定距离）将由摄像机所捕获的可见光图像和红外图像对准或者执行任何其它合适的图像对准技术。

在不同的实例中，热成像摄像机10的红外光轴22与可见光轴26之间的距离25可以小于2英寸、例如小于1.7英寸、小于1.5英寸、小于1英寸或者小于大约0.85英寸。在其它实例中，距离25可以是范围从大约2英寸至大约0.1英寸，例如从大约1.7英寸至大约0.25英寸或者从大约1英寸至大约0.6英寸。其它距离也是可行的。

取决于红外镜头组件14与可见光镜头组件16的构造，使得热成像摄像机10的红外光轴22与可见光轴26之间的距离25最小化还可以使得红外镜头组件14的至少一个红外透镜的外表面（例如外径）与可见光镜头组件16的至少一个可见光透镜之间的距离最小化。在图1的实例中，热成像摄像机10限定距离27，其中该距离是可见光镜头组件16的（例如朝向摄像机的前面的）最外侧可见光透镜的外周表面与红外镜头组件14的最外侧红外透镜的外周表面之间的最小距离。在不同的实例中，距离27可以小于1英寸、例如小于0.75英寸、小于0.5英寸或小于0.25英寸。在其它实例中，距离27可以是范围从大约1.5英寸至大约0.1英寸，例如从大约0.75英寸至大约0.15英寸或从大约0.3英寸至大约0.2英寸。其它距离也是可行的且可想到的。

在热成像摄像机10的操作过程中，操作者可以期望观察到由摄像机所产生的场景的热学图像和/或同一场景的可见光图像。为此原因，热成像摄像机10可以包括显示器。在图1和2的实例中，热成像摄像机10包括显示器18，其中所述显示器位于壳体12的与红外镜头组件14和可见光镜头组件16相反的后部上。显示器18可以被构造成显示可见光图像、红外图像和/或同时显示可见光图像和红外图像的混合图像。在不同的实例中，显示器18可以远离热成像摄像机10的红外镜头组件14和可见光镜头组件16（例如与它们隔离开），或者显示器18可以处于相对于红外镜头组件14和/或可见光镜头组件16的不同的空间布置结构中。因此，尽管显示器18在图2中示出位于红外镜头组件14和可见光镜头组件16之后，但是显示器18的其它位置也是可行的。

热成像摄像机10可以包括各种用户输入媒介，以便控制摄像机的操作并且调整摄像机的不同设定。示意性控制功能可以包括调整红外和/或可见光学器件的焦点、打开/关闭快门、捕获红外和/或可见光图像等。在图1和2的实例中，热成像摄像机10包括用于捕获红外和可见光图像的可按压的触发控制器20以及用于控制摄像机的其它操作方面的按钮28。用户输入媒介的不同的数量或布置结构是可行的，并且应当清楚本申请文件在此方面并不做限制。例如，热成像摄像机10可以包括触摸屏显示器18，其中通过按压屏幕的不同部分，所述触摸屏显示器接收用户输入。

图5是功能框图，示出了热成像摄像机10的实例的各部件，其中所述热成像摄像机包括红外摄像机模块100、可见光摄像机模块102、显示器104、处理器106、用户接口装置108、存储器110以及供电装置112。处理器可以通信地连接至红外摄像机模块100、可见光摄像机模块102、显示器104、用户接口装置108以及存储器110。供电装置112将操作电能输送至热成像摄像机10的不同的部件，并且在一些实例中可以包括可充电的或不可充电的电池以及供电电路。

在热成像摄像机10的操作过程中，处理器106借助于与在存储器110内存储的程序信息有关的指令控制红外摄像机模块100和可见光摄像机模块110，以产生目标场景的可见光图像以及红外图像。处理器106还控制显示器104，以显示由热成像摄像机10所产生的可见光图像和/或红外图像。在一些如下更加详细说明的附加的实例中，处理器106还可以基于与摄像机相关的红外光学器件的焦点位置而确定热成像摄像机10与由摄像机产生的可见光图像和/或红外图像所捕获的目标场景中的物体之间的距离。处理器106可以使用该距离帮助分解/消除由热成像摄像机10所产生的红外图像与可见光图像之间的视差，例如通过使得一个图像的至少一部分相对于另一个图像的至少一部分移位来实现。

