CZ308986B6 - Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem - Google Patents
Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308986B6 CZ308986B6 CZ2021221A CZ2021221A CZ308986B6 CZ 308986 B6 CZ308986 B6 CZ 308986B6 CZ 2021221 A CZ2021221 A CZ 2021221A CZ 2021221 A CZ2021221 A CZ 2021221A CZ 308986 B6 CZ308986 B6 CZ 308986B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- thermal imaging
- printed circuit
- image sensor
- lens
- circuit board
- Prior art date
Links
- 238000001931 thermography Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/48—Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/02—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
- H04N3/08—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector
- H04N3/09—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector for electromagnetic radiation in the invisible region, e.g. infrared
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/33—Transforming infrared radiation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
Termovizní kamera obsahuje termovizní jádro (1) s objektivem (4). Uvnitř termovizního jádra (1) je alespoň jedna deska (3) plošných spojů s elektronikou a další deska (2) plošných spojů s obrazovým senzorem (5). Objektiv (4) je pevně spojen s termovizním jádrem (1) a další deska (2) plošných spojů s obrazovým senzorem (5) je umístěna v termovizním jádru (1) pohyblivě v optické ose soustavy pevného objektivu (4) a obrazového senzoru (5). Další deska (2) plošných spojů s obrazovým senzorem (5) může být opatřena pohybovým motorem.
Description
Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem
Oblast techniky
Vynález se týká termovizní kamery obsahující termovizní jádro s objektivem, kde uvnitř termovizního jádra je alespoň jedna deska plošných spojů s elektronikou a další deska plošných spojů s obrazovým senzorem. Vynález řeší ostření, tj. změnu ohniskové vzdálenosti, u tzv. termovizních jader, které jsou používány jako stěžejní komponenta při konstrukci radiometrických i neradiometrických termovizních kamer pro bezdotykové měření teploty.
Dosavadní stav techniky
V současné době je převážná většina termovizních kamer vyrobena s pevnou ohniskovou vzdáleností, neboje vybavena objektivem u něhož je změna ohniskové vzdálenosti, tj. vzdálenosti mezi objektivem a obrazovým senzorem termovizního jádra, dosažena motorickým nebo ručním pohybem objektivu v optické ose.
Nevýhoda radiometrických termovizních kamer s pevnou ohniskovou vzdáleností je zřejmá. I při konstrukci kamery s velkou hloubkou ostrosti jsou výsledné snímky, tj. termogramy, pro velkou část scény neostré a přímým důsledkem je také nesprávné stanovení hodnoty povrchové teploty v neostrých částech pořízeného termogramu - snímku pořízeného termovizní kamerou. Obdobný problém nastává u neradiometrických termovizních kamer, kde sice není měřena povrchová teplota, ale neostré části mohou ukrývat podstatný detail. Tyto termovizní kamery jsou často využívány u záchranných a pátracích operací.
U termovizních kamer s mechanickým či motorickým ostřením je problém s podstatným nárůstem ceny v důsledku použití tohoto mechanismu a jeho neuniverzálnosti, neboť je obvykle potřeba tento mechanismus integrovat do objektivu, a tedy v důsledku zvlášť do každého objektivu, který je pro danou termovizní kameru určen. V případě ručního ostření u těchto typů termovizních kamer je zde pak samozřejmě také omezení s ohledem na nemožnost motorizovaného ovládání.
Dosavadní řešení je tedy buď technicky pro řadu použití nevhodné, tj. pevná ohnisková vzdálenost daného termovizního systému, nebo nákladné, v případě manuálního či motorického ostření, neboť tímto mechanismem je třeba vybavit zvláště každý objektiv, který je pro daný termovizní systém určen.
Důsledkem komplikovanosti současných řešení, tj. mechanického či motorického ostření objektivu, je nižší variabilita, a tedy i výsledná tržní nabídka objektivů pro termovizní kamery s tímto typem ostření. To přináší konkurenční nevýhodu výrobcům termovizních kamer založených na těchto typech termovizních jader.
Další nevýhodou současných řešení, kdy je motoricky měněna poloha celého objektivu, je vyšší celková váha dané termovizní kamery. Důvodem je nutnost zajištění lineárního pohybu u výrazně hmotnějšího objektu, tj. objektivu, oproti desce plošných spojů s obrazovým senzorem. Motorický pohyb hmotnějším objektem pak vede k vyšší váze výsledného zařízení, což je velkou nevýhodou, neboť podstatným parametrem u termovizních systémů je váha.
Pohyb hmotnějším objektem také vede k nutnosti použití motorů složitější konstrukce, které jsou poruchovější a krokový pohyb je prováděn s větším krokem. Pohyb celým objektivem je tak méně plynulým.
- 1 CZ 308986 B6
Ruční ostření, jako druhá současná varianta, přináší řadu zřejmých nevýhod: nemožnost elektricky řízeného ostření, nemožnost přesného ostření daná vlivem chvění ruky, nemožnost vzdáleného ostření, nemožnost elektrické synchronizace ostření a další.
