SE524024C2 - IR-kamera - Google Patents

Description

524 024 _ På detta sätt kan kameraenheten förflyttas oberoende av operatören. Operatören kan se vad som avbildas av kameran även när kameran används på oåtkomliga platser, utan att behöva sträcka eller böja sig eller inta någon annan obekväm position. Det eliminerar även risker som uppstår, exempelvis när operatören arbetar nära hög- spänd elektrisk utrustning, eftersom operatören kan se omgivningen bättre när han inte behöver titta in i sökaren.

Med kameran enligt uppfinningen kan operatören lätt visa en annan person bilden medan han själv tittar. Kameran kan användas utomhus i direkt solljus. Den kan också placeras på en trefot eller en annan typ av ställning medan slavmonitom pla- ceras i ett läge med bättre âtkomlighet.

Slavmonitorn är företrädesvis ansluten till kameraenheten medelst en kabel, en ra- dioanslutning med kort räckvidd eller ett trådlöst lokalt nät (Wireless LAN - WLAN). Anslutningen används för att kommunicera bilddata från kameraenheten till slavmonitom eftersom de registreras. Anslutningen kan också användas för styr- data från slavmonitom till kameraenheten.

Om en WLAN-förbindelse används möjliggör detta att kameran kan utgöra en del av ett datornät. Datorerna kan då läsa från kamerans hårddisk. Kommandon kan överföras från datorerna till kameran över WLAN-anslutningen för att möjliggöra mer avancerad styming av kameran.

Slavmonitorn är avtagbart monterad på kameraenheten, så att den när den inte an- vänds kan sättas fast på kameran för att underlätta transport.

Företrädesvis innefattar kameraenheten också en display. Detta gör att kameran kan användas på sedvanligt sätt när detta är lämpligt. Kameraenheten och/eller slavmo- nitom bör innefatta funktioner för att välja vilka display som skall användas vid en 524 024 3 vid en given tidpunkt. Detta kan styras med användning av styrinmatningsmedel . som finns på kameraenheten och slavmonitom, såsom knappar eller en joystick.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Den föreliggande uppfinningen kommer att beskrivas i mer detalj i det följande, med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Figur l visar en grundutforingsform av uppfinningen där en kabel används för för- bindelsen mellan kameraenheten och slavmonitorn.

Figur 2 visar en grundutföringsform av uppfinningen med en trådlös förbindelse mellan kameraenheten och slavmonitom.

Figur 3 visar en föredragen utföringsform av IR-kameran med slavmonitom bortta- gen, sedd från en sida.

Figur 4 visar en föredragen utföringsforrn av IR-kameran med slavmonitorn bortta- gen, sedd från den andra sidan.

Figur 5 är ett blockschema över IR-kameran och slavmonitom när en WLAN- förbindelse används mellan dem.

Figur 6 är ett blockschema över IR-kameran och slavmonitom när en radiolänkför- bindelse används mellan dem.

Figur 7 är ett detaljerat schematiskt blockschema över en utföringsform av IR- kameran och slavmonitom.

Figur 8 är ett detaljerat blockschema över kameran och slavmonitom enligt en utfö- ringsfonn av uppfinningen.

Figur 9A visar en möjlig lösning för fastsättning av slavmonitom till kameraenhe- ten.

Figur 9B visar en förstorad bild av en del av den i figur 9A visade lösningen.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer Figur 1 visar en grundkonfiguration av en IR-kamera enligt uppfinningen. Kameran innefattar en kameraenhet l och en slavmonitor 3. Kameraenheten 1 innefattar funktionerna som behövs för att registrera IR-bilder. Insamlandet av data och data- 524 024 4 behandlingen som utförs innan bilden visas utförs på sedvanligt sätt. Denna teknik , är känd för fackmannen men kommer att diskuteras kortfattat i det följ ande. Strål- ningen fokuseras på en detektormatris 7 medelst åtminstone en lins 5. Detektorma- trisen är typiskt sett en matris av detektor där varje detektor tar upp strålning från ett motsvarande område på objektet som avbildas. Från detektormatrisen matas signa- len till en signalbehandlingsenhet 9 vilken utför sedvanlig Signalbehandling såsom korrektion för offset och förstärkningsdrift. Från signalbehandlingsenheten 9 kan bilden sändas till slavmonitorn genom en kabel 11 , för att visas på slavmonitorns 3 display 13. Företrädesvis är kabeln ll löstagbar från kameraenheten 1.

