CN220556354U - 一种辐射测温设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种辐射测温设备，包括：沿远离被测物体的方向，依次共轴设置的光线收集模块、第一分光模块、第二分光模块、第三分光模块和目视瞄准模块；以及成像模块、测温模块和激光发射模块；成像模块、测温模块和激光发射模块分别通过第一分光模块、第二分光模块、第三分光模块与目视瞄准模块四通道光路共轴以实现成像、测温、激光指示和目视瞄准功能，集成了更多的功能，能够适应更多的应用需求，提高集成度。

Description

一种辐射测温设备

技术领域

本申请涉及温度测量技术，特别涉及一种辐射测温设备。

背景技术

目前，温度测量技术应用越来越广泛，随着温度测量技术的发展，辐射测温设备已成为进行非接触式测温的常见设备。辐射测温设备主要的工作原理是：根据被测物体热辐射发出的短波红外光的能量，来确定推断被测物体的温度。

为了适应不同的应用需求，相关技术出现了集成有目视瞄准功能的辐射测温设备或集成有激光指示功能的辐射测温设备。也就是说，相关技术中的辐射测温设备仅在测温的基础上集成了单一的功能，无法同时适应更多的应用需求，集成度仍有待提高。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种辐射测温设备，以集成更多的功能，适应更多的应用需求，提高集成度。具体技术方案如下：

本申请第一方面的实施例提供了一种辐射测温设备，包括：沿远离被测物体的方向，依次共轴设置的光线收集模块、第一分光模块第二分光模块、第三分光模块和目视瞄准模块；以及成像模块、测温模块和激光发射模块；其中，所述光线收集模块，包括：物镜前组，用于收集被测物体射出的光线，并透射到所述第一分光模块；所述第一分光模块，用于将从物镜前组透射的部分可见光反射到所述成像模块进行成像，将一部分可见光和被测物体发出的短波红外光透射到所述第二分光模块；所述第二分光模块，用于将从第一分光模块透射的短波红外光反射到所述测温模块进行测温，将部分可见光透射到所述第三分光模块；所述第三分光模块，用于将所述激光发射模块发射的激光反射至所述第二分光模块，以使激光依次穿过所述第二分光模块、第一分光模块和光线收集模块透射至被测物体；以及将从第二分光模块透射的部分可见光透射到所述目视瞄准模块。

根据本申请实施例的辐射测温设备，还可具有如下的技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述物镜前组包括：能够透过可见光、短波红外光和激光的透镜。

在本申请的一些实施例中，所述第一分光模块为第一分光棱镜，所述第一分光棱镜的第一分光面上镀有能够对部分可见光反射，且对其他光线透射的分光膜层。

在本申请的一些实施例中，所述成像模块中沿可见光入射方向依次设置有可变光圈、物镜后组和图像传感器，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定；所述可变光圈通过调节光圈直径限制入射可见光的能量；所述图像传感器用于基于所述可变光圈和所述物镜后组调节后的光进行成像。

在本申请的一些实施例中，所述成像模块中沿可见光入射方向在同一光轴上依次设置有物镜后组和图像传感器；所述物镜后组，用于将所述第一分光模块反射的部分可见光汇聚至所述图像传感器上成像，以使所述物镜前组到所述图像传感器的距离小于所述物镜前组的焦距。

在本申请的一些实施例中，所述成像模块还包括：设置在所述第二分光模块和所述物镜后组之间的可变光圈；所述可变光圈、所述物镜后组和所述图像传感器，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定；所述可变光圈通过调节光圈直径限制入射可见光的能量；所述物镜后组，用于将所述第一分光模块反射的部分可见光穿过所述可变光圈后汇聚至所述图像传感器上成像；所述图像传感器用于基于所述可变光圈和所述物镜后组调节后的光进行成像。

在本申请的一些实施例中，所述物镜后组包括：沿入射光线依次排列的第一球面镜、第二球面镜、第三球面镜、第四球面镜、第五球面镜和第六球面镜；所述第一球面镜和第六球面镜具有负光焦度，所述第二球面镜、第三球面镜、第四球面镜和第五球面镜具有正光焦度。

