多区域非接触式红外温度计的制作方法

专利名称：多区域非接触式红外温度计的制作方法
技术领域：
本公开主要涉及非接触式温度测量，尤其是涉及具有红外点探测器的非接触式温
背景技术：
非接触式温度测量设备，如现有技术中所公知的那样，通常包括红外探测器用以接收从测量对象上的测量点或区域发射的红外辐射，光学系统用以将从测量点发射至所述探测器的红外辐射成像，以及瞄准布置用以确定测量对象上测量区域的位置和大小。将红外探测器信号转换为温度指示的另外的处理布置通常也被连接到所述探测器。
在很多上述这样的设备中，光学系统被设计为只有来自目标场景或测量对象内的测量点或区域的红外辐射才可以聚焦在给定测量距离处的探测器上。大多数例子中测量区域定义为一区域，从中大部分(超过50%典型为90%或更多)的红外射线被聚焦到探测器焦点(strike)。红外点探测器对于测量测量区域的平均温度是很有用的，但是一般不能解决测量区域内分散的温度区域的测量。 测量区域的尺寸通常随测量设备到目标场景或对象的距离而变化。该测量区域尺
寸的变化可以被认为是光学轮廓且一般依赖于光学系统的设计。通常采用的测量轮廓包括
标准聚焦(standard focus)和近聚焦(closefocus)测量轮廓。出于本公开的目的，术语
"标准聚焦"参见类似于图IA所示的测量轮廓，例如其中测量点的尺寸恒定或者随着距物
镜的距离增加而增大。术语"近聚焦"参见类似于图IB所示的测量轮廓，例如，显示为"领
结"形状。近聚焦轮廓可以是"近聚焦(near focus)"轮廓，其在距透镜0. 5米以内的距离
上具有最小的测量区域尺寸，或者可以是"远聚焦(distant focus)"轮廓，其在距透镜0.5
米及以上距离处具有最小的测量区域尺寸。近聚焦和标准聚焦光学系统都在实际应用中起
作用并且非接触式温度测量设备适用于上述每个系统和多种近或远范围。 在一些必须在多个距离处测量点温度的应用中，期望聚焦场景图像以在多个距离
处提供最小的测量区域。类似地，在一些需要在同样距离测量多个尺寸各异的测量对象的
应用中，期望在所述距离上具有多个测量区域尺寸以便为每个对象提供更精密的匹配。既
有标准聚焦设备又有近聚焦设备在上述情形中是有用的，但是额外增加的第二设备的费用
通常制约了它的购买。在一些例子中，具有可对焦功能光学器件的单个设备能够用来克服
上述不同测量距离和对象尺寸的问题，但是调节设备的光学系统的功能显著增加了上述设
备的成本。类似地，包括可相对光学系统移动以改变设备的光学轮廓的单个探测器的设备
通常也因为其易损且比固定位置的设备更贵而不理想。另外，在很多测量应用中，由于距离
和测量对象尺寸的变化一般是离散的从而连续的调整是不必要的。本发明实施例所解决的
非接触式温度测量中的其他困难将通过下面的描述变得显而易见。

发明内容
本发明公开了一种多区域、非接触式光点测量设备。非接触式测量设备包括两个
5或更多的固定探测器，以检测来自目标场景内相应的测量区域的场景数据并产生响应于所检测数据的信号。包括物镜系统的设备的光学系统将场景数据成像至探测器上，以使得每个探测器被提供不同的光学轮廓。即，实质上在距物镜系统任何给定距离处，每个测量区域与该设备的其他测量区域不同。设备可以包括近聚焦光学轮廓、标准聚焦光学轮廓、或者一个或多个兼具近聚焦和标准聚焦的光学轮廓。光学系统可以包括探测器的定位和布置，在一些实施例中还有，分束器。在一些实施例中，探测器是红外探测器，设备相当于温度计。本发明的实施例还进一步包括手持外壳和瞄准装置。 在另一方面，本发明的实施例包括用于红外温度测量的设备，该设备具有单独的专用探测器。