CN219015478U - 热成像组件和热成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种热成像组件和热成像设备，涉及成像技术领域，用于提高热成像组件的测温图像成像质量。所述热成像组件包括壳体、镜头组件、挡片组件、导热组件以及探测器模组。其中，壳体，具有第一开口；镜头组件，穿过所述第一开口与所述壳体相连接；挡片组件，位于所述壳体内，且与所述镜头组件相连接；导热组件，位于所述镜头组件和所述挡片组件之间；以及，探测器模组，位于所述壳体内，且与所述挡片组件相连接。所述热成像组件用于热成像设备。

Description

热成像组件和热成像设备

技术领域

本实用新型涉及成像技术领域，尤其涉及一种热成像组件和热成像设备。

背景技术

热成像设备是利用红外探测器接收被测目标的红外辐射能量，并将能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件，从而获得红外热像图的一种设备。

通常，热成像设备包括镜头、挡片以及红外探测器。热成像设备在工作过程中，红外探测器会产生热量，且红外探测器产生的热量会通过连接组件(例如，金属螺钉等)传递至挡片，使得挡片自身的温度升高。然而，挡片与镜头的温差过大时，会导致镜头温度对测温图像成像质量的影响较大，从而引起热成像设备的检测结果不准确、数值有偏差等问题。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种热成像组件，该热成像组件可以用于降低镜头和挡片之间的温差，提高热成像组件的测温图像成像质量。

第一方面，本申请提供了一种热成像组件，该热成像组件包括：包括壳体、镜头组件、挡片组件、导热组件以及探测器模组。其中，壳体，具有第一开口；镜头组件，穿过所述第一开口与所述壳体相连接；挡片组件，位于所述壳体内，且与所述镜头组件相连接；导热组件，位于所述镜头组件和所述挡片组件之间；以及，探测器模组，位于所述壳体内，且与所述挡片组件相连接。

本申请的实施例中所提供的热成像组件，通过在镜头组件和挡片组件之间设置导热组件，促进镜头组件和挡片组件之间的热量传递，使得镜头组件和挡片组件之间的温度分布更均匀，降低了镜头组件和挡片组件中温度分布的不均匀程度，提高了热成像组件的测温图像成像质量。

一种可能的实现方式中，所述导热组件包括导热部，所述导热部与所述镜头组件贴合。

另一种可能的实现方式中，所述镜头组件包括：镜头底座，具有第二开口；镜头，从所述镜头底座的第一侧穿过所述第二开口固定在所述镜头底座上；其中，所述挡片组件固定在所述镜头底座的第二侧；所述镜头底座的第二侧表面设置有凹槽；所述导热部填充于所述凹槽内。

又一种可能的实现方式中，所述导热组件还包括位于所述导热部和所述挡片组件之间的第一导热片；所述第一导热片至少部分环绕所述第二开口。

又一种可能的实现方式中，所述第一导热片覆盖所述导热部的至少一部分。

又一种可能的实现方式中，所述第一导热片的面积大于所述导热部的面积。

又一种可能的实现方式中，所述导热组件还包括贴合在所述镜头上的第二导热片。

又一种可能的实现方式中，所述镜头组件还包括：扣合在所述镜头上的镜头外壳，所述镜头外壳与所述镜头底座相连接。

又一种可能的实现方式中，所述壳体还具有第三开口；所述热成像组件还包括：塑料支架，位于所述壳体内，且与所述壳体相连接；主板模组，位于所述壳体内，且固定在所述塑料支架上；所述主板模组与所述探测器模组连接；目镜组件，通过所述第三开口与所述壳体相连接。

第二方面，本申请提供一种热成像设备，包括上述任一项所述的热成像组件。

上述第二方面的有益效果可以参考第一方面的描述，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种热成像设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种热成像组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种热成像组件的局部结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系；仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

此外，本申请的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选的还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选的还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

如图1所示，本申请的一些实施例提供了一种热成像设备1000。热成像设备1000是利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量，并将能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件，从而获得红外热像图的一种设备，其中，热像图与被测目标的热分布场相对应。