在本申请的一些实施例中，所述第二分光模块包括：第二分光棱镜，所述第二分光棱镜的第二分光面上镀有能够对短波红外光反射，且对其他光线透射的分光膜层；或，所述第二分光模块为第一滤光片，所述第一滤光片上镀有能够对短波红外光反射，且对其他光线透射的分光膜。

在本申请的一些实施例中，所述测温模块中沿短波红外光入射方向依次设置有第二滤光片和热辐射探测器；所述第二滤光片上镀有能够对短波红外光透射，对其他光线反射的分光膜；所述热辐射探测器接收短波红外光后，通过算法进行转换输出目标温度。

在本申请的一些实施例中，还包括：控制模块和显示模块；所述控制模块与所述激光发射模块、所述热辐射探测器、所述成像模块及所述显示模块电连接，用于控制激光发射模块发射激光；接收所述热辐射探测器输出的目标温度显示到显示模块上；以及接收所述成像模块生成的图像，显示到所述显示模块上。

在本申请的一些实施例中，所述激光发射模块为波段是650nm的红光激光发射器。

在本申请的一些实施例中，所述第三分光模块包括：第三分光棱镜，所述第三分光棱镜的第三分光面上镀有能够对激光反射，且对其他光线透射的分光膜层；或，所述第三分光模块为第三滤光片，所述第三滤光片上镀有能够对激光反射，且对其他光线透射的分光膜。

在本申请的一些实施例中，所述目视瞄准模块中沿光线入射方向依次设置有转向镜组、分划板和目镜组，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定；所述转向镜组包括：沿入射光线依次排列的第七球面镜、第八球面镜和第九球面镜；所述第七球面镜和第九球面镜具有正光焦度，所述第八球面镜具有负光焦度；所述分划板为单面抛光、双面抛光中的分划板中的一种分划板；所述目镜组包括：沿入射光线依次排列的第十球面镜、第十一球面镜和出瞳窗口；所述第十球面镜和第十一球面镜具有正光焦度。

本申请实施例有益效果：本申请实施例提供的辐射测温设备采用共光路设计，通过成像模块、测温模块、激光发射模块和目视瞄准模块四通道光路共轴来实现成像、测温、激光指示和目视瞄准功能，集成了更多的功能，能够适应更多的应用需求，提高了集成度。当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1a为相关技术中辐射测温设备的模块示意图；

图1b为相关技术中另一种辐射测温设备的模块示意图；

图2为本申请实施例提供的辐射测温设备的一个实施例的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的辐射测温设备的结构及光路示例图；

图4为图3所示实施例中成像模块的一种结构及光路示例图；

图5为图3所示实施例中可变光圈离光线收集模块的距离示意图；

图6为图3所示实施例中控制模块与其他模块的电连接的示意图；

图7为图3所示实施例中测温模块的一种结构及光路示例图；

图8为本申请实施例提供的辐射测温设备的另一个实施例的结构及光路示例图；

附图标记说明：

图1a～图1b中：光线收集模块10；分光模块20；测温模块30；目视瞄准模块40；激光发射模块50；

图2～图8中：光线收集模块100；物镜前组110；第一分光模块200；第一分光棱镜210；第一分光面2101；成像模块300；可变光圈310；物镜后组320；第一球面镜3201；第二球面镜3202；第三球面镜3203；第四球面镜3204；第五球面镜3205；第六球面镜3206；图像传感器330；第二分光模块400；第二分光棱镜410；第二分光面4101；第一滤光片420；测温模块500；第二滤光片510；热辐射探测器520；激光发射模块600；第三分光模块700；第三分光棱镜710；第三分光面7101；第三滤光片720；目视瞄准模块800；转向镜组810；第七球面镜8101；第八球面镜8102；第九球面镜8103；分划板820；目镜组830；第十球面镜8301；第十一球面镜8302；出瞳窗口8303；控制模块910；显示模块920。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1a所示，在相关技术中，辐射测温设备集成有目视瞄准功能的辐射测温设备通常包括：光线收集模块10、分光模块20、测温模块30、目视瞄准模块40；光线通过光线收集模块10进入设备，通过分光模块20分为两路，红外路进入测温模块30经过算法转换为实际温度值，可见光路进入目视瞄准模块40进行目镜成像。