所述专用探测器可以具有至少两个不同的探测器区域，每个区域根据不同的光学轮廓接收来自目标场景的红外辐射。根据该方面的实施例包括光学系统，用于根据不同的光学轮廓将目标场景辐射成像到专用探测器的每个区域上。 本发明的实施例因此提供了用于目标场景的多个区域的同时、非接触式温度测量的设备。上述设备不需要使用者具有多个非接触式测量设备，用于测量场景内不同的对象或者在不同距离处的对象。另外，本发明的实施例通过固定的探测器提供该功能，避免了与可移动探测器设备有关的高成本和易损坏。


下述附图是本发明的特定实施例的举例说明，并不因此限定本发明的范围。这些图没有按比例绘制(除非特别说明)并且需要与其后的详细描述说明结合使用。本发明的实施例将在下文中结合附图详细描述，其中相同的附图标记代表相同的元件。
图1A显示了标准聚焦设备的示意图。
图1B显示了近聚焦设备的示意图。 图2显示了依照本发明一些实施例的温度测量设备的示意图。 图3显示了依照本发明一些实施例的温度测量设备的示意图。 图4显示了依照本发明一些实施例的温度测量设备的示意图。 图5显示了依照本发明一些实施例的温度测量设备的示意图。 图6A-6C显示了依照本发明一些实施例的多个测量区域。 图7显示了依照本发明一些实施例的具有多区域的红外点探测器的示意图。 图8显示了依照本发明一些实施例的包括图7中所示探测器的温度测量设备的示
具体实施例方式
下列详述应当参照附图进行阅读，其中不同附图中相同的元件使用同样的附图标记。应当理解附图中所示和这里描述的实施例仅仅为了举例说明的目的而不用来限制本发明于任何实施例。相反地，旨在涵盖各种包含在所附的权利要求所限定的本发明范围内的替换、修改和等同物。 非接触式温度计可以用于通过检测来自对象的辐射而测定从目标场景或对象得到的温度读数。例如，图1A显示了非接触式温度计设备100和它的参照两个目标对象121，121的光学轮廓110的示意图。设备100通常包括探测器130和关于光学轴线145排列的物镜系统140，从而透镜140可以将来自目标场景或对象的场景信息(通常处于红外辐射形 式)引导到探测器130。图1A所示的设备，已被配置成为在这里被称为"标准焦距"的布置。 在这样的布置中，测量点尺寸(SSF)随着距物镜140的距离(D)增加而增加或保持不变。在 非接触式温度测量中，期望点尺寸S^尽可能地精确匹配期望测量区域或对象。例如，在距 设备100距离为D。^处的点尺寸S^精确匹配第二对象122，如光学轮廓IIO所指示的。精 确的匹配能够提供更精确的目标对象122温度的读取，因为成像在探测器120上的非目标 场景辐射的量被最小化。相反，例如在距透镜140距离为D。W1的较小第一对象121的温度 测量值，包括了可去除由设备100生成的温度计算值的无关场景数据。
图IB显示了具有"近聚焦"光学轮廓112的非接触式温度计设备102。在该设备 102中，探测器132和物镜系统142被布置以使得在距透镜142距离为DFP的聚焦平面160 处的点尺寸SeF减小到最小点尺寸SeF, MIN。超出该距离DFP后，点尺寸SF增加从而导致近聚 焦光学轮廓112呈现出通常为现有技术所熟知的"领结"形状。使用近聚焦布置的设备可以 是近聚焦设备(例如Dpp〈0.5米)或者远聚焦设备(例如0仲>=0.5米)。如图1B所 示，近聚焦光学轮廓112可以为特定对象提供精确的匹配，同时为其他对象提供不适当匹 配。例如，光学轮廓112为位于距透镜142距离为DTO1的第一对象121提供良好匹配测量 点尺寸，而该测量点尺寸对于距透镜142距离为DTO2的第二对象122来说就太小了。