Podstata vynálezu
Výše uvedené problémy do značné míry řeší termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem, kde uvnitř termovizního jádra je alespoň jedna deska plošných spojů s elektronikou a další deska plošných spojů s obrazovým senzorem podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že objektiv je pevně spojen s termovizním jádrem a další deska plošných spojů s obrazovým senzorem je umístěna v termovizním jádru pohyblivě v optické ose soustavy pevného objektivu a obrazového senzoru,
Další deska plošných spojů s obrazovým senzorem je s výhodou opatřena pohybovým motorem.
Cíle vynálezu je dosaženo manuálním a/nebo motorickým pohybem další desky plošných spojů s obrazovým senzorem vůči fixní poloze objektivu. Tím je dosaženo změny ohniskové vzdálenosti dané optické soustavy, neboť dochází ke změně vzdálenosti mezi objektivem a obrazovým senzorem, a to, aniž by byla měněna poloha objektivu.
Další podstatou vynálezu je konstrukce termovizního jádra s možností motorické změny polohy další desky plošných spojů s obrazovým senzorem za použití motoru odpovídající velikosti i citlivosti. Další deska plošných spojů s obrazovým senzorem je v termovizním jádře uložena tak, aby byla v dostatečné vzdálenosti od desek plošných spojů s další elektronikou tak, aby mohl být vykonáván její pohyb výše popsaným způsobem a v potřebném rozsahu. Takto lze zajistit automatické, například změny polohy odvozené od laserového měření vzdálenosti nebo algoritmů uměle inteligence, nebo ruční, tj. změny polohy dosažené prostřednictvím ovládacích funkcí termovizního jádra, ostření.
Z výše uvedeného vyplývá, že hlavní výhodou zařízení podle vynálezu jsou nižší náklady na výrobu výsledné termovizní kamery či termovizního systému, zejména, pokud se kamera či systém dodává s vyměnitelnými objektivy.
Je zřejmé, že aplikací způsobu dle vynálezu dochází ke snížení cenových nákladů na realizaci termovizního jádra s proměnnou ohniskovou vzdáleností a vyšší univerzálnosti s ohledem na to, že motorizovaná část není realizována změnou polohy objektivu, jehož konstrukce tak může být zcelajednoduchá.
Aplikací technického řešení dle vynálezu je možné docílit pro daný termovizní systém širšího portfolia objektivů, neboť ty nejsou vyráběny jako motorizované, ale jako objektivy s pevnou ohniskovou vzdáleností. Aplikací řešení dle vynálezu tak lze docílit pro daný termovizní systém širšího portfolia nabízených objektivů a ke snížení nákladů na pořízení dalších objektivů v rámci jedné sady.
Aplikací technického řešení dle vynálezu již není měněna poloha celého objektivu. Použitý motor pro polohování desky plošných spojů s obrazovým senzorem je výrazně lehčí a podstatným způsobem tak klesá váha termovizní kamery, která využívá termovizní jádro dle technického řešení.
Aplikace technického řešení dle vynálezu přináší také plynulejší ostření. Vzhledem k nižší váze desky plošných spojů s objektivem lze použít přesnější krokové motory s jemnějším pohybem, tj. menším krokem) Podstatně utlumeny jsou také mechanické otřesy při zahájení a ukončení pohybu.
-2CZ 308986 B6
Podstatným dopadem, zejména v době klesajících cen termovizních systémů, je výsledná nižší cena z důvodu použití levnější součástkové základny.
Objasnění výkresů
Termovizní kamera podle tohoto vynálezu bude blíže objasněna na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schéma konstrukce termovizního jádra s možností motorické změny polohy desky plošných spojů s obrazovým senzorem. Na obr. 2 je schématické znázornění principu optického zobrazení pomocí jednoduché čočky.
Příklad uskutečnění vynálezu
Příkladná termovizní kamera obsahuje termovizní jádro 1 s objektivem 4. Uvnitř termovizního jádra 1 jsou desky 3 plošných spojů s elektronikou a další deska 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5. Objektiv 4 je pevně spojen stermovizním jádrem L Další deska 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5 je umístěna v termovizním jádru 1 pohyblivě v optické ose soustavy pevného objektivu 4 a obrazového senzoru 5.
V dalším provedení je další deska 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5 opatřena pohybovým motorem odpovídající velikosti i citlivosti.
Další deska 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5 je v termovizním jádře 1 uložena tak, aby byla v dostatečné vzdálenosti od desek 3 plošných spojů s další elektronikou tak, aby mohl být vykonáván její pohyb výše popsaným způsobem.
Pro konstrukci zařízení dle vynálezu, tj. termovizního jádra 1, byly použity následující komponenty.