Figur 2 visar en grundkonfiguration för en IR-kamera enligt uppfinningen. Kameran innefattar en kameraenhet l” och en slavmonitor 3”. Kameraenheten 1” innefattar funktionema som behövs för att registrera IR-bilder. Insamlandet av data och data- behandlingen som utförs innan bilden visas utförs sker på samma sätt som diskute- rats kort i anslutning till figur 1. I denna utföringsfonn innefattar kameraenheten 1” och slavmonitorn 3” medel 15 resp. 17 för trådlös kommunikation. Dessa medel kan vara radiosändare med kort räckvidd och med tillräcklig bandbredd. För att sända kommandon mellan kameraenheten och slavmonitom räcker en bandbredd på lkbit/s. För att sända bilder krävs en högre bandbredd. Bandbreddsbehoven kan gi- vetvis reduceras genom komprimering, exempelvis om IEEE802 med en bandbredd på llMbit/s används.

Räckvidden för kommunikation behöver vanligtvis inte vara stor, vanligtvis mindre än två meter, eftersom kameraenheten och slavmonitorn vanligtvis kommer att be- tjänas av samma person. Användning av en radiolänk (upp till 10 meter) är därför vanligtvis tillräcklig. Bluetooth-standarden kan användas för kommunikation mellan kameraenheten och slavmonitom. En WLAN-förbindelse har också längre räckvidd än vad som behövs. En WLAN-förbindelse är alltid tvåvägs, vilket möjliggör kom- munikation både från kameraenheten till slavmonitorn och omvänt. När radiolänk- förbindelse används måste en ytterligare sändare användas i slavmonitorn för att 524 024 s sända kommandon från slavmonitom till kameraenheten. Altemativt kan kommuni- . kationen vara envägs. I detta fall sänds bilder och möjligtvis kommandon från ka- meraenheten till slavmonitom, men kameraenheten kan inte styras från slavmoni- torn.

Alla de beskrivna sändarna uppfyller det vanliga kravet att maximal uteffekt skall vara l0mW.

Det trådlösa kommunikationsmedlet i kameraenheten är anslutet till och mottar data från signalbehandlingsenheten 9. Dessa data sänds till det trådlösa kommunika- tionsmedlet i slavmonitom. Bilden visas på slavmonitorns display.

De i figur l och 2 visade konfigurationerna är förenklade for att fokusera på uppfin- ningens huvudpoäng. I båda dessa konfigurationer kan slavmonitom innefatta styr- irimatningsmedel, såsom knappar, för att styra kamerans funktion. Detta kommer att diskuteras i mer detalj nedan.

I alla utföringsformer kan funktionerna delas upp mellan karneraenheten och slav- monitom på vilket som helst sätt som anses lämpligt. För att hålla displaydelen så liten och lätt som möjligt bör emellertid så många funktioner som möjligt realiseras i kameraenheten. Vanligtvis innefattar kameraenheten också åtminstone en sökare, men den kan även innefatta en annan displayenhet.

Figur 3 är en vy från högra sidan av kameran enligt en konkret utföringsform av uppfinningen, med slavmonitom 3 borttagen från kameraenheten 1. Slavmonitorn innefattar ett handtag 21 och en displaydel 23, innefattande ett display 25. Handtaget och displaydelen är sammanfogade i ett led 27, vilket gör att displaydelen 23 kan anordnas med en vinkel relativt handtaget 21. Detta möjliggör ergonomisk använd- ning av slavmonitorn av olika personer och i olika situationer. 524 024 6 Såsom kan ses innefattar kameraenheten 31 ett handtag som gör kameran lätt att _ hålla. Handtaget är utformat på ett sådant sätt att det kan mottaga en del av slavmo- nitom. Emellertid visar figur 3 slavmonitoren borttagen från kameraenheten. Hand- taget är utformat på ett sådant sätt att det bekvämt kan hållas både när slavmonitom är fastsatt och när slavmonitom inte är fastsatt på kameraenheten.