本发明实施例包括非接触式温度计，其同时提供多个光学轮廓。依照本发明的多 个光学轮廓设备可以提供来自多个、不同尺寸的测量区域的读数，该测量区域在实质上距 物镜的任何给定距离处。所以，本发明实施例可被用于为一定应用范围和一定距离范围提 供最佳匹配的光学目标，而不需要在模式间转换。 图2显示了依照本发明一些实施例的温度测量设备200的示意图。设备200通常 包括至少两个相对于光学系统220固定地定位的探测器210，215，该光学系统220被设置 成为每个探测器210,215提供不同的光学轮廓230,235。因此，实质上在任何给定距离处 每个探测器210,215接收来自不同测量区域的场景数据，该不同测量区域具有不同的点尺 寸。例如，关于位于距离DTS处的目标场景237，第一探测器210接收来自第一测量区域的 红外辐射，该第一测量区域具有点尺寸SeF，并且第二探测器215接收来自第二测量区域的 红外辐射，该第二测量区域具有点尺寸SSF。在这样的设备200中，第一和第二探测器210， 215同时接收场景数据且产生与检测的场景信息相对应的第一和第二信号240,245。每个 信号能够被随后处理以提供关于每个测量区域的信息，例如，平均区域温度。在应用中，图 2所示示意图中的实施例能够被安装在设备外壳内，该设备外壳包括部件以提供便携、手持 的非接触式温度测量设备。 在一些实施例中，第一和第二探测器210,215都是能够收集在电磁光谱的红外范 围内的辐射的探测器，例如红外热探测器。本领域技术人员可以认识到其他探测器(例如 光子探测器)也可以被使用，并且可以与一个或多个红外探测器结合使用。探测器210，215 被固定在设备200内，以提供具有更少移动和可移动部件的更耐用设备，但是探测器的尺 寸和定位依赖于光学系统的特性。在一些实施例中，探测器是具有0.5mm到2mm直径的大 致圆形。然而，任何尺寸和形状的探测器都应该被认为在本发明的范围内。每个探测器产 生信号240，245作为辐射或在其上成像的其他场景数据的函数。这些信号能够通过已知方 法被处理，以指示温度或其他通过接收到的辐射所指示的度量。
依照本发明的光学系统220的实施例通常包括物镜系统250和相对于物镜系统 250的光学轴线260的具体探测器布置。在一些实施例中，所述光学系统220还包括分束器 270和镜系统，用于将入射辐射导向到探测器的布置。通过结合，光学系统220的元件为每 个探测器210、215提供了不同的光学轮廓230、235，其同时提供从目标场景237的多个区域 提取的读数。由于多个测量区域的同时显示，本发明的实施例提供了单独设备，其不具有移 动部件，能够被用于多个且改变的测量应用而无需设备被重新配置。 物镜系统250向设备200提供了成像场景。在一些实施例中，物镜系统250包含定 位于设备外壳的孔内的单个透镜。其他透镜系统可以包括多个透镜。透镜系统的透镜可以 是凹透镜、凸透镜或者其他形状并且可以包括玻璃、塑料或者其他的红外透明材料。尽管实 施例主要揭示了一种折射物镜系统，其他的物镜系统(例如结合一个或多个用来收集辐射 的镜子的反射系统)也都在本发明的范围内。在一些实施例中，透镜系统可以是可聚焦的， 允许在近聚焦系统中的聚焦平面的调整和远聚焦系统中的微调(例如，光学轮廓的变窄或 变宽)。 图2所示实施例的光学系统220包括分束器270且提供了同时具有近聚焦和远聚 焦功能的设备。此处，分束器270被定位在光学轴线260上并且相对于光学轴线260成角度 以使得进入设备200的红外辐射的一部分被反射到第一探测器210上。