Тепловизионное устройство

(51) 01 27/146 (2010.01) 04 3/09 (2010.01) 04 3/15 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(57) Изобретение имеет отношение к тепловизионному устройству, которое работает в среднем инфракрасном диапазоне длин волн. Тепловизионное устройство (1) обнаруживает различия в тепловом излучении, испускаемом объектами, при помощи инфракрасного приемника,обеспечивает их видимость пользователю в дневных и ночных условиях. Кроме того тепловизионное устройство (1) не подвержено воздействию вспышек и которое обеспечивает пользователю видимость в неблагоприятной обстановке, такой как присутствие пыли, дыма, тумана и дымки, а также во всех неблагоприятных условиях поля боя.(73) АСЕЛСАН ЭЛЕКТРОНИК САНАЙИ ВЕ ТИДЖАРЕТ АНОНИМ ШИРКЕТИ(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич Изобретение имеет отношение к тепловизионному устройству, которое работает в инфракрасном диапазоне длин волн. Теплонизионные устройства в качестве способа формирования изображения используют энергию невидимых ИК (инфракрасных) волн вместо видимого света, используемого в традиционных камерах. При помощи тепловизионных камер,которые представляют собой один из видов тепловизионных устройств,обнаруживаются различия в тепловом излучении, испускаемом объектами в поле зрения камеры, и строится изображение. Кроме использования в системах безопасности, тепловизионные камеры также используются в электротехнике и для выявления неисправностей в электрических устройствах и в строительстве для обнаружения усталостных дефектов металла. В тепловизионных камерах, используемых в настоящее время, главным образом применяются приемники сканирующего типа, которые работают в диапазоне длин волн 3-5 мкм и 8-12 мкм. Приемники сканирующего типа нуждаются в дополнительной механической подвижной части сканера по сравнению с новым типом приемников с матрицей фокальной плоскости. При помощи подвижного сканера двумерное изображение генерируется из матрицы приемника, полученной с объекта в одном измерении. При генерировании изображения отдельный столбец информации,приходящей от теплоконтрастного объекта,создается в приемнике при каждом смещении сканера. Эта информация преобразовывается в электрический сигнал - и с помощью электронных плат - в видеосигнал. При этом используемая подвижная часть сканера увеличивает вес устройства при уменьшении надежности тепловизионной камеры. В патентном документе США 4806761 описана инфракрасная тепловизионная система. В упомянутой системе инфракрасное излучение от объекта передается на двумерную матрицу приемника, расположенную в фокальной плоскости модуля оптоэлектронного преобразователя,предусмотренного в системе. Упомянутый модуль расположен внутри охлаждающего устройства. Процесс охлаждения варьируется в зависимости от используемого диапазона длин волн (3-5 мкм или 812 мкм). осуществлено в зоне, изображение которой получают посредством упомянутой системы. В патентном документе США 2006049352 описано тепловизионное устройство. Данное устройство делает возможным прохождение излучения с длиной волны от 3 мкм до 14 мкм на матрицу приемника, расположенную в фокальной плоскости. В данном устройстве предусмотрены два фильтра, один из которых делает возможным прохождение излучения с длиной волны от 3 мкм до 8 мкм, а другой делает возможным прохождение излучения с длиной волны 8-14 мкм. Таким образом,с использованием данного устройства, процессы могут быть осуществлены при длинах волн, которые варьируются в зависимости от конкретных условий применения. Данное устройство может быть использовано в дневных и ночных условиях. Целью изобретения является создание тепловизионного устройства, которое путем обнаружения различий в тепловом излучении,испускаемом объектами,при помощи инфракрасного приемника,обеспечивает их видимость пользователю в дневных и ночных условиях. Другой целью изобретения является создание тепловизионного устройства,которое не подвержено воздействию вспышек и которое обеспечивает пользователю видимость в неблагоприятной обстановке, такой как присутствие пыли, дыма, тумана и дымки, а также во всех неблагоприятных условиях поля боя. Кроме того, целью изобретения является создание тепловизионного устройства, которое работает от внешнего источника питания. Тепловизионное устройство, созданное для достижения цели настоящего изобретения, показано на прилагаемых графических фигурах, на которых Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе тепловизионного устройства по изобретению. Фиг. 2 представляет собой другой вид в перспективе тепловизионного устройства по изобретению, на котором элементы устройства,расположенные внутри корпуса,показаны схематически. Следующие элементы устройства, показанные на графических фигурах, обозначены отдельными номерами позиций 1. Устройство формирования изображения 2. Корпус 2.1. Нижняя стенка 2.2. Верхняя стенка 2.3. Боковая стенка 3. Оптический