如图1b所示，在相关技术中，集成有激光指示功能的辐射测温设备通常包括：光线收集模块10、分光模块20、测温模块30和激光发射模块50，光线通过光线收集模块10进入设备，通过分光模块20将红外光分入测温模块30，经过算法转换为实际温度值，同时激光发射模块50发射激光依次透射通过分光模块20和光线收集模块10完成激光指示。

相关技术中，还存在有集成有成像功能的辐射测温设备，该辐射测温设备通常将单独的成像模块设置于测温设备的最前端用于视频流成像，成像模块与聚焦光学组件光轴重合，测温模块工作时成像模块用于视频流观察与瞄准。该测温设备存在以下不足：A、成像模块是单独的模组，会遮挡一部分热辐射的光路导致入射到测温模块的能量减少；B、测温模块需要物镜前组有更长的焦距来实现对更小目标的测温，而成像模块则需求物镜前组有更短的焦距来实现更大视场角的观察，因此成像模块和测温模块无法通过光学组件同步聚焦，且光学组件是由两个反射镜组成，尺寸大且装配精度、移动精度要求高；C、该系统没有目视瞄准模块，无法在同一系统中同时实现目视瞄准和视频成像。

相关技术中的辐射测温设备仅在测温的基础上集成了单一的功能，无法同时适应更多的应用需求，集成度仍有待提高。

为了解决相关技术的问题，本申请实施例提供了一种辐射测温设备，通过成像模块、测温模块、激光发射模块和目视瞄准模块四通道光路共轴以集成成像、测温、激光指示和目视瞄准功能，以同时适应更多的应用需求，提高集成度。以下举两个具体实施例进行详细说明。

参见图2～图7，图2～图7示出了本申请实施例提供的辐射测温设备的一个实施例。

如图2和图3所示，本申请实施例提供的一种辐射测温设备，包括：沿远离被测物体的方向，依次共轴设置的光线收集模块100、第一分光模块200第二分光模块400、第三分光模块700和目视瞄准模块800；以及成像模块300、测温模块500和激光发射模块600；其中，光线收集模块100，包括：物镜前组110，用于收集被测物体射出的光线，并透射到第一分光模块200；第一分光模块200，用于将从物镜前组110透射的部分可见光反射到成像模块300进行成像，将一部分可见光和被测物体发出的短波红外光透射到第二分光模块400；第二分光模块400，用于将从第一分光模块200透射的短波红外光反射到测温模块500进行测温，将部分可见光透射到第三分光模块700；第三分光模块700，用于将激光发射模块600发射的激光反射至第二分光模块400，以使激光依次穿过第二分光模块400、第一分光模块200和光线收集模块100透射至被测物体；以及将从第二分光模块400透射的部分可见光透射到目视瞄准模块800。

本申请实施例提供的辐射测温设备采用共光路设计，通过成像模块、测温模块、激光发射模块和目视瞄准模块四通道光路共轴来实现成像、测温、激光指示和目视瞄准功能。

在本实施例中，如图3所示，物镜前组110包括：能够透过可见光、短波红外光和激光的透镜。

在本实施例中，物镜前组110可以由电机控制沿光轴方向水平移动以调节焦距，物镜前组110中的透镜为由两块球面镜组成的双胶合透镜，主要是用来收集被测物体射出的光线，并透射到第一分光模块200。被测物体射出的光线主要包括可见光、短波红外光和激光等。双胶合透镜的孔径远远大于探测器的光敏表面，因此接受的能量也增加很多倍，从而提高了系统的灵敏度。

在本实施例中，成像模块300、测温模块500、激光发射模块600和目视瞄准模块800共用物镜前组110作为聚焦元件，针对不同物距目标，通过物镜前组就能实现四通道同时聚焦，避免了多个模块在使用时需要分别进行对焦，方便了辐射测温设备的操作。

在本实施例中，如图3所示，第一分光模块200可以为第一分光棱镜210，第一分光棱镜210的第一分光面2101上镀有能够对部分可见光反射，且对其他光线透射的分光膜层。这里的其他光线，主要指其余可见光、短波红外光和激光。在其他实施例中，第一分光模块200可以为具有相同功能的滤光片。这里不做限制。

在本实施例中，如图5所示，采用的第一分光棱镜210的厚度l₅可以为17mm，第一分光棱镜210具有结构简单，体积较小的特点，因此不会增大辐射测温设备的体积。同时第一分光棱镜210不会过量削弱激光在穿过第一分光棱镜210后的能量，能够保证照射到被测物体的能量。

