[发明专利]用于红外照相机的透镜位置传感器

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于红外照相机或其他类型照相机的透镜位置传感器。

背景技术

手持热成像照相机，例如包括微辐射计检测器以产生红外图像，用于各种应用中，这包括检查建筑物和工业仪器。许多尖端科技的热成像照相机具有大量的内置功能，允许用户从大量显示选择中选择一个显示，从而用户可以最大化他的“实时”、或现场理解由照相机收集的热信息。

正如所知的，红外照相机通常采用与相应的红外焦平面阵列(FPA)合作的透镜组件，以在特定轴上提供视图的图像。通常如下操作这种照相机。经由包括透镜组件的红外光学器件，接收红外能量，并且将其导向微辐射计红外检测器元件或像素的FPA上。每个像素相应于通过改变其阻抗值而接收的热能。红外(或热)图像可以通过测量像素阻抗-经由向像素施加电压并且测量产生的电流或者向像素施加电流并且测量产生的电压而形成。例如，通过扫描FPA的所有行列，可以产生图像数据的帧。通过重复扫描FPA以形成数据的连续帧，可以产生动态热图像(即，视频图像)。通过重复扫描FPA的行，产生热图像数据的连续帧；这种帧以一定速率产生，以产生热图像数据的视频图像。

正如所知的，透镜组件通常包括安装在照相机外壳上的固定透镜体。透镜体支撑用于聚焦透镜的可旋转聚焦环。环在透镜体内的旋转产生环和透镜相对于透镜体的轴向移动，由于透镜体的凸轮作用，透镜体保持固定。可以采用透镜位置传感器以确定透镜焦点位置。然而，在一些透镜组件设计中，焦距在非常短的轴向平移上从其最小距离变至其最大距离。短轴向平移未提供可以在其上使用透镜位置传感器测量焦点位置的轴向平移。因此，在这种情况下，透镜位置传感器的分辨率以及因而其精确性可能有损。

发明内容

本发明的一些实施例提供了具有透镜位置传感器的红外照相机，其包括外壳、具有FPA的焦平面阵列(FPA)包、透镜组件、磁体和磁传感器。透镜组件包括可旋转透镜，其定位使得将由透镜沿其中心光轴收集的热场景数据导向FPA。中心光轴限定了垂直于轴的透镜平面。磁体耦合至透镜，从而其随着透镜旋转和轴向移动。磁体在磁平面中延伸，并且磁平面与透镜平面形成大于零度的角度。磁传感器感测来自磁体的磁通量，以确定透镜位置。

本发明的一些实施例提供了具有透镜位置传感器的照相机，其包括外壳、焦平面阵列(FPA)、透镜组件、磁体和磁传感器。透镜组件包括透镜，其定位使得将由透镜沿其中心光轴收集的场景数据导向FPA。中心光轴限定了垂直于轴的透镜平面。透镜还可在远场位置和近场位置之间旋转。磁体耦合至透镜，从而其随着透镜旋转和轴向移动。磁体在磁平面中延伸，并且磁平面与透镜平面形成大于零度的角度。磁体传感器测量磁体的接近性，以确定透镜位置。当透镜处于远场位置时与当透镜处于近场焦点位置时相比，磁体相对更靠近磁传感器。磁体与磁传感器的接近性部分地取决于磁平面和透镜平面之间的角度。

本发明的一些实施例提供了具有透镜位置传感器的照相机，其包括外壳、焦平面阵列(FPA)、透镜组件、场源和传感器。透镜组件包括透镜，其定位使得将由透镜沿其中心光轴收集的场景数据导向FPA。中心光轴限定了垂直于轴的透镜平面。透镜还可在远场位置和近场位置之间旋转。场源耦合至透镜并且至少局部地包围透镜，从而其随着透镜旋转并且轴向移动。场源定义了场源平面，而场源平面与透镜平面形成大于零度的角度。传感器感测场源的接近性以确定透镜位置。当透镜处于远场位置时与当透镜处于近场焦点位置时相比，场源相对更靠近传感器。场源与传感器的接近性部分地取决于场源平面和透镜平面之间的角度。

根据本发明，一种具有透镜位置传感器的照相机包括：

外壳；

焦平面阵列FPA包，所述FPA包安装在外壳内并且包含FPA；

耦合至外壳并且包括可旋转透镜的透镜组件，透镜定位使得将由透镜沿其中心光轴收集的热场景数据导向FPA，旋转聚焦环使得透镜相对于FPA产生轴向移动，透镜的中心光轴限定了垂直于其的透镜平面；

耦合至透镜的磁体，从而磁体随着透镜旋转和轴向移动，磁体在磁平面中延伸，磁平面与透镜平面形成大于零度的角度；以及

磁传感器，所述磁传感器安装在外壳内，磁传感器感测来自磁体的磁通量，以确定透镜位置。

根据上述照相机，优选地，该角度大于2度。

根据上述照相机，优选地，磁体表面限定磁平面，并且任选地，该表面是最接近FPA包的表面。

根据上述照相机，优选地，磁体具有最接近FPA的第一表面和最接近透镜的相反的第二表面，磁平面在第一和第二表面之间中心地延伸。