CN208820902U - 一种红外白光双光模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种红外白光双光模组，包括模组支架、图像处理器和轴线平行的红外模组、白光模组，所述红外模组包括红外透镜和红外探测器，所述白光模组包括白光透镜和白光探测器，所述红外透镜与白光透镜的光轴互相平行，且二者的水平距离为13mm～15mm；所述红外透镜所在平面与白光透镜所在平面平行，且二者垂直距离小于3mm；所述红外透镜与所述白光透镜的视场角相同；通过红外模组与白光模组间距和高度的设计，使得红外模组和白光模组可以整合成一个单独的模组，提高红外成像和白光成像的融合精度；通过红外透镜与白光透镜视场角的匹配，可以促进红外图像与白光图像进行叠加融合。

Description

一种红外白光双光模组

技术领域

本实用新型涉及红外热成像领域，特别是涉及一种红外白光双光模组。

背景技术

在红外热成像领域，由于红外探测器的分辨率较白光分辨率低，在一些对图像细节要求较高的场合，红外成像便无法满足需求。目前常见的解决方法是将红外成像与白光成像联合使用，将白光镜头采集到的可见光图像和红外镜头采集到的红外图像进行叠加，这样既可以满足图像的细节要求，又可以读取图像细节的温度信息。

但目前无论是传统的红外系统产品，还是小型的红外模组产品，都是通过在产品端进行设计，将红外探测器和白光摄像头联合成像。在设计过程中，将零散的白光摄像头和红外摄像头安装到产品中，没有将其做成一个模组，红外模组与白光模组没有直接发生相互关系。红外图像与白光图像进行叠加时，只有红外模组与白光模组具有较高的位置精度才能得到较好的成像质量。在产品端进行红外图像与白光图像的叠加存在以下缺点： 1.装配调校不方便，装配误差较大；2.结构和图像融合算法的可移植性和通用性差。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷，本实用新型提供了一种红外白光双光模组，其目的在于通过将红外模组和白光模组组合成一个单独模块，提高红外热成像和白光成像融合的精度，降低装配误差，提高图像融合算法在不同产品中的可移植性。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种红外白光双光模组，包括模组支架、图像处理器和轴线平行的红外模组、白光模组，所述红外模组包括红外透镜和红外探测器，所述白光模组包括白光透镜和白光探测器，所述红外透镜与白光透镜的光轴互相平行，且二者的水平距离为13mm～15mm，优选为14.5mm；所述红外透镜所在平面与白光透镜所在平面平行，且二者垂直距离小于 3mm，优选为0mm；所述红外透镜与白光透镜的视场角相同，二者水平视场角的相差不超过1％，垂直视场角相差不超过1％。

优选地，所述红外透镜设置于所述红外模组的轴线前端，所述红外探测器设置于所述红外模组的轴线后端，优选设置在红外透镜的后焦点上；所述白光透镜设置于所述白光模组的轴线前端，所述白光探测器设置于所述白光模组的轴线后端，优选设置在白光透镜的后焦点上；所述轴线后端是指红外模组和白光模组中靠近模组支架的一端。

优选地，所述模组支架包括第一支架和第二支架，所述第二支架的材料的导热系数高于200W/(m·K)；所述第一支架的材料的导热系数低于 0.5W/(m·K)，所述第一支架通过定位销定位后，再通过点胶固定在第二支架上；所述白光模组通过点胶固定在第一支架上，所述红外模组通过点胶固定在第二支架上。

作为进一步优选地，所述第二支架包括底板，所述底板为矩形，所述矩形的短边上对称设置有两个用于定位的半圆孔，所述矩形的四角上还设置有一个或多个用于固定的光孔；所述第二支架底板通过半圆孔定位后，通过光孔用螺钉与外界连接。

作为进一步优选地，所述第二支架的材料为铝、铝合金、铜或铜合金；所述第一支架的材料为尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯。