红外摄像机模块100可以被构造成接收由目标场景发出的红外能量并且将该红外能量聚焦在用于产生红外能量数据的红外传感器上，例如该红外能量数据能够以红外图像的形式在显示器104上显示和/或在存储器110中存储。红外摄像机模块100可以包括用于执行归因于该模块的功能的任何合适的部件。在图5的实例中，红外摄像机模块被示出包括红外镜头组件14以及红外传感器114。参照图1和2如上所述，红外镜头组件14包括至少一个透镜，其中该透镜接收由目标场景发出的红外能量并且将该红外能量聚集在红外传感器114上。红外传感器114通过产生电信号而对聚焦的红外能量作出响应，其中该电信号能够被转换并且显示为显示器104上的红外图像。

红外镜头组件14可以具有各种不同的构造。在一些实例中，红外镜头组件14限定特定幅值的焦距比数（F-number）（其也称为焦比或光圈级数（F-stop））。焦距比数可以通过透镜（例如红外镜头组件14的最外侧透镜）的焦距除以入口处镜头的直径而被确定，该焦距比数代表进入透镜的红外辐射量。大体上，增加红外镜头组件14的焦距比数可以增加视场深度或者目标场景内处于可接受焦点中最近物体与最远物体之间的距离。在利用热成像摄像机10的设于超焦位置的红外光学器件观察目标场景中的不同物体时，增加的视场深度可以帮助获得可接受的焦点。然而，如果红外镜头组件14的焦距比数增加太多，则空间解析度（例如清晰度）可以降低从而目标场景不再处于可接受的焦点中。

在不同的实例中，红外镜头组件14可以限定大于0.5的焦距比数，其中该焦距比数例如大于1.0、大于大约1.2或者大于大约1.3。在其它实例中，红外镜头组件14可以限定范围从大约0.85至大约2的焦距比数，例如该焦距比数范围从大约1至大约1.8、大约1.2至大约1.5或者大约1.3至大约1.4。红外镜头组件14可以限定其它可接受的焦距比数，并且应当清楚本发明在此方面并不受限。

红外传感器114可以包括一个或多个焦平面阵列（FPA），其中所述焦平面阵列响应于通过红外镜头组件14所接收的红外能量产生电信号。每个FPA可以包括多个红外传感器元件，其中所述红外传感器元件例如包含测辐射热计、光子探测器或其它合适的红外传感器元件。在操作中，分别被称为传感器元素的每个传感器元件可以响应于吸收自目标场景接收的红外能量而改变电特性（例如电压或电阻）。反过来，电特性的变化可以提供电信号，其中所述电信号能够由处理器106接收并且被处理成在显示器104上显示的红外图像。

例如，在红外传感器104包括多个测辐射热计的实例中，每个测辐射热计可以吸收通过红外镜头组件14被聚焦的红外能量并且响应于吸收的能量增加温度。每个测辐射热计的电阻随着测辐射热计的温度改变而发生改变。处理器106通过将电流（或电压）施加至每个测辐射热计而可以测量每个测辐射热计的电阻变化，并且测量测辐射热计内的最终电压（或电流）。基于这些数据，处理器106可以确定由目标场景的不同部分所发出的红外能量的量，并且控制显示器104显示目标场景的热学图像。

独立于在红外传感器114的FPA中所包含的红外传感器元件的具体类型，FPA阵列可以限定任何合适的尺寸和形状。在一些实例中，红外传感器114包括多个以网格模式布置的红外传感器元件，例如以垂直的列和水平的列布置的传感器元件的阵列。在不同的实施例中，红外传感器114可以包括这样的垂直的列乘以水平的行的阵列、例如16×16、50×50、160×120、120×160或640×480。在其它实例中，红外传感器114可以包括更少数量的垂直列和水平行（例如1×1）、更多数量的垂直列和水平列（例如1000×1000）或者列与行的不同比。