Kameran innefattar en IR-lins 33 för registrering av terrniska data och IR- avbildningsfunktioner (ej visad). På sedvanligt sätt kan en sökare 34 på kameraen- heten användas för att rikta in kameran och titta på den registrerade bilden. I denna speciella utföringsform innefattar kameran, utöver IR-avbildningsfunktionema, även en videolins 35 och videoavbildningsfunktioner (ej visade). Kameraenheten inne- fattar även en laserpekare 37 för att sända ut en laserstråle som hjälp vid inriktning- C11.

I denna utföringsforrn innefattar kameraenheten även tre styrhjul 39 och en joystick 41 för inställning och styming.

Figur 3 visar en kabelförbindelse 43 mellan kameraenheten och slavmonitom. Före- trädesvis används en spiralvriden kabel för att ge maximal rörelsefrihet. Såsom nämnt ovan kan förbindelsen också vara trådlös, om kameraenheten och slavmoni- torn innefattar funktioner för trådlös kommunikation, såsom diskuterat i samband med figur 2.

När slavmonitom är fastsatt på kameraenheten, likväl som när den är borttagen, kan operatören titta på bilden på slavmonitorns 3 display 25 och använda styrknappar 39” och joystick 41” på slavmonitom för att styra kameran. Kommandon som regi- streras av styrknappama 39, 39” och joysticks 41, 41” sänds till kameraenheten över en databuss som kallas Smart Management Bus (SMBus). 524 024 7 Figur 4 är en vy från vänstra sida av kameran enligt samma konkreta utföringsforrn _ som visas i figur 3, med slavmonitom 3 fastsatt på kameraenheten 1. För detaljer om hur slavmonitom kan fastsättas på kameraenheten hänvisas till beskrivningen av fi- gur 5.

Figuren visar också ett antal programmerbara styrknappar 45 och en LCD-display 47 för att visa status. Dessa har inget med de uppfinningsenliga funktionerna att göra och kommer inte att beskrivas i vidare detalj här.

Slavmonitorn innefattar också två styrknappar och en joystick for justering och styr- ning. Det finns också en ljusemitterande diod (LED) som visar att kameran och/eller slavmonitom är på. Ljusdioden kan också ha olika färger för att ange olika funktio- ner, såsom laddning. Styrningen är företrädesvis menybaserad.

Figur 5 är ett blockschema över delarna som förbinder kameran och slavmonitom när en WLAN-anslutning används dem emellan. WLAN~förbindelsen följer WLAN-radiostandarden, IEEE 802.1 IB. I kameraenheten mottager en videkodare 51 den inkommande bilden antingen från IR-kameran eller från videoavbildnings- funktionen, om sådan finns. Bildsignalerna följer standarden CCIR/ITU 601-2/656 (4-2-2 video). Videokodarblocket 51 kodar bilden och skickar den till ett kamera- WLAN-anpassningsblock 53 innefattande en trådlös sändar/mottagar-funktion som visas såsom en antenn 55. En knappavkodare 57 mottager kommandon från kamera- WLAN-anpassningsblocket 53 i beroende av kommandon som matats in av en ope- ratör medelst knappar och/eller joystick ellera andra inmatningsmedel på slavmoni- tom och överförda till WLAN-anpassningsblocket. Kommandona skickas vidare till styrlogik i kameraenheten på Smart Management-bussen (SMBus).

