一种手调式长波红外测温镜头及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种手调式长波红外测温镜头及其工作方法，包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设的负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C；所述负月牙形透镜A和正月牙形透镜B之间的空气间隔为20mm，所述正月牙形透镜B和正月牙形透镜C之间的空气间隔为1mm。本发明专利技术具备大相对孔径、低畸变、可手动调节、经济实用等优点；手动调节使得光轴稳定成像更清晰，可靠性高，在满足用户对产品成像性能的要求上，结构上也更方便客户使用。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种手调式长波红外测温镜头及其工作方法。
技术介绍
：红外测温技术作为非接触式测温技术，它与传统测温技术相比有很多优点，首先，它的测量不干扰测温场，不影响温度分布，准确度和精度上较高；其次，红外测温测试速度快，且能实时观测，测量优势大；再次，红外测温可近可远，并且可以夜间作业，适应性强；最后，红外测温的范围广，理论上无测试上限。这就使得红外测温技术电力工业、航天航空、质量检测、冶金等领域均得到了广范应用，红外测温镜头就应运而生。由于红外光学材料和机械材料在温度变化时会产生热形变，因此工作温度的剧烈变化会引起光学系统的焦距变化、像面飘逸、成像质量下降等影响。为了消除或降低温度变化对光学系统成像的影响，必须采用相应的补偿技术，使光学系统在一个较大的温差范围内保持焦距不变，确保成像质量的良好。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种手调式长波红外测温镜头及其工作方法，经济实用，成像效果好。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种手调式长波红外测温镜头，包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设的负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C；所述负月牙形透镜A和正月牙形透镜B之间的空气间隔为20mm，所述正月牙形透镜B和正月牙形透镜C之间的空气间隔为1mm。进一步的，所述主镜筒内套设有与其滑动连接的镜座，所述负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C安装于镜座中，所述负月牙形透镜A的边沿顶抵在镜座前端的凸缘上，负月牙形透镜A与正月牙形透镜B之间设置有第一隔圈，正月牙形透镜B与正月牙形透镜C之间设置有第二隔圈，所述镜座的后端螺接有压圈，所述压圈的内圈顶着正月牙形透镜C的后端边沿；所述主镜筒的外侧套设有用于带动镜座前后移动的凸轮。进一步的，所述凸轮通过导钉带动镜座前后移动，所述凸轮上开设有直槽，主镜筒上开设有斜槽，所述导钉的一端穿过主镜筒上的斜槽与镜座固联，导钉的另一端与凸轮上的直槽滑动配合，转动凸轮以通过导钉带动镜座前后移动；所述凸轮上还穿设有用以锁紧凸轮的锁紧螺钉。进一步的，所述主镜筒外侧套设有位于凸轮前侧的装饰环；所述主镜筒后端连接有连接座，连接座的后端具有与摄像机配合连接的外螺纹。本专利技术一种手调式长波红外测温镜头的工作方法：当温度变化引起镜片R值发生改变，焦平面发生偏移时，松开锁紧螺钉，手动旋转凸轮，通过导钉带动镜座的前后运动，手动调节补偿R值变化引起的偏移量，调节完毕后拧紧锁紧螺钉。与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术具备大相对孔径、低畸变、可手动调节、经济实用等优点；手动调节使得光轴稳定成像更清晰，可靠性高，在满足用户对产品成像性能的要求上，结构上也更方便客户使用。附图说明：图1是本专利技术实施例的光学系统示意图；图2是本专利技术实施例的机械结构示意图；图3是本专利技术实施例的外观示意图；图4是本专利技术实施例中主镜筒的构造示意图。图中：1-主镜筒；101-斜槽；2-装饰环；3-导钉；4-凸轮；5-沉头螺丝；6-压圈；7-第二隔圈；8-连接座；9-第一隔圈；10-锁紧螺钉；11-镜座；A-负月牙形透镜A；B-正月牙形透镜B；C-正月牙形透镜C。具体实施方式:下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。如图1-4所示，本专利技术一种手调式长波红外测温镜头，包括主镜筒1、设置在主镜筒1内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设的负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C；所述负月牙形透镜A和正月牙形透镜B之间的空气间隔为20mm，所述正月牙形透镜B和正月牙形透镜C之间的空气间隔为1mm。