示例性的，热成像设备1000一般用于安防场合中，例如疫情期间采用热成像设备1000对进出人员的体温进行监测，以消除体温异常人员潜在的疫情传播风险。

当然，热成像设备1000还可以应用于其它领域。例如，热成像设备1000还可以应用于汽车行业，用于验证汽车的供暖和制冷系统的效率，以及量化热冲击对轮胎磨损的影响等。又如，热成像设备1000还可以应用于电力行业，用于实现电力在线监测，大大提高电力设备运行的可靠性等。本申请的实施例对此不做限制。

示例性的，热成像设备1000可以为手持式热成像设备。手持式热成像设备具有体积小、轻量化、以及方便携带等优点。

在一些实施例中，如图1所示，热成像设备1000包括热成像组件100。

示例性的，热成像设备1000还可以包括电源、显示屏等。其中，显示屏能够显示热成像组件100所采集的目标物体的热像图，方便用户直接查看。

在一些示例中，热成像设备1000还具有其它功能。例如，照明、激光指示、补光等。此时，热成像设备1000还可以包括光源组件等。

结合图2和图3所示，本申请的一些实施例提供了一种热成像组件100，该热成像组件100可以应用于上述的热成像设备1000中。当然，该热成像组件100也可以应用于其它的热成像设备中。

在一些示例中，结合图2和图3所示，热成像组件100包括：壳体1、镜头组件2、挡片组件3、探测器模组4。

如图2所示，壳体1具有第一开口10。

示例性的，壳体1为中空的结构。

示例性的，壳体1呈刚性结构。

示例性的，壳体1形成的安装空间能够容纳热成像组件100的一些零部件，以使热成像组件100实现不同的功能。

示例性的，壳体1用于保护位于壳体1内部的组件(例如，探测器模组等)。

示例性的，壳体1的外周壁上设有USB接口、电源接口等。

在一些示例中，壳体1包括主体11和附着于主体的至少部分外壁的柔性件12。

示例性的，主体11可以采用塑料材料制成，从而能够减小热成像组件100的整体重量，方便用户手持以及携带。

示例性的，该柔性件12包括柔性材料。例如，该柔性件12采用橡胶、PU(Polyurethane,聚氨基甲酸酯)材料及其它柔性材料制成。

示例性的，柔性件12可以全面包裹主体11的外周壁。又如，柔性件12可以包裹主体11的部分外周壁，而未被柔性件12所覆盖的部分被暴露，形成不同的外观，提高了热成像组件100的辨识度。

示例性的，柔性件12可以通过成型工艺成型加工直接形成在主体11的外周壁上。又如，柔性件12可以通过粘合剂粘结于主体11的外周壁上，以使主体11和柔性件12二者的结合更紧密。又如，柔性件12通过二次成型工艺直接成型于主体11的外周壁的指定区域，以形成不同造型的外观，从而提高热成像组件100的外观度。例如，柔性件12呈环形管状结构，其表面设置有不同的孔洞结构，以形成不同的外观造型，本申请的实施例对此不做具体限定。