在热成像摄像机10的操作过程中，处理器106可以控制红外摄像机模块100，以产生用于创建红外图像的红外图像数据。处理器106可以产生一“帧”红外图像数据，这是通过测量来自红外传感器14的FPA中所包含的每个红外传感器元件的电信号而实现的。来自每个红外传感器元件的电信号（例如电压、电流）的幅值可以对应于由每个红外传感器元件所接收的红外辐射量，其中接收不同量的红外辐射的传感器元件产生具有不同幅值的电信号。通过产生一帧红外图像数据，处理器106捕获在给定时间点的目标场景的红外图像。

通过单次测量在红外传感器114的FPA中所包含的每个红外传感器元件的电信号，处理器106可以捕获单个红外图像或者“快照”目标场景。作为替代地，处理器106可以捕获目标场景的多个红外图像，这是通过反复测量在红外传感器114的FPA中所包含的每个红外传感器元件的电信号而实现的。在处理器106反复测量在红外传感器114的FPA中所包含的每个红外传感器元件的电信号的实例中，处理器106可以产生目标场景的动态热学图像（例如视频表现）。例如，处理器106能够以足以产生视频表现的速度例如30Hz或60Hz测量在FPA中所包含的每个红外传感器元件的电信号。处理器106可以在捕获红外图像时执行其它操作，例如依次致动（未示出的）快门，以打开和关闭红外镜头组件14的光圈等。

因为红外传感器114的每个传感器元件用作为传感器元素，所以处理器106可以通过以下方式产生来自目标场景的红外辐射的二维图像或图片表现，即将每个传感器元件的电特性（例如电阻）变化转换成能够被处理（例如以便在显示器104和/或存储器110上视觉化）的时间复用的电信号。处理器106可以执行计算，以将原始红外图像转换成场景温度，其在一些实例中包括与场景温度对应的颜色。

处理器106可以控制显示器104，以显示所捕获的目标场景的红外图像的至少一部分。在一些实例中，处理器106控制显示器104，从而红外传感器114的每个传感器元件的电响应与显示器104上的单个像素相关联。在其它实例中，处理器106可以增加或降低红外图像的解析度，从而与红外传感器114中具有的传感器元件相比，在显示器104上具有更多或更少显示的像素。处理器106可以控制显示器104，以显示整个红外图像（例如由热成像摄像机10所捕获的目标场景的所有部分）或者少于整个红外图像（例如由热成像摄像机10所捕获的整个目标场景的一小部分）。处理器106可以执行如下详细所述的其它处理功能。

尽管在图5中未示出，但是热成像摄像机10可以包括各种信号处理或调节电路，以将来自红外传感器114的输出信号转换成显示器104上的热学图像。示意性电路可以包括用于测量横贯红外传感器114的每个传感器元件的偏压的偏压发生器、模拟-数字转换器、信号放大器等。独立于具体的电路，热成像摄像机10可以被构造成处理代表目标场景的数据，从而提供能够由用户显示、存储、传输或利用的输出。

热成像摄像机10包括可见光摄像机模块102。可见光摄像机模块102可以被构造成接收来自目标场景的可见光能量并且将该可见光能量聚焦在用于产生可见光能量数据的可见光传感器上，例如所述可见光能量数据能够以可见光图像的形式在显示器104上显示和/或在存储器110中存储。可见光摄像机模块102可以包括用于执行归因于在此的模块的功能的任何合适的部件。在图5的实例中，可见光摄像机模块102被示出包括可见光镜头组件16和可见光传感器116。如上参照图1和2所述，可见光镜头组件16包括至少一个透镜，其中该透镜接收由目标场景发出的可见光能量并且将该可见光能量聚焦在可见光传感器116上。通过产生能够被转换并被显示为显示器104上的可见光图像的电信号，可见光传感器116对聚焦的能量作出响应。

