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      大景深長波紅外廣角測溫鏡頭的制作方法

      文檔序號:11195715閱讀:1315來源:國知局
      大景深長波紅外廣角測溫鏡頭的制造方法與工藝

      本實用新型涉及一種大景深長波紅外廣角測溫鏡頭,屬于光學鏡頭裝置技術領域。



      背景技術:

      紅外測溫技術作為非接觸式測溫技術,它與傳統(tǒng)測溫技術相比有很多優(yōu)點,首先,它的測量不干擾測溫場,不影響溫度分布,準確度和精度上較高;其次,紅外測溫測試速度快,且能實時觀測,測量優(yōu)勢大;再次,紅外測溫可近可遠,并且可以夜間作業(yè),適應性強;最后,紅外測溫的范圍廣,理論上無測試上限。這就使得紅外測溫技術電力工業(yè)、航天航空、質(zhì)量檢測、冶金等領域均得到了廣范應用,紅外測溫鏡頭就應運而生。由于紅外光學材料和機械材料在溫度變化時會產(chǎn)生熱形變,因此工作溫度的劇烈變化會引起光學系統(tǒng)的焦距變化、像面飄逸、成像質(zhì)量下降等影響。



      技術實現(xiàn)要素:

      有鑒于此,本實用新型的目的是提供一種低畸變、具備大相對孔徑的大景深長波紅外廣角測溫鏡頭,經(jīng)濟實用,可靠性高。

      本實用新型采用以下方案實現(xiàn):一種大景深長波紅外廣角測溫鏡頭,所述鏡頭的光學系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設有負月牙形透鏡、雙凸透鏡以及正月牙形透鏡;所述負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為24mm,所述雙凸透鏡和正月牙形透鏡之間的空氣間隔為1.5mm。

      進一步的,所述鏡頭的機械結(jié)構包括主鏡筒,主鏡筒中套裝有與主鏡筒滑動配合的鏡座,所述負月牙形透鏡、雙凸透鏡以及正月牙形透鏡安裝于鏡座中;所述主鏡筒的外圍套裝有控制鏡座前后移動的凸輪。

      進一步的,所述凸輪通過導釘帶動鏡座前后移動,所述導釘由凸輪上的直槽和主鏡筒上的斜槽穿過后連接于鏡座上;所述凸輪上還穿設有用以鎖緊凸輪的鎖緊螺釘;所述負月牙形透鏡前端邊沿頂著鏡座前端的凸環(huán)上,負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間設置有隔套,雙凸透鏡與正月牙形透鏡之間設置有隔圈,鏡座后端還旋接有后壓圈,后壓圈的內(nèi)圈頂著正月牙形透鏡后端邊沿。

      進一步的,所述主鏡筒外圍還套設有位于凸輪前側(cè)的裝飾環(huán);所述主鏡筒后方還連接有連接座,連接座的后端具有與攝像機配合連接的外螺紋。

      與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有以下有益效果:該大景深長波紅外廣角測溫鏡頭具備大相對孔徑、低畸變、可手動調(diào)節(jié)、經(jīng)濟實用等優(yōu)點;手動調(diào)節(jié)使得光軸穩(wěn)定成像更清晰,可靠性高,在滿足用戶對產(chǎn)品成像性能的要求上,結(jié)構上也更方便客戶使用。

      為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下將通過具體實施例和相關附圖,對本實用新型作進一步詳細說明。

      附圖說明

      圖1為實用新型實施例的光學系統(tǒng)示意圖;

      圖2為實用新型實施例的機械機構示意圖;

      圖3為實用新型實施例的機械結(jié)構剖面圖;

      圖4為實用新型實施例中主鏡筒構造示意圖;

      圖中標號說明:1-主鏡筒;2-裝飾環(huán);3-導釘;4-凸輪;5-沉頭螺絲;6-后壓圈;7-隔圈;8-連接座;9-隔套;10-鎖緊螺釘;11-鏡座、12-負月牙形透鏡;13-雙凸透鏡;14-正月牙形透鏡。

      具體實施方式

      如圖1~4所示,一種大景深長波紅外廣角測溫鏡頭,所述鏡頭的光學系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設有負月牙形透鏡12、雙凸透鏡13以及正月牙形透鏡14;所述負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為24mm,所述雙凸透鏡和正月牙形透鏡之間的空氣間隔為1.5mm。

      在本實施例中,所有鏡片光學材料均為鍺,負月牙形透鏡12、雙凸透鏡13和正月牙形透鏡14的折射率均為4.004,負月牙形透鏡12前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為10.6mm和6.1mm,雙凸透鏡13前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為40.6mm和158.6mm,正月牙形透鏡14前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為17.7mm和25.6mm

