紅外照相機系統架構技術方案

本發明專利技術公開了各種技術以提供展示出小形狀因素并且可與一個或者多個便攜式裝置一起使用的紅外成像模塊。可利用外殼來實現這種成像模塊，所述外殼包括可用于電連接紅外成像模塊的各種部件的電連接部件。另外，公開了各種技術以為紅外成像模塊的處理模塊提供系統架構。在一個例子中，紅外成像模塊的處理模塊包括適于從紅外成像模塊的紅外圖像傳感器接收捕獲的紅外圖像的第一接口。所述處理模塊還可包括適于對捕獲的紅外圖像執行數字紅外圖像處理以提供處理后的圖像的處理器。所述處理模塊還可包括適于將處理后的紅外圖像傳送到主機裝置的第二接口。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】紅外照相機系統架構相關申請的交叉引用本申請還要求2011年6月10日提交并且名稱為“INFRAREDCAMERAPACKAGINGSYSTEMSANDMETHODS”的美國臨時專利申請No.61/495,873的權益，通過引用的方式將其整體合并于此。本申請還要求2011年6月10日提交并且名稱為“INFRAREDCAMERASYSTEMARCHITECTURES”的美國臨時專利申請No.61/495,879的權益，通過引用的方式將其整體合并于此。本申請還要求2011年6月10日提交并且名稱為INFRAREDCAMERACALIBRATIONTECHNIQUES”的美國臨時專利申請No.61/495,888的權益，通過引用的方式將其整體合并于此。
本專利技術的一個或者多個實施例總體上涉及成像裝置，更具體地，例如涉及紅外成像裝置。
技術介紹
現有的紅外成像裝置（例如，紅外照相機）通常實現為可以安裝到固定或者移動的平臺上的大型系統。其他紅外照相機可被配置為手持式應用，但是一般是比較大的專用裝置。就這方面而言，傳統的紅外照相機一般不能以適用于其他裝置的小形狀因素應用。這種因素一般限制了與其他便攜式裝置相結合使用紅外成像裝置的能力，并且限制了在無法使用大型照相機系統的環境中使用紅外成像裝置的能力。因此，我們需要一種改進的紅外成像裝置，其表現出小形狀因素并且可以與其他便攜式裝置一起使用。另外，現有的紅外成像裝置通常實現為與各種圖像處理裝置一起使用。所述圖像處理裝置通常由專用硬件來實現。不幸的是，這種專用硬件自身的靈活性通常有限。例如，被優化為執行某些特定圖像處理任務的電路可能不會容易地適用于執行其他圖像處理任務，特別是，當圖像處理裝置應當位于紅外照相機本身內并因此受到有限的空間和功率規格的限制的時候。因此，我們需要一種用于紅外成像裝置的圖像處理裝置的改進的方法，例如，該改進的方法更適用于小形狀因素應用。
技術實現思路
公開了各種技術以提供表現出小形狀因素并且可與一個或者多個便攜式裝置一起使用的紅外成像模塊。例如，可利用晶片級封裝技術以及其他新穎的紅外照相機封裝技術來提供紅外成像模塊。可利用外殼來實現所述紅外成像模塊，所述外殼包括可用于電連接紅外成像模塊的各種部件的電連接部件。在一個實施例中，紅外成像模塊可被配置為插入到主機裝置的插座中。該實施例可允許將紅外成像模塊實現在各種不同的主機裝置中，以向該主機裝置提供紅外圖像檢測能力。此外，通過使用這種基于插座的實現方式，可在沒有制造紅外成像模塊時或者制造主機裝置之后，將所述紅外成像模塊添加到主機裝置。在一個實施例中，一種裝置包括紅外成像模塊，所述紅外成像模塊包括：外殼，其被配置為與插座嚙合；紅外傳感器組件，其在所述外殼內并適于捕獲紅外圖像數據；處理模塊，其在所述外殼內并適于處理所述圖像數據；以及透鏡，其耦接至所述外殼并至少部分地在所述外殼內，并且被配置為將紅外能量傳送到所述紅外傳感器組件。在另一個實施例中，一種方法，包括：通過透鏡傳送紅外能量，所述透鏡耦接到裝置的紅外成像模塊的外殼并且至少部分地在所述外殼內，其中，所述外殼被配置為與插座嚙合；在所述外殼內的紅外傳感器組件處，從傳送來的紅外能量捕獲紅外圖像數據；以及將來自所述紅外傳感器組件的電信號提供給所述外殼內的處理模塊。此外，公開了各種技術以為紅外成像模塊的處理模塊提供系統架構。在各種實施例中，處理模塊可對由紅外成像模塊的紅外傳感器捕獲的紅外圖像執行數字紅外圖像處理。在一個實施例中，可通過小陣列尺寸和合適的讀出電路來實現紅外傳感器，所述合適的讀出電路允許紅外傳感器以高的幀速率捕獲并提供紅外圖像。