CN109445074B - 一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法 - Google Patents

一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109445074B
CN109445074B CN201811617398.8A CN201811617398A CN109445074B CN 109445074 B CN109445074 B CN 109445074B CN 201811617398 A CN201811617398 A CN 201811617398A CN 109445074 B CN109445074 B CN 109445074B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
positive
meniscus
curvature
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811617398.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109445074A (zh
Inventor
陈丽娜
刘涛
陈梦强
陈龙
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.)
Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Original Assignee
Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd filed Critical Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Priority to CN201811617398.8A priority Critical patent/CN109445074B/zh
Publication of CN109445074A publication Critical patent/CN109445074A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109445074B publication Critical patent/CN109445074B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0803—Arrangements for time-dependent attenuation of radiation signals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/008—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras designed for infrared light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种长波红外针孔广角测温镜头，所述镜头的光学***中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、后组B，所述前组A包括依次设置的弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3；所述后组B包括依次设置的弯月正透镜B1、弯月正透镜B2。本发明所涉及的镜头用来检测熔炉熔池温度，为延长其使用寿命，要求***第一片镜片的口径足够小。因此光学***选用二次成像的结构型式，可以缩小第一片镜片的口径；该***超广角的设计，可检测大范围的熔炉熔池温度；该镜头可搭配384*288，17um非制冷长波红外探测器使用。

Description

一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法
技术领域
本发明涉及一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法。
背景技术
金属熔融的过程中，温度的高低对其具有非常大的影响，因此需要检测熔炉熔池温度，即检测熔融金属物的温度。进行检测时，由于一般的温度计无法耐受这么高的温度，很多时候是采用红外测温***，即不接触金属物，只接收金属物发出的红外辐射能量大小对金属物进行温度检测，判断熔池温度是否在预设的范围内。熔融金属物的温度高，发出的红外辐射能量大，为了延长红外测温镜头的使用寿命，要求***第一片镜片的口径足够小，光学***前增加衰减片，减少进入***的辐射能。由于传统的长波红外设计思路都是采用一次成像的结构型式，对于广角镜头的设计，其焦距短、视场大，第一片镜片口径远比焦距大得多，导致镜头的使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种结构简单的长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法。
本发明的技术方案是，一种长波红外针孔广角测温镜头，所述镜头的光学***中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、后组B，所述前组A包括依次设置的弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3；所述后组B包括依次设置的弯月正透镜B1、弯月正透镜B2。
进一步的，所述弯月正透镜A1与弯月正透镜A2的空气间隔为3.5mm；弯月正透镜A2与弯月正透镜A3的空气间隔为6.6mm；弯月正透镜A3与弯月正透镜B1的空气间隔为13mm；弯月正透镜B1与弯月正透镜B2的空气间隔为18mm。
一种长波红外针孔广角测温镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3、弯月正透镜B1、弯月正透镜B2后成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用二次成像的结构型式，可以缩小第一片镜片的口径，对超高温物体进行温度检测时可以延长其寿命；焦距短、视场大，可以检测大范围物体的温度；通过光线高度的调整，控制相对照度在合理的范围之内，使成像像面照度均匀。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明实施例的光学***图。
图2为该镜头常温环境下的MTF图；
图3为常温环境下场曲畸变图。
图中：
A1弯月正透镜A1、A2弯月正透镜A2、A3弯月正透镜A3、B1弯月正透镜B1、B2弯月正透镜B2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1～3所示，一种长波红外针孔广角测温镜头，所述镜头的光学***中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、后组B，所述前组A包括依次设置的弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3；所述后组B包括依次设置的弯月正透镜B1、弯月正透镜B2。
在本实施例中，所述弯月正透镜A1与弯月正透镜A2的空气间隔为3.5mm；弯月正透镜A2与弯月正透镜A3的空气间隔为6.6mm；弯月正透镜A3与弯月正透镜B1的空气间隔为13mm；弯月正透镜B1与弯月正透镜B2的空气间隔为18mm。
一种长波红外针孔广角测温镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3、弯月正透镜B1、弯月正透镜B2后成像。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学***达到了如下的光学指标：
（1）焦距：EFFL=3.45mm
（2）F数=1.2
（3）视场角：2w≥108°
（4）光学畸变：≤22%
（5）成像圆直径大于Ф8.2
（6）工作光谱范围：8um～12um
（7）光学总长TTL≤72mm，光学后截距≥12.5mm
（8）该镜头适用于384*288,17um非制冷长波红外探测器
在本实施例中，此光学结构件特征在于：设定焦距为f，从物面至像面的光学镜片焦距依次为f1-f5；二者有如下的关系：
20<f1/f<30；3<f2/f<5；1.5<f3/f<3；5<f4/f<10；1.5<f5/f<3
此光学结构平行平板位于B2镜片及IMA项目之间。
在本实施例中，各镜片的参数如下表一所示：
在本实施例中，非球面相关数据如下表二所示：
非球面表达式为：
Z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数，代表非球面系数。在非球面数据中，E-n代表，例如-4.398E-004代表。
在本实施例中，由图2可以看出，该镜头具有较高的分辨率，满足384*288，17um非制冷探测器的传函需求。由图3可知，该镜头满足畸变要求。该镜头采用二次成像的结构型式，该结构型式由五片镜片组成，合理分配光焦度并结合使用偶次非球面来平衡***像差，使得光学***的第一片镜片口径足够小，且能到达广角设计。通过对边缘畸变的校正，控制畸变在合理的范围之内；对光线高度进行调整，控制相对照度在合理的范围之内，使成像像面照度均匀；通过曲率及厚度的调整降低了各个光学件的敏感度，使得该镜头更易于加工与装调。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种长波红外针孔广角测温镜头，其特征在于：所述镜头的光学***中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、后组B，所述前组A包括依次设置的弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3；所述后组B包括依次设置的弯月正透镜B1、弯月正透镜B2；所述弯月正透镜A1与弯月正透镜A2的空气间隔为3.5mm；弯月正透镜A2与弯月正透镜A3的空气间隔为6.6mm；弯月正透镜A3与弯月正透镜B1的空气间隔为13mm；弯月正透镜B1与弯月正透镜B2的空气间隔为18mm；弯月正透镜A1朝向物侧的面S1的曲率半径为-15mm＜R＜-5mm，朝向像侧的面S2的曲率半径为-15mm＜R＜-5mm；弯月正透镜A2朝向物侧的面S3的曲率半径为15mm＜R＜30mm，朝向像侧的面S4的曲率半径为20mm＜R＜50mm；弯月正透镜A3朝向物侧的面S5的曲率半径为-30mm＜R＜-10mm，朝向像侧的面S6的曲率半径为-20mm＜R＜-5mm；弯月正透镜B1朝向物侧的面S7的曲率半径为-15mm＜R＜-5mm，朝向像侧的面S8的曲率半径为-15mm＜R＜-5mm；弯月正透镜B2朝向物侧的面S9的曲率半径为20mm＜R＜30mm，朝向像侧的面S10的曲率半径为30mm＜R＜60mm；该长波红外针孔广角测温镜头的焦距：f=3.45mm，F数=1.2，视场角：≥108°，光学畸变：≤22%，成像圆直径大于8.2㎜，工作光谱范围：8um～12um，光学总长TTL≤72mm，光学后截距≥12.5mm；该长波红外针孔广角测温镜头：设定焦距为f，从左向右的光学镜片焦距依次为f1-f5；二者有如下的关系：20<f1/f<30；3<f2/f<5；1.5<f3/f<3；5<f4/f<10；1.5<f5/f<3；该长波红外针孔广角测温镜头的成像方法按以下步骤进行：光线自左向右依次经弯月正透镜A1、弯月正透镜A2、弯月正透镜A3、弯月正透镜B1、弯月正透镜B2后成像。
CN201811617398.8A 2018-12-28 2018-12-28 一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法 Active CN109445074B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811617398.8A CN109445074B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811617398.8A CN109445074B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109445074A CN109445074A (zh) 2019-03-08
CN109445074B true CN109445074B (zh) 2023-05-12