узел 4. Блок управления оптическим узлом 5. Приемник 6. Узел охлаждения 7. Блок управления охладителем 8. ИК-модуль 9. Блок управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения 10. Внешний кабель 11. Крышка электронной платы 12. Передняя крышка корпуса 13. Защитная крышка 14. Гибкий соединительный узел Устройство формирования изображения (1) по изобретению содержит- по меньшей мере один корпус (2), в котором расположены элементы устройства и которое определяет внешнюю форму устройству (1),- по меньшей мере один оптический узел (3),который расположен внутри корпуса (2) и пропускает энергию инфракрасного излучения,- по меньшей мере один внешний кабель (10),соединяющий устройство(1) с другими устройствами,- по меньшей мере одну крышку (11) электронной платы, присоединяемую к корпусу (2),2 обеспечивающую охлаждение и несущую плату питания,- по меньшей мере одну переднюю крышку (12) корпуса, которая дополняет корпус (2) вместе с крышкой (11) электронной платы и обеспечивает охлаждение,- по меньшей мере одну защитную крышку (13) оптики, которая установлена на крышке (11) и которая защищает оптический узел (3) от влияния внешних условий и воздействий, таких как пыль,грязь, царапины, и- по меньшей один гибкий соединительный узел(14),который используется для передачи информации. Корпус (2), в котором расположены элементы устройства, содержит по меньшей мере одну нижнюю стенку (21), по меньшей мере одну верхнюю стенку (22) и по меньшей мере две боковые стенки (23), которые соединяют нижнюю стенку (21) с верхней стенкой (22). В предпочтительном варианте осуществления корпус(2) выполнен в виде пустотелого короба, одна из сторон которого выполнена закрытой, а другая закрыта крышкой (11). Боковые стенки (23) корпуса(2) имеют оребренную конструкцию для увеличения теплоотдачи в случае избыточного нагрева устройства (1). Корпус (2) содержит- по меньшей мере один оптический узел (3),который фокусирует инфракрасный свет,- по меньшей мере один блок (4) управления оптическим узлом,который осуществляет управление функциональными движениями оптического узла (3), такими как регулировка угла обзора и фокусировка,- по меньшей мере один приемник (5), в котором энергия инфракрасного излучения преобразуется в электрический сигнал,-по меньшей мере один узел (6) охлаждения,который снижает уровень искажения, возникающего в приемнике (5),- по меньшей мере один блок (7) управления охладителем, который осуществляет управление узлом (6) охлаждения,- по меньшей мере один ИК-модуль (8), который позволяет преобразовывать энергию электрического сигнала в видеосигнал, и- по меньшей мере один блок (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения, который осуществляет необходимые управляющие воздействия на устройство (1), осуществляет контроль теплового изображения с очисткой от ошибочных пикселей и содержит средства взаимодействия с пользователем. Блок (7) управления охладителем работает в соответствии с режимами работы устройства (1) ВКЛЮЧЕНО,режим ожидания или ВЫКЛЮЧЕНО. Блок (7) управления охладителем не работает, когда устройство (1) находится в режиме ВЫКЛЮЧЕНО. Когда устройство (1) находится в режиме ожидания или ВКЛЮЧЕНО,блок (7) управления охладителем осуществляет охлаждение приемника (5) до 77 К и постоянно поддерживает данный уровень значения температуры приемника (5). ИК-модуль (8) содержит приемник (5) и блок электронных плат,применяемых для преобразования изображения из электрического сигнала в видеосигнал. Изображение,с генерированное в ИК-модуле (8), затем проходит очистку от ошибочных пикселей в блоке (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения. Гибкий соединительный узел (14) обеспечивает соединение между ИК-модулем (8) и блоком (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения устройства Тепловизионное устройство (1) работает от внешнего источника питания. Инфракрасное излучение от объекта,изображение которого строит тепловизионное устройство (1), проходит через оптический узел (3) и попадает на приемник (5). Приемник (5) выполнен в виде двумерной матрицы, имеющей 480384 элемента, и преобразует энергию инфракрасного излучения в электрический сигнал. ИК-модуль (8) преобразует электрический сигнал в цифровой формат и добавляет в сигнал в цифровом формате необходимые символы и сетевую информацию. И наконец,блок (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения генерирует видеосигнал в цифровом формате, выявляет ошибочные пиксели и очищает от них изображение. Кроме того, в тепловизионном устройстве (1) по изобретению,когда информация проходит различные стадии ее обработки, блок (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения осуществляет необходимые управляющие воздействия, такие как изменение полярности,регулирование фокусировки и угла обзора,электронное увеличение, стоп кадр. Команды от пользователя, также обрабатываются упомянутым блоком (9). В тепловизионном устройстве(9) управления интерфейсом/обработки изображения обеспечивается повышение качества изображения в средах, где пропускание энергии атмосферой снижено естественными факторами, такими как туман, дымка, осложняющими погодные условия,или в условиях поля боя, таких как пыль, дым. В рамках данного основного принципа возможно создание различных вариантов осуществления тепловизионного устройства (1) по изобретению. Изобретение не может быть ограничено примерами,описанными выше, а его объем определяется формулой изобретения. