本發(fā)明涉及一種手調(diào)式長波紅外測溫鏡頭及其工作方法。

背景技術(shù)：
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紅外測溫技術(shù)作為非接觸式測溫技術(shù)，它與傳統(tǒng)測溫技術(shù)相比有很多優(yōu)點(diǎn)，首先，它的測量不干擾測溫場，不影響溫度分布，準(zhǔn)確度和精度上較高；其次，紅外測溫測試速度快，且能實(shí)時觀測，測量優(yōu)勢大；再次，紅外測溫可近可遠(yuǎn)，并且可以夜間作業(yè)，適應(yīng)性強(qiáng)；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(shù)電力工業(yè)、航天航空、質(zhì)量檢測、冶金等領(lǐng)域均得到了廣范應(yīng)用，紅外測溫鏡頭就應(yīng)運(yùn)而生。由于紅外光學(xué)材料和機(jī)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(xué)系統(tǒng)的焦距變化、像面飄逸、成像質(zhì)量下降等影響。為了消除或降低溫度變化對光學(xué)系統(tǒng)成像的影響，必須采用相應(yīng)的補(bǔ)償技術(shù)，使光學(xué)系統(tǒng)在一個較大的溫差范圍內(nèi)保持焦距不變，確保成像質(zhì)量的良好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于提供一種手調(diào)式長波紅外測溫鏡頭及其工作方法，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，成像效果好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種手調(diào)式長波紅外測溫鏡頭，包括主鏡筒、設(shè)置在主鏡筒內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿光線入射方向依次設(shè)的負(fù)月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C；所述負(fù)月牙形透鏡A和正月牙形透鏡B之間的空氣間隔為20mm，所述正月牙形透鏡B和正月牙形透鏡C之間的空氣間隔為1mm。

進(jìn)一步的，所述主鏡筒內(nèi)套設(shè)有與其滑動連接的鏡座，所述負(fù)月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C安裝于鏡座中，所述負(fù)月牙形透鏡A的邊沿頂?shù)衷阽R座前端的凸緣上，負(fù)月牙形透鏡A與正月牙形透鏡B之間設(shè)置有第一隔圈，正月牙形透鏡B與正月牙形透鏡C之間設(shè)置有第二隔圈，所述鏡座的后端螺接有壓圈，所述壓圈的內(nèi)圈頂著正月牙形透鏡C的后端邊沿；所述主鏡筒的外側(cè)套設(shè)有用于帶動鏡座前后移動的凸輪。

進(jìn)一步的，所述凸輪通過導(dǎo)釘帶動鏡座前后移動，所述凸輪上開設(shè)有直槽，主鏡筒上開設(shè)有斜槽，所述導(dǎo)釘?shù)囊欢舜┻^主鏡筒上的斜槽與鏡座固聯(lián)，導(dǎo)釘?shù)牧硪欢伺c凸輪上的直槽滑動配合，轉(zhuǎn)動凸輪以通過導(dǎo)釘帶動鏡座前后移動；所述凸輪上還穿設(shè)有用以鎖緊凸輪的鎖緊螺釘。

進(jìn)一步的，所述主鏡筒外側(cè)套設(shè)有位于凸輪前側(cè)的裝飾環(huán)；所述主鏡筒后端連接有連接座，連接座的后端具有與攝像機(jī)配合連接的外螺紋。

本發(fā)明一種手調(diào)式長波紅外測溫鏡頭的工作方法：當(dāng)溫度變化引起鏡片R值發(fā)生改變，焦平面發(fā)生偏移時，松開鎖緊螺釘，手動旋轉(zhuǎn)凸輪，通過導(dǎo)釘帶動鏡座的前后運(yùn)動，手動調(diào)節(jié)補(bǔ)償R值變化引起的偏移量，調(diào)節(jié)完畢后擰緊鎖緊螺釘。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下效果：本發(fā)明具備大相對孔徑、低畸變、可手動調(diào)節(jié)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)；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(gòu)上也更方便客戶使用。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的外觀示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中主鏡筒的構(gòu)造示意圖。

圖中：

1-主鏡筒；101-斜槽；2-裝飾環(huán)；3-導(dǎo)釘；4-凸輪；5-沉頭螺絲；6-壓圈；7-第二隔圈；8-連接座；9-第一隔圈；10-鎖緊螺釘；11-鏡座；A-負(fù)月牙形透鏡A；B-正月牙形透鏡B；C-正月牙形透鏡C。

具體實(shí)施方式:

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1-4所示，本發(fā)明一種手調(diào)式長波紅外測溫鏡頭，包括主鏡筒1、設(shè)置在主鏡筒1內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿光線入射方向依次設(shè)的負(fù)月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C；所述負(fù)月牙形透鏡A和正月牙形透鏡B之間的空氣間隔為20mm，所述正月牙形透鏡B和正月牙形透鏡C之間的空氣間隔為1mm。