红外辐射的未反射 部分穿过分束器270而到第二探测器215上，该探测器215已经被关于光学轴线260大致 同心地定位。在这个实施例中，分束器270已经被相对于光学轴线260以大约45度定向， 以使得第一探测器210以相对于光学轴线260大约90度被定位。分束器270可以包括现 有技术中任何种类的分束器。例如，分束器270可以是在红外范围内具有大约50%透射率 的覆硅镜。 光学系统220进一步包括探测器的具体定位和布置。在图2所示实施例中，探测 器210、215大体是同样尺寸，但是被定位在距分束器270不同的固定距离Dp D2处，因此距 物镜系统250也是如此。可以看到按照第一探测器230的光学轮廓，D工被选择以使得第一 探测器210提供近聚焦功能。相反地，很显然按照第二光学轮廓235，D2被选择以使得第二 探测器215提供远聚焦功能。图6A和6B描绘了距物镜250不同距离处的测量区域图案。 图6A的图案为在DFp处的测量区域示意图。此处，第一测量区域610显示为大致同心地关 于光学轴线605定向，在该视图中该光学轴线穿过页面。在这个距离处，第一、较小的区域 610被完全包含在第二测量区域612内并且大致与第二测量区域612同心。在这个光学系 统方位上，第二测量区域612包含第一测量区域610，然而，在一些实施例中信号处理或逻 辑可被用来提供每个区域单独的测量值。图6B显示了更加远离或者靠近物镜250处的测 量区域图案，例如在^处。此处，测量区域的构造可以被看成大致与图6A所示相同，第一 和第二区域620、622关于光学轴线605同心地布置。但是，此处相对于第二测量区域622， 第一测量区域620明显变大。 图3显示了具有光学系统320的设备300的一个实施例，该光学系统320具有探测 器310、315，其中探测器如图2所示排列。然而，在此实施例中，第一和第二探测器310、315 具有不同尺寸；也就是说第二探测器315具有比第一探测器310更大的作用范围。另外，这 里的两个探测器310、315都被定位在距物镜系统350相同距离处，也就是D工=D2。所以， 两个探测器都被定位以提供相同的聚焦功能(此处是标准聚焦)，但是沿着光学轮廓330、
8335标定出不同尺寸的测量区域。距透镜任何给定距离的测量区域的图案可以相应于图6A 或图6B中基于探测器之间尺寸比例所示的形状。应该意识到包括具有不同尺寸作用范围 的探测器的实施例也能够被布置成提供近聚焦功能。此外，既具有近聚焦又具有标准聚焦 功能的实施例可以包括不同尺寸的探测器。在这种情况下，近聚焦探测器或标准聚焦探测 器任一个都可以是较大的探测器。 —些实施例，如图4中的设备400，具有不包括分束器的光学系统420。此处，提供 多个且不同的光学轮廓是通过将探测器定位在相对物镜系统450的不同布置中来实现的。 在这个实施例中，例如，第一探测器410被放置在光学轴线460上距物镜系统450距离D工 处。第二探测器415类似地被定位在光学轴线460上，但是在距物镜系统450距离02处。在 该实施例中，D2比D工大使得D2为第二探测器415提供标准聚焦功能且D工为第一探测器410 提供近聚焦功能。当然，距离D工和D2可以被选择以提供任何其他的聚焦布置组合(例如， 两个近聚焦轮廓， 一个是近聚焦，且一个是远聚焦)。此处，应当认识到由于第一探测器410 在第二探测器415的光通道435内，一部分进入设备400的辐射也许不能到达第二探测器 415。因此，当第一探测器的测量区域与图6A中的第一测量区域610相称时，在距透镜450 一定距离处的第二测量区域612可以降低灵敏度，尤其是在对应于光通道内第一探测器的 定位的区域内。本领域技术人员可以知晓不同布置来将第一探测器410定位于第二光通道 435内以将对第二探测器415的干扰最小化。例如，一些实施例包括"蛛网"(spider)布置， 其中第一探测器通过一个或多个细线或杆被悬吊在适当位置上。因此，将探测器保持在适 当位置上的安装装置的阴影可以被最小化。也应该注意到在上述实施例中，探测器410、415 可以包括具有不同作用范围或尺寸的探测器。例如，第一探测器可以比第二探测器更小。
