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CN108919469A - 红外测温镜头 - Google Patents

红外测温镜头 Download PDF

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CN108919469A
CN108919469A CN201810879388.5A CN201810879388A CN108919469A CN 108919469 A CN108919469 A CN 108919469A CN 201810879388 A CN201810879388 A CN 201810879388A CN 108919469 A CN108919469 A CN 108919469A
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CN
China
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lens
diaphragm
camera lens
infrared measurement
temperature camera
Prior art date
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Pending
Application number
CN201810879388.5A
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English (en)
Inventor
王昌龙
李雪健
任和齐
朱光春
沈洪
马赫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NINGBO SHUNYU INFRARED TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
NINGBO SHUNYU INFRARED TECHNOLOGY Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种红外测温镜头，该红外测温镜头包括：多个沿光轴从物方至像方依次设置的透镜；以及光圈调节结构，所述光圈调节结构位于所述物方与所述像方之间的光学路径上。本发明通过在红外测温镜头中增设光圈调节结构，并设置所述光圈调节结构位于所述物方与所述像方之间的光学路径上，解决了现有的大光圈的镜头接收到被测目标的能量很强时，会对与红外测温镜头相连的红外探测器造成不可逆的损伤的问题，实现降低了红外探测器损坏的几率，提高用户体验的效果。

Description

红外测温镜头
技术领域
本发明实施例涉及红外测温技术，尤其涉及一种红外测温镜头。
背景技术
红外测温镜头可利用被测物体自身热辐射成像，使其可在全天候环境下使用。
为了使得现有的红外测温镜头具有较佳的测温效果，通常设置其具有很大的光圈，但是对于特殊情况(如高温情况)，大光圈的镜头接收到被测目标的能量很强，进而会对与红外测温镜头相连的红外探测器造成不可逆的损伤，影响用户体验。
发明内容
本发明提供一种红外测温镜头，以实现降低红外探测器损坏的几率，提高用户体验的目的。
本发明实施例提供了一种红外测温镜头，该红外测温镜头包括：
多个沿光轴从物方至像方依次设置的透镜；
以及光圈调节结构，所述光圈调节结构位于所述物方与所述像方之间的光学路径上。
可选地，包括沿光轴从所述物方至所述像方依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；
所述红外测温镜头从所述物方至所述像方光学系统总长小于51mm；
所述光圈调节结构位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的光学路径上，或者所述光圈调节结构位于所述第二透镜和所述第三透镜之间的光学路径上。
可选地，所述红外测温镜头满足下列公式：
0＜(n+1)2-f＜1
其中，f为所述光学系统的总焦距，n为所述第一透镜材料中心波长的折射率。
可选地，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为正光焦度的弯月形透镜。
可选地，所述第一透镜靠近成像侧的表面，所述第二透镜靠近成像侧的表面，所述第三透镜背离成像侧的表面均为偶次非球面。
可选地，所述光圈调节结构包括光阑，所述光阑的通光孔径可调。
可选地，所述光圈调节结构还包括快门，所述快门位于所述光阑与所述像方之间的光学路径上。
可选地，所述光圈调节结构还包括光阑通光孔径调整执行单元和控制开关；
