一种光电高温计光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光电高温计光学系统，包括探测光路和瞄准光路，所述的探测光路包括依次设置的红外物镜、视场光阑、窄带滤光片、聚焦透镜组、里奥光阑和红外探测器，所述的红外物镜的中心处开设有通孔；所述的瞄准光路包括依次设置的第一物镜、第一反射镜、第二反射镜、第二物镜、第三物镜、分划板、目镜组和出瞳；所述的第一物镜设置在所述的通孔中；探测光路与瞄准光路独立，无需共用物镜，通过在探测光路中的红外物镜的中心处开设通孔，将瞄准光路的第一物镜设置在通孔中，实现两路光线共口径、共光轴，解决了现有光电高温计物镜材料选取难的技术问题，降低了光学系统设计的难度。降低了光学系统设计的难度。降低了光学系统设计的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种光电高温计光学系统


[0001]本专利技术属于温度计量领域，涉及一种光学系统，具体是一种光电高温计光学系统。

技术介绍

[0002]高温计主要利用光辐射来测量物体温度的，实现了对高温段温度的非接触精密测量解决了生产科研中需对高温段温度的标定和测量问题。随着科技不断发展进步，各类辐射温度计已广泛应用于国防、建筑、电力、电子和冶金等行业，依据光学高温计原理制造出来的光电高温计正在迅速替代光学高温计而广泛用于工业高温测量中。光电高温计隶属于辐射温度计亮度温度计的一种，是根据普朗克定律，通过测量物体在一定波长下的单色辐射亮度来确定物体的亮度温度的，进而计算出其温度值，其环境适应能力强，应用于环境恶劣、高温环境热工温度检测。
[0003]目前光电高温计的探测光路与瞄准光路都是共用物镜。由于目标辐射源的辐射波段位于1μm以上，而普通光学玻璃对2.5μm以上波段的光不透明，能透红外波段的光学玻璃只有几种，因此增加了光电高温计的设计困难。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种光电高温计光学系统，以解决现有光电高温计物镜材料选取难的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种光电高温计光学系统，包括探测光路和瞄准光路，所述的探测光路包括依次设置的红外物镜、视场光阑、窄带滤光片、聚焦透镜组、里奥光阑和红外探测器，所述的红外物镜的中心处开设有通孔；
[0007]所述的瞄准光路包括依次设置的第一物镜、第一反射镜、第二反射镜、第二物镜、第三物镜、分划板、目镜组和出瞳；所述的第一物镜设置在所述的通孔中。
[0008]本专利技术还包括以下技术特征：
[0009]所述的红外物镜为非球面正弯月透镜。
[0010]所述的聚焦透镜组包括第一正弯月透镜和第一双凸透镜。
[0011]所述的目镜组包括第二正弯月透镜和第二双凸透镜。
[0012]所述的第一物镜为正弯月透镜，所述的第二物镜为双凸透镜，所述的第三物镜为负弯月透镜。
[0013]本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0014](Ⅰ)本专利技术中的探测光路与瞄准光路独立，无需共用物镜，通过在探测光路中的红外物镜的中心处开设通孔，将瞄准光路的第一物镜设置在通孔中，实现两路光线共口径、共光轴，解决了现有光电高温计物镜材料选取难的技术问题，降低了光学系统设计的难度。
[0015](Ⅱ)本专利技术中通过整体移动虚线框内的结构，探测光路与瞄准光路同步调焦，即实现光电高温计在探测距离范围内同步调焦，确保了目标源温度测量的准确性；
[0016](Ⅲ)本专利技术中的聚焦透镜组起着二次聚焦的作用，窄带滤光片的尺寸很小，使目标源特定波长的辐射信号通过，里奥光阑消除了杂光及控制轴外像点弥散。
附图说明
[0017]图1为光电高温计光学系统的结构示意图；
[0018]图2为探测光路探测距离500mm的点列图；
[0019]图3为探测光路探测距离2000mm的点列图；
[0020]图4为瞄准光路探测距离500mm的MTF；
[0021]图5为瞄准光路探测距离2000mm的MTF。
[0022]图中各个标号的含义为：1
‑
红外物镜，2
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视场光阑，3
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窄带滤光片，4
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第一正弯月透镜，5
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第一双凸透镜，6
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里奥光阑，7
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红外探测器，8
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第一物镜，9
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第一反射镜，10