I slavmonitordelen kommunicerar ett liknande slav-WLAN-anpassningsblock 59 med en liknande sändar/mottagar-funktion, visad såsom en antenn 61, med kamera- WLAN-anpassningsblocket 55. Slav-WLAN-anpassningblocket 59 är anslutet till en 524 024 8 videoavkodare 63 som mottager bildsignalema som mottagits från kamera-WLAN- . anpassningsblocket, avkodar dem och skickar dem vidare till slavmonitoms display 65. Slav-WLAN-anpassningsblocket 59 är också anslutet till ett knappkodningblock 67. Knappkodningsblocket mottager inmatade kommandon, som matats in av ope- ratören medelst knappar och/eller andra inmatningsmedel på slavmonitom, kodar kommandona och skickar vidare dem till slav-WLAN-anpassningsblocket 59. Slav- WLAN-anpassningsblocket 59 i sin tur skickar vidare den kodade kommandosin- galen till kamera-WLAN-anpassningsblocket 53.

Kameraenheten har ett batterisystem (ej visat) och slavmonitorn har ett batteri 69.

För att koordinera strömforsörjningen till kameraenheten och slavmonitorn har ka- meran en kameraeffektsynkroniserare 71 och slavmonitorn har en slaveffektsynkro- niserare 73. När slavmonitom är fastsatt på kameraenheten är effektsynkroniserama 71, 73 sammankopplade medelst anslutningsdon 75. När de är sammankopplade delar kameraenheten och slavmonitorenheten på gemensam batterikapacitet. Batteri- et och batterienheten kan laddas upp samtidigt när de är sammankopplade.

När kameraenheten och slavmonitorn är förbundna med varandra medelst en trådlös förbindelse, såsom WLAN eller radiolänk, behövs en styrenhet på varje sida för att styra de olika stadiema av effektmatning, såsom laddning, utjämning mellan batteri- et och batterisystemet, när slavmonitorn är fastsatt på kameraenheten och när den är borttagen från kameraenheten. Synkroniseringsenhetema 71, 73 bör styra återhämt- ningen från sovmod.

Figur 6 är ett blockschema över delarna som förbinder kameran och slavmonitom när en radiolänkforbindelse används dem emellan. Batteriet och effektsynkronise- ringsblocken 69,71, 73, 75, 75” är samma som i figur 5. När en kabel används för förbindelsen behövs inte dessa enheter. 524 024 9 När en radiolänk används, såsom visat i figur 6, mottager en kamerasändarenhet 81 . IR-bildindata eller videoindata från den relevanta avbildningsenheten (ej visad).

SMPTE 17OM NTSC eller ITU-R BT.47O PAL används för bildsignalen till kame- rasändarenheten. Signalen som sänds på radiolänken av kamerasändarenheten mot- tages av en slavmottagare 83 i slavmonitorn. Från slavmottagaren 83 skickas bilden vidare till displayen 85, där den visas för operatören. l slavmonitorn finns en knappkodare 87 anordnad för att mottaga styrindata som matats in på slavmonitom av operatören medelst knappar eller joystick eller andra inmatningsmedel. Knappkodaren 87 kodar kommandona och skickar dem till en slavsändare 89 som skickar kommandona över en radiolänk till en kameramottagare 91. Från kameramottagaren 91 skickas kommandona till en knappavkodare 93 och överförs till styrlogik i kameraenheten medelst en SMBus.

I alla de visade utföringsformerna kan slavmonitom och/eller kameraenheten även innefatta en inbyggd mikrofon för att registrera ljud. Om slavmonitom innefattar en mikrofon måste ljuddata överföras till kameraenheten för lagring och/eller bearbet- ning.

Figur 7 är ett blockschema över delarna som förbinder kameran och slavmonitorn med varandra när en kabel används för förbindelsen mellan dem. Kabeln används för att sända bildsignaler, styrsignaler och strömförsörjning. Batteriet och effektsyn- kroniseringsblocken som visas i figur 5 och 6 behövs inte när en kabel används.

