一种带测温区域指示的测温设备
技术领域
本实用新型涉及人体测温技术领域，尤其涉及一种带测温区域指示的测温设备。
背景技术
额温计或额温枪等主要是利用非接触式的方式进行人体额头处温度的测量，通过检测被测对象辐射出的红外线，以方便地判断人体是否有发烧等现象。正常情况下，人体一般正常温度在35-37℃之间。为确保测量的温度更为准确，往往需要对准被测对象的额头中心。然而，目前市面上的大部分测温仪的功能比较单一，不仅不具备测量位置的指示，而且测量得到的温度被测对象也往往看不到或者需要询问检测人员，缺少与用户之间的交互感。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种带测温区域指示的测温设备。
本实用新型的一实施例提供一种带测温区域指示的测温设备，包括：红外测温模块、图像获取模块、控制模块和显示模块，所述红外测温模块包括依次设置的红外传感器、可见光反射镜和凸透镜，所述可见光反射镜相对于所述红外传感器和所述凸透镜之间的光路呈预设角度，所述可见光反射镜用于过滤红外光以及将透过所述凸透镜的可见光反射至所述图像获取模块，所述显示模块的显示区域的预设位置设置测温区域指示；
所述控制模块用于将所述图像获取模块获取的待显示图像发送至所述显示模块以进行显示，以供所述被测对象根据显示的图像和所述测温区域指示进行位置调整；
所述红外测温模块用于对所述被测对象进行测温；
所述控制模块还用于将所述红外测温模块测量得到的温度值发送至所述显示模块以进行显示。
在一些实施例中，该带测温区域指示的测温设备还包括：测距模块，所述测距模块与所述控制模块连接，所述测距模块用于测量所述被测对象与所述测温设备之间的距离；
所述红外测温模块还用于仅对位于所述测温设备的预设测温范围内的所述被测对象进行测温。
在一些实施例中，所述图像获取模块还用于对所述图像进行图像矫正和/或图像缩放以得到待显示的图像。
在一些实施例中，该带测温区域指示的测温设备还包括：位于所述可见光反射镜和所述图像获取模块之间的矫正透镜。
在一些实施例中，所述测温设备包括壳体，所述显示模块包括用于显示所述图像和所述温度值的第一显示屏，所述第一显示屏嵌于所述壳体的前侧。
在一些实施例中，所述显示模块还包括：位于所述壳体的后侧的第二显示屏，所述前侧与所述后侧相对设置，所述第二显示屏用于显示所述温度值和/或所述被测对象的红外热成像。
在一些实施例中，所述预设角度为45度角。
在一些实施例中，所述测温区域指示为所述被测对象的额头中心的位置指示。
在一些实施例中，所述测距模块包括超声测距波模块或激光测距模块。
在一些实施例中，该带测温区域指示的测温设备还包括：位于所述壳体的下侧的限位槽，所述限位槽用于与支撑架可拆卸连接。
本实用新型的实施例具有如下优点：
本实用新型实施例提出的带测温区域指示的测温设备包括红外测温模块、图像获取模块、控制模块和显示模块，该红外测温模块包括依次设置的红外传感器、可见光反射镜和凸透镜，其中，可见光反射镜相对于红外传感器和凸透镜之间的光路呈预设角度，通过利用该可见光反射镜将透过该凸透镜的可见光反射至图像获取模块，以使图像获取模块进行被测对象的图像采集，同时，该可见光反射镜还用于过滤红外光以使红外传感器能够进行红外光检测，进而测温得到该被测对象的温度。本实用新型的测温设备可以动态显示被测对象的图像以便被测对象进行额头位置动态调整，不仅大大增强了与用户之间的交互性，还方便被测对象查看测量结果，进一步提高了用户体验等。此外，由于采集被测对象的图像对应的入射可见光和用于测温测量的红外光共用同一光路，不仅不需要设置两个单独的光路和专门在壳体的前侧设置拍摄装置的通孔等，还利用了双光同轴检测技术，促进了双光同轴技术在红外测温设备中的应用等。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例的带测温区域指示的测温设备的结构示意图；
图2(a)-图2(b)分别示出了本实用新型实施例的测温设备的测温区域指示的两种示意图；
图3示出了本实用新型实施例的带测温区域指示测温设备的第一显示屏位于前侧的结构示意图；
图4示出了本实用新型实施例的带测温区域指示测温设备的第二显示屏位于后侧的结构示意图；