處理模塊可實現為處理捕獲的紅外圖像并以較低的幀速率將處理后的圖像提供給主機裝置，從而每個處理后的圖像都基于對多個捕獲的紅外圖像的處理。在一個實施例中，一種紅外成像模塊的處理模塊包括：第一接口，其適于從所述紅外成像模塊的紅外圖像傳感器接收捕獲的紅外圖像；處理器，其適于對捕獲的紅外圖像執行數字紅外圖像處理，以提供處理后的紅外圖像；以及第二接口，其適于將所述處理后的紅外圖像傳送到主機裝置。在另一個實施例中，一種操作紅外成像模塊的處理模塊的方法包括：通過所述處理模塊的第一接口，接收從所述紅外成像模塊的紅外圖像傳感器捕獲的紅外圖像；對捕獲的紅外圖像執行數字紅外圖像處理，以提供處理后的紅外圖像；以及通過第二接口將所述處理后的紅外圖像傳送到主機裝置。本專利技術的范圍由權利要求書限定，通過引用的方式將這部分合并于此。通過考慮下面的一個或者多個實施例的詳細描述，將會向本領域技術人員提供對本專利技術實施例的更加完整的理解以及其附加的優點的實現。下面將參考首先會簡要描述的附圖。附圖說明圖1示出了根據本公開實施例的配置為實現在主機裝置中的紅外成像模塊。圖2示出了根據本公開實施例的裝配后的紅外成像模塊。圖3示出了根據本公開的實施例的并列地置于插座之上的紅外成像模塊的分解圖。圖4示出了根據本公開實施例的可在紅外成像模塊中實現的光學元件的示例性的實現方式。圖5A-E示出了根據本公開各種實施例的以多個形狀因素實現的紅外成像模塊的剖視圖。圖5F-P示出了根據本公開的各種實施例以多個形狀因素實現的紅外成像模塊的其他視圖。圖6-8示出了根據本公開各種實施例的利用多種布局實現的紅外成像模塊。圖9示出了根據本公開實施例的用于實現紅外成像模塊的處理模塊的系統架構的框圖。圖10示出了根據本公開實施例的用于實現紅外成像模塊的處理模塊的另一個系統架構的框圖。通過參考下面的詳細說明，將會更好地理解本專利技術的實施例及其優點。應當理解的是，相同的參考數字用于表示一副或者多幅附圖中的相同元件。具體實施方式圖1示出了根據本公開實施例的配置為實現在主機裝置102中的紅外成像模塊100（例如，紅外照相機或者紅外成像裝置）。在一個或者多個實施例中，可根據晶圓級封裝技術以及如本文所討論的其他新穎的紅外照相機封裝技術，以小形狀因素實現紅外成像模塊100。在一個實施例中，紅外成像模塊100可被配置為實現在小型的便攜式主機裝置102中，例如，移動電話、平板電腦裝置、膝上型計算裝置、個人數字助理、可見光照相機、音樂播放器或者任何其他合適的裝置。就這方面而言，紅外成像模塊100可用于向主機裝置102提供紅外成像特征。例如，紅外成像模塊100可被配置為捕獲、處理、和/或除此之外管理紅外圖像，并將該紅外圖像提供給主機裝置102以便以任何期望的方式使用（例如，對進一步的處理、存儲到存儲器中、顯示、由運行在主機裝置102中的各種應用程序使用、輸出到其他裝置、或者其他應用）。在各種實施例中，紅外成像模塊100可被配置為在低電壓電平和寬溫度范圍內工作。例如，在一個實施例中，紅外成像模塊100可使用約2.4伏、2.5伏、2.8伏或更低電壓的電源工作，并且可在約-20℃到約+60℃的溫度范圍中工作（例如，在約80℃提供合適的動態范圍和性能）。在一個實施例中，通過使紅外成像模塊100工作在低電壓電平，與其他類型的紅外成像裝置相比，紅外成像模塊100可能經歷自熱量的較少。因此，紅外成像模塊100可在無需顯著的額外的措施來補償這種自熱的情況下工作。如圖1所示，主機裝置102可包括插座104、快門105、處理器195、存儲器196、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝置，包括：紅外成像模塊，所述紅外成像模塊包括：外殼，其被配置為與插座嚙合；紅外傳感器組件，其在所述外殼內并適于捕獲紅外圖像數據；處理模塊，其在所述外殼內并適于處理所述圖像數據；以及透鏡，其耦接至所述外殼并至少部分地在所述外殼內，并且被配置為將紅外能量傳送到所述紅外傳感器組件。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.06.10 US 61/495,888;2011.06.10 US 61/495,879;1.