      在本實施例中,負月牙形透鏡12的厚度為1.81mm,雙凸透鏡13的厚度為2.3mm,正月牙形透鏡14的厚度為1.74,正月牙形透鏡14后鏡面與像面之間的間距為13.1mm。

      鏡頭光學系統(tǒng)組成的3個透鏡6個面都為球面,加工較簡單,有利于批量生產(chǎn),人工成本大大降低,這就降低了鏡頭的成本,是款經(jīng)濟型鏡頭。

      由上述鏡片組構成的光學系統(tǒng)達到了如下的光學指標:

      1)焦距:f′=3.13mm;

      2)相對孔徑F:1.0;

      3)視場角:2w≥69°;

      4)分辨率:可與80*80 34μm探測器攝像機適配;

      5)光路總長∑≤44mm,光學后截距l(xiāng)′≥13mm;

      6)適用譜線范圍:8μm~12μm。

      在本實施例中,所述鏡頭的機械結(jié)構包括主鏡筒1,主鏡筒1中套裝有與主鏡筒滑動配合的鏡座11,所述負月牙形透鏡、雙凸透鏡以及正月牙形透鏡安裝于鏡座中11;所述主鏡筒1的外圍套裝有控制鏡座前后移動的凸輪4。

      在本實施例中,所述凸輪4通過導釘3帶動鏡座11前后移動,所述導釘3由凸輪上的直槽和主鏡筒上的斜槽穿過后連接于鏡座上;凸輪4轉(zhuǎn)動時通過導釘3帶動鏡座11運動,導釘3運動軌跡由凸輪4上的直槽和主鏡筒1上的斜槽共同限制,反映到鏡座11表現(xiàn)為前后移動,主鏡筒1上斜槽的導程保證了調(diào)焦的手感;;所述凸輪上設計有咬花結(jié)構,增加旋轉(zhuǎn)調(diào)焦的摩擦力,方便調(diào)焦;凸輪上還穿設有用以鎖緊凸輪的鎖緊螺釘10,用于調(diào)焦后的固定,保證調(diào)焦完成后鏡座11位置不發(fā)生偏移。

      在本實施例中,補償調(diào)節(jié)包括以下步驟:

      (1)溫度變化引起鏡片R值發(fā)生改變,焦平面發(fā)生偏移;

      (2)手動旋轉(zhuǎn)凸輪,通過導釘帶動鏡座的前后運動,手動調(diào)節(jié)補償R值變化引起的偏移量。

      在本實施例中,所述負月牙形透鏡前端邊沿頂著鏡座前端的凸環(huán)上,負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間設置有隔套9,雙凸透鏡與正月牙形透鏡之間設置有隔圈7,鏡座后端還旋接有后壓圈6,后壓圈的內(nèi)圈頂著正月牙形透鏡后端邊沿。

      在本實施例中,所述主鏡筒外圍還套設有位于凸輪前側(cè)的裝飾環(huán)2,裝飾環(huán)鍍涂紅色標示旋轉(zhuǎn)結(jié)構,并有美觀的作用;所述主鏡筒后方還連接有連接座8,連接座使用Hpb59-1材料并鍍涂鉻層,保證光澤度的同時增加了耐磨強度,使得連接座在使用過程中不會出現(xiàn)磨損脫膜氧化問題,增加客戶體驗;連接座的后端具有與攝像機配合連接的外螺紋,連接座通過沉頭螺釘固定于主鏡筒后端。

      本實用新型鏡頭在光學設計時,對8~12μm的寬光譜范圍進行像差校正和平衡,使鏡頭在寬光譜范圍都具有優(yōu)良的像質(zhì),實現(xiàn)了寬光譜共焦,這樣鏡頭在中長波范圍都能清晰成像;選用高折射、低色散的光學玻璃材料,通過設計和優(yōu)化,校正了光學鏡頭的各種像差,使鏡頭實現(xiàn)高分辨率、大相對孔徑、低畸變等優(yōu)點;畸變較小,在2%以下,相對于舊的結(jié)構畸變有了更好的控制;在結(jié)構設計時,既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確, 又使鏡頭的結(jié)構輕便、美觀。通過凸輪帶動鏡座運動的方式,實現(xiàn)了在不同溫度情況下通過鏡座移動調(diào)整光學系統(tǒng)的成像性能,實現(xiàn)在不同溫度下的高質(zhì)成像。

      上列較佳實施例,對本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明,所應理解的是,以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

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