图5示出了本实用新型实施例的测温方法的流程示意图。
主要元件符号说明：
10-测温设备；110-红外测温模块；111-红外传感器；112-可见光反射镜；113-凸透镜；120-图像获取模块；121-图像传感器；130-控制模块；140-显示模块。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请参照图1，本实施例提出一种带有测温区域指示的测温设备10，可应用于人体测温，尤其是人体的额头中心的测温。示范性地，该测温设备10包括红外测温模块110、图像获取模块120、控制模块130和显示模块140，其中，红外测温模块110、图像获取模块120和显示模块140均与控制模块130连接。
红外测温模块110主要用于对被测对象进行红外测温，当然，还可以采集被测对象的红外热成像等。示范性地，如图1所示，该红外测温模块110包括依次设置的红外传感器111、可见光反射镜112和凸透镜113，以及相关的信号处理电路。其中，可见光反射镜112相对于红外传感器111和凸透镜113之间的光路呈预设角度。该光路是指外界的红外辐射经过凸透镜113聚焦后再到红外传感器111所经过的路程。
可以理解，凸透镜113位于最外层，用于将入射至该测温设备10内部的入射光进行聚焦。红外传感器111位于最内侧，用于检测入射的红外光能量。而该可见光反射镜112的主要作用是将透过前端的凸透镜113的可见光反射至图像获取模块120。同时，该可见光反射镜112还能够使红外光穿过，即能够使红外波段穿过该可见光反射镜112并到达红外传感器111，进而保证红外传感器111能够检测到红外光。
由于红外光的光谱范围为2.5μm～15μm，而可见光的光谱范围为400nm～800nm，通常地，红外传感器111的工作光谱范围主要为8μm～14μm，因此，由于不同类型的光的波长不同，可采用能够接收不同波段光的可见光反射镜112，使得需要的红外光透过而使可见光不能透过并被反射。当然，在实际运用中，由于可见光反射镜的设置可能会损耗一些红外光，因此可通过相应的补偿等来计算得到更加准确的温度值。
值得注意的是，本实施例的红外光与入射的可见光经过同一光路，即红外光与可见光为双光同轴传输。通常将其运用在该测温设备10中，可扩大该双光同轴技术的运用场合。另外，相比现有的不同光不同轴结构的测温装置而言，其不需要再设置两个相互独立的光路，也不需要对摄像装置单独再开设一个通孔等，这样从外形来看，结构将更加紧凑、美观等。
示范性地，如图1所示，该预设角度可设置为45度角，即该可见光反射镜112的反射平面与该光路所在平面呈45度角。可以理解，当设置为45度角时，由于入射光线与光路平行，经过45度角的可见光反射镜112反射后，可以垂直投射到该图像获取模块120，这样能够更加方便地设置该图像获取模块120中图像传感器121的位置，使得该图像传感器121能够尽可能以最大的接收面积去接收到反射光。当然，该预设角度也可以设置为其他的角度，如35度、50度等，具体可根据实际需求来设定，在此并不作限定，只需保证反射后的可见光能够投射在图像获取模块120中的图像传感器121上，使得图像传感器121能够进行图像采集即可。此外，关于该红外测温模块110内部的信号处理电路，如包括信号放大及模拟数字转换等电路，本实施例中将不作详细描述。
图像获取模块120作为拍摄装置，主要用于采集被测对象的图像。示范性地，该图像获取模块120包括图像传感器121及相应的模数转换电路等。对于该图像传感器121，例如，可采用电荷藕合器件图像传感器(即CCD传感器)或互补金属氧化物半导体图像传感器(即CMOS传感器)等。以CCD传感器为例，可采用面阵列、线阵列等不同类型的CCD传感器。
由于可见光能够透过凸透镜113并经过可见光反射镜112反射到图像传感器121上，因此，当被测对象面向该测温设备10的前侧时，位于该测温设备10内部的图像获取模块120完全可以采集到该被测对象的图像。当然，对于采集到的图像，可能是该被测对象的整个面部图像，或者面部上半部分的图像，又或者是额头区域的图像等，其取决于被测对象与该测温设备10之间的距离。