另外，图4图示了一个既具有近聚焦光学轮廓430又具有标准聚焦光学轮廓435 的设备如何被用来选择一个最优匹配光学轮廓以获取特定读数。此处较小的对象439被定 位在距物镜系统450距离为DFP处。在这个位置上，由光学轮廓435标示出的标准聚焦测量 点尺寸大于对象439。因此，位于该位置的该对象的标准聚焦测量将包括会影响读数准确度 的无关信息。然而，近聚焦测量区域430，可看到能更好地匹配对象439的尺寸和轮廓。因 此在这种情况下，近聚焦读数可表示对于目标对象439的温度值更精确的测量。相反地，对 于位于距物镜450距离为DTS处的对象/目标场景437，近聚焦测量区域由于近聚焦光学轮 廓430的特征"领结"形状而显得太大了。然而，标准聚焦布置435导致测量点尺寸随着距 物镜450的距离D增大而逐渐增大。从而，标准聚焦布置通常为距设备较远的对象437提 供更优匹配测量区域。通过同时提供近聚焦和标准聚焦功能，依照本发明实施例的设备能 够允许用户选择读数，以便采用与对象最优匹配的且最小化无关或者背景信息的读数。更 进一步地，一些设备能够包含控制电路或者软件，以自动选择较优匹配读数以进行温度测 定和呈现更适当的读数指示。 图4还显示了包括位于距透镜450某距离Dc处的交叉点438的一些实施例。交 叉点可出现在具有任何光学轮廓组合的设备中。在该实例中，初始较窄的轮廓近聚焦轮廓 430在聚焦平面距离Dpp后开始变宽，这样在交叉距离De后，将比初始较宽的标准聚焦轮廓 435更宽。在另一实例中，图2中的实施例具有位于离开该页面的右侧一定距离处的交叉 点。如前所述，本发明实施例提供一设备，其在实质上距透镜任何给定距离处具有多个测量 点尺寸。因此，在上下文中的术语"实质上"，应当被理解为指距透镜任何距离除去交叉点处
9的位置。因为这个原因，在包括交叉点的实施例中，应当仔细选择光学系统以保证交叉点位 于非关键点或者通常非期望测量距离处。例如，在设想的测量距离为10到100英寸的设备
中，交叉点应当被选择在小于io英寸或大于ioo英寸距离处。 图5显示了依照一个不包括分束器的实施例的设备500的另一示意图。此处，探 测器510、515都被定位在不同距离处且都偏离光学轴线560。从而导致，第一和第二 光学轮廓530、535都沿着自身长度偏离光学轴线560。因此，作为结果的测量区域图案大 致相当于图6C中所示，其中第一测量区域630和第二测量区域632都偏离光学轴线605。 本实施例和图4中实施例的一个应该要指出的区别在于，任何一个探测器都不处于其他探 测器的光通道内。因此，每个探测器都能接收到目标场景或对象537完整的、没有障碍的图 像。当然，应当认识到存在所示偏离结构的众多改型和组合。例如，探测器距离Dp^可以 被相同，或者不同地布置以提供，例如，两个偏离的标准聚焦轮廓。另外，探测器能够具有不 同尺寸，偏离光学轴线更大或更小量，或水平偏离和或垂直偏离于光学轴线。探测器不需要 偏离光学轴线相同的量或者如图5所示的探测器那样保持与轴线大致垂直。