在本实施例中，如图3和图4所示，成像模块300中沿可见光入射方向在同一光轴上依次设置有物镜后组320和图像传感器330；物镜后组320，用于将第一分光模块200反射的部分可见光汇聚至图像传感器330上成像，以使物镜前组110到图像传感器330的距离小于物镜前组110的焦距。

在本实施例中，第一分光棱镜210用于将部分可见光反射进入成像模块300，使得成像模块300相比于测温模块500和激光发射模块600距离光线收集模块100最近，成像模块300中的可变光圈310离光线收集模块100中的物镜前组110的距离也较为接近。相同情况下的可变光圈310离物镜前组110的距离越近，成像模块300中形成相同视场角的所需要的物镜前组110的口径越小，因此将第一分光棱镜210和成像模块300设置在辐射测温设备中最接近物镜前组的位置，有利于整体结构的小型化，同时也减小了光学设计难度。

相关技术中，测温模块500需要物镜前组110有更长的焦距来实现对更小目标的测温，成像模块300需求物镜前组110有更短的焦距来实现更大视场角的观察，因此只通过物镜前组110来进行成像无法避免上述矛盾。而本申请实施例中通过增加物镜后组使得成像模块300光路整体焦距减小，可以实现大视场角成像而不影响测温模块500。物镜后组320的作用为缩短后截距，改善了光学系统像质，同时也减小了光学系统长度，缩小了辐射测温设备的体积，实现了系统的小型化。

在本实施例中，成像模块300还包括：设置在第二分光模块400和物镜后组320之间的可变光圈310；可变光圈310、物镜后组320和图像传感器330，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定；可变光圈310通过调节光圈直径限制入射可见光的能量；物镜后组320，用于将第一分光模块200反射的部分可见光穿过可变光圈310后汇聚至图像传感器330上成像；图像传感器330用于基于可变光圈310和物镜后组320调节后的光进行成像。

在本实施例中，如图5所示，光线沿着光轴穿过物镜前组110进入第一分光棱镜210中，第一分光面2101将部分光线反射入可变光圈310中。考虑到物镜前组110移动余量、第一分光棱镜210和可变光圈310的装配空间等因素，物镜前组110出射面到第一分光棱镜210的入射面沿光轴方向的距离l₁至少大于4mm；第一分光棱镜210入射面到第一分光面2101沿光轴方向的距离l₂可以为8.5mm；第一分光面2101到第一分光棱镜210出射面沿光轴方向的距离l₃可以为8.5mm；第一分光棱镜210出射面到可变光圈310入射面沿光轴方向的距离l₄至少大于2mm；物镜前组110出射面到可变光圈310入射面沿光轴方向的距离l₁+l₂+l₃+l₄至少大于23mm。

在本实施例中，可变光圈310可以防止多余的光进入系统，影响系统的测量结果。同时在高亮场景时可变光圈310可以减小光圈来防止过曝或灼伤图像传感器330，也不会影响主光路发射至测温模块500的能量。

在其他实施例中，成像模块300也可以不包括第二分光模块400和物镜后组320之间的可变光圈310，可变光圈310可以根据实际需要进行设置。

在本实施例中，图像传感器330可以为基于CMOS的图像采集传感器。第一分光模块200将从物镜前组110透射的部分可见光反射依次穿过可变光圈310和物镜后组320到图像传感器330，CMOS图像传感器是一种常见的图像传感器，采用CMOS技术制造，具有功耗低、成本低、集成度高等优点。CMOS传感器中每个像素都包括一个光敏元件和一组晶体管，可以将光信号转换为电信号，并通过输出线路向外部输出信号。CMOS传感器适用于高速、多功能、低功耗的图像采集系统。

在本实施例中，如图3和图4所示，物镜后组320包括：沿入射光线依次排列的第一球面镜3201、第二球面镜3202、第三球面镜3203、第四球面镜3204、第五球面镜3205和第六球面镜3206；第一球面镜3201和第六球面镜3206具有负光焦度，第二球面镜3202、第三球面镜3203、第四球面镜3204和第五球面镜3205具有正光焦度。