可见光传感器116可以包括多个可见光传感器例如CMOS探测器、CCD探测器、PIN二极管、雪崩光二极管等。可见光传感器元件的数量可以与红外光传感器元件的数量相同或不同。

在操作中，自目标场景所接收的光能可以经过可见光镜头组件16并且被聚焦在可见光传感器116上。在光能冲击在可见光传感器116的可见光传感器元件上时，光电探测器中的光子可以被释放并转换成探测电流。处理器106可以处理该探测电流，以形成目标场景的可见光图像。

在热成像摄像机10的使用过程中，处理器106可以控制可见光摄像机模块102，以由所捕获的目标场景产生可见光数据，以便生成可见光图像。可见光数据可以包括代表与所捕获的目标场景的不同部分相关的颜色和/或与所捕获的目标场景的不同部分相关的光量的亮度数据。处理器106可以产生一“帧”可见光图像，这是通过单次测量热成像摄像机10的每个可见光传感器元件的响应而实现的。通过产生一帧可见光数据，处理器106在特定的时间点捕获目标场景的可见光图像。处理器106还可以反复地测量热成像摄像机10的每个可见光传感器元件的响应，从而产生目标场景的动态热学图像（例如视频表现），如上参照红外摄像机模块100所述那样。

因为可见光摄像机模块102的每个传感器元件用作为传感器元素，所以处理器106可以通过以下方式产生来自目标场景的可见光的二维图像或图片表现，即将每个传感器元件的电响应转换成能够例如为了在显示器104上视觉化和/或在存储器110中存储而被处理的时间复用电信号。

处理器106可以控制显示器104，以显示所捕获的目标场景的可见光图像的至少一部分。在一些实例中，处理器106控制显示器104，从而可见光摄像机模块102的每个传感器元件的电响应与显示器104上的单个像素相关联。在其它实例中，处理器106可以增大或减小可见光图像的解析度，从而与可见光摄像机模块102上所具有的传感器元件相比，在显示器104上具有更多或更少显示的像素。处理器106可以控制显示器104，以显示整个可见光图像（例如由热成像摄像机10所捕获的目标场景的所有部分）或者小于整个可见光图像（例如由热成像摄像机10所捕获的整个目标场景的一小部分）。

如上所述，处理器106可以被构造成确定热成像摄像机10与由摄像机生成的可见光图像和/或红外图像所捕获的目标场景中的物体之间的距离。处理器106可以基于与摄像机相关的红外光学器件的焦点位置而确定该距离。例如，处理器106可以检测与摄像机的红外光学器件相关的聚焦机构的（例如物理位置）位置（例如与红外光学器件相关的焦点位置）并且确定与该位置相关的距目标的距离的值。处理器106然后可以参照在存储器110内存储的使得不同位置与不同的距目标的距离的值相关联的数据，以确定热成像摄像机10与目标场景中的物体之间的具体距离。

聚焦机构的每个距离可以与距热成像摄像机10的不同距离相关联，其中在所述不同距离，目标场景中的物体将对准焦点。在聚焦机构使得红外光学器件移动至超焦位置的实例中，处理器106可以参照在存储器110内存储的与超焦位置相关的预定距离值。预定距离值可以等于与超焦位置对应的设定值，大于与超焦位置对应的设定值，或小于与超焦位置对应的设定值。

独立于由处理器106所确定的具体距离，处理器可以使用该距离以帮助使得由摄像机所产生的可见光图像和红外图像对正（例如对准和/或成比例），以便例如在显示器104上同时显示。处理器106可以调整可见光图像相对于红外图像的比例，以帮助消解图像之间的视差。处理器106还可以使得可见光图像的至少一部分和/或红外图像的至少一部分相对于其它图像对正，以帮助消解图像之间的视差，例如通过使得一个图像或者两个图像的相应部分彼此相对移位而实现。例如，可见光图像的每个部分和红外图像的每个部分可以包括与图像的部分相关联的位置坐标（例如笛卡尔坐标）。处理器106可以通过以下方式使得图像的一部分移位，即向与图像的部分相关的位置坐标增加特定的值或从其减去特定的值，从而限定与图像的部分相关的新的位置坐标。处理器106可以控制显示器104，以根据调整后的比例和调整后的位置坐标显示可见光图像和红外图像。