在其它实施例中，依照本发明的设备可包括具有多个探测器区域的专用探测器。 图7显示了这样的探测器的顶平面视图。如图所示，探测器700包括至少两个探测区域710， 715，每个区域包括单独的设备且能够产生表示接收到的穿过设备表面的红外辐射的信号。 在图7中，探测器包括内区域710和同心的外区域715。关于设备800的对应于每个探测器 区域的光学轮廓830、835能够在图8中看到。在该布置中，探测器700相对于物镜系统850 被定向，以使得每个探测器区域提供标准聚焦功能。使用如图7所示探测器导致的结果是 类似于图3所示的光学轮廓，其中两个不同尺寸的探测器距透镜系统被等距定位。专用探 测器能够提供具有不同形状的探测器区域且因此能够设计用于不同的应用中。
应当认识到任何上述实施例可适于包括多于两个的探测器。例如，包括分束器 的实施例可包括旋转镜，其被配置成导向多个探测器上的图像辐射，该探测器相对于光 学轴线成角度地固定。这样的系统可以被校准以获取图像场景的时分多路复用(time multiplexed)读数。不包括分束器的实施例可包括多个关于并偏离光学轴线布置的探测 器，以提供任意数目的同时测量区域。这样的系统可为特殊应用和目标对象而被专门设计。
实施例可以包括瞄准装置，用于测定相对目标场景和对象定位的测量区域。瞄准 装置可包括用于标示一个或多个上下文中的测量点的任何装置，以使得使用者能正确地瞄 准设备。瞄准装置的例子包括投射指示器到目标场景的装置，在设备和目标间提供中间可 视指示器的装置，以及叠加装置。 投射指示器装置可以包括，例如，现有技术公知且常用的激光瞄准。在该实施例 中，多个测量区域可通过投射可视激光能量到对象自身而被标示出来。例如，十字准线激光 图案可被投射用于近聚焦，和较宽图案可被投射用于标准聚焦。其他投射指示器可包括填 充测量区域的可见光束图案。 中间可视指示器装置可包括，例如，标线(reticle)或者设备上其他瞄准镜。上 述例子可以被认为是类似来复瞄准镜，其中使用者可以透过或围绕中间可视指示器装置观 察，和通过在前景标识测量区域的指示器来观察目标场景。 叠加瞄准装置可包括，例如，现有技术中已知的视频叠加系统。视频叠加系统的一 个例子在共同拥有的美国专利申请号2006/0152737中有描述。在这样的系统中，设备包括一个可见光相机和用于显示目标场景的可见表达的视频监视器。软件指令被用来定位一图 案叠加在对应于测量区域的目标场景的视频图像上。在这样的实施例中，处理器和指令集 需要被提供以计算叠加在场景图像上的适当的尺寸和定位。另外，这样的方法需要激光或 其他距离测量技术以测定物镜到目标场景的距离。 依照本发明实施例的探测器和光学系统可以被安装在设备外壳内。在一些实施例 中，非接触式温度测量设备是手持式设备。该设备的外壳具有合适的尺寸且具有如下特征， 例如，把手或手柄，以便被使用者容易地握持和操作。设备外壳应当包括适当的安装工具， 以定位探测器和依据光学系统需求的光学系统部件。另外， 一些设备包括模拟和/或数字 部件，以提供探测器生成的信号的本地处理和显示。外壳还可以包括触发器或其他按键以 捕捉温度读数或者激活其他功能。并且包括瞄准装置的实施例，如上文所述的那些，可包括 专用于瞄准机构的部件，例如LCD显示器、激光源、或标线。此外，依照本发明的设备可以是 便携式的，这样的设备包括电池外壳或者其他便携式电源。 另外，本发明的实施例可以是非便携式的。上述设备能够被安装在其他设备内或 者成为需要非接触式测温的更大系统的组成部分。例如，本发明实施例可以相对于传送带 (belt)或生产装配线被固定，以提供其上对象的性质的光学读数。 因此，多区域非接触式点温度计的实施例被公开。尽管本发明参照特定实施例已 经通过诸多细节进行了详述，但所公开的实施例仅仅出于举例说明的目的且没有限定性， 同时本发明的其他实施例也是可行的。本领域技术人员会理解可以进行不同的改变、改装 和修改，而不脱离本发明的精神和所附权利要求的范围。