在一些示例中，柔性件12还能避开主体11的外周壁上的功能区域，减少主体11与其他外界配件的配合干扰。

在一些示例中，镜头组件2穿过第一开口10与壳体1相连接。

示例性的，镜头组件2用于对目标物体进行摄取图像。

示例性的，镜头组件2可拆卸的安装在壳体1上。例如，镜头组件2与壳体1之间通过插接配合连接、紧固件锁定连接等方式连接。

示例性的，镜头组件2位于探测器模组4的探测端的前方。

示例性的，如图2所示，镜头组件2远离壳体1的一侧具有探测口20。镜头组件2和探测器模组4通过探测口20能够采集目标物体的图像信息及其它数据信息。

在一些示例中，挡片组件3、位于壳体1内，且与镜头组件2相连接。

示例性的，挡片组件3用于适时的遮挡探测器模组4，在挡片组件3对外部环境的红外辐射信号遮挡时，探测器模组4可以进行参数重置或者校准等操作。

示例性的，挡片组件3安装在镜头组件2上。例如，挡片组件3通过连接件安装在镜头组件2上，该连接件可以是螺栓、销轴等。本申请的实施例对此不做限制。

可选的，挡片组件3可以包括挡片和转动件。在测器模组4可需要进行数重置或者校准等时，挡片可以在转动件的带动下，遮挡探测器模组4。

在一些示例中，探测器模组4，位于壳体1内，且与挡片组件3相连接。

示例性的，探测器模组4用于感测透过镜头组件2、挡片组件3入射到探测器模组4上的红外辐射信号，并将其转变成电信号输出。

示例性的，壳体1能够对探测器模组4起到防护作用，避免探测器模组4直接暴露于环境中，避免探测器模组4受到灰尘、雨雪等污染，提高了探测器模组4的使用寿命。

可以理解的是，探测器模组4在工作时会产生热量。挡片组件3与探测器模组4相连接，探测器模组4产生的热量会传递至挡片组件3以及镜头组件2。但是，镜头组件2与挡片组件3相比，镜头组件2与探测器模组4之间的距离较远。由此，会造成挡片组件3与镜头组件2之间存在较大的温差，该温差会影响热成像组件100的成像质量。

在一些可实现的方式中，通过设置隔离组件，使得隔离组件、镜头组件以及外壳共同围成独立封闭的隔热区，同时将调零机构(也即，上述挡片组件)设置在隔离组件、镜头组件以及外壳共同围成的隔热区内，从而降低镜头后方的电器元件(例如，上述探测器模组)所产生的热量对调零机构的影响，提高矫正精度。但是，该结构相对比较复杂，且实现难度较大。

基于此，在本申请的实施例中所提供的热成像设备100还包括：导热组件5，如图3所示。导热组件5位于镜头组件2和挡片组件3之间。

示例性的，导热组件5能够促进镜头组件2和挡片组件3之间的热量传递。

示例性的，导热组件5与镜头组件2热传导式接触，且导热组件5还与挡片组件3热传导式接触。

需要说明的是，热传导实质是由物质中大量的分子热运动互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。在固体中，热传导的微观过程是：在温度高的部分，晶体中结点上的微粒振动动能较大。在低温部分，微粒振动动能较小。因微粒的振动互相作用，所以在晶体内部热能由动能大的部分向动能小的部分传导。固体中热的传导，就是能量的迁移。

而在本申请中所讲述的热传导式接触，是指，导热组件5与镜头组件2通过直接接触的方式，使得热量从温度较高的挡片组件3传递至温度较低的镜头组件2低温物体，并同时进行热量交换，减小镜头组件2和挡片组件3之间的温差。

本申请的实施例中所提供的热成像组件100，通过在镜头组件2和挡片组件3之间设置导热组件5，促进镜头组件2和挡片组件3之间的热量传递，使得镜头组件2和挡片组件3之间的温度分布更均匀，降低了镜头组件2和挡片组件3中温度分布的不均匀程度，提高了热成像组件100的测温图像成像质量。

在一些实施例中，如图3所示，导热组件5包括导热部51，导热部51与镜头组件2贴合。

示例性的，导热部51的材料为导热材料。该导热材料例如可以为石墨烯、导热凝胶、导热胶带、导热硅脂、导热泡棉等。

示例性的，导热部51与镜头组件2热传导式接触。

本实施例中，导热部51位于镜头组件2和挡片组件3之间，挡片组件3中的热量能够传递至镜头组件2，减小了镜头组件2和挡片组件3之间的温差，提高了镜头组件2和挡片组件3之间的温度均匀性，从而提高了热成像设备100的测温图像成像质量。

在一些实施例中，如图3所示，镜头组件2包括：镜头21和镜头底座22。

其中，镜头底座22具有第二开口221。镜头21从镜头底座22的第一侧A穿过第二开口221，固定安装在镜头底座22上。挡片组件3固定在镜头底座22的第二侧B。

示例性的，镜头21可以为红外成像镜头。

示例性的，镜头21的焦距可以调节，能够便于热成像组件100拍摄到更加清晰的画面。

示例性的，镜头底座22内部中空，并形成容纳挡片组件3的安装区域。挡片组件3转动安装在镜头底座22内。

示例性的，挡片组件3可以通过螺钉固定在镜头底座22的第二侧B。当然，挡片组件3与镜头底座22之间还可以通过其他方式固定连接，本申请的实施例对此不做限制。

在一些示例中，如图3所示，镜头底座22的第二侧B表面设置有凹槽222，导热部51填充于凹槽222内。此时，导热部51的材料可以为导热凝胶、导热硅脂、导热泥等导热性能较好的材料，而且，这些材料都便于填充至凹槽222中。