在一些实例中，处理器106可以基于确定的距离值以及在存储器110中存储的数据而将可见光图像和/或红外图像对正。该数据例如可以在存储器110内以查表的方式被存储，其中该查表将不同的距目标的距离的值与不同的视差校正值（例如不同的比例和/或对正值）相关联。在其它实例中，数据能够以公式的方式被存储，其中该公式将不同的距目标的距离的值与不同的视差校正值相关联。利用确定的距目标的距离的值，处理器在参照存储器110时可以确定相关的视差校正值。处理器106基于确定的视差校正然后可以使得可见光图像的至少一部分和/或红外图像的至少一部分相对于另一图像移位和/或缩放，从而显示相对于另一图像对正的图像的移位后和/或缩放后的部分。

在这些和其它实例中，处理器106可以控制显示器104，以同时显示由热成像摄像机10所捕获的可见光图像的至少一部分和由热成像摄像机10所捕获的红外图像的至少一部分。这种同时显示是有帮助的，这是因为操作者可以参照在可见光图像上显示的特征，以有助于理解同时在红外图像上显示的特征，这是因为与红外图像相比，操作者可以更容易地识别并区别可见光图像中的不同真实世界特征。在不同的实例中，处理器106可以控制显示器104，从而以画中画的方式（其中，一个图像位于另一图像周围）并排地显示可见光图像和红外图像或者显示任何其它适合的布置方式（其中，可见光和红外图像同时被显示）。

例如，处理器106可以控制显示器104，从而以融合的方式显示可见光图像和红外图像。在融合的方式中，可见光图像和红外图像可以彼此上下叠加。操作者可以利用用户接口装置108相互作用，从而控制在显示器104上显示的一个或两个图像的透明度或不透明度。例如，操作者可以利用用户接口装置108相互作用，从而在完全透明与完全不透明之间调整红外图像，并且还可以在完全透明与完全不透明之间调整可见光图像。可以被称为alpha混合方式的这种示意性融合方式可以允许操作者调整显示器104，以显示仅仅红外图像、仅仅可见光图像、或者这两种图像在仅仅红外图像与仅仅可见光图像的极限之间的任何重叠组合。

被描述为热成像摄像机10内的处理器的包括处理器106的部件可以设置为一个或多个处理器、例如一个或多个微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、可编辑逻辑电路等，如它们单独每个或者它们任何合适的组合。

大体上，存储器110存储程序指令以及相关的数据，其中所述程序指令以及相关的数据在由处理器106执行时使得热成像摄像机10和处理器106执行在本申请文件中与其相关的功能。存储器110可以包括任何固定的或可擦除的磁性、光学或电媒介例如RAM、ROM、CD-ROM、硬盘或软磁盘、EFPROM等。存储器110还可以包括可擦除的存储器部分，其中该可擦除的存储器部分可以用于提供内存更新或者增加内存容量。可擦除存储器还可以允许图像数据容易地传输至其它计算装置或者在热成像摄像机10用于其它应用之前被擦除。

操作者可以经由用户接口装置108与热成像摄像机10相互作用，其中所述用户接口装置可以包括按钮、键盘或其它用于接收来自用户输入的机构。操作者可以经由显示器104接收来自热成像摄像机10的输出。显示器104可以被构造成以任何可接受的颜色或色彩设计来显示红外图像和/或可见光图像，并且颜色例如响应于用户控制而可以改变。在一些实例中，显示器104被构造成以单色的方式例如灰度级或琥珀色的方式显示红外图像。在其它实例中，显示器104被构造成以彩色的方式显示红外图像，例如以五彩、蓝-红或其它高对比色彩设计的方式显示。灰度级与彩色显示的组合也是可以想到的。