本實(shí)施例中，所述主鏡筒1內(nèi)套設(shè)有與其滑動連接的鏡座11，所述負(fù)月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C安裝于鏡座11中，所述負(fù)月牙形透鏡A的邊沿頂?shù)衷阽R座11前端的凸緣上，負(fù)月牙形透鏡A與正月牙形透鏡B之間設(shè)置有第一隔圈9，正月牙形透鏡B與正月牙形透鏡C之間設(shè)置有第二隔圈7，所述鏡座11的后端螺接有壓圈6，所述壓圈6的內(nèi)圈頂著正月牙形透鏡C的后端邊沿；所述主鏡筒1的外側(cè)套設(shè)有用于帶動鏡座11前后移動的凸輪4。

本實(shí)施例中，所述凸輪4通過導(dǎo)釘3帶動鏡座11前后移動，所述凸輪4上開設(shè)有直槽，主鏡筒1上開設(shè)有斜槽101，所述導(dǎo)釘3的一端穿過主鏡筒1上的斜槽101與鏡座11固聯(lián)，導(dǎo)釘3的另一端與凸輪4上的直槽滑動配合，轉(zhuǎn)動凸輪4以通過導(dǎo)釘3帶動鏡座11前后移動；導(dǎo)釘3的運(yùn)動軌跡由凸輪4上的直槽401和主鏡筒1上的斜槽共101同限制，即導(dǎo)釘3帶動鏡11座前后移動。

本實(shí)施例中，所述凸輪4上還穿設(shè)有用以鎖緊凸輪4的鎖緊螺釘10，以便調(diào)焦后對凸輪4進(jìn)行固定，保證調(diào)焦完成后鏡座11的位置不發(fā)生偏移。

本實(shí)施例中，所述主鏡筒1外側(cè)套設(shè)有位于凸輪4前側(cè)的裝飾環(huán)2，裝飾環(huán)2鍍涂紅色標(biāo)示旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，并有美觀的作用。

本實(shí)施例中，所述主鏡筒1后端連接有連接座8，連接座8通過沉頭螺絲5與主鏡筒1固聯(lián)，考慮到連接座的耐磨特性，連接座材料選用Hpb59-1并鍍涂鉻層，連接座的后端具有與攝像機(jī)配合連接的外螺紋，外螺紋為M32X0.75-6g。

本實(shí)施例中，鏡頭光學(xué)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(jì)型鏡頭。

本實(shí)施例中，所述凸輪4的外表面為咬花結(jié)構(gòu)，增加旋轉(zhuǎn)調(diào)焦的摩擦力，方便調(diào)焦。

在本實(shí)施例中，補(bǔ)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(dǎo)釘帶動鏡座的前后運(yùn)動，手動調(diào)節(jié)補(bǔ)償R值變化引起的偏移量。

本實(shí)施例的鏡頭中，在光學(xué)設(shè)計(jì)時，對8～12μm的寬光譜范圍進(jìn)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(shí)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(xué)玻璃材料，通過設(shè)計(jì)和優(yōu)化，校正了光學(xué)鏡頭的各種像差，使鏡頭實(shí)現(xiàn)高分辨率、大相對孔徑、低畸變等優(yōu)點(diǎn)；畸變較小，在1%以下，相對于舊的結(jié)構(gòu)畸變有了更好的控制；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準(zhǔn)確, 又使鏡頭的結(jié)構(gòu)輕便、美觀。通過凸輪帶動鏡座運(yùn)動的方式，實(shí)現(xiàn)了在不同溫度情況下通過鏡座移動調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的成像性能，實(shí)現(xiàn)在不同溫度下的高質(zhì)成像。

在本實(shí)施例中，由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的光學(xué)指標(biāo)：

（1）焦距：f′=7.71mm；

（2）相對孔徑F：1.0；

（3）視場角：2w≥56°；

（4）分辨率：可與80*80 34μm探測器攝像機(jī)適配；

（5）光路總長∑≤45mm，光學(xué)后截距l(xiāng)′≥14mm；

（6）適用譜線范圍：8μm~12μm；

（7）各鏡片參數(shù)，如表一所示：

在表一中，曲率半徑是指鏡片每個表面的曲率半徑，間距是指兩相鄰表面間的距離，舉例說明：S1、S2分別是負(fù)月牙形透鏡A遠(yuǎn)離與鄰近正月牙形透鏡B的表面，S1的間距是指S1與S2表面之間的中心間距，其它依此類推。

本發(fā)明一種手調(diào)式長波紅外測溫鏡頭的工作方法：當(dāng)溫度變化引起鏡片R值發(fā)生改變，焦平面發(fā)生偏移時，松開鎖緊螺釘10，手動旋轉(zhuǎn)凸輪4，通過導(dǎo)釘3帶動鏡座11的前后運(yùn)動，手動調(diào)節(jié)補(bǔ)償R值變化引起的偏移量，調(diào)節(jié)完畢后擰緊鎖緊螺釘10。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。