本实施例中，所述主镜筒1内套设有与其滑动连接的镜座11，所述负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C安装于镜座11中，所述负月牙形透镜A的边沿顶抵在镜座11前端的凸缘上，负月牙形透镜A与正月牙形透镜B之间设置有第一隔圈9，正月牙形透镜B与正月牙形透镜C之间设置有第二隔圈7，所述镜座11的后端螺接有压圈6，所述压圈6的内圈顶着正月牙形透镜C的后端边沿；所述主镜筒1的外侧套设有用于带动镜座11前后移动的凸轮4。本实施例中，所述凸轮4通过导钉3带动镜座11前后移动，所述凸轮4上开设有直槽，主镜筒1上开设有斜槽101，所述导钉3的一端穿过主镜筒1上的斜槽101与镜座11固联，导钉3的另一端与凸轮4上的直槽滑动配合，转动凸轮4以通过导钉3带动镜座11前后移动；导钉3的运动轨迹由凸轮4上的直槽401和主镜筒1上的斜槽共101同限制，即导钉3带动镜11座前后移动。本实施例中，所述凸轮4上还穿设有用以锁紧凸轮4的锁紧螺钉10，以便调焦后对凸轮4进行固定，保证调焦完成后镜座11的位置不发生偏移。本实施例中，所述主镜筒1外侧套设有位于凸轮4前侧的装饰环2，装饰环2镀涂红色标示旋转结构，并有美观的作用。本实施例中，所述主镜筒1后端连接有连接座8，连接座8通过沉头螺丝5与主镜筒1固联，考虑到连接座的耐磨特性，连接座材料选用Hpb59-1并镀涂铬层，连接座的后端具有与摄像机配合连接的外螺纹，外螺纹为M32X0.75-6g。本实施例中，镜头光学系统组成的3个透镜6个面都为球面，加工较简单，有利于批量生产，人工成本大大降低，这就降低了镜头的成本，是款经济型镜头。本实施例中，所述凸轮4的外表面为咬花结构，增加旋转调焦的摩擦力，方便调焦。在本实施例中，补偿调节包括以下步骤：（1）温度变化引起镜片R值发生改变，焦平面发生偏移（2）手动旋转凸轮，通过导钉带动镜座的前后运动，手动调节补偿R值变化引起的偏移量。本实施例的镜头中，在光学设计时，对8～12μm的宽光谱范围进行像差校正和平衡，使镜头在宽光谱范围都具有优良的像质，实现了宽光谱共焦，这样镜头在中长波范围都能清晰成像；选用高折射、低色散的光学玻璃材料，通过设计和优化，校正了光学镜头的各种像差，使镜头实现高分辨率、大相对孔径、低畸变等优点；畸变较小，在1%以下，相对于旧的结构畸变有了更好的控制；在结构设计时，既保证镜头的同心度、精度和轴向位置的准确,又使镜头的结构轻便、美观。通过凸轮带动镜座运动的方式，实现了在不同温度情况下通过镜座移动调整光学系统的成像性能，实现在不同温度下的高质成像。在本实施例中，由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：（1）焦距：f′=7.71mm；（2）相对孔径F：1.0；（3）视场角：2w≥56°；（4）分辨率：可与80*8034μm探测器摄像机适配；（5）光路总长∑≤45mm，光学后截距l′≥14mm；（6）适用谱线范围：8μm~12μm；（7）各镜片参数，如表一所示：在表一中，曲率半径是指镜片每个表面的曲率半径，间距是指两相邻表面间的距离，举例说明：S1、S2分别是负月牙形透镜A远离与邻近正月牙形透镜B的表面，S1的间距是指S1与S2表面之间的中心间距，其它依此类推。本专利技术一种手调式长波红外测温镜头的工作方法：当温度变化引起镜片R值发生改变，焦平面发生偏移时，松开锁紧螺钉10，手动旋转凸轮4，通过导钉3带动镜座11的前后运动，手动调节补偿R值变化引起的偏移量，调节完毕后拧紧锁紧螺钉10。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手调式长波红外测温镜头，其特征在于：包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设的负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C；所述负月牙形透镜A和正月牙形透镜B之间的空气间隔为20mm，所述正月牙形透镜B和正月牙形透镜C之间的空气间隔为1mm。

【技术特征摘要】
1.一种手调式长波红外测温镜头，其特征在于：包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设的负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C；所述负月牙形透镜A和正月牙形透镜B之间的空气间隔为20mm，所述正月牙形透镜B和正月牙形透镜C之间的空气间隔为1mm。2.根据权利要求1所述的一种手调试长波红外测温镜头，其特征在于：所述主镜筒内套设有与其滑动连接的镜座，所述负月牙形透镜A、正月牙形透镜B以及正月牙形透镜C安装于镜座中，所述负月牙形透镜A的边沿顶抵在镜座前端的凸缘上，负月牙形透镜A与正月牙形透镜B之间设置有第一隔圈，正月牙形透镜B与正月牙形透镜C之间设置有第二隔圈，所述镜座的后端螺接有压圈，所述压圈的内圈顶着正月牙形透镜C的后端边沿；所述主镜筒的外侧套设有用于带动镜座前后移动的凸轮。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，肖维军，仇力，郑勇强，陈丽娜，
申请(专利权)人：福建福光天瞳光学有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35