优选地，所述红外模组轴线的前端设置有电磁阀快门，所述电磁阀快门通过一圈骨位固定在所述模组支架上，所述电磁阀快门留有供红外光通过的透光孔，所述透光孔的形状为方形或圆形，优选为方形透光孔。

作为进一步优选地，所述电磁阀快门内壁上设置有用于测温的温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶；所述电磁阀快门外壁上设置有用于传输数据的电磁阀快门接口，所述电磁阀快门接口用于通过导线与控制电路连接。

作为更进一步优选地，还包括柔性电路板连接器，所述红外探测器输出端连接第一柔性电路板的输入端，第一柔性电路板设置在红外模组底座上；所述白光探测器输出端连接第二柔性电路板的输入端，第二柔性电路板设置在白光模组底座上；所述第一柔性电路板的输出端连接柔性电路板连接器的第一输入端，第二柔性电路板的输出端连接柔性电路板连接器的第二输入端。

作为再进一步优选地，所述模组支架上设置有用于固定导线的槽；所述柔性电路板连接器的长度为10mm～30mm。

作为再进一步优选地，所述红外白光双光模组还包括控制电路和图像处理器；所述图像处理器包括处理模块、转换模块和显示模块，所述处理模块、转换模块和显示模块依次呈电性连接；所述处理模块与所述柔性电路板连接器连接，所述转换模块与所述电磁阀快门接口连接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于本实用新型的红外白光双光模组的不同设计，能够取得下列有益效果。

1、本实用新型提供一种红外白光双光模组，包括模组支架、图像处理器和轴线平行的红外模组、白光模组，所述红外模组包括红外透镜和红外探测器，所述白光模组包括白光透镜和白光探测器，所述红外透镜与白光透镜的光轴互相平行，且二者的水平距离为13mm～15mm；所述红外透镜所在平面与白光透镜所在平面平行，且二者垂直距离小于3mm；所述红外透镜与所述白光透镜的视场角相同；通过红外模组与白光模组间距和高度的设计，使得红外模组和白光模组可以整合成一个单独的模块，提高红外成像和白光成像的融合精度；通过红外透镜与白光透镜视场角相匹配，可以促进红外图像与白光图像进行叠加融合；

2、本实用新型所述红外透镜设置于所述红外模组的轴线前端，所述红外探测器设置于所述红外模组的轴线后端，优选设置在红外透镜的后焦点上；所述白光透镜设置于所述白光模组的轴线前端，所述白光探测器设置于所述白光模组的轴线后端，所述白光探测器设置于所述白光模组的轴线后端，优选设置在白光透镜的后焦点上；所述红外探测器和白光探测器分别设置在红外透镜和白光透镜的后焦点上，便于探测器更敏锐地捕捉红外成像和白光成像；

3、本实用新型所述模组支架包括第一支架和第二支架，所述第二支架的材料的导热系数高于200W/(m·K)，所述第一支架的材料的导热系数低于0.5W/(m·K)，所述第二支架的材料优选为铝、铝合金、铜或铜合金，所述第一支架的材料优选为尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯；所述第一支架通过定位销定位后，再通过点胶固定在第二支架上；所述白光模组通过点胶固定在第一支架上，所述红外模组通过点胶固定在第二支架上，由于红外模组进行红外热成像，第二支架具有良好的散热性有助于减少温度对红外成像的影响，提高成像质量；此外，将第一支架固定在第二支架上，一方面可以增大第二支架的表面积，另一方面可以增大第二支架与空气的接触面积，从而提高其散热性能；

4、本实用新型所述第二支架包括底板，所述底板为矩形，所述矩形的短边上对称设置有两个用于定位的半圆孔，所述矩形的四角上还设置有一个或多个用于固定的光孔；所述第二支架底板先通过半圆孔定位后，再通过光孔用螺钉与外界连接，半圆孔与光孔的使用可以增强第二支架与其他设备连接的稳定性；