一種用于紅外成像的裝置，包括：紅外成像模塊，所述紅外成像模塊包括：外殼，其被配置為與插座嚙合，以在紅外成像模塊插入到插座的腔體中時，將紅外成像模塊固定在插座內；在所述外殼內的紅外傳感器組件，其中，紅外傳感器組件包括多個微輻射熱計探測器，并且其中，所述多個微輻射熱計探測器中的每一個均適于捕獲紅外圖像數據；處理模塊，其在所述外殼內并適于處理所述圖像數據；以及透鏡，其耦接至所述外殼并至少部分地在所述外殼內，并且被配置為將紅外能量傳送到所述紅外傳感器組件。2.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括多個電連接部件，所述多個電連接部件在所述外殼的內表面上并且適于將來自所述紅外傳感器組件的電信號傳送到所述處理模塊。3.根據權利要求2所述的裝置，進一步包括：與所述紅外傳感器組件和所述多個電連接部件電接觸的第一電路板；與所述處理模塊和所述多個電連接部件電接觸的第二電路板；其中，所述多個電連接部件以及所述第一電路板和第二電路板適于傳送來自所述紅外傳感器組件和所述處理模塊的電信號；并且其中，所述多個電連接部件的至少一部分從外殼的底表面突出。4.根據權利要求3所述的裝置，其中，通過倒裝芯片連接將所述處理模塊安裝到所述第二電路板。5.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括適于將來自所述紅外傳感器組件的電信號傳送到所述處理模塊的多個焊線。6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置進一步包括所述插座，并且其中，所述紅外成像模塊基本上在所述插座中。7.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述插座耦接到所述裝置，以使得所述紅外成像模塊配置為所述裝置的紅外照相機。8.根據權利要求7所述的裝置，其中，所述裝置為移動電話。9.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括快門，所述快門適于可選地定位在所述紅外成像模塊的前面，以使主機裝置外部的紅外能量與所述紅外傳感器組件隔絕，其中，所述多個微輻射熱計探測器中的每一個都適于從目標場景的相應部分捕獲紅外圖像數據，其中所述多個微輻射熱計探測器形成N個微輻射熱計探測器乘以M個微輻射熱計探測器的陣列，并且其中，N和M是大于或等于32并且小于或等于640的整數。10.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述處理模塊包括：第一接口，其適于從紅外成像組件的多個微輻射熱計探測器中的每一個接收捕獲的與目標場景相關的紅外圖像；處理器，其適于對捕獲的紅外圖像執行數字紅外圖像處理，以提供處理后的紅外圖像；以及第二接口，其適于將所述處理后的紅外圖像傳送到主機裝置。11.根據權利要求10所述的裝置，進一步包括：存儲器接口；存儲器；以及其中，所述第一接口適于接收所述捕獲的紅外圖像，并將所述捕獲的紅外圖像作為數字數據提供給所述存儲器接口以存儲在所述存儲器中，以供所述處理器用來執行數字紅外圖像處理。12.根據權利要求10所述的裝置，其中：所述第一接口適于以第一幀速率接收所述捕獲的紅外圖像；所述處理器適于處理多個捕獲的紅外圖像，以提供處理的紅外圖像；以及所述第二接口適于以小于所述第一幀速率的第二幀速率將處理的紅外圖像傳送到所述主機裝置。13.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述處理器是適于無需專用的圖像處理塊來執行所述數字紅外圖像處理的中央處理單元。14.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述第一接口適于從與多個微輻射熱計探測器相關的讀出集成電路接收所述捕獲的紅外圖像。15.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述處理模塊通過所述紅外成像模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·布朗熱，T·R·赫爾特，B·夏普，E·A·庫爾特，
申請(專利權)人：菲力爾系統公司，
類型：發明
國別省市：美國;US