En videokodare 95 i kameraenheten mottager bildsignalen på CCIR/ITU 601-2/656 (4-2-2 video)-formatet, kodar den och skickar den till en kabeldrivenhet 97. Kabel- drivenheten är ansluten via en Low Voltage Differential Signalling (LVDS-) förbin- delse till en kabelmottagare 99 i slavmonitorn. En videoavkodare lOl i slavmonitom mottager den kodade bildsignalen från kabelmottagaren 99, avkodar den och skickar den till displayen 103 där den visas för operatören. 524 024 _ En SMBus. in-/utenhet 105 mottager kommandon som matas in på slavmonitom av operatören och skickar dem i motsatt riktning över LVDS-förbindelsen.

Figur 8 är ett detaljerat blockschema över kameran och slavmonitom enligt en utfö- ringsforrn av uppfinningen. Kameradelen innefattar IR-optik 151 för att registrera termisk strålning från ett objekt. Bilden som registreras av IR-optiken matas till ett bildkorrigerings och kompenseringssystem 153 och därifrån till ett temperaturkalib- rerings- och mätsystem 155. Kameradelen innefattar också ett visuellt kamerablock 157.

Omkopplarlogik 159 styr inmatningen till ett bildpresentationssystem 161 från an- tingen IR-optiken 151 genom blocken 153 och 155, eller från den visuella kameran 157. Bildsignalen som matas till bildpresentationssystemet 161 kan ses av operatö- ren i en sökare 163 och/eller lagras av ett bildlagringsblock 165, antingen i ett fast internt minnesorgan 167 eller i ett borttagbart minnesorgan 169. Valet av minnesor- gan 167, 169 styrs av omkopplarlogik 171. Data från den visuella kameran 157 kan också matas ut från bildpresentationssystemet 161 via ett videoutgångskontaktdon 162.

Kameradelen innefattar också ett styrblock 173 för styrning och kommunikation.

Detta styrblock är anordnat att mottaga styrindata från en joystick och en eller flera styrknappar 175. En eller flera programmerbara knappar 179 kan också vara anord- nade för att kommunicera med styrblocket 173 för styrfunktioner anpassade till an- vändarens behov. En anslutning 181 för hörlurar med mikrofon kan också finnas på kameran för att ta upp ljud, vilket styrs av styrblocket 173. Andra kommunikations- portar såsom en IRDA-port 183 för infraröd trådlös kommunikation och en USB- port 185 för kommunikation via kabel kan också styras av styrblocket. Ljud tas upp av en extcm mikrofon (ej visad) ansluten till en kontakt på kameran enligt I2S- standarden för att ge en rå okomprimerad ljudsignal. Lj udsignalen kan komprimeras 524 024 ll till MPG3 och sparas i kamerans filsystem eller läggas till Digital Video (DV- _ )kretsen och sändas tillsammans med bilden enligt DV-fomiatet på höghastighets- PC-länkutgången 86 enligt IEEE 1394 (vanligtvis kallat FireWire). Altemativt kan ljudfilen sparas tillsammans med en eller flera bildfiler.

Slavmonitorn mottager bilddata från bildpresentationssystemet 161, inklusive styrin- formation såsom bildsynkroniseringspulsar. Inforrnation rörande kommunikationen kan vara inbakad i bildströmmen, i synnerhet om WLAN eller kabel används. Om en radiolänk används behövs separat logik för att hantera sådan information. Styr- blocket 173 mottager också styrinformation som matats in av operatören medelst styrknapparna och joystick som finns i slavenheten (se fig. 4).

Kameradelen innefattar också ett kraftsystem 187 innefattande ett batteri, vilket strömförsörjer kameran genom en strömförsörjningsanslutning 189. En LCD-skärm för att visa systemets status finns också, jämte en laserpekare 193.