5、本实用新型所述电磁阀快门内壁上设置有用于测温的温度传感器，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶；所述电磁阀快门外壁上设置有用于传输数据的电磁阀快门接口，所述电磁阀快门接口通过导线与所述图像处理器连接，所述温度传感器将采集到的温度数据通过电磁阀快门接口传输到外部图像处理器中，经过数据处理后，可以作为测温的基准，并最终将温度显示在物体图像上；

6、本实用新型中所述红外探测器输出端连接第一柔性电路板；所述白光探测器输出端连接第二柔性电路板，所述第一柔性电路板和第二柔性电路板分别通过柔性电路板连接器与所述控制电路和图像处理器连接，红外探测器和白光探测器将探测的成像数据通过柔性电路板传输到图像处理器的数据处理模块中，经过数据处理后，最终通过显示模块在终端设备中显示出来。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的各个组件组合示意图；

图2是本实用新型的一个实施例的白光模组的示意图；

图3是本实用新型的一个实施例的白光模组支架的示意图；

图4是本实用新型的一个实施例的电磁阀快门的示意图；

图5是本实用新型的一个实施例的红外模组的示意图；

图6是本实用新型的一个实施例的红外模组支架的示意图；

图7是本实用新型的一个实施例的电磁阀快门接口的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中： 1-电磁阀快门；2-红外模组；3-红外模组接口；4-红外模组支架；5-半圆孔； 6-白光模组；7-白光模组接口；8-白光模组支架；9-电磁阀快门接口；10- 光孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1是本实用新型具体实施例的各个组件组合示意图。如图1所示，本实用新型所述的一种红外白光双光模组的具体实施例中，所述红外白光双光模组包括红外模组2和白光模组6，所述红外模组2设置在红外模组支架4上，所述红外模组2与白光模组6的中心间距为14.5mm,所述白光模组 6底座的安装面比所述红外模组2底座的安装面高4.35mm。如图5所示，所述红外模组2的底座可以是方形、五边形、六边形或其他正多边形，在本实施例中优选为方形；所述红外模组2的底座侧面设置有红外模组接口3，所述红外模组接口3上带有柔性电路板连接器，柔性电路板连接器的长度为10mm～30mm，在本实施例中优选为10mm；所述柔性电路板连接器上设置有多个引脚，所述引脚可以根据红外白光双光叠加成像的需要，通过调整内置程序来重新定义；如图1所示，所述红外模组2以点胶的方式固定在所述红外模组支架4上。

如图1所示，所述红外模组2上方设置有电磁阀快门1，所述红外模组支架4上设置有一圈骨位，所述电磁阀快门1通过圈骨位定位在所述红外模组支架4上；如图7所示，所述电磁阀快门1下方设置有用于传输数据的电磁阀快门接口，电磁阀快门体积较小，快门速度快，可以增强红外白光双光模组的便携性和成像效率，通过优化算法，可以得到较高的成像品质；如图7所示，所述电磁阀快门1内部设置有温度传感器，所述温度传感器为非接触式温度传感器，优选为热敏电阻，所述温度传感器可以测量快门温度，将采集的温度数据通过所述电磁阀快门接口传输到图像处理器的温度转换模块中，经过系统处理可以将物体的温度显示在最终图像上。

所述电磁阀快门7是一个具有10800个像素点的120*90的面阵，每个像素点都拥有独立的热敏电阻电路，受限于加工工艺，像素点之间会存在差异，需要在工作的时候定时找一个均匀面来调节内部热敏电阻的大小，从而控制各个像素点之间对热的响应，降低热响应的波动，保证测量的均匀性。所述热敏电阻将电磁阀快门7的温度测量出来以后，与测温基准进行比较，和目标的响应做差从而实现准确测温的功能。

如图1所示，所述白光模组6通过点胶固定在所述白光模组支架8上，所述白光模组6的底座与所述白光模组支架8的底座间距为4.35mm，如此可将白光模组6的安装抬面提高4.35mm，便于与红外模组2进行匹配成像，将成像系统的光轴中心间距做到最小；所述白光模组支架8和所述红外模组支架4通过定位销连接，所述白光模组支架8通过点胶固定在所述红外模组支架4上，通过白光模组支架8和红外模组支架4将白光模组6和红外模组2固定为一体，成为一个完整独立的成像单元，可以提高装配调校效率。