示例性的，凹槽222可以圆环状或者半圆环状，凹槽222至少部分环绕第二开口221。又如，凹槽222可以为条状，此时，凹槽222的数量可以为多个，多个凹槽222可以环绕第二开口221设置，也可以位于第二开口221的某一侧。本申请的实施例对此不做限制。

在一些实施例中，如图3所示，导热组件5还包括位于导热部51和挡片组件3之间的第一导热片52。第一导热片52至少部分环绕第二开口221。

示例性的，第一导热片52的材料可以为导热性较好的金属材料，例如，金、银、铜、铝等。又如，第一导热片52的材料还可以为导热性较好的非金属材料，例如，导热硅胶片、导热石墨片等。本申请的实施例对此不做限制。

在一些实施例中，如图3所示，第一导热片52覆盖导热部51的至少一部分。

示例性的，第一导热片52的形状与导热部51的形状相适应。例如，在导热部51的形状呈圆环状时，第一导热片52的形状也可以呈圆环状。又如，第一导热片52的形状与导热部51的形状可以不同，只要第一导热片52能够覆盖导热部51的至少一部分即可。

示例性的，第一导热片52覆盖导热部51的一部分。又如，第一导热片52完全覆盖导热部51。

在一些实施例中，第一导热片52的面积大于导热部51的面积。

本实施例中，第一导热片52的面积大于导热部51的面积，从而使得第一导热片52不仅与导热部51接触，还与镜头底座22直接接触，增大了导热组件5与镜头底座22的接触面积，从而使得，挡片组件3与镜头组件2之间的热传导速度加快，促进了挡片组件3与镜头组件2之间的温度均匀性，提高了热成像组件100的测温图像成像质量。

在一些实施例中，导热组件5还包括贴合在镜头21上的第二导热片53。

示例性的，第二导热片53的形状可以为圆环状。第二导热片53可以环绕镜头21设置，同时避开镜头21的透光口。

示例性的，第二导热片53用于均热，从而使得镜头21的不同位置的温度保持一致。

示例性的，第二导热片53的材料可以为导热性较好的金属材料，例如，金、银、铜、铝等。又如，第二导热片53的材料还可以为导热性较好的非金属材料，例如，导热硅胶片、导热石墨片等。本申请的实施例对此不做限制。

本实施例中，通过设置第二导热片53，第二导热片53贴合在镜头21上，能够使镜头21的不同位置的温度保持一致，提高了镜头21的温度均匀性，进一步提高了热成像组件100通过镜头组件2获取的测温图像成像质量。

在一些实施例中，镜头组件2还包括：扣合在镜头21上的镜头外壳23。镜头外壳23与镜头底座22相连接。

示例性的，镜头外壳23用于将镜头21密封，以隔绝水汽、灰尘进入镜头，提高镜头组件2获取图像的质量。

示例性的，镜头外壳23与镜头21对应的位置可以采用防雾透明材料制成。例如，镜头外壳23可以采用高分子聚乙烯层、碳纤维网层、耐热树脂层、玻璃纤维网层等材料制成。由此，可以使得镜头外壳23的强度和抗冲击能力更好，使得镜头外壳23对镜头21等起到更好的保护作用。

本实施例中，通过设置镜头外壳23，镜头外壳23扣合在镜头21上，能够提高镜头组件2的性能，并可以使在露天条件或恶劣条件下也能保护镜头21，保证镜头21的工作性能，从而延长热成像组件100的使用寿命。

在一些实施例中，壳体1还具有第三开口13。

示例性的，第三开口13和第一开口10相对设置。例如，第三开口13和第一开口10贯通，且第三开口13和第一开口10位于壳体1的相对两侧。

在一些示例中，如图2所示，热成像组件100还包括：塑料支架6、主板模组7以及目镜组件8。

示例性的，塑料支架6位于壳体1内，且与壳体1相连接。

示例性的，塑料支架6与壳体1的内侧壁连接。

可选的，塑料支架6可拆卸的安装在壳体1的内侧壁上。例如，塑料支架6与壳体1之间通过插接配合连接、紧固件锁定连接等方式连接。

示例性的，主板模组7，位于壳体1内，且固定在塑料支架6上；主板模组7与探测器模组4连接。

示例性的，主板模组7与探测器模组4电性连接。

示例性的，探测器模组4将感测到的红外辐射信号，转变成电信号后，输出至主板模组7，主板模组7能够接收该电信号，并对该电信号进行处理。

可选的，主板模组7包括安装于塑料支架6上的PCB板(Printed Circuit Board，印刷电路板)和至少一个控制按钮。该控制按钮可以用于控制镜头组件2和探测器模组4执行相应的功能，例如，放大、缩小目标物体的图像信息等。此时，壳体1上可以设置与该控制按钮相对应的按键孔。

