用于大视场角的红外监控镜头的制作方法

1.本实用新型涉及红外镜头技术领域，具体涉及一种用于大视场角的红外监控镜头。


背景技术：

2.红外热成像镜头是红外测温技术实施过程中的重要元件之一。利用红外热成像镜头可实现非接触式测温，例如，应用于厂区或者写字楼的出入口形成测温门，在保证测温精度的同时，提高了通行效率。随着工业设备，民用设备功能越来越高，设备的能耗越来越高。设备内部的温度随着能耗的升高不断提升，同时设备内部的热量不断地向外传递。例如，泵站中的泵机在满载运行时，通常会向外界散发大量的热量，造成环境温度不断升高。持续升高的温度，会影响泵机的正常工作。
3.目前，随着世界经济的快速发展、红外技术的快速进步和产品成本的不断下降，红外监控类镜头由军事领域逐渐延伸于民用领域。利用红外热成像镜头来监控设备所处的环境温度，有利于保证设备的正常工作。红外监控类镜头将不可见的红外波段加以利用，收集红外温度信息，并传导监控系统，对设备环境温度变化进行实时采集和监控。但是，现有的红外镜头难以对大范围的区域实施温度监控。同时，当红外镜头距离高温设备过近，高温也容易影响红外测温的准确度，增大测量误差。
4.综上所述，在实施红外测温技术的过程中，如何设计一种红外镜头，用以减小测温设备的体积，扩大镜头的视场角，进而增大实施温度监控的区域，进一步提高红外测温的准确度，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，为红外测温技术实施的过程中，提供一种红外镜头，用以减小测温设备的体积，扩大镜头的视场角，进而增大实施温度监控的区域。
6.为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：提出一种用于大视场角的红外监控镜头，包括镜筒、镜片模组和压环；
7.所述镜筒具有容纳镜片模组的镜室，所述镜筒的首端设置有与镜室相通的入射口，所述镜筒的外壁上设置有第一螺纹，所述镜筒的内壁上设置有供压环旋合的第二螺纹；
8.所述镜片模组包括弯月非球面镜片和双凸非球面镜片，所述弯月非球面镜片对应配置有在镜室中形成径向定位的支撑台，所述支撑台的首端与镜室的底部相连，所述支撑台的尾端通过隔套与双凸非球面镜片相连，所述弯月非球面镜片的首端面的r值为37.69，所述弯月非球面镜片的尾端面的r值为15.86，所述双凸非球面镜片的首端面的r值为62.5，所述双凸非球面镜片的尾端面的r值为9.2；
9.所述压环的侧壁上设置有与第二螺纹相匹配的第三螺纹，所述压环具有向镜片模组施加轴向锁紧力的锁紧端面。
10.作为优选，弯月非球面镜片的中心厚度为0.95mm，弯月非球面镜片的折射率为
3.4635。如此设置，有利于提升镜头的补偿效果，消除缓解因镜片折射率而产生的相差现象，进一步提升了红外监控镜头的成像质量。
11.作为优选，双凸非球面镜片的中心厚度为3.7mm，双凸非球面的折射率为3.4635。如此设置，双凸非球面镜片配合弯月非球面镜片使用，优化了成像边缘的质量，进一步扩大的视野范围，使得红外监控镜头具有更大的监控范围，以满足更多的工况需求，同时，减少了镜片模组中镜片的数量，进而优化了镜筒的结构尺寸，有利于缩小镜头的整体尺寸，从而便于安装布设。
12.作为优选，镜筒的最大外径为11mm-15mm，镜筒的长度为9.5mm-14mm。如此设置，便于红外监控镜头安装在角落，或者多组红外监控镜头组合安装获得全方位的温度监控范围。
13.作为优选，压环的夹持部位于压环远离锁紧端面的一端，夹持部上设置有槽口。如此设置，便于操作人员手持工装夹具夹持压环，对镜片模组实施安装锁固，有利于避免手指误触镜片的表面，进一步提升了装配质量，保证了成像效果。
14.作为优选，镜片模组的焦距为1.53mm。如此设置，使得红外监控镜头的景深大，视角更广，便于拍摄纵深大宽阔的景物，成像画面的透视感更强。
15.作为优选，弯月非球面镜片和双凸非球面镜片均为硫系玻璃镜片。如此设置，利用硫系玻璃优良的红外线透过率和加工性能，有利于进一步降低镜片的加工制造成本，提升镜片的加工精度，进而提升红外成像的效果。
16.作为优选，隔套的端面上设置有供装配工具夹持的盲孔，隔套的厚度为1mm-2mm。如此设置，隔套用于防止杂散光进入后部的光学系统中，盲孔便于装配工具的尖端伸入对隔套形成夹持，有利于将隔套放入镜室内，并调整隔套的位置。