在本实施例中，第一球面镜3201贴合第二球面镜3202设置，第四球面镜3204、第五球面镜3205和第六球面镜3206贴合设置，第三球面镜3203与第二球面镜3202和第四球面镜3204之间预留有预设间距。

在其他实施例中，物镜后组320也可以由四个、五个或七个球面镜组成，可以根据实际需要进行设置。

在本实施例中，物镜后组320中所有镜片均为球面镜片，具有加工成本低和结构紧凑的优点。

在本实施例中，如图3所示，第二分光模块400包括：第二分光棱镜410，第二分光棱镜410的第二分光面4101上镀有能够对短波红外光反射，且对其他光线透射的分光膜层。这里的其他光线，主要指其余可见光和激光。

在本实施例中，采用的第二分光棱镜410具有结构简单，体积较小的特点，因此不会增大辐射测温设备的体积。同时第二分光棱镜410不会过量削弱激光在穿过第二分光棱镜410的能量，能够保证照射到被标记物体的能量。

在本实施例中，通过在第一分光模块200之后设置第二分光模块400，将短波红外光反射到测温模块500，能够减少短波红外光经过的光学器件，减弱器件镀膜一致性差异对短波红外光的影响，从而影响测温模块500的测量精确度。

在本实施例中，如图3所示，测温模块500中沿短波红外光入射方向依次设置有第二滤光片510和热辐射探测器520；第二滤光片510上镀有能够对短波红外光透射，对其他光线反射的分光膜。

在本实施例中，第二滤光片510垂直于入射短波红外光的光轴设置，主要用于过滤除短波红外光以外的其他光线，能够避免其他光线对热辐射探测器520的影响，提高热辐射探测器520的精准度。

在本实施例中，热辐射探测器520接收短波红外光后，通过算法进行转换输出目标温度。热辐射探测器520是利用红外辐射的热效应工作的设备，第二分光模块400反射的短波红外光透射通过第二滤光片510后，照射在热辐射探测器520上的敏感元件上，当其敏感元件吸收短波红外光的辐射后，将引起温度升高，从而引起探测器材料温度变化产生电信号。热辐射探测器520可以根据被测物体发出的一部分热辐射(有时称为黑体辐射)来推断温度的设备。通过了解物体发射的红外能量及其发射率，通常可以在物体实际温度的特定范围内确定物体的温度。

在本实施例中，激光发射模块600为波段是650nm红光的一种激光发射器。

在本实施例中，波长为650nm红光波长的激光发射器具有较高的穿透力和较低的散射，能够更好的指示被测物体。

在本实施例中，如图3所示，第三分光模块700包括：第三分光棱镜710，第三分光棱镜710的第三分光面7101上镀有能够对激光反射，且对其他光线透射的分光膜层；这里的其他光线，主要指其余可见光。

在本实施例中，最后通过在第二分光模块400之后设置第三分光模块700，将激光发射模块600发射的激光反射依次穿过第二分光模块400、第一分光模块200和光线收集模块100出射，能够有效减少激光发射模块600对成像模块300的影响，避免造成成像视频偏色。

在本实施例中，采用的第三分光棱镜710具有结构简单，体积较小的特点，因此不会增大辐射测温设备的体积。同时第三分光棱镜710不会过量削弱激光在反射时的能量，能够保证照射到被指示物体的能量。

在本实施例中，如图3所示，目视瞄准模块800中沿光线入射方向依次设置有转向镜组810、分划板820和目镜组830，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定。

在本实施例中，如图6所示，转向镜组810包括：沿入射光线依次排列的第七球面镜8101、第八球面镜8102和第九球面镜8103；第七球面镜8101和第九球面镜8103具有正光焦度，第八球面镜8102具有负光焦度。

在本实施例中，由于需要观测的现场较大，且物镜的孔径较大，所以转向镜组810采用类似照相物镜的结构；转向镜组810设置在第三分光模块700后，能够将倒像转为正像，以合人眼视察的习惯等作用。

在本实施例中，分划板820为单面抛光、双面抛光中的分划板中的一种分划板。

在本实施例中，分划板820通常在普通的光学玻璃上进行刻线标注等，分划板820是一种用于瞄具中的光学元件可以在待成像物体上叠加一个十字叉或同心圆环分划线，此分划线可以作为位置参考，并可以对准待成像物体。

