一种红外测温镜头及测温方法技术

本发明专利技术提供一种红外测温镜头，在靠近光阑的镜片上镀高温膜，由物方到成像方依次包括具有正或负屈光度的第一透镜、具有负屈光度的第二透镜、具有正屈光度的第三透镜、和孔径光阑。本发明专利技术通过在镜片表面镀高温膜，同时采用光圈后置的红外测温镜头，相对于现有技术，不需要在透镜之间设置可变光圈，而且使用镀高温膜的透镜实现高温的有效测试，同时采用光圈后置的红外测温镜头，限制了所有进入探测器的光线，降低了光阑前的杂散辐射进入探测器的概率，提升了有效光线进入探测器的比例。升了有效光线进入探测器的比例。升了有效光线进入探测器的比例。

【技术实现步骤摘要】
一种红外测温镜头及测温方法


[0001]本专利技术涉及一种光阑后置的长波非制冷红外测温镜头，特别是指一种可广泛应用于测温和室内监控领域的红外测温镜头，属于光学镜头


技术介绍

[0002]随着红外成像技术的快速发展，非制冷探测器技术的成熟，长波非制冷光学系统得到了越来越广泛的应用。由于消费性电子产品的规格日新月异，为符合消费者的需求，测温产品对于测温范围的要求也越来越广，对于镜头的测温能力也要求越来越高。为保证测温性能，通常要求红外光学系统采用大光圈，以提高探测器所接收到的能量。但在测试高温目标时，若能量太强，会对红外测温镜头相连的红外探测器造成不可逆的损伤，以致无法完成相关高温测试，例如1000℃
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2000℃的冶炼等场景。
[0003]现有技术，通常为在测试高温场景的时候，通过手动在红外镜头前增加衰减片或者采用电机控制可变光圈缩小通光孔径提高F数，来降低进入红外探测器的总能量，从而使得探测器达到满足测量高温目标同时不被损坏的阈值范围。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种通过在镜片表面镀高温膜，同时采用光圈后置的红外测温镜头，以达到使用过程中，在不拆卸及改变光学系统的情况下，实现测量高温物体温度的目的。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的其中一个技术方案具体如下：提供一种红外测温镜头，由物方到成像方依次包括具有正或负屈光度的第一透镜(1)、具有负屈光度的第二透镜(2)、具有正屈光度的第三透镜(3)、孔径光阑(4)和探测器。r/>[0006]优选地，所述第三透镜镀有高温膜。
[0007]优选地，所述第一透镜(1)的物侧面(11)具有一在光轴附近区域的凸面部，该像侧面(12)具有一在光轴附近区域的凹面部。
[0008]优选地，所述第二透镜(2)的物侧面(21)具有一在光轴附近区域的凹面部，该像侧面(22)具有一光轴附近区域的凸面部。
[0009]优选地，所述第三透镜(3)的物侧面(31)具有一在光轴附近区域的凸面部，该像侧面(32)具有一光轴附近区域的平面或凸面部。
[0010]优选地，所述第一透镜像侧面(12)、第二透镜物侧面(21)为非球面。
[0011]优选地，所述第三透镜物侧面(31)及像侧面(32)任意一面为非球面，另一面为平面或球面。
[0012]优选地，所述高温膜的镀膜材料包括锗和硫化锌，并以硫化锌/锗交替叠加的形式所形成。
[0013]优选地，所述探测器包括探测器保护窗口(5)和探测器焦平面(6)；所述探测器保护窗口(5)位于所述探测器焦平面(6)前面。
[0014]本专利技术解决上述技术问题的另一个技术方案具体如下：提供一种红外测温镜头测温方法，采用本专利技术所述的红外测温镜头，通过镀有高温膜的第三透镜阻止高温辐射能量透过，而避免损坏探测器，同时由设置在第三透镜后面的光阑，降低光阑前的杂散辐射进入探测器的概率，提升了有效光线进入探测器的比例。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过在镜片表面镀高温膜，同时采用光圈后置的红外测温镜头，在不拆卸及改变光学系统的情况下，完成高温测试的目的；本专利技术相对于现有技术中通过手动在红外镜头前增加衰减片或者采用电机控制可变光圈缩小通光孔径提高F数，来降低进入红外探测器的总能量的方法，不需要在透镜之间设置可变光圈，而且使用镀高温膜的透镜实现高温的有效测试，同时采用光圈后置的红外测温镜头，限制了所有进入探测器的光线，降低了光阑前的杂散辐射进入探测器的概率，提升了有效光线进入探测器的比例。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提供的红外测温镜头示意图；
[0017]图2为本专利技术提供的高温膜的滤波效果示意图。
[0018]图中附图标记表示为：1为第一透镜，2为第二透镜，3为第三透镜，4为孔径光阑，5为探测器保护窗口，6为探测器焦平面。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0020]实施例一：