显示模块140的显示区域的预设位置设置测温区域指示。示范性地，该显示模块140可以采用液晶显示屏等。可以理解，该测温区域指示作为一种用户可见的指示，用于指示被测对象在测温时其额头中心应当所在的位置。
在一种实施方式中，该测温区域指示可以是需要在该测温设备10处于上电状态后才在显示区域的预设位置进行显示的一标识，示范性地，其标识可采用如图2(a)所示的十字型样式，或者如图2(b)所示的位于四个不同方位的折角所构成的矩形框型样式等。关于该标识的样式，在此并不作限定。通常地，在红外测温模块110中凸透镜的位置固定的情况下，该额头中心所在的位置指示应当在该凸透镜的中心位置，这样可以保证测量得到的温度即为被测对象的额头中心。由于图像传感器所采集的光线来自凸透镜的入射光线，通常地，图像传感器的拍摄画面的中心对应于凸透镜的中心。于是，若拍摄画面与显示区域的大小相等，则该指示将位于显示区域的中心位置；若拍摄画面与显示区域的大小不等时，则可根据实际情况来设置该指示的位置，在此并不作限定。
在另一种实施方式中，该测温区域指示可以是一物理标识，即设置在该显示模块140的显示区域的中心或其他位置处。可以理解，由于该标识是固定存在的，即不需要进行通电才可以显示，故称之为物理标识。
于是，当图像获取模块120采集到被测对象的图像后，控制模块130将发送对应的图像数据到显示模块140进行显示。示范性地，如图3所示，该测温设备10包括壳体，显示模块140包括一显示屏A，该显示屏A位于该壳体的前侧，即面向被测对象的一侧。这样当被测对象看到该显示屏A上显示的图像后，则可以根据显示的图像和显示区域的该测温区域指示进行额头位置调整，使得其额头中心对准该测温区域指示。
进一步地，当检测到被测对象的图像与测温区域指示重叠时，可触发红外测温模块110对被测对象进行红外测温。当然，也可以是红外测温模块110不断地测量被测对象的温度，考虑被测对象对准测温区域指示后，通常会保持不动一段时间，此时控制模块130可通过检测被测对象的静止状态后，才触发或重新对被测对象进行测温，从而得到更加准确的额头中心的温度。
在获取到被测对象的温度后，控制模块130将发送该红外测温模块110测量得到的温度值发送至显示模块140以进行显示。可选地，显示屏上所显示的为测温结果中最高的温度值。此外，该测温设备10还可设置温度阈值，当控制模块130判断出该测温的最高温度值大于等于该温度阈值时，则进行相应警报。示范性地，该控制模块130可采用具有信号触发及逻辑运算等功能的MCU来实现，如STM32系列、AVR系列或PIC系列的单片机等等，具体可根据实际需求来选择，在此并不作限定。
考虑到经过凸透镜113得到的图像可能会存在一定程度的“畸变”，畸变程度与凸透镜113与图像传感器121之间的距离有关，通常地，两者距离越近，则畸变程度越小，反之，畸变程度越大。在一些可选的实施方式中，图像获取模块120还用于对图像获取模块120获取到的图像进行图像矫正和/或图像缩放以得到待显示的图像。
示范性地，可参考鱼眼相机的矫正原理来对获取的被测对象的图像进行图像恢复。或者，作为一种可替换方案，该测温设备10还包括一矫正透镜，该矫正透镜位于可见光反射镜112和图像获取模块120之间。示范性地，由于获取的图像经过凸透镜113，故可采用相应的凹透镜进行凸透还原，而关于该矫正透镜的结构可根据实际需求来设定。而关于图像缩放，主要是考虑到为使显示的图像与显示区域进行相应匹配，从而使得用于呈现在用户面前的显示区域的布局更加合理等。
在一些实施例中，如图4所示，该显示模块140还包括：位于壳体的后侧的另一显示屏B。其中，前侧与后侧相对设置，该显示屏B用于显示红外测温模块110测温得到的温度值和/或被测对象的红外热成像。可以理解，该被测对象的红外热成像可通过红外测温模块110测量及处理后得到。为了更好描述前侧和后侧的两个显示屏，故分别用第一显示屏来描述显示屏A以及用第二显示屏来描述显示屏B。
可以理解，通过第二显示屏B的显示可以方便监测人员进行测温结果的查看。相比于现有的手握式测温计或测温枪等，该具有双屏显示的测温设备10不仅满足了监测人员的查看，也不需要自己再询问监测人员便可及时了解自己的测量结果，可大大提高用户体验等。
