CN107703599A - 红外成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外成像设备，包括可调焦红外镜头结构，所述可调焦红外镜头结构包括：同轴套嵌的镜筒和镜头外壳，所述镜筒内具有第一空腔；固定镜组设置于所述第一空腔一端；调焦镜组，设置于所述镜筒的第一空腔内，能够在所述镜筒内沿镜筒的轴向运动；所述红外成像设备还包括：手动调焦环；磁环，内嵌于所述手动调焦环内；至少一个霍尔传感器组件，与所述磁环相对设置。所述红外成像设备的自动调焦与手动调焦模式之间相互独立，调焦可靠性更高。

Description

红外成像设备

技术领域

本发明涉及红外成像领域，尤其涉及一种红外成像设备。

背景技术

手动/自动调焦一体式红外镜头，是指具备手动调焦和自动调焦功能的红外镜头。用户可以根据实际需要选择手动调焦或自动调焦模式。手动调焦模式一般由手动调焦环通过传动机构带动调焦镜组运动，而自动调焦模式一般由调焦电机通过传动机构带动调焦镜组运动，实现调焦目的。

现有的手动/自动调焦一体式红外镜头结构主要包括手动调焦环、凸轮机构、调焦镜组、伺服电机和齿轮传动机构等。手动调焦模式是通过手动调焦环带动调焦凸轮组件一起转动，调焦凸轮带动调焦镜组进行轴向移动，从而实现调焦目的；自动调焦模式为伺服电机通过齿轮带动调焦凸轮转动，调焦凸轮带动调焦镜组进行轴向运动，从而实现调焦目的。两种调焦模式的原理均为通过机械硬连接传动，带动调焦镜组轴向移动而达到调焦的目的。

这样的结构，手动调焦和自动调焦的模式转换一般需要有切换机构，由手动调焦改为自动调焦模式，或由自动调焦模式切换为手动调焦模式，需要先进行模式切换，使得手动调焦环或电动调焦电机脱开，这样的设计占用空间较大，机构复杂，可靠性差。如果不使用模式切换机构，则在自动调焦模式下会带动手动调焦环一起转动，无形中增加功耗，并且用户在不知情的情况下握住或触碰手动调焦环，可能造成传动机构或调焦电机损坏；同样，在手动调焦模式下，也会机械性的带动调焦电机及其齿轮机构一起转动，对直流电机来讲会产生被动空转，而对于步进电机则是不允许发生空转导致无法采用步进电机。手动调焦和自动调焦两者相互牵连，容易产生操作故障，降低可靠性。

因此，需要一种新的红外成像设备具有可调焦红外镜头，使得自动调焦与手动调焦模式之间相互独立。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种红外成像设备，具有可调焦红外镜头结构，所述可调焦红外镜头结构的自动调焦与手动调焦模式之间相互独立，提高了调焦的可靠性。

为了解决上述问题，本发明提供了一种红外成像设备，包括可调焦红外镜头结构，所述可调焦红外镜头结构包括：同轴套嵌的镜筒和镜头外壳，所述镜筒内具有第一空腔；固定镜组，设置于所述第一空腔一端；调焦镜组，设置于所述镜筒的第一空腔内，能够在所述镜筒内沿镜筒的轴向运动；所述红外成像设备还包括：手动调焦环；磁环，内嵌于所述手动调焦环内；至少一个霍尔传感器组件，与所述磁环相对设置。

可选的，还包括处理芯片，与所述霍尔传感器组件连接，用于根据霍尔传感器组件发出的检测信号识别所述手动调焦环的位移和移动方向，并发出调焦指令。

可选的，还包括：红外成像仪主机，与所述可调焦红外镜头结构连接，包括：红外成像仪机身和红外探测器组件，所述红外探测器组件位于所述红外热像仪机身内。

可选的，所述镜筒和镜头外壳之间具有第二空腔，所述霍尔传感器组件位于所述第二空腔和/或所述红外成像仪机身内。

可选的，所述手动调焦环设置于所述镜头外壳上或所述红外成像仪机身上。

可选的，还包括弹性金属触点，位于所述可调焦红外镜头结构与所述红外成像仪机身之间，用于实现所述可调焦红外镜头结构与所述红外成像仪主机之间的电信号传递。

可选的，还包括至少一个调焦电机，用于根据所述处理芯片发出的调焦指令，控制所述调焦镜组和/或红外探测器组件的轴向运动。

可选的，所述调焦电机位于所述第二空腔和/或红外成像仪机身内。

可选的，所述磁环包括多组间隔排列的N极磁性元件和S极磁性元件。

可选的，还包括自动调焦控制组件，包括控制按键，用于在用户操作所述控制按键时，发送控制信号至处理芯片，使所述处理芯片发出调焦指令。

本发明的红外成像设备的手动调焦环内嵌磁环，并且具备与所述磁环相对设置的霍尔传感器组件，通过霍尔传感器组件的检测信号可以获得手动调焦环的转动方向和位移，从而控制调焦组件进行调焦，实现手动调焦。由于霍尔传感器组件与手动调焦环之间为非接触式的柔性连接，因此手动调焦环与调焦机构之间也互不牵连：自动调焦模式下不会带动手动调焦环运动；在手动调焦模式下，通过发送调焦指令驱动调焦电机转动而带动调焦镜组移动，从而实现调焦，而非直接通过手动调焦环带动调焦镜组移动而调焦，因此可以避免机械性的带动调焦电机被动空转，所以红外成像设备的手动调焦和自动调焦模式无需进行模式切换。由于两种模式相互独立，不需要模式切换按键或切换机构，从而简化了结构设计，占用空间较小，可靠性高。并且，可以同时进行两种模式的调焦，在任何一种模式运动过程中，可随时进行另一种模式的操作，将手动调焦和自动调焦有机结合，简化多模式调焦的操作流程，提高了调焦速率和准确度。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式的红外成像设备的结构示意图；

图2至图3为本发明一具体实施方式的红外成像设备的手动调焦环与霍尔传感器组件之间的相对位置关系示意图；

图4为本发明一具体实施方式的红外成像设备的结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式的红外成像设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的红外成像设备的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为本发明一具体实施方式的红外成像设备的结构示意图。

所述红外成像设备包括：可调焦红外镜头结构100和红外成像主机200。

所述可调焦红外镜头结构100包括：同轴套嵌的镜筒101和镜头外壳102，具有第一空腔110；固定镜组111，设置于所述镜筒101内第一空腔110一端；调焦镜组112，设置于所述镜筒101的第一空腔110内，能够在所述镜筒101内沿第一空腔110的轴向运动。

所述红外成像设备还包括：手动调焦环130，用于进行手动调焦。本发明的具体实施方式中，所述手动调焦环130内嵌有磁环131，所述磁环131固定内嵌于所述手动调焦环130内，能够跟随所述手动调焦环130进行旋转。

所述红外成像设备还包括至少一个霍尔传感器组件121，与所述磁环131相对设置。该具体实施方式中，所述红外成像设备仅包括一个霍尔传感器组件121。当所述磁环131跟随所述手动调焦环130进行旋转时，所述霍尔传感器组件121不需要与所述磁环131接触，即能够通过检测磁环131磁场变化，感应所述手动调焦环130的旋转位移和旋转方向。

在本发明的其他具体实施方式中，可以在所述磁环131的同侧设置两个以上的霍尔传感器组件121，以获取多组信号，减少误差。

该具体实施方式中，所述镜筒101和镜头外壳102之间具有第二空腔120。所述手动调焦环130设置于所述镜头外壳102上，具体的位于所述镜头外壳102上的凹陷部位；所述霍尔传感器组件121设置于所述镜头外壳102内的第二空腔120内，与所述镜头外壳102外的磁环131相对。

请参考图2和图3，为手动调焦环130与霍尔传感器组件121之间的相对位置关系示意图，其中，图2为正视图，图3为俯视图。

该具体实施方式中，所述磁环131包括多组间隔排列的N极磁性元件和S极磁性元件(图2中仅作局部示意标示)。相邻N极磁性元件和S极磁性元件之间的间距相同，由于N极磁性元件和S极磁性元件具有不同的磁场，当磁环131发生旋转时，N极磁性元件和S极磁性元件分别经过霍尔传感器组件121，所述霍尔传感器组件121对应的感应到N极和S极磁场，从而霍尔传感器组件121就会产生一系列的脉冲信号，根据所述脉冲信号就可以获得磁环131旋转的方向和位移。

在本发明的其他具体实施方式中，所述磁环131也可以具备其他结构，例如仅包括单一极性的磁性元件，但是相邻磁性元件之间具有一定间距，这种情况下，磁环131旋转时，也会使得霍尔传感器组件121周期性的感应到磁场信号，从而产生脉冲信号，从而感应磁环131转动的方向和位移。

该具体实施方式中，所述红外成像设备还包括红外成像仪主机200，与所述可调焦红外镜头结构100连接。具体的，所述红外成像仪主机200与所述可调焦红外镜头结构100之间通过镜头座140连接。所述红外成像仪主机200包括：红外成像仪机身201和红外探测器组件202，所述红外探测器组件202位于所述红外热像仪机身201内。所述可调焦红外镜头结构100获得的红外信号传输至所述红外探测器组件202，然后进行成像。

请参考图4，在本发明的其他具体实施方式中，所述霍尔传感器组件121'还可以位于所述红外成像仪机身201内，与所述磁环131相对。在其他具体实施方式中，可以在所述红外成像仪机身201以及所述可调焦红外镜头结构100内均设置至少一个霍尔传感器组件。

在本发明的另一具体实施方式中，所述手动调焦环130还可以设置于所述红外成像仪主机200的红外成像仪机身201上。

请继续参考图1，所述红外成像设备还包括弹性金属触点123，位于所述可调焦红外镜头结构100与所述红外成像仪机身201之间，用于实现所述可调焦红外镜头结构100与所述红外成像仪主机200之间的电信号传递。

所述红外成像设备还包括一处理芯片(图中未示出)，与所述霍尔传感器组件121连接，所述处理芯片可以设置于所述可调焦红外镜头结构100内，与所述霍尔传感器组件121直接连接；也可以设置于所述红外成像主机200内，通过所述弹性金属触点123实现所述霍尔传感器组件121与处理芯片的电信号传递。所述处理芯片用于根据霍尔传感器组件121发出的检测信号识别所述手动调焦环的位移和移动方向，并发出调焦指令。所述处理芯片不仅可以根据所述霍尔传感器组件121的检测信号，发出手动调焦指令，还可以在自动调焦模式下，发出自动调焦指令。

为了实现调焦目的，所述红外成像设备还包括至少一个调焦电机122，所述调焦电机122与所述处理芯片连接，用于根据所述处理芯片发出的调焦指令，进行调焦。具体的，该具体实施方式中，所述调焦电机122设置于所述可调焦红外镜头结构100的第二空腔120内，通过一传动杆1221与所述调焦镜组112连接，用于根据所述处理芯片的调焦指令控制所述调焦镜组的轴向运动，从而实现调焦。在其他具体实施方式中，可以在所述可调焦红外镜头结构内设置两个以上的调焦电机122，位于所述第二空腔120内，用于控制调焦镜组112的移动。

手动调焦环130的转动方向和位移信息通过霍尔传感器组件121传递至处理芯片，由处理芯片再控制调焦电机122进行调焦控制。手动调焦环130的转动传递到调焦电机122的运动之间为非接触式的柔性连接，两者互不牵连。

在本发明的另一具体实施方式中，还可以在所述红外成像仪机身201内设置一个以上的调焦电机，与所述红外探测器组件202连接，用于控制所述红外探测器组件202的移动，通过控制所述红外探测器组件202的移动同样能够实现调焦的目的。

在本发明的另一具体实施方式中，还可以在红外成像仪机身201内以及可调焦红外镜头结构100均设置调焦电机，对红外探测器组件202以及调焦镜组112进行分别控制，以实现调焦目的。

请参考图5，为本发明另一具体实施方式的红外成像设备的结构示意图。

该具体实施方式中，手动调焦环130设置于可调焦红外结构100上，在所述可调焦红外镜头结构100的第二空腔120内设置霍尔传感组件121，并且在所述红外成像仪机身201内设置另一霍尔传感组件121'内。在用户手动调焦，转动手动调焦环130的过程中，所述霍尔传感组件121、121'均产生检测信号，传输至处理芯片，通过对两组信号的处理，可以提高调焦的准确性。