[0021]如图1所示，本专利技术提供的一种红外测温镜头，由物方到成像方依次包括具有正或负屈光度的第一透镜(1)、具有负屈光度的第二透镜(2)、具有正屈光度的第三透镜(3)、孔径光阑(4)和探测器。
[0022]其中，所述第三透镜镀有高温膜。
[0023]所述第一透镜(1)的物侧面(11)具有一在光轴附近区域的凸面部，该像侧面(12)具有一在光轴附近区域的凹面部。
[0024]所述的第二透镜(2)的物侧面(21)具有一在光轴附近区域的凹面部，该像侧面(22)具有一光轴附近区域的凸面部。
[0025]所述的第三透镜(3)的物侧面(31)具有一在光轴附近区域的凸面部，该像侧面(32)具有一光轴附近区域的平面或凸面部。
[0026]所述的第一透镜像侧面(12)、第二透镜物侧面(21)为非球面。
[0027]所述的第三透镜物侧面(31)及像侧面(32)任意一面为非球面，另一面为平面或球面。
[0028]所述探测器包括探测器保护窗口(5)和探测器焦平面(6)；所述探测器保护窗口(5)位于所述探测器焦平面(6)前面。
[0029]实施例二：
[0030]在另一实施例中，所述高温膜由锗/硫化锌为主要镀膜材料组成，并以硫化锌/锗交替叠加的几十层所组成，叠加的层数可以根据具体需要而择优设定。其中，硫化锌/锗交
替叠加的方式指的是：先镀一层硫化锌，再镀一层锗；然后继续镀一层硫化锌，再镀一层锗；......按照前述方式交替镀膜。
[0031]所述高温膜可以仅涂敷在第三透镜的物侧面或像侧面，也可以在第三透镜的物侧面和像侧面均涂敷高温膜。当所述高温膜只涂覆在第三透镜的其中一面时，硫化锌/锗所对应的层数为50层～60层；当所述高温膜涂覆在第三透镜的两面时，物侧面涂覆的硫化锌/锗的层数大于像侧面涂覆的硫化锌/锗的层数。
[0032]其中，每一层硫化锌镀膜、锗镀膜的厚度各不相同，硫化锌镀膜的厚度取值范围为200
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1200nm，锗镀膜的厚度取值范围为50
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700nm。当所述第三透镜的一面为非平面时，可以根据透镜中非平面一侧的曲率决定是第三透镜上的所涂敷的高温膜的厚度是均匀或者非均匀的镀膜。例如，在曲率大于50度时，高温膜中每一层膜的厚度为中心厚，两端薄。
[0033]现有技术中，在测试高温场景中，高温辐射能量主要集中在短波1μm
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6μm。而本专利技术所采取的上述高温膜，可以阻止99％以上的1
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7μm波段光线辐射透过镜片，同时可以保证8
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12μm波段光线以92％以上的透过率通过镜片，从而达到保证
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40℃
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+2000℃范围内有效测温的目的，具体的滤波效果如图2所示。
[0034]进一步的，还可以根据所述高温膜的层数n，分别调节高温膜的上x层、中间y层、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外测温镜头，其特征在于：由物方到成像方依次包括具有正或负屈光度的第一透镜(1)、具有负屈光度的第二透镜(2)、具有正屈光度的第三透镜(3)、孔径光阑(4)和探测器。2.根据权利要求1所述的红外测温镜头，其特征在于：所述第三透镜镀有高温膜。3.根据权利要求1所述的红外测温镜头，其特征在于：所述第一透镜(1)的物侧面(11)具有一在光轴附近区域的凸面部，该像侧面(12)具有一在光轴附近区域的凹面部。4.根据权利要求3所述的红外测温镜头，其特征在于：所述第二透镜(2)的物侧面(21)具有一在光轴附近区域的凹面部，该像侧面(22)具有一光轴附近区域的凸面部。5.根据权利要求4所述的红外测温镜头，其特征在于：所述第三透镜(3)的物侧面(31)具有一在光轴附近区域的凸面部，该像侧面(32)具有一光轴附近区域的平面或凸面部。6.根据权利要求4所述的红...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晟，叶龙，陈灵芝，向伟，杨阳，
申请(专利权)人：武汉高德智感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：