尽管处理器106可以控制显示器104从而以任何适合的方式同时显示红外图像的至少一部分以及可见光图像的至少一部分，但是画中画的方式可以有助于操作者容易对焦和/或理解热学图像，这是通过以相邻对正的方式显示同一场景的对应可见光图像而实现的。图6是可见光图像240和红外图像242的一个示意性画中画类型的概念性视图。在图6的实例中，可见光图像240围绕红外图像242，但是在其它实例中，红外图像242可以围绕可见光图像240，或者可见光图像240和红外图像242可以具有与所示的相比不同的相对尺寸或形状，并且应当想到本发明在此方面并不是受限的。

示意性热成像摄像机与相关的技术已经被说明。在本申请文件中所记载的技术还可以在计算机可读取的媒介中被设置或编码，这种计算机可读取的媒介例如是包含指令的非瞬态计算机可读取存储媒介。在计算机可读取存储媒介中内嵌或编码的指令例如在指令被执行时可以使得可编程处理器或其它处理器实现该方法。计算机可读取存储媒介可以包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬盘、光媒或其它计算机可读取媒介。

各种不同的实例已经说明。这些或其它实例是在权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.一种摄像机，其包括：

红外（IR）摄像机模块，其中所述红外摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，所述IR传感器被构造成捕获场景的IR图像，所述IR光学器件限定第一光轴，其中所述第一光轴经过所述IR光学器件的中心延伸；

可见光（VL）摄像机模块，其中所述可见光摄像机模块包括VL传感器以及VL光学器件，所述VL传感器被构造成捕获场景的VL图像，所述VL光学器件限定第二光轴，其中所述第二光轴经过所述VL光学器件的中心延伸，并且所述第二光轴与所述第一光轴偏离，以使得所述场景的IR图像以与所述VL图像不同的视角观看，因而造成视差；

手动调焦机构，其连接至所述IR光学器件并被构造成使得所述IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得所述IR光学器件对焦，所述不同的焦点位置包括所述场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置，所述手动调焦机构被构造成在所述IR光学器件移动至所述超焦位置时提供触觉指示；

显示器；以及

处理器，其中所述处理器被构造成使得所述IR图像与所述VL图像对准，从而大致消解所述IR图像与所述VL图像之间的视差，并且控制所述显示器，以在所述IR光学器件移动至超焦位置时针对位于所述设定距离与无穷远之间的场景与VL图像的至少一部分大致对准地显示IR图像的至少一部分。

2.一种摄像机，其包括：

红外（IR）摄像机模块，其中所述红外摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，所述IR传感器被构造成捕获场景的IR图像；

手动调焦机构，其中所述手动调焦机构连接至IR光学器件并被构造成使得所述IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得所述IR光学器件对焦，所述不同的焦点位置包括超焦位置以及所述场景在设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置，其中对于所述超焦位置，在所述IR光学器件移动至所述超焦位置时，位于设定位置与无穷远之间的场景被大致对焦；以及

显示器。

3.根据权利要求2所述的摄像机，其特征在于，所述手动调焦机构被构造成在所述IR光学器件移动至所述超焦位置时提供触觉指示。

4.一种摄像机，其包括：

红外（IR）摄像机模块，其中所述红外摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，所述IR传感器被构造成捕获场景的IR图像，所述IR光学器件限定第一光轴，其中所述第一光轴经过所述IR光学器件的中心延伸，并且所述IR光学器件限定大于1.0的焦距比数；

可见光（VL）摄像机模块，其中所述可见光摄像机模块包括VL传感器以及VL光学器件，所述VL传感器被构造成捕获场景的VL图像，所述VL光学器件限定第二光轴，其中所述第二光轴经过所述VL光学器件的中心延伸，并且所述第二光轴与所述第一光轴偏离，以使得所述场景的IR图像以与所述VL图像不同的视角观看，因而造成视差，所述第二光轴与所述第一光轴偏离小于1.7英寸的距离；