并且，在所述可调焦红外镜头结构100内设置有调焦电机122，通过传动杆1221连接至调焦镜组112，用于控制所述调焦镜组112的轴向运动；在所述红外成像仪机身201内设置有调焦电机122'，通过传动杆1221'连接至所述红外探测器组件202，用于控制所述红外探测器组件202的轴向运动。处理芯片可以分别向所述调焦电机122和调焦电机122'发送调焦指令，以分别控制所述调焦镜组112的轴向运动以及红外探测器组件202的轴向运动，实现调焦。

在本发明的一个具体实施方式中，所述红外成像设备同时具备手动调焦和自动调焦功能。通过转动所述手动调焦环130实现手动调焦；所述红外成像设备还包括自动调焦控制组件，包括一控制按键，用于在用户操作所述控制按键时，发送控制信号至处理芯片，使所述处理芯片发送自动调焦指令给调焦电机，从而实现自动调焦。

由于手动调焦环130的转动传递到调焦电机122的运动之间为非接触式的柔性连接，手动调焦环130与调焦电机122之间互不牵连：自动调焦模式下不会带动手动调焦环运动；在手动调焦模式下，通过发送调焦指令驱动调焦电机转动而带动调焦镜组移动进行调焦，而非直接通过手动调焦环带动调焦镜组移动而调焦，因此可以避免机械性的带动调焦电机被动空转，所以用于自动调焦的直流电机或步进电机产生被动空转，因此手动调焦和自动调焦模式无需进行模式切换。由于两种模式相互独立，不需要模式切换按键或切换机构，从而简化了结构设计，占用空间较小，可靠性高。并且，可以同时进行两种模式的调焦，在任何一种模式运动过程中，可随时进行另一种模式的操作，例如，在自动调焦模式下，用户可以利用手动调焦环进行辅助微调，将手动调焦和自动调焦有机结合，简化多模式调焦的操作流程，提高了调焦速率和准确度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外成像设备，包括可调焦红外镜头结构，所述可调焦红外镜头结构包括：

同轴套嵌的镜筒和镜头外壳，所述镜筒内具有第一空腔；

固定镜组，设置于所述第一空腔一端；

调焦镜组，设置于所述镜筒的第一空腔内，能够在所述镜筒内沿镜筒的轴向运动；

其特征在于，所述红外成像设备还包括：

手动调焦环；

磁环，内嵌于所述手动调焦环内；

至少一个霍尔传感器组件，与所述磁环相对设置。

2.根据权利要求1所述的红外成像设备，其特征在于，还包括处理芯片，与所述霍尔传感器组件连接，用于根据霍尔传感器组件发出的检测信号识别所述手动调焦环的位移和移动方向，并发出调焦指令。

3.根据权利要求2所述的红外成像设备，其特征在于，还包括：红外成像仪主机，与所述可调焦红外镜头结构连接，包括：红外成像仪机身和红外探测器组件，所述红外探测器组件位于所述红外热像仪机身内。

4.根据权利要求3所述的红外成像设备，其特征在于，所述镜筒和镜头外壳之间具有第二空腔，所述霍尔传感器组件位于所述第二空腔和/或所述红外成像仪机身内。

5.根据权利要求3所述的红外成像设备，其特征在于，所述手动调焦环设置于所述镜头外壳上或所述红外成像仪机身上。

6.根据权利要求3所述的红外成像设备，其特征在于，还包括弹性金属触点，位于所述可调焦红外镜头结构与所述红外成像仪机身之间，用于实现所述可调焦红外镜头结构与所述红外成像仪主机之间的电信号传递。

7.根据权利要求4所述的红外成像设备，其特征在于，还包括至少一个调焦电机，用于根据所述处理芯片发出的调焦指令，控制所述调焦镜组和/或红外探测器组件的轴向运动。

8.根据权利要求7所述的红外成像设备，其特征在于，所述调焦电机位于所述第二空腔和/或红外成像仪机身内。

9.根据权利要求1所述的红外成像设备，其特征在于，所述磁环包括多组间隔排列的N极磁性元件和S极磁性元件。

10.根据权利要求2所述的红外成像设备，其特征在于，还包括自动调焦控制组件，包括控制按键，用于在用户操作所述控制按键时，发送控制信号至处理芯片，使所述处理芯片发出调焦指令。