Family

ID=65540292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811617398.8A Active CN109445074B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109445074B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114879341B (zh) * 2022-03-17 2024-01-12 福建福光天瞳光学有限公司 一种简洁结构日夜共用监控***及其工作方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106990514A (zh) * 2015-11-04 2017-07-28 佳能株式会社 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011186070A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Tamron Co Ltd 赤外線ズームレンズ
CN103543515B (zh) * 2013-09-26 2015-09-30 宁波舜宇红外技术有限公司 一种新型长波红外广角镜头
JP2015102810A (ja) * 2013-11-27 2015-06-04 オリンパス株式会社 結像レンズ系及びそれを備えた撮像装置
CN203630434U (zh) * 2013-12-24 2014-06-04 河北汉光重工有限责任公司 一种基于被动无热化技术的中波红外镜头
CN209343021U (zh) * 2018-12-28 2019-09-03 福建福光天瞳光学有限公司 一种长波红外针孔广角测温镜头

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106990514A (zh) * 2015-11-04 2017-07-28 佳能株式会社 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109445074A (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109164558B (zh) 一种小型化物像双侧远心光学***
CN105824103B (zh) 一种非制冷光学无热化镜头
CN109343201B (zh) 光学被动消热差的低畸变广角长波非制冷红外光学***
CN211454082U (zh) 大靶面高分辨率光学无热化镜头
CN109445074B (zh) 一种长波红外针孔广角测温镜头及其成像方法
CN209560187U (zh) 一种非制冷双视场红外测温成像光学***
CN109932809B (zh) 大孔径高分辨率轻型安防监控红外镜头及其工作方法
CN106405800B (zh) 长波红外5mm光学被动消热差镜头
CN112817131A (zh) 大视场光学成像镜头及其构成的光学***
CN209343021U (zh) 一种长波红外针孔广角测温镜头
CN209167662U (zh) 一种枪瞄型长波红外无热化镜头
CN106019534A (zh) 一种1.3～5um宽波段红外成像镜头
CN110955032B (zh) 大靶面高分辨率光学无热化镜头及其工作方法
CN207611190U (zh) 便携式广角光学无热化长波红外光学***及镜头结构
CN106772898B (zh) 灵巧型手调式长波红外光学无热化测温镜头
CN109116526A (zh) 长波红外大孔径大通光量光学无热化镜头及其成像方法
CN205720847U (zh) 一种1.3～5um宽波段红外成像镜头
CN209979915U (zh) 大孔径高分辨率轻型安防监控红外镜头
CN112415723B (zh) 制冷型长波红外广角镜头
CN110703415B (zh) 一种焦距稳定的无热化星敏感器光学***
CN209182567U (zh) 一种长焦红外光学无热化镜头
CN209182570U (zh) 一种经济型长波红外锅炉镜头
CN207216122U (zh) 一种大光圈无衍射面卡塞格林式镜头
CN106547076B (zh) 一种红外摄远光学***
CN106291881B (zh) 一种线阵静态红外地球敏感器光学***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant