大景深長波紅外廣角測溫鏡頭的制作方法

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，它與傳統測溫技術相比有很多優點，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，測量優勢大；再次，紅外測溫可近可遠，并且可以夜間作業，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、航天航空、質量檢測、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生熱形變，因此工作溫度的劇烈變化會引起光學系統的焦距變化、像面飄逸、成像質量下降等影響。

技術實現要素：

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，經濟實用，可靠性高。

本實用新型采用以下方案實現：一種大景深長波紅外廣角測溫鏡頭，所述鏡頭的光學系統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的裝飾環；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、可手動調節、經濟實用等優點；手動調節使得光軸穩定成像更清晰，可靠性高，在滿足用戶對產品成像性能的要求上，結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；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，人工成本大大降低，這就降低了鏡頭的成本，是款經濟型鏡頭。

由上述鏡片組構成的光學系統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′≥13mm；

6)適用譜線范圍：8μm~12μm。

在本實施例中，所述鏡頭的機械結構包括主鏡筒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表現為前后移動，主鏡筒1上斜槽的導程保證了調焦的手感；；所述凸輪上設計有咬花結構，增加旋轉調焦的摩擦力，方便調焦；凸輪上還穿設有用以鎖緊凸輪的鎖緊螺釘10，用于調焦后的固定，保證調焦完成后鏡座11位置不發生偏移。

在本實施例中，補償調節包括以下步驟：

（1）溫度變化引起鏡片R值發生改變，焦平面發生偏移；

（2）手動旋轉凸輪，通過導釘帶動鏡座的前后運動，手動調節補償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的裝飾環2，裝飾環鍍涂紅色標示旋轉結構，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良的像質，實現了寬光譜共焦，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，通過設計和優化，校正了光學鏡頭的各種像差，使鏡頭實現高分辨率、大相對孔徑、低畸變等優點；畸變較小，在2%以下，相對于舊的結構畸變有了更好的控制；在結構設計時，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確, 又使鏡頭的結構輕便、美觀。通過凸輪帶動鏡座運動的方式，實現了在不同溫度情況下通過鏡座移動調整光學系統的成像性能，實現在不同溫度下的高質成像。

上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優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，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。