17.本实用新型提供的一种用于大视场角的红外监控镜头与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：该用于大视场角的红外监控镜头中弯月非球面镜片通过隔套与双凸非球面镜片相连，优化了成像质量，缓解了畸变和像差等缺陷，减少了镜筒内镜片的数量，进而减小了测温设备的体积，同时，扩大了镜头的视场角，水平视场角可达到120o，增大了温度监控的区域，更加适用于监控测温征集以及红外热监控探测器中，满足了高精度探测需求，。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例中一种用于大视场角的红外监控镜头的装配结构示意图一；
19.图2是一种用于大视场角的红外监控镜头的装配结构示意图二；
20.图3是本实用新型实施例中一种用于大视场角的红外监控镜头的光学结构示意图。
21.附图标记：镜筒1、弯月非球面镜片2、隔套3、双凸非球面镜片4、压环5、像面6。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。
23.如图1-3所示的一种用于大视场角的红外监控镜头，应用于高精度红外温度监控。
红外监控镜头中弯月非球面镜片通过隔套与双凸非球面镜片相连，优化了成像质量，缓解了畸变和像差等缺陷，扩大了镜头的视场角，水平视场角可达到120o。该红外监控镜头减少了镜筒内镜片的数量，进而减小了测温设备的体积，配合12um机芯，其像质达到mtf@42lp/mm≥0.2，相对照度＞85%，满足了大视场角高精度的温度监控需求。
24.如图1所示，一种用于大视场角的红外监控镜头包括镜筒1、镜片模组和压环5。镜筒1具有容纳镜片模组的镜室。镜筒1的首端设置有与镜室相通的入射口。镜筒1的外壁上设置有第一螺纹。镜筒1的内壁上设置有供压环5旋合的第二螺纹。
25.如图2所示，镜片模组包括弯月非球面镜片2和双凸非球面镜片4。弯月非球面镜片2对应配置有在镜室中形成径向定位的支撑台。支撑台的首端与镜室的底部相连。支撑台的尾端通过隔套3与双凸非球面镜片4相连。压环5的侧壁上设置有与第二螺纹相匹配的第三螺纹。压环5具有向镜片模组施加轴向锁紧力的锁紧端面。
26.如图3所示，入射光线一次经过弯月非球面镜片2和双凸非球面镜片4，在双凸非球面镜片4的尾端侧形成像面6。
27.非球面镜片用于实现两片球面镜片才能达到甚至更佳的效果，除了减少镜片组，在优化镜头结构上也能起到很大作用。其中，弯月非球面镜片2的首端面的r值为37.69。弯月非球面镜片2的尾端面的r值为15.86。双凸非球面镜片4的首端面的r值为62.5。双凸非球面镜片4的尾端面的r值为9.2。
28.折射率是镜片对入射的光的投射角度和入射光角度的正弦之比。中心厚度是指镜片正中心最厚处的厚度。较高的折射率有利于进一步优化镜片结构，进而提高镜头的成像质量。
29.例如，弯月非球面镜片2的中心厚度为0.95mm。弯月非球面镜片2的折射率为3.4635。如此设置，有利于提升镜头的补偿效果，消除缓解因镜片折射率而产生的相差现象，进一步提升了红外监控镜头的成像质量。
30.双凸非球面镜片4的中心厚度为3.7mm，双凸非球面的折射率为3.4635。如此设置，双凸非球面镜片4配合弯月非球面镜片2使用，优化了成像边缘的质量，进一步扩大的视野范围，使得红外监控镜头具有更大的监控范围，以满足更多的工况需求。同时，减少了镜片模组中镜片的数量，进而优化了镜筒1的结构尺寸，有利于缩小镜头的整体尺寸，从而便于安装布设。
31.为了进一步便于镜头的装配，压环5的夹持部位于压环5远离锁紧端面的一端。夹持部上设置有槽口。如此设置，便于操作人员手持工装夹具夹持压环5，对镜片模组实施安装锁固，有利于避免手指误触镜片的表面，进一步提升了装配质量，保证了成像效果。
32.隔套3的端面上设置有供装配工具夹持的盲孔。隔套3的厚度为1mm-2mm。如此设置，隔套3用于防止杂散光进入后部的光学系统中，盲孔便于装配工具的尖端伸入对隔套3形成夹持，有利于将隔套3放入镜室内，并调整隔套3的位置。盲孔可沿着隔套3的轴线呈圆形分布。盲孔的数量为2-5个，优选为3个。装配工具可选用镊子。
33.镜筒1的最大外径为11mm-15mm，镜筒1的长度为9.5mm-14mm，便于红外监控镜头安装在角落，或者多组红外监控镜头组合安装获得全方位的温度监控范围。镜片模组的焦距为1.53mm。如此设置，使得红外监控镜头的景深大，视角更广，便于拍摄纵深大宽阔的景物，成像画面的透视感更强。
34.为了进一步降低监控环境温度对成像质量的影响，弯月非球面镜片2和双凸非球面镜片4均为硫系玻璃镜片。如此设置，利用硫系玻璃优良的红外线透过率和加工性能，有利于进一步降低镜片的加工制造成本，提升镜片的加工精度，进而提升红外成像的效果。
35.本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。