权利要求
一种非接触式测量设备，包括第一探测器，用于检测来自目标场景内的第一测量区域的场景数据并产生对应于所检测数据的第一信号；第二探测器，用于检测来自该目标场景内的第二测量区域的场景数据并产生对应于所检测数据的第二信号；和光学系统，用于将来自该目标场景的场景数据成像到该探测器上，该光学系统包括物镜系统，其中，该光学系统将来自该第一测量区域的场景数据成像到该第一探测器上并且将来自该第二测量区域的场景数据成像到该第二探测器上，和根据第一和第二光学轮廓，该第一和第二测量区域的尺寸随距该物镜系统的距离而变化，使得实质上在距该物镜系统的任何给定距离处该第一测量区域尺寸与该第二测量区域尺寸不同。
2. 如权利要求l所述的设备，其中该探测器中的一个或多个是红外(IR)探测器。
3. 如权利要求2所述的设备，其中该IR探测器中的一个或多个是热探测器。
4. 如权利要求2所述的设备，其中该IR探测器中的一个或多个是光子探测器。
5. 如权利要求1所述的设备，其中该探测器被固定地定位在该设备内。
6. 如权利要求1所述的设备，其中该第一和第二探测器具有不同的尺寸。
7. 如权利要求1所述的设备，其中所检测数据是红外辐射。
8. 如权利要求1所述的设备，其中该第一和第二信号对应于在该第一和第二测量区域 内的该目标场景的温度，因此该设备包括非接触式温度计。
9. 如权利要求l所述的设备，其中该光学系统还包括分束器，定位在由该光学系统限定的光学轴线上，且被定向以将该场景数据导向到该 探测器中的每个上。
10. 如权利要求9所述的设备，其中该分束器包括与光学轴线成角度的部分透光镜。
11. 如权利要求9所述的设备，其中该分束器包括旋转镜。
12. 如权利要求1所述的设备，其中该光学系统还包括 相对于该光学系统和由该光学系统限定的光学轴线来定位该探测器。
13. 如权利要求12所述的设备，其中该探测器被定位以使得每个该探测器的中心轴线 大致与该光学轴线共轴，每个探测器被定位在距该光学系统的不同距离处。
14. 如权利要求12所述的设备，其中至少一个探测器被定位以使得该探测器的中心轴 线相对于该光学轴线成角度地经过该光学系统。
15. 如权利要求12所述的设备，其中该探测器被定位以使得没有一个该探测器的中心 轴与该光学轴线共轴。
16. 如权利要求1所述的设备，其中该光学系统还包括 相对于该光学系统和由该光学系统限定的光学轴线来定位该探测器；禾口 定位在该光学轴线上且定向成将该场景数据导向到每个该探测器上的分束器。
17. 如权利要求1所述的设备，其中该物镜系统是折射系统，该折射系统包括 一个或多个透镜。
18. 如权利要求1所述的设备，其中该物镜系统是反射系统，该反射系统包括一个或多个聚光镜。
19. 如权利要求1所述的设备，其中该光学轮廓中的一个或多个是近聚焦光学轮廓。
20. 如权利要求1所述的设备，其中该光学轮廓中的一个或多个是标准聚焦光学轮廓。
21. 如权利要求l所述的设备，进一步包括至少一个附加探测器，用于检测来自该目标场景内的附加测量区域的场景数据并产生 对应于所检测数据的附加信号，其中，每个附加探测器被相对于该光学系统定位，以使得该光学系统将来自附加测量 区域的场景数据成像到每个对应的附加探测器上，禾口根据附加的对应光学轮廓，该附加测量区域的尺寸随距该物镜系统的距离而变化，使 得实质上在距该物镜系统的任何给定距离处各测量区域尺寸与每个其他的测量区域尺寸 不同。