所述控制开关与所述光阑通光孔径调整执行单元连接，所述光阑通光孔径调整执行单元与所述光阑连接，所述控制开关用于控制所述光阑通光孔径调整执行单元的工作状态，进而调整所述光阑的通光孔径尺寸。
可选地，所述控制开关包括至少两个光阑调整档位；
所述光圈调节结构还包括信号转换单元；
所述信号转换单元与所述光阑通光孔径调整执行单元电连接；
所述信号转换单元用于基于当前触发的所述光阑调整档位，形成光阑调整信号，所述光阑通光孔径调整执行单元用于根据所述光阑调整信号，执行光阑调整操作；不同光阑调整档位对应不同光阑调整信号。
可选地，所述信号转换单元包括电位计，所述光阑通光孔径调整执行单元包括电机。
可选地，还包括镜筒；各所述透镜均设置于所述镜筒内。
本发明实施例通过在红外测温镜头中增设光圈调节结构，并设置所述光圈调节结构位于所述物方与所述像方之间的光学路径上，解决了现有的大光圈的镜头接收到被测目标的能量很强时，会对与红外测温镜头相连的红外探测器造成不可逆的损伤的问题，实现降低了红外探测器损坏的几率，提高了用户体验的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种红外测温镜头的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光圈调节结构的结构框图；
图3是本发明实施例提供的另一种红外测温镜头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种红外测温镜头的结构示意图。参见图1，该红外测温镜头包括：多个沿光轴从物方A至像方B依次设置的透镜L(示例性地，图1中仅示出了三个透镜)；以及光圈调节结构ST，光圈调节结构ST位于物方A与像方B之间的光学路径上。在使用时，位于物方A处的目标拍摄物体发出的红外光经各透镜L汇聚后，在像方B处的成像面100上成像。
本发明实施例通过在红外测温镜头中增设光圈调节结构，并设置光圈调节结构位于物方与像方之间的光学路径上，在特殊情况(如温度在1000℃以上)，可以通过光圈调节结构ST，调整F数(即红外测温镜头的焦距与光圈直径的比值)，调小红外测温镜头的光圈，以降低红外测温镜头的通光量，进而降低进入到红外测温镜头的能量，解决了现有的大光圈的镜头接收到被测目标的能量很强时，会对与红外测温镜头相连的红外探测器造成不可逆的损伤的问题，实现降低了红外探测器损坏的几率，提高了用户体验的效果。
进一步地，考虑如测普通环境(如低温环境)，若光圈太小，红外测温镜头的通光量小，会造成所拍摄的图像整体偏暗，探测器接收到的能量过少，易导致测温精度下降。利用本申请提供的红外测温镜头，可以通过光圈调节结构ST调大红外测温镜头的光圈，进而达到提高测温精度的目的。
继续参见图1，具体地，该红外测温镜头包括沿光轴从物方A至像方B依次设置的第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3；该红外测温镜头从物方A至像方B光学系统总长小于51mm；光圈调节结构ST位于第一透镜L1和第二透镜L2之间的光学路径上，或者光圈调节结构ST位于第二透镜L2和第三透镜L3之间的光学路径上。其中“该红外测温镜头从物方A至像方B光学系统总长小于51mm”具体是指设置第一透镜L1背离第二透镜L2的表面和第三透镜L3背离第二透镜L2的表面之间的最大距离d小于51mm。这样设置，技术方案简单，易于设置，且有利于减小红外测温镜头的体积和重量，适用于最高10μm的探测器，具有较高分辨率，灵敏度高，在大温度范围内测温精度高，可应用于电路检测、建筑检测、医疗检测等。
需要说明的是，在实际设置时，光圈调节结构ST还可以位于第一透镜L1与目标拍摄物体之间的光学路径上，或者，光圈调节结构ST还可以位于第三透镜L3与成像面100之间的光学路径上。
可选地，所述红外测温镜头满足下列公式：
0＜(n+1)2-f＜1
其中，f为所述光学系统的总焦距，n为所述第一透镜材料中心波长的折射率，经测试，这样设置有利于使得该红外测温镜头具有较佳的测温效果。
可选地，第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3均为正光焦度的弯月形透镜。这样设置有利用将目标拍摄物体在像方成像面100处成像。
进一步地，为了矫正了各种像差，实现了该红外测温镜头的高分辨率和高测温精度，可选地，第一透镜L1靠近成像侧的表面，第二透镜L2靠近成像侧的表面，第三透镜L3背离成像侧的表面均为偶次非球面。
在实际设置时，光圈调节结构ST的具体设置方案有多种，可选地，光圈调节结构ST可以包括光阑，光阑的通光孔径可调。这样可以通过改变光阑的通光孔径尺寸，实现调整光圈大小的目的，有利于提高测温范围内的测温精度。