在一些实施例中，该测温设备10还包括：位于前侧的测距模块，示范性地，该测距模块与控制模块130连接，其主要用于测量被测对象与测温设备10之间的距离。示范性地，测距模块可包括但不限于为超声测距波模块或激光测距模块等。
例如，以超声测距波模块为例，该测距模块包括超声波发射器和超声波接收器，当进行测距时，该超声波发射器向外发射超声波，超声波接收器接收超声波反射信号，进而利用该超声波信号由发射到反射回来的时间差可以计算该被测对象与该测温设备10的距离。由于测温设备10中红外测温模块110的距离系数的限制，为得到更加准确的测量结果，可通过判断该被测对象位于测温设备10的预设测温范围内才进行测温，这样还也可以降低系统功耗等。此外，也可以根据测量到的距离来提示被测对象进行距离调整等。
示范性地，控制模块130可通过该测距模块的检测结果来判断检测被测对象是否位于该测温设备10的预设测温范围内，并当判断出位于预设测温范围内时才触发启动红外测温模块110，则可判断出被测对象进入测温范围内，并使该红外测温模块110快速地由休眠状态切换至工作状态并对该被测对象进行红外测温。可选地，当判断出该被测对象不在预设测温范围内时，则可以通知该红外测温模块110重新进入休眠状态，这样可降低系统功耗，从而可减少测温设备10的发热等。例如，可将该预设测温范围设为距离测温设备10的20cm～60cm处，若被测对象与该测温设备10的距离小于等于60cm，则可判断出被测对象进入测温范围内。若被测对象逐渐靠近，直到距离小于20cm时，则可提示被测对象距离太近等。可以理解，该测温范围可根据实际需求来相应设定，在此并不作限定。
在一些实施例中，该测温设备还包括用于对至少一预设模式进行参数设置的功能设置模块。示范性地，该功能设置模块可以是通过若干个物理按键来实现，如图4所示，这些按键可包括模式设置键(setup)、确认键(ok)、上调键(+)和下调键(-)等。可以理解，这些功能按键与第二显示屏B的设置位置可根据实际需求来相应设置，在此并不作限定。
在一些实施例中，该测温设备还包括设置在壳体的上侧或下侧的限位槽，该限位槽用于与支撑架可拆卸连接，如落脚支撑架或悬空支撑架等。通过该支撑架可以调整该测温设备10距离地面的高度，这样方便对不同身高的被测对象进行测量。可选地，该测温设备10还包括上述的支撑架，进一步地，该支撑架还具有自动伸缩功能等。
本实施例中，该测温设备10的壳体的结构并不作限定，例如，可以是如图3所示的矩形结构，也可以是手持式结构等。若为手持式结构，与现有的手持式结构的不同之处在于，其面向被测对象的一侧具有动态显示被测对象的图像及温度测量结果的显示功能等。
本实用新型实施例提出的带测温区域指示的测温设备通过利用位于红外检测光路中的可见光反射镜将透过该凸透镜的可见光反射至图像获取模块，以使图像获取模块进行被测对象的图像采集，其中，该可见光反射镜能够让红外光透过以保证红外传感器能够进行红外光检测，进而测温得到该被测对象的温度。本实用新型的测温设备可以动态显示被测对象的图像以便被测对象进行测温位置动态调整，大大增强了与用户之间的交互性，还方便被测对象查看测量结果，进一步提高了用户体验等。此外，由于采集被测对象的图像的入射可见光及测温测量的红外光共用同一光路，实现了真正的双光同轴检测技术，促进了双光同轴技术在红外测温设备中的应用及发展等。
实施例2
请参照图5，基于上述实施例1的带测温区域指示的测温设备10，本实施例提出一种测温方法，示范性地，该测温方法包括：
步骤S1，图像获取模块120采集被测对象的图像以得到待显示图像。
步骤S2，控制模块130将该待显示图像发送至显示模块140进行显示，以供被测对象根据显示的图像和显示模块140中设置的测温区域指示进行位置调整。
步骤S3，红外测温模块110对被测对象进行测温以得到温度值。
步骤S4，控制模块130将该温度值发送至显示模块140以进行显示。
可以理解，上述各步骤对应于上述实施例1中各模块所执行的操作，对于上述实施例1的可选项同样适用于本实施例，故在此不再详述。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