22. 如权利要求l所述的设备，进一步包括手持外壳，该探测器和光学系统被耦合于其上。
23. 如权利要求1所述的设备，进一步包括瞄准装置，用于标识目标场景内测量区域的 位置和尺寸。
24. 如权利要求23所述的设备，其中该瞄准装置包括投射指示器瞄准装置。
25. 如权利要求23所述的设备，其中该瞄准装置包括中间可视瞄准装置。
26. 如权利要求23所述的设备，其中该瞄准装置包括叠加瞄准装置。
27. —种非接触式温度测量设备，包括第一红外(IR)探测器，用于检测来自目标场景内的第一测量点的IR辐射并产生对应 于所检测的IR辐射的第一信号；第二 IR探测器，用于检测来自目标场景内第二测量点的IR辐射并产生对应于所检测 的IR辐射的第二信号；禾口光学系统，用于将IR辐射成像，其中该光学系统限定了光学轴线，并将来自该第一测 量点的IR辐射成像到第一 IR探测器上以及将来自该第二测量点的IR辐射成像到该第二 IR探测器上，禾口其中，该光学系统被配置成将不同的光学轮廓成像到每个IR探测器上，以使得实质上 在距该光学系统的任何给定距离处的该第一测量点的尺寸不与该第二测量点尺寸相等。
28. 如权利要求27所述的设备，其中该红外探测器是热探测器。
29. 如权利要求27所述的设备，其中该设备还包括手持外壳，该探测器和光学系统被 耦合于其上。
30. 如权利要求27所述的设备，其中所述光学系统包括分束器，定位在光学轴线上并且定向成将IR辐射导向到该第一和第二 IR探测器上。
31. 如权利要求27所述的设备，其中该第一和第二红外探测器具有不同的作用直径。
32. 如权利要求27所述的设备，其中该光学轮廓中的至少一个是近聚焦。
33. 如权利要求27所述的设备，其中该光学轮廓中的至少一个是标准聚焦。
34. 如权利要求27所述的设备，进一步包括至少一个附加探测器。
35. 如权利要求27所述的设备，其中该测量点至少部分地叠加。
36. 如权利要求35所述的设备，其中该测量点中的一个完全落在该测量点的另一个内。
37. 如权利要求36所述的设备，其中该测量点是同心的。
38. —种用于红外温度测量的手持设备，包括红外探测器，包括(i)第一探测器区域，用于检测来自目标场景内的第一测量区域的 红外辐射并产生对应于所检测的红外辐射的第一信号，和(ii)第二探测器区域，用于检测 来自该目标场景内第二测量区域的IR辐射并产生对应于所检测的红外辐射的第二信号； 和光学系统，包括物镜系统，其中，将来自该第一测量区域的红外辐射成像到该第一探测器区域上以及将来自该第 二测量区域的红外辐射成像到该第二探测器区域上，禾口该光学系统被配置成可将不同的光学轮廓成像到每个探测器区域上，使得实质上在距 该物镜系统的任何给定距离处该第一测量区域尺寸不等于该第二测量区域尺寸。
39. 如权利要求38所述的设备，其中该第一探测器区域被完全定位在该第二探测器区 域内。
40. 如权利要求38所述的设备，其中该第一测量区域位于中心且与该第二测量区域同心。
全文摘要
一种非接触式测量设备，包括两个或更多从目标场景内的相应测量区域中检测场景数据的探测器。设备还包括光学系统用于将从目标场景得到的场景数据成像到探测器上。光学系统被设置成为每个探测器提供不同的光学轮廓，以使得设备可被用来为不同的非接触式应用提供最优匹配的光学轮廓。
文档编号G01J5/10GK101706327SQ200910211609
公开日2010年5月12日 申请日期2009年8月14日 优先权日2008年8月15日
发明者K·A·蓬佩尔, M·E·施赖赫 申请人:弗卢克公司