如图2所示，所述白光模组6设置有白光模组接口7，所述白光模组接口7上设置有用于传输白光图像的柔性电路板连接器，所述柔性电路板连接器上设置有可以重新定义的引脚，所述柔性电路板连接器的长度有多种规格，如此可以增强红外白光双光模组安装、调试的灵活性。

如图6所示，所述红外模组支架4的底板为矩形，所述底板的四角为圆角，所述底板四角上设置有多个用于固定红外白光双光模组的光孔5，优选地，本实施例中光孔5的数量为4，所述底板每个角各设置有1个；所述红外模组支架4的底板相对的两个短边上分别设置了一个用于定位的半圆孔10；所述光孔5和半圆孔10的使用，可以将红外白光双光模组定位、连接在其他仪器、设备上。

如图6所示，所述红外模组支架4采用导热系数高于200W/(m·K)的金属材料，优选为铝合金、铜及其合金。如图3所示，所述白光模组支架采用导热系数低于0.5W/(m·K)的材料，优选为塑料、尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外白光双光模组，包括模组支架、图像处理器和轴线平行的红外模组、白光模组，所述红外模组包括红外透镜和红外探测器，所述白光模组包括白光透镜和白光探测器，其特征在于，所述红外透镜与白光透镜的光轴互相平行，且二者的水平距离为13mm～15mm；所述红外透镜所在平面与白光透镜所在平面平行，且二者垂直距离小于3mm；所述红外透镜与所述白光透镜的视场角相同。

2.如权利要求1所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述红外透镜设置于所述红外模组的轴线前端，所述红外探测器设置于所述红外模组的轴线后端；所述白光透镜设置于所述白光模组的轴线前端，所述白光探测器设置于所述白光模组的轴线后端。

3.如权利要求1所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述模组支架包括第一支架和第二支架，所述第二支架的材料的导热系数高于200W/(m·K)；所述第一支架的材料的导热系数低于0.5W/(m·K)，所述第一支架固定在第二支架上，所述白光模组固定在第一支架上，所述红外模组固定在第二支架上。

4.如权利要求3所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述第二支架包括底板，所述底板为矩形，所述矩形的短边上对称设置有两个用于定位的半圆孔，所述矩形的四角上还设置有一个或多个用于固定的光孔。

5.如权利要求3所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述第二支架的材料为铝、铝合金、铜或铜合金；所述第一支架的材料为尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯。

6.如权利要求1所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述红外模组轴线的前端设置有电磁阀快门，所述电磁阀快门通过一圈骨位固定在所述模组支架上。

7.如权利要求6所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述电磁阀快门内壁上设置有用于测温的温度传感器，所述电磁阀快门外壁设置有用于传输数据的电磁阀快门接口。

8.如权利要求7所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，还包括柔性电路板连接器，所述红外探测器输出端连接第一柔性电路板的输入端，第一柔性电路板设置在红外模组底座上；所述白光探测器输出端连接第二柔性电路板的输入端，第二柔性电路板设置在白光模组底座上；所述第一柔性电路板的输出端连接柔性电路板连接器的第一输入端，第二柔性电路板的输出端连接柔性电路板连接器的第二输入端。

9.如权利要求8所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，所述模组支架上设置有用于固定导线的槽；所述柔性电路板连接器的长度为10mm～30mm。

10.如权利要求8所述的一种红外白光双光模组，其特征在于，还包括控制电路和图像处理器，所述柔性电路板连接器的输出端连接控制电路的输入端，所述控制电路的输出端连接所述图像处理器的输入端；所述图像处理器包括处理模块、转换模块和显示模块；所述处理模块、转换模块和显示模块依次呈电性连接；所述处理模块与所述柔性电路板连接器连接。