在本实施例中，如图3所示，目镜组830包括：沿入射光线依次排列的第十球面镜8301、第十一球面镜8302和出瞳窗口8303；第十球面镜8301和第十一球面镜8302具有正光焦度。

在本实施例中，目镜组830位于辐射测温设备的最后端，目镜组830的作用就是将从光线收集模块100放大的图像进一步放大并传到人眼中。第十一球面镜8302到出瞳窗口8303的距离称为出瞳距离，出瞳距离一般50mm到100mm不等，使得能够迅速获得最大的视场、清晰的图像，还能最大限度减小视差。在本申请实施例中出瞳距离为70mm。同时，分划板820和目镜组830配合使用，在用户观测点可以实现对目标的清晰观测，即目视瞄准。

在其他实施例中，目视瞄准模块800也可以由目镜组和转向镜组成，可以根据实际需要进行设置。

在本实施例中，如图7所示，辐射测温设备还包括：控制模块910和显示模块920；控制模块910与激光发射模块600、热辐射探测器520、成像模块300及显示模块920电连接，用于控制激光发射模块600发射激光；接收热辐射探测器520输出的目标温度显示到显示模块920上；以及接收成像模块300生成的图像，显示到显示模块920上。控制器910还可以与控制物镜前组110调整焦距的电机电连接，以通过调整物镜前组110与第一分光模块200之间的距离，实现自动对焦。

参见图8，图8示出了本申请实施例提供的辐射测温设备的另一个实施例。

与图3所示实施例不同的是，图8所示辐射测温设备采用了不同的第二分光模块400和第三分光模块700。如图8所示，该实施例中的第二分光模块400可以为第一滤光片420，第一滤光片420上镀有能够对短波红外光反射，且对其他光线透射的分光膜。这里的其他光线，主要指其余可见光和激光。第一滤光片420与光线入射光轴成45°角放置使其能够对短波红外光反射，且对其他光线透射。同时，激光发射模块600发出的激光通过第三分光模块700的反射，依次通过第一滤光片420和第一分光棱镜210后，从物镜前组110射出，第一滤光片420不会过量削弱激光在穿过第一滤光片420的能量，能够保证照射到被指示物体的能量。采用的第一滤光片420结构简单，体积较小，因此也不会增大辐射测温设备的体积，有利于系统的小型化设计。

如图8所示，该实施例中的第三分光模块700为第三滤光片720，第三滤光片720上镀有能够对激光反射，且对其他光线透射的分光膜。这里的其他光线，主要指其余可见光。第三滤光片720与光线入射光轴成45°角放置使其能够对激光反射，且对其他光线透射。同时，激光发射模块600发出的激光通过第三滤光片720的反射，依次通过第一滤光片420和第一分光棱镜210后，从物镜前组110射出，第三滤光片720不会过量削弱激光在反射时的能量，能够保证照射到被指示物体的能量。采用的第三滤光片720结构简单，体积较小，因此也不会增大辐射测温设备的体积，有利于系统的小型化设计。

当然，在其他实施例中，也可以第二分光模块400和第三分光模块700可以不同时是分光棱镜，或同时是滤光片，也可以采用一个分光棱镜一个滤光片，可以根据实际需要进行设置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (12)

1.一种辐射测温设备，其特征在于，包括：

沿远离被测物体的方向，依次共轴设置的光线收集模块(100)、第一分光模块(200)第二分光模块(400)、第三分光模块(700)和目视瞄准模块(800)；以及成像模块(300)、测温模块(500)和激光发射模块(600)；其中，

所述光线收集模块(100)，包括：物镜前组(110)，用于收集被测物体射出的光线，并透射到所述第一分光模块(200)；

所述第一分光模块(200)，用于将从所述物镜前组(110)透射的部分可见光反射到所述成像模块(300)进行成像，将一部分可见光和被测物体发出的短波红外光透射到所述第二分光模块(400)；

所述第二分光模块(400)，用于将从所述第一分光模块(200)透射的短波红外光反射到所述测温模块(500)进行测温，将部分可见光透射到所述第三分光模块(700)；

所述第三分光模块(700)，用于将所述激光发射模块(600)发射的激光反射至所述第二分光模块(400)，以使激光依次穿过所述第二分光模块(400)、所述第一分光模块(200)和所述光线收集模块(100)透射至被测物体；以及将从所述第二分光模块(400)透射的部分可见光透射到所述目视瞄准模块(800)。

