本發明涉及一種手調式長波紅外測溫鏡頭及其工作方法。

背景技術：
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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。為了消除或降低溫度變化對光學系統成像的影響，必須采用相應的補償技術，使光學系統在一個較大的溫差范圍內保持焦距不變，確保成像質量的良好。

技術實現要素：
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本發明的目的在于提供一種手調式長波紅外測溫鏡頭及其工作方法，經濟實用，成像效果好。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種手調式長波紅外測溫鏡頭，包括主鏡筒、設置在主鏡筒內的光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設的負月牙形透鏡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。

進一步的，所述主鏡筒內套設有與其滑動連接的鏡座，所述負月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C安裝于鏡座中，所述負月牙形透鏡A的邊沿頂抵在鏡座前端的凸緣上，負月牙形透鏡A與正月牙形透鏡B之間設置有第一隔圈，正月牙形透鏡B與正月牙形透鏡C之間設置有第二隔圈，所述鏡座的后端螺接有壓圈，所述壓圈的內圈頂著正月牙形透鏡C的后端邊沿；所述主鏡筒的外側套設有用于帶動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，所述凸輪上開設有直槽，主鏡筒上開設有斜槽，所述導釘的一端穿過主鏡筒上的斜槽與鏡座固聯，導釘的另一端與凸輪上的直槽滑動配合，轉動凸輪以通過導釘帶動鏡座前后移動；所述凸輪上還穿設有用以鎖緊凸輪的鎖緊螺釘。

進一步的，所述主鏡筒外側套設有位于凸輪前側的裝飾環；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配合連接的外螺紋。

本發明一種手調式長波紅外測溫鏡頭的工作方法：當溫度變化引起鏡片R值發生改變，焦平面發生偏移時，松開鎖緊螺釘，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，調節完畢后擰緊鎖緊螺釘。

與現有技術相比，本發明具有以下效果：本發明具備大相對孔徑、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。

附圖說明：

圖1是本發明實施例的光學系統示意圖；

圖2是本發明實施例的機械結構示意圖；

圖3是本發明實施例的外觀示意圖；

圖4是本發明實施例中主鏡筒的構造示意圖。

圖中：

1-主鏡筒；101-斜槽；2-裝飾環；3-導釘；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。

具體實施方式:

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1-4所示，本發明一種手調式長波紅外測溫鏡頭，包括主鏡筒1、設置在主鏡筒1內的光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設的負月牙形透鏡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。

本實施例中，所述主鏡筒1內套設有與其滑動連接的鏡座11，所述負月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C安裝于鏡座11中，所述負月牙形透鏡A的邊沿頂抵在鏡座11前端的凸緣上，負月牙形透鏡A與正月牙形透鏡B之間設置有第一隔圈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的內圈頂著正月牙形透鏡C的后端邊沿；所述主鏡筒1的外側套設有用于帶動鏡座11前后移動的凸輪4。

本實施例中，所述凸輪4通過導釘3帶動鏡座11前后移動，所述凸輪4上開設有直槽，主鏡筒1上開設有斜槽101，所述導釘3的一端穿過主鏡筒1上的斜槽101與鏡座11固聯，導釘3的另一端與凸輪4上的直槽滑動配合，轉動凸輪4以通過導釘3帶動鏡座11前后移動；導釘3的運動軌跡由凸輪4上的直槽401和主鏡筒1上的斜槽共101同限制，即導釘3帶動鏡11座前后移動。

本實施例中，所述凸輪4上還穿設有用以鎖緊凸輪4的鎖緊螺釘10，以便調焦后對凸輪4進行固定，保證調焦完成后鏡座11的位置不發生偏移。

本實施例中，所述主鏡筒1外側套設有位于凸輪4前側的裝飾環2，裝飾環2鍍涂紅色標示旋轉結構，并有美觀的作用。

本實施例中，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，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配合連接的外螺紋，外螺紋為M32X0.75-6g。

本實施例中，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。

本實施例中，所述凸輪4的外表面為咬花結構，增加旋轉調焦的摩擦力，方便調焦。

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。

本實施例的鏡頭中，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1%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。

在本實施例中，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′=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探測器攝像機適配；

（5）光路總長∑≤45mm，光學后截距l′≥14mm；

（6）適用譜線范圍：8μm~12μm；

（7）各鏡片參數，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分別是負月牙形透鏡A遠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。

本發明一種手調式長波紅外測溫鏡頭的工作方法：當溫度變化引起鏡片R值發生改變，焦平面發生偏移時，松開鎖緊螺釘10，手動旋轉凸輪4，通過導釘3帶動鏡座11的前后運動，手動調節補償R值變化引起的偏移量，調節完畢后擰緊鎖緊螺釘10。

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