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第二反射镜，11
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第二物镜，12
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第三物镜，13
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分划板，14
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第二正弯月透镜，15
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第二双凸透镜，16
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出瞳，17
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聚焦透镜组，18
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目镜组，19
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虚线框，20
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通孔。
[0023]以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
[0024]需要说明的是，本专利技术中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
[0025]以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。
[0026]本专利技术给出了一种光电高温计光学系统，包括探测光路和瞄准光路，探测光路包括依次设置的红外物镜1、视场光阑2、窄带滤光片3、聚焦透镜组17、里奥光阑6和红外探测器7，红外物镜1的中心处开设有通孔20；
[0027]瞄准光路包括依次设置的第一物镜8、第一反射镜9、第二反射镜10、第二物镜11、第三物镜12、分划板13、目镜组18和出瞳16；第一物镜8设置在通孔20中。
[0028]在上述技术方案的光路是：从目标源辐射的红外信号经过红外物镜1到达一次像面，并在一次像面位置处安装小尺寸的中间开直径0.5mm小孔的视场光阑2，在视场光阑处安装小尺寸特定中心波长的窄带滤光片3，使指定波长的辐射信号通过，然后依次经过聚焦透镜组17、里奥光阑6，聚焦在红外探测器7上。
[0029]进入瞄准光路的光线经过第一物镜8后，通过第一反射镜9、第二反射镜10来折转光路，然后光线依次进入第二物镜11、第三物镜12后聚焦，在聚焦面处放置分划板13，经过分划板13的光线进入目镜组18后，用眼睛进行观察，对准光路。
[0030]在上述技术方案中，探测光路与瞄准光路独立，无需共用物镜，通过在探测光路中的红外物镜的中心处开设通孔，将瞄准光路的第一物镜设置在通孔中，实现两路光线共口径、共光轴，解决了现有光电高温计物镜材料选取难的技术问题，降低了光学系统设计的难度；此外，通过整体移动虚线框内的结构，探测光路与瞄准光路同步调焦，即实现光电高温计在探测距离范围内同步调焦，确保了目标源温度测量的准确性；聚焦透镜组起着二次聚焦的作用，窄带滤光片的尺寸很小，使目标源特定波长的辐射信号通过，里奥光阑消除了杂光及控制轴外像点弥散。
[0031]具体的，红外物镜1为非球面正弯月透镜。
[0032]具体的，聚焦透镜组17包括第一正弯月透镜4和第一双凸透镜5；
[0033]具体的，目镜组18包括第二正弯月透镜14和第二双凸透镜15。
[0034]具体的，第一物镜8为正弯月透镜，第二物镜11为双凸透镜，第三物镜12为负弯月透镜。
[0035]实施例：
[0036]本实施例采用上述光电高温计光学系统，其中设计波长：3.8μm和0.48～0.65μm；距离系数D:S：150:1；瞄准光路视场2ω：3
°
；探测距离：500～2000mm；红外探测器靶面：0.5mm。探测光路在探测距离为500m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电高温计光学系统，其特征在于，包括探测光路和瞄准光路，所述的探测光路包括依次设置的红外物镜(1)、视场光阑(2)、窄带滤光片(3)、聚焦透镜组(17)、里奥光阑(6)和红外探测器(7)，所述的红外物镜(1)的中心处开设有通孔(20)；所述的瞄准光路包括依次设置的第一物镜(8)、第一反射镜(9)、第二反射镜(10)、第二物镜(11)、第三物镜(12)、分划板(13)、目镜组(18)和出瞳(16)；所述的第一物镜(8)设置在所述的通孔(20)中。2.如权利要求1所述的光电高...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳婷，毛祥龙，高荣，任尚杰，谢永军，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：