进一步地，光圈调节结构ST还可以包括快门，快门位于光阑与像方B之间的光学路径上。使用快门可以实现全开、全闭的切换，从而实现能量的矫正，进一步提升测温精度。可选地，快门与光阑集成为一体。
进一步地，在实际使用的过程中，可以通过手动的方式对红外测温镜头的光圈进行调整；也可以通过自动的方式对红外测温镜头的光圈进行调整。本申请对此不作限制。下面以通过自动的方式对红外测温镜头的光圈进行调整为例，对该光圈调节结构进行进一步说明。
图2为本发明示例提供的一种光圈调节结构的结构框图。在上述技术方案的基础上，可选地，参见图2，光圈调节结构ST还包括光阑通光孔径调整执行单元330和控制开关340；控制开关340与光阑通光孔径调整执行单元330连接，光阑通光孔径调整执行单元330与光阑310连接，控制开关340用于控制光阑通光孔径调整执行单元330的工作状态，进而调整光阑310的通光孔径尺寸。这样用户可以通过控制控制开关340实现对红外测温镜头的光圈进行自动调整的目的。
继续参见图2，可选地，控制开关340包括至少两个光阑调整档位；光圈调节结构还包括信号转换单元320；信号转换单元320与光阑通光孔径调整执行单元电连接；信号转换单元320用于基于当前触发的光阑调整档位，形成光阑调整信号，光阑通光孔径调整执行单元330用于根据光阑调整信号，执行光阑调整操作；不同光阑调整档位对应不同光阑调整信号。这样可以在保证像质的前提下，使得光阑通光孔径具有多个可变尺寸，以满足不同测温场景对不同的通光量的需求，使得红外测温镜头更加智能化，提高用户体验。
可选地，设置控制开关340包括两个光阑调整档位，使得F数可以在1和3之间调整，以满足通常条件下红外测温镜头的测温需求。
可选地，信号转换单元320包括电位计，光阑通光孔径调整执行单元330包括电机。
图3为本发明示例提供的又一种红外测温镜头的结构示意图。参见图3，该红外测温镜头还包括镜筒200；各透镜均设置于镜筒200内。这样可以利用镜筒200对各透镜进行保护，防止磕碰损坏或移位，提高红外测温镜头的使用寿命。
可选地，光阑设置于镜筒200内，以确保光阑与各透镜的相对位置不变，提高红外测温镜头的使用寿命。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种红外测温镜头，其特征在于，包括：
多个沿光轴从物方至像方依次设置的透镜；
以及光圈调节结构，所述光圈调节结构位于所述物方与所述像方之间的光学路径上。
2.根据权利要求1所述的红外测温镜头，其特征在于，包括沿光轴从所述物方至所述像方依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；
所述红外测温镜头从所述物方至所述像方光学系统总长小于51mm；
所述光圈调节结构位于所述第一透镜和所述第二透镜之间的光学路径上，或者所述光圈调节结构位于所述第二透镜和所述第三透镜之间的光学路径上。
3.根据权利要求2所述的红外测温镜头，其特征在于，
所述红外测温镜头满足下列公式：
0<(n+1)2-f<1
其中，f为所述光学系统的总焦距，n为所述第一透镜材料中心波长的折射率。
4.根据权利要求2所述的红外测温镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均为正光焦度的弯月形透镜。
5.根据权利要求2所述的红外测温镜头，其特征在于，所述第一透镜靠近成像侧的表面，所述第二透镜靠近成像侧的表面，所述第三透镜背离成像侧的表面均为偶次非球面。
6.根据权利要求1所述的红外测温镜头，其特征在于，所述光圈调节结构包括光阑，所述光阑的通光孔径可调。
7.根据权利要求6所述的红外测温镜头，其特征在于，所述光圈调节结构还包括快门，所述快门位于所述光阑与所述像方之间的光学路径上。
8.根据权利要求6所述的红外测温镜头，其特征在于，所述光圈调节结构还包括光阑通光孔径调整执行单元和控制开关；
所述控制开关与所述光阑通光孔径调整执行单元连接，所述光阑通光孔径调整执行单元与所述光阑连接，所述控制开关用于控制所述光阑通光孔径调整执行单元的工作状态，进而调整所述光阑的通光孔径尺寸。
9.根据权利要求8所述的红外测温镜头，其特征在于，所述控制开关包括至少两个光阑调整档位；
所述光圈调节结构还包括信号转换单元；
所述信号转换单元与所述光阑通光孔径调整执行单元电连接；
所述信号转换单元用于基于当前触发的所述光阑调整档位，形成光阑调整信号，所述光阑通光孔径调整执行单元用于根据所述光阑调整信号，执行光阑调整操作；不同光阑调整档位对应不同光阑调整信号。
10.根据权利要求9所述的红外测温镜头，其特征在于，所述信号转换单元包括电位计，所述光阑通光孔径调整执行单元包括电机。
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