聚焦机构，其中所述聚焦机构连接至IR光学器件并被构造成使得所述IR光学器件移动至不同的焦点位置，从而使得所述IR光学器件对焦，所述不同的焦点位置包括所述场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置；

显示器；以及

处理器，其被构造成接收IR图像以及VL图像，并且控制所述显示器，以显示IR图像和VL图像中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于，所述聚焦机构包括手动调焦机构，所述手动调焦机构被构造成在所述IR光学器件移动至所述超焦位置时提供触觉指示。

6.根据权利要求1至3以及5任一所述的摄像机，其特征在于，所述手动调焦机构包括聚焦环。

7.根据前述权利要求任一所述的摄像机，其特征在于，所述VL光学器件具有固定的焦点。

8.根据前述权利要求任一所述的摄像机，其特征在于，所述聚焦机构被构造成通过使得至少一个IR透镜靠近或远离IR传感器移动而使得IR光学器件移动。

9.根据前述权利要求任一所述的摄像机，其特征在于，第二光轴与第一光轴偏离的距离小于1.0英寸。

10.根据前述权利要求任一所述的摄像机，其特征在于，IR光学器件包括限定外周表面的最外侧IR透镜，VL光学器件包括限定外周表面的最外侧VL透镜，并且最外侧IR透镜的外周表面与最外侧VL透镜的外周表面之间的距离小于0.5英寸。

11.一种方法，其包括：

利用聚焦机构调整IR光学器件的焦点，其中所述聚焦机构被构造成使得IR光学器件移动至不同的焦点位置，所述不同的焦点位置包括场景在设定距离与无穷远之间对焦的超焦位置以及所述场景在所述设定位置与最小焦距之间对焦的多个焦点位置；

经由IR摄像机模块捕获场景的红外（IR）图像，其中所述IR摄像机模块包括IR传感器以及IR光学器件，所述IR光学器件限定第一光轴，其中所述第一光轴经过所述IR光学器件的中心延伸，并且所述IR光学器件限定大于1.0的焦距比数；

经由VL摄像机模块捕获场景的可见光（VL）图像，其中所述可见光摄像机模块包括VL传感器以及VL光学器件，所述VL光学器件限定第二光轴，其中所述第二光轴经过所述VL光学器件的中心延伸，并且所述第二光轴与所述第一光轴偏离，以使得所述场景的IR图像以与所述VL图像不同的视角观看，因而造成视差，所述第二光轴自所述第一光轴偏离小于1.7英寸的距离；

显示VL图像和IR图像中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，调整IR光学器件的焦点包括手动地调整所述聚焦机构，直至提供表明IR光学器件移动至超焦位置的触觉指示。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，手动调整所述聚焦机构包括使得聚焦环旋转。

14.根据权利要求11至13任一所述的方法，其特征在于，显示VL图像和IR图像中的至少一个包括与IR图像的至少一部分对准地同时显示VL图像的至少一部分。

15.根据权利要求1至10任一所述的摄像机或根据权利要求11至14任一所述的方法，其特征在于，所述多个焦点位置包括场景在设定距离与最小焦距之间对焦的连续范围的焦点位置。

16.根据权利要求1至10和15任一所述的摄像机或根据权利要求11至15任一所述的方法，其特征在于，所述设定距离小于10英尺，或者范围是在大约2英尺与大约10英尺之间，优选是大约2英尺。

17.根据权利要求1至10、15和16任一所述的摄像机或根据权利要求11至16任一所述的方法，其特征在于，所述最小焦距大于3英寸、优选大约6英寸。

18.根据权利要求1至10以及15至17任一所述的摄像机或根据权利要求11至17任一所述的方法，其特征在于，所述焦距比数大于1.2，优选是在大约1.3与大约1.5之间。

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