Figur 9A visar en metod för fastsättning av Slavmonitorn till kameradelen. Figur 9B är en förstorad vy av delen som visas inom cirkeln i fig. 9A. I denna utföringsfonn är slavmonitom utformad i huvudsak såsom visat i figur 3, med ett slavmonitor- handtag 21 som håller en displaydel 23. Kameraenheten l innefattar ett kameraen- hetshandtag 201 med ett spår för att mottaga slavmonitorhandtaget 21. Vid spårets främre ända :finns en första skuldra 203 för samverkan med en första inskärning i slavmonitorhandtaget 21 nära ledet 27 mellan slavmonitorshandtaget och displayen 23 när slavmonitorn är fastsatt på kameraenheten. Vid spårets bakre ända finns en andra skuldra 205. Den andra skuldran 205 är íjäderbelastad av en spiralfjäder 207 och är anordnad att samverka med en andra inskärning på slavmonitorhandtaget för att hålla slavmonitom på plats när den är fastsatt på kameraenhetshandtaget. En fast del 209 av kameraenhetshandtaget 201 stoppar den andra skuldran i lämpligt läge för att hålla slavmonitorhandtaget 21. 524 024 12 På detta sätt kan slavmonitorn snabbt tas bort genom att föras bakåt tills den kom- , mer ur den första skuldran och lyftas bort från den andra skuldran. Slavmonitorn kan sättas fast på kameraenhetshandtaget genom att föras in i spåret på kameraen- hetshandtaget, föra den bakåt tills den andra skuldran förskjuts något och släppa den så att den första skuldran samverkar med den första inskämingen.

Fackmannen inser lätt att man kan tänka sig ett antal olika mekaniska medel för att sätta fast slavmonitorn på ett borttagbart sätt.

Kameran innefattar företrädesvis även andra kommunikationsmedel, såsom en IRDA-port för IR-kommunikation med standardenheter såsom persondatorer eller handdatorer, en kontakt för att koppla in ett hörlurar och en Universal Serial Bus (USB)- kontakt för kommunikation med en persondator eller annan standardanord- ning.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 P.ans. 0200629-4 rn n. a . ' " -~ - - - - - -- . a. . .. u n. ... ... _. ; 3 -__. .... “__ ß e a .. , ,, _ ~ ~~ -~ . , ° ' ' ' 'v -I '..' 'nu 13 2003-06-25 Patentkrav . Infraröd- (IR-)kamera innefattande en kameraenhet (1 ; 1') för upptagning av IR- bilder, vilken IR-kamera är kännetecknad av att den innefattar en slavmonitor (3; 3') ansluten till kameraenheten (l; 1') för att visa IR-bilder som tagits upp av kame- raenheten, vilken slavmonitor (3; 3') är löstagbart fastsatt på kameraenheten (1;1')och innefattar styrinmatningsmedel (39',41') för att tillhandahålla styrsig- naler till kameraenheten i beroende av inmatning från operatören. . IR-kamera enligt krav 1, varvid kameraenheten (l; 1°) och slavenheten (3; 3') innefattar medel (15, 17; 53, 55, 59, 61; 81, 83, 89, 91) för trådlös kommunika- tion med varandra. . IR-kamera enligt krav 2, varvid medlen (53, 55, 59, 61) tillhandahåller en WLAN-förbindelse mellan kameraenheten (l; 1') och slavmonitom (3; 3'). . IR-kamera enligt krav 2, varvid medlen (81, 83, 89, 91) tillhandahåller en ra- diolärikförbindelse mellan kameraenheten (l; l') och slavmonitom (3; 3°). . IR-kamera enligt krav 1, varvid kameraenheten (l;1') och slavmonitom (3; 3”) kommunicerar med varandra genom en kabel. . IR-kamera enligt något av föregående krav, varvid slavmonitom (3 ;3°) innefattar medel (39, 41 ') för att sätta på och stänga av slavmonitorns display (25). . IR-kamera enligt något av föregående krav, varvid slavmonitom innefattar ett handtag (21) och en displaydel (23), vilken displaydel innefattar en display (25). 524 024 n ~ n Q o - n u. 14 8. IR-kamera enligt krav 9, varvid handtaget (21) och displaydelen (23) är samman- fogade av ett led (27) som möjliggör för displaydelen att vinklas relativt handta- get (21).