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Тепловизионное устройство (1), содержащее- по меньшей мере, один корпус (2), в котором расположены элементы устройства и который определяет внешнюю форму устройству (1),- по меньшей мере, один оптический узел (3),который расположен внутри корпуса (2) и пропускает энергию инфракрасного излучения,и отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, один внешний кабель (10), соединяющий устройство (1) с другими устройствами,- по меньшей мере, одну крышку (11) электронной платы, присоединяемую к корпусу (2),обеспечивающую охлаждение и несущую плату питания,- по меньшей мере, одну переднюю крышку (12) корпуса, которая дополняет корпус (2) вместе с крышкой (10) электронной платы и обеспечивает охлаждение,- по меньшей мере, одну защитную крышку (13) оптики, которая установлена на крышке (11) и которая защищает оптический узел (3) от влияния внешних условий и воздействий, таких как пыль,грязь, царапины, и- по меньшей мере, один гибкий соединительный узел (14), который используется для передачи информации. 2. Тепловизионное устройство (1) по п.1. отличающееся тем, что корпус (2) содержит, по меньшей мере, одну нижнюю стенку (21), по меньшей мере одну верхнюю стенку (22) и, по меньшей мере, две боковые стенки (23), которые соединяют нижнюю стенку (21) с верхней стенкой(22). 3. Тепловизионное устройство (1) по п.2. отличающееся тем, что корпус (2) выполнен в виде пустотелого короба, одна из сторон которого выполнена закрытой, а другая закрыта крышкой(11). 4. Тепловизионное устройство (1) по п. 2 пли п. 3. отличающееся тем, что боковые стенки (23) имеют оребренную конструкцию для увеличения передачи тепла в случае избыточного нагрева устройства (1). 5. Тепловизионное устройство (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что корпус (2) содержит- по меньшей мере, один оптический узел (3),который фокусирует инфракрасный свет,- по меньшей мере, один блок (4) управления оптическим узлом,который осуществляет управление функциональными движениями оптического узла (3), такими как регулировка угла обзора и фокусировка,- по меньшей мере, один приемник (5), в котором энергия инфракрасного излучения преобразуется в электрический сигнал,по меньшей мере, один узел (6) охлаждения,который снижает уровень искажения, возникающего в приемнике (5),- по меньшей мере, один блок (7) управления охладителем, который осуществляет управление узлом (6) охлаждения,- по меньшей мере, один ИК-модуль (8), который позволяет преобразовывать энергию электрического сигнала в видеосигнал, и- по меньшей мере, один блок (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения, который осуществляет необходимые управляющие воздействия на устройство (1), осуществляет контроль теплового изображения с очисткой от ошибочных пикселей и содержит средства взаимодействия с пользователем. 6. Тепловизионное устройство (1) по п.5,отличающееся тем, что приемник (5) выполнен в виде двумерной матрицы, имеющей 480384 элемента, и преобразует энергию инфракрасного излучения в электрический сигнал. 7. Тепловизионное устройство (1) по п.5-6. отличающееся тем, что блок (7) управления охладителем работает в соответствии с режимами работы устройства (1) ВКЛЮЧЕНО, режим ожидания или ВЫКЛЮЧЕНО. 8. Тепловизионное устройство (1) по п.7,отличающееся тем, что когда устройство (1) находится в режиме ожидания или ВКЛЮЧЕНО,блок (7) управления охладителем осуществляет охлаждение приемника (5) до 77 К и постоянно поддерживает данный уровень значения температуры приемника (5). 9. Тепловизионное устройство (1) по любому из п.п. 5-8. отличающееся тем, что ИК-модуль (8) преобразует электрический сигнал в цифровой формат и добавляет в сигнал в цифровом формате необходимые символы и сетевую информацию. 10. Тепловизионное устройство (1) по п.9,отличающееся тем, что ИК-модуль (8) содержит приемник (5) и блок электронных плат,применяемых для преобразования изображения из электрического сигнала в видеосигнал. 11.Тепловизионное устройство (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что гибкий соединительный узел (14) обеспечивает соединение между ИК-модулем (8) и блоком (9) управления средствами взаимодействия с пользователем/обработкой изображения устройства(1). 12. Тепловизионное устройство (1) по любому из предшествующих пунктов, которое работает от внешнего источника питания.