本發明涉及一種靈巧型手調式長波紅外光學無熱化測溫鏡頭，適用于光學鏡頭裝置領域。

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，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。然而為了實現上述技術，現有的鏡頭存在成像視場角小無法完整獲得測試物體的整體結構，另外同心度、精度和軸向位置不夠準確也影響著補償技術的實施。

技術實現要素：

針對以上不足之處，本發明提供一種靈巧型手調式長波紅外光學無熱化測溫鏡頭，不僅結構簡單，而且方便使用。

本發明的技術方案在于：一種靈巧型手調式長波紅外光學無熱化測溫鏡頭，包括主鏡筒，所述主鏡筒內沿光線入射方向依次設置有負月牙形透鏡和雙凸透鏡，主鏡筒內位于負月牙形透鏡前側設置有前壓圈，位于負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間設置有隔圈，主鏡筒的后部還設置有連接座。

進一步地，所述負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為9mm。

進一步地，所述前壓圈扣置于主鏡筒內側，所述主鏡筒的后端設置有用于雙凸透鏡限位的環形凸緣。

進一步地，所述主鏡筒的后部外圈與連接座的內圈相螺接，所述隔圈的內圈呈錐狀且沿光線入射方向逐漸增大。

進一步地，所述主鏡筒的前部外周設置有防滑凸部，所述連接的外周設置有螺紋部。

進一步地，所述鏡頭總長為15mm。

與現有技術相比較，本發明具有以下優點：保證了鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確，可靠性高，鏡頭整體結構輕便、美觀，利用該結構能夠視場角可達68°，更容易獲得測試物體的整體，使物體的整體溫度分布一目了然，使得無熱化設計結構更加簡單，為后續通過不同溫折變材料實現自適應調整光學系統的成像性能奠定基礎；

可以對對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(Se60As40、ZnS)，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，通過不同光學材料的特性，實現了在不同溫度情況下通過不同溫折變材料自適應調整光學系統的成像性能，實現光學無熱化。

附圖說明

圖1為本發明的光學系統的結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

圖3為本發明的圖2的剖視圖；

圖4為本發明的鏡片參數表；

圖中：A-負月牙透鏡 B-雙凸透鏡 1-前壓圈 2-主鏡筒 21-環形凸緣 22-防滑凸部 3-連接座 31-螺紋部 4-隔圈。

具體實施方式

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下，但本發明并不限于此。

參考圖1至圖4

一種靈巧型手調式長波紅外光學無熱化測溫鏡頭，包括主鏡筒2，所述主鏡筒內沿光線入射方向依次設置有負月牙形透鏡A和雙凸透鏡B，主鏡筒內位于負月牙形透鏡前側設置有用于負月牙形透鏡A和雙凸透鏡B緊固的前壓圈1，位于負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間設置有用于負月牙形透鏡A和雙凸透鏡B限位的隔圈4，主鏡筒的后部還設置有連接座3，以便與攝像機相連接。負月牙形透鏡A和雙凸透鏡B為高折射、低色散的光學玻璃材料，但二者光學材料不相同，在不同溫度下，鏡片折射率發生不同改變，自適應補償鏡片R值變化帶來的焦平面的偏移。

本實施例中，所述負月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為9mm。

本實施例中，所述前壓圈扣置于主鏡筒內側，所述主鏡筒的后端設置有用于雙凸透鏡限位的環形凸緣21。

本實施例中，所述主鏡筒的后部外圈與連接座的內圈相螺接，以便手動旋轉主鏡筒的前端就可以調整聚清不同測試距離的物體。所述隔圈的內圈呈錐狀且沿光線入射方向逐漸增大，以便光線完整的進入雙凸透鏡。

本實施例中，所述主鏡筒的前部外周設置有防滑凸部22，所述連接的外周設置有M32X0.75-6g的螺紋部31，以便和攝像機配合。

本實施例中，所述鏡頭總長為15mm，以便方便攜帶。

該鏡頭既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確,可靠性高,鏡頭整體結構輕便、美觀，利用該結構能夠視場角可達68°，更容易獲得測試物體的整體，使物體的整體溫度分布一目了然。

在本實施例中，補償調節通過以下步驟完成：

（1）溫度變化引起鏡片R值發生改變，焦平面發生偏移；

（2）不同材料的負月牙形透鏡A和雙凸透鏡B折射率在不同溫度下發生了不同的改變，自適應補償R值變化引起的偏移量。

在本實施例中，上述由負月牙形透鏡A和雙凸透鏡B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≥68°；

4)分辨率：可與80*80 34μm探測器攝像機適配；

5)光路總長∑≤20mm，光學后截距l′≥6mm；

適用譜線范圍：8μm~12μm。

本實施例中，圖4中曲率半徑是指每個表面的曲率半徑，間距是指相鄰兩表面間的距離，舉例來說，表面S1的間距，即指表面S1與表面S2間的距離，S4的間距表示表面S4到成像面的距離。其中，S1表示負月牙形透鏡前側面的曲率半徑，S2表示負月牙形透鏡后側面的曲率半徑，S3表示雙凸透鏡前側面的曲率半徑，S4表示雙凸透鏡后側面的曲率半徑。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員而言，根據本發明的教導，設計出不同形式的靈巧型手調式長波紅外光學無熱化測溫鏡頭并不需要創造性的勞動，在不脫離本發明的原理和精神的情況下凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化、修改、替換和變型，皆應屬本發明的涵蓋范圍。