Jako obrazový senzor 5 byl použit mikrobolometr Pico640Gen2 od společnosti LYNRED s rozlišením 640x480 a technologií 17 pm. Jako objektiv 4 byl použit objektiv s ohniskovou vzdálenosti 13 mm a zorným polem 45° x 35°. Objektiv 4 byl vyroben z germánia (chemická zkratka Ge) s antireflexní vrstvou a pásmem citlivosti přibližně 7,5 pm až 14 pm. Pro motorický pohyb další desky 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5 byl použit krokový' motor 28BYJ-48.
Další deska 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5 je v zařízení uložena v dostatečné vzdálenosti od desek 3 plošných spojů s další elektronikou a to tak, aby mohl být vykonán výše popsaný motorický pohyb.
Celá konstrukce termovizní kamery byla umístěna do kovové krabičky odpovídající velikosti s možností fixního upevnění objektivu 4 v odpovídající základní vzdálenosti od další desky 2 plošných spojů s obrazovým senzorem 5.
Na obr. 2 je znázorněno schéma termovizní kamery, kde je snímaný předmět 6 umístěn ve vzdálenosti 7 a senzor 2 je v ohniskové vzdálenosti 8.
Průmyslová využitelnost
Řešení podle vynálezu lze použít ke konstrukci termovizních jader a termovizí u nichž je ostření realizováno motoricky změnou polohy obrazového senzoru vůči objektivu.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Termovizní kamera obsahuje termovizní jádro (1) s objektivem (4), přičemž uvnitř 5 termovizního jádra (1) je alespoň jedna deska (3) plošných spojů s elektronikou a další deska (2) plošných spojů s obrazovým senzorem (5), vyznačující se tím, že objektiv (4) je pevně spojen s termovizním jádrem (1) a další deska (2) plošných spojů s obrazovým senzorem (5) je umístěna vtermovizním jádru (1) pohyblivě v optické ose soustavy pevného objektivu (4) a obrazového senzoru (5).
- 2. Termovizní kamera podle nároku 1, vyznačující se tím, že další deska (2) plošných spojů s obrazovým senzorem (5) je opatřena pohybovým motorem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021221A CZ308986B6 (cs) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021221A CZ308986B6 (cs) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2021221A3 CZ2021221A3 (cs) | 2021-11-03 |
| CZ308986B6 true CZ308986B6 (cs) | 2021-11-03 |
Family
ID=78282580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021221A CZ308986B6 (cs) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308986B6 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133569A (en) * | 1997-04-03 | 2000-10-17 | Nikon Corporation | Thermal infrared camera |
| EP1750442A2 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and imaging method |
| US20120212621A1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Tamron Co., Ltd. | Back Focus Adjusting System for Infrared Camera and Back Focus Adjusting Method for Infrared Camera |
-
2021
- 2021-05-04 CZ CZ2021221A patent/CZ308986B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133569A (en) * | 1997-04-03 | 2000-10-17 | Nikon Corporation | Thermal infrared camera |
| EP1750442A2 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and imaging method |
| US20120212621A1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Tamron Co., Ltd. | Back Focus Adjusting System for Infrared Camera and Back Focus Adjusting Method for Infrared Camera |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021221A3 (cs) | 2021-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7616877B2 (en) | Method and apparatus for controlling a lens, and camera module incorporating same | |
| CN101165586B (zh) | 双透镜光学系统和具有该双透镜光学系统的双透镜照像机 | |
| JP2013097024A (ja) | 光学機器 | |
| JP5868109B2 (ja) | 光学機器、レンズ鏡筒および自動焦点調節方法 | |
| US9398220B2 (en) | Shake correction apparatus and image pickup apparatus thereof, and optical device mountable on image pickup apparatus | |
| JP2011124622A (ja) | 雲台撮影システム | |
| US4976523A (en) | Method of zooming in a camera and device for use in such method | |
| CZ308986B6 (cs) | Termovizní kamera obsahující termovizní jádro s objektivem | |
| JP2016128915A (ja) | レンズ鏡筒及びカメラシステム | |
| JPH05260360A (ja) | 写真測量用オートフォーカスｃｃｄカメラ | |
| JP4992761B2 (ja) | レンズ駆動装置および撮像装置 | |
| US5740478A (en) | Camera having autofocus apparatus | |
| US4326790A (en) | Photographic camera | |
| JP6765875B2 (ja) | 焦点調節装置及び焦点調節方法 | |
| JP5979902B2 (ja) | カメラ及びカメラシステム | |
| JP2017106954A (ja) | レンズ装置、カメラ本体および光学機器 | |
| JP6746972B2 (ja) | 撮影装置及び撮影方法 | |
| JP2015175863A (ja) | 位置制御方法および光学機器 | |
| JPH08240759A (ja) | 光学系鏡筒 | |
| US20050232622A1 (en) | Interchangeable lens, camera main body and camera system | |
| JP2016085358A (ja) | レンズ鏡筒および撮像装置 | |
| JPH0521052Y2 (cs) | ||
| JP2016009141A (ja) | レンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器 | |
| JP2000028900A (ja) | 交換レンズ及びカメラシステム | |
| JPH0511312A (ja) | カメラの露出制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220504 |