2.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述物镜前组(110)包括：能够透过可见光、短波红外光和激光的透镜。

3.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述第一分光模块(200)为第一分光棱镜(210)，所述第一分光棱镜(210)的第一分光面(2101)上镀有能够对部分可见光反射，且对其他光线透射的分光膜层。

4.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，所述成像模块(300)中沿可见光入射方向在同一光轴上依次设置有物镜后组(320)和图像传感器(330)；

所述物镜后组(320)，用于将所述第一分光模块(200)反射的部分可见光汇聚至所述图像传感器(330)上成像，以使所述物镜前组(110)到所述图像传感器(330)的距离小于所述物镜前组(110)的焦距。

5.根据权利要求4所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述成像模块(300)还包括：设置在所述第二分光模块(400)和所述物镜后组(320)之间的可变光圈(310)；所述可变光圈(310)、所述物镜后组(320)和所述图像传感器(330)，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定；

所述可变光圈(310)通过调节光圈直径限制入射可见光的能量；

所述物镜后组(320)，用于将所述第一分光模块(200)反射的部分可见光穿过所述可变光圈(310)后汇聚至所述图像传感器(330)上成像；

所述图像传感器(330)用于基于所述可变光圈(310)和所述物镜后组(320)调节后的光进行成像。

6.根据权利要求4或5所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述物镜后组(320)包括：沿入射光线依次排列的第一球面镜(3201)、第二球面镜(3202)、第三球面镜(3203)、第四球面镜(3204)、第五球面镜(3205)和第六球面镜(3206)；

所述第一球面镜(3201)和第六球面镜(3206)具有负光焦度，所述第二球面镜(3202)、第三球面镜(3203)、第四球面镜(3204)和第五球面镜(3205)具有正光焦度。

7.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述第二分光模块(400)包括：第二分光棱镜(410)，所述第二分光棱镜(410)的第二分光面(4101)上镀有能够对短波红外光反射，且对其他光线透射的分光膜层；或，

所述第二分光模块(400)为第一滤光片(420)，所述第一滤光片(420)上镀有能够对短波红外光反射，且对其他光线透射的分光膜。

8.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述测温模块(500)中沿短波红外光入射方向依次设置有第二滤光片(510)和热辐射探测器(520)；

所述第二滤光片(510)上镀有能够对短波红外光透射，对其他光线反射的分光膜；

所述热辐射探测器(520)接收短波红外光后，通过算法进行转换输出目标温度。

9.根据权利要求8所述的辐射测温设备，其特征在于，

还包括：控制模块(910)和显示模块(920)；

所述控制模块(910)与所述激光发射模块(600)、所述热辐射探测器(520)、所述成像模块(300)及显示模块(920)电连接，用于控制激光发射模块(600)发射激光；接收所述热辐射探测器(520)输出的目标温度显示到显示模块(920)上；以及接收所述成像模块(300)生成的图像，显示到所述显示模块(920)上。

10.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述激光发射模块(600)为波段是650nm的红光激光发射器。

11.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述第三分光模块(700)包括：第三分光棱镜(710)，所述第三分光棱镜(710)的第三分光面(7101)上镀有能够对激光反射，且对其他光线透射的分光膜层；或，

所述第三分光模块(700)为第三滤光片(720)，所述第三滤光片(720)上镀有能够对激光反射，且对其他光线透射的分光膜。

12.根据权利要求1所述的辐射测温设备，其特征在于，

所述目视瞄准模块(800)中沿光线入射方向依次设置有转向镜组(810)、分划板(820)和目镜组(830)，三者在同一光轴上，且三者之间距离固定；

所述转向镜组(810)包括：沿入射光线依次排列的第七球面镜(8101)、第八球面镜(8102)和第九球面镜(8103)；所述第七球面镜(8101)和第九球面镜(8103)具有正光焦度，所述第八球面镜(8102)具有负光焦度；

所述分划板(820)为单面抛光、双面抛光中的分划板中的一种分划板；

所述目镜组(830)包括：沿入射光线依次排列的第十球面镜(8301)、第十一球面镜(8302)和出瞳窗口(8303)；所述第十球面镜(8301)和第十一球面镜(8302)具有正光焦度。