可以理解的是，主板模组7在工作时会产生热量。塑料支架6的热传递效率较低，通过将主板模组7固定在塑料支架6上，能够减少主板模组7传递至镜头组件2的热量。

示例性的，在组装时，先将镜头组件2与挡片组件3连接后，再与探测器模组4连接，形成第一预制件，第一预制件与主板模组7安装于塑料支架6上以形成统一装配的第二预制件，将第二预制件装配至壳体1的安装空间，并使塑料支架6与壳体1的内侧壁相互限定装配，以使第二预制处于壳体1的安装空间内。由此，能够提高热成像组件100的安装效率及安装的便捷性。

示例性的，目镜组件8，通过第三开口13与壳体1相连接。

示例性的，目镜组件8可以观测视频图像，用户可以通过目镜组件8发现目标物体、识别目标物体。

示例性的，目镜组件8可拆卸的安装在壳体1上。例如，镜头组件2与壳体1之间通过插接配合连接、紧固件锁定连接等方式连接。

示例性的，目镜组件8的观测方向与镜头组件2的探测方向一致。

示例性的，目镜组件8的焦距可以调节，能够便于热成像组件100拍摄到更加清晰的画面。

本申请实施例提供的热成像组件100，通过目镜组件8发现被测目标，被测目标的红外辐射能量透过镜头组件2和挡片组件3入射到探测器模组4上，探测器模组4将接收的红外辐射能量转换为电信号，并由主板模组7根据清晰成像后的对焦行程，基于对标定的对焦行程量和对焦物距的转换与识别，并根据所述测量距离计算所述被测目标的温度。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种热成像组件，其特征在于，所述热成像组件包括：

壳体，具有第一开口；

镜头组件，穿过所述第一开口与所述壳体相连接；

挡片组件，位于所述壳体内，且与所述镜头组件相连接；

导热组件，位于所述镜头组件和所述挡片组件之间；以及，

探测器模组，位于所述壳体内，且与所述挡片组件相连接。

2.根据权利要求1所述的热成像组件，其特征在于，所述导热组件包括导热部，所述导热部与所述镜头组件贴合。

3.根据权利要求2所述的热成像组件，其特征在于，所述镜头组件包括：

镜头底座，具有第二开口；

镜头，从所述镜头底座的第一侧穿过所述第二开口固定在所述镜头底座上；

其中，所述挡片组件固定在所述镜头底座的第二侧；

所述镜头底座的第二侧表面设置有凹槽；所述导热部填充于所述凹槽内。

4.根据权利要求3所述的热成像组件，其特征在于，所述导热组件还包括位于所述导热部和所述挡片组件之间的第一导热片；

所述第一导热片至少部分环绕所述第二开口。

5.根据权利要求4所述的热成像组件，其特征在于，所述第一导热片覆盖所述导热部的至少一部分。

6.根据权利要求4所述的热成像组件，其特征在于，所述第一导热片的面积大于所述导热部的面积。

7.根据权利要求4所述的热成像组件，其特征在于，所述导热组件还包括贴合在所述镜头上的第二导热片。

8.根据权利要求3所述的热成像组件，其特征在于，所述镜头组件还包括：扣合在所述镜头上的镜头外壳，所述镜头外壳与所述镜头底座相连接。

9.根据权利要求1所述的热成像组件，其特征在于，所述壳体还具有第三开口；

所述热成像组件还包括：

塑料支架，位于所述壳体内，且与所述壳体相连接；

主板模组，位于所述壳体内，且固定在所述塑料支架上；所述主板模组与所述探测器模组连接；

目镜组件，通过所述第三开口与所述壳体相连接。

10.一种热成像设备，其特征在于，包括：如上述权利要求1～9任一项所述的热成像组件。

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