[发明专利]用于产生热图像数据的装置和方法

说明书

提供热成像设备，包括：用于接收辐射并输出与其对应的检测器信号的检测器；相对于检测器布置的可操纵镜设备；其中镜设备是可操纵的以在多个位置上扫描入瞳，以便检测器输出指示与所述入瞳的位置对应的物体的相应部分的温度的相应检测器信号，且其中热成像设备被配置为对于所述多个入瞳位置中的全部入瞳位置提供基本恒定的集光率。

背景技术

非接触式温度测量用于许多应用中，例如在危险环境中或物体是物理上不可接近的情况。辐射温度计接收来自物体的(通常红外的)辐射，并确定物体表面上的测量点的表面温度。接收的辐射被引导至辐射温度计内的传感器。可以由辐射温度计准确地确定测量点内物体的温度。例如，尽管这仅是一个示例应用，这样的辐射温度计可以用于钢生产中以测量从钢厂输出的钢的温度。

热成像照相机是产生物体的热图像数据的设备。热图像数据表示物体的空间温度，即物体相对于与物体有关的位置的温度。这样的热成像照相机包括像素化检测器，像素化检测器包括在至少一个、且更常见的两个维度上布置的多个像素，每个维度提供指示物体的相应部分的温度的信号。然而，热成像照相机在确定物体的温度方面是相对不准确的。

存在使用扫描镜以随时间扫描场景从而顺序地选择物体的不同部分到相同的像素上的单像素热成像设备。相比于像素化检测器，这样的设备可以被制造得不那么昂贵并且更容易校准。然而，传统的单像素热成像设备具有相对大的镜，这些镜由马达关于一个或多个轴旋转，并因此是固有地大、笨重且耗电的。

本发明的实施例的目的在于至少减轻现有技术的一个或多个问题。

发明内容

本发明的第一方面提供热成像设备，包括：

检测器，用于接收(通常电磁的、通常红外的)辐射并输出与其对应的检测器信号；

相对于检测器布置的可操纵镜设备(可操纵镜设备通常被配置为将入射辐射反射至检测器上)；

其中，镜设备是可操作的，以控制入瞳(通常热成像设备的入瞳)的位置，以便检测器输出指示与入瞳的位置对应的物体的部分的温度的检测器信号。

可操纵镜可以相对于检测器布置以形成孔径光阑。可替换地，可以提供与可操纵镜设备分离的孔径光阑。在此情况下，孔径光阑和镜设备通常被配置成由镜设备可以接收并反射至检测器上的辐射的(理论的)最大圆锥覆盖超过镜设备的反射面的表面积的70％，优选地超过镜设备的反射表面的表面积的80％，在一些情况下，超过镜设备的反射面的表面积的90％，优选地小于镜设备的反射面的表面积的100％。通常，所述辐射的最大圆锥不覆盖镜设备的反射表面的边缘部分，由此避免边缘效应。然而，由所述圆锥覆盖的镜的反射表面的表面积的部分越大，由检测器检测的信号的信噪比越大。

通常，镜设备是可操纵的，由此通过多个位置扫描入瞳，在多个位置处热成像设备被配置为获得检测器信号以由此生成物体的热图像。通常，镜设备是可操纵的，以在多个位置上扫描入瞳的位置，以便检测器输出指示与所述入瞳的位置对应的物体的相应部分的温度的相应检测器信号。检测器可以被配置为响应于由热成像设备在所述多个入瞳位置中的相应入瞳位置的每个处接收的辐射来输出检测器信号，检测器信号指示与入瞳的相应位置对应的物体的部分的温度。

通常，热成像设备被配置为对所述多个入瞳位置中的全部入瞳位置提供基本恒定的集光率(例如，热成像设备可以被配置为提供的集光率偏离均值集光率小于10％、优选地小于5％、优选地小于1％、优选地0％(即优选地，恒定集光率))(即，热成像设备被配置为热成像设备的集光率对所述多个入瞳位置中的入瞳位置的每个基本上相同)。

通常，热成像设备被配置为从检测器信号生成热图像(通常相对于位置)。通常，热成像设备配置为输出所述热图像(例如，在显示器上)。