專利名稱：耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學儀器和電視技術領域，更具體涉及光學變焦距 鏡頭技術中的耐高溫變焦距電視攝像鏡頭。
背景技術：
在人類社會空前珍惜能源的今天，對鋼鐵冶煉、水泥燒制、垃圾焚 燒發(fā)電、陶瓷燒制等諸多能源消耗領域如何最大限度充分利用能源給予 了極大的關注，充分利用能源并減少能源消耗的新技術對于保證產(chǎn)品質 量同時確保生產(chǎn)安全都是十分重要的。
本發(fā)明的光學電視鏡頭具有超過20倍的焦距變化范圍，以及最大可 以達到100度的視野角。在此前的申請?zhí)?8224057.0專利只有2倍多的焦 距變化范圍，而且還用到了膠合透鏡。
一些新興的產(chǎn)業(yè)在走向成熟的過程中需要解決很多的技術難題，例 如在垃圾焚燒發(fā)電過程中就會遇到能源適時供給問題，當垃圾中可燃物 充足時在焚燒垃圾的過程中就可以正常的驅動輪機發(fā)電，但是當垃圾中 可燃物不足時就需要及時供給燃料如噴射燃油等使發(fā)電輪機正常工作。 在整個過程中需要實時探測燃燒室內的溫度等信息，垃圾焚燒過程中還 會遇到未分檢出的危險物品進入燃燒室等各種問題。類似這樣的問題都 需要先進的探測技術來解決，耐高溫的高倍率變焦距電視鏡頭不僅可以 傳遞景物的圖像信息，還可以傳遞溫度信息，物質的光譜信息等。因此 這項技術的研究具有很高的價值。

實用新型內容
本實用新型耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭所解決的技術問題在于 提供一種能夠工作在高溫環(huán)境中的變焦距電視鏡頭，鏡頭可以對高溫室 內的情形形成圖像以便被電視攝像機接收。本實用新型的技術方案是 一種耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，包 含光學系統(tǒng)及用于將光學系統(tǒng)連接的輔助部件，該光學系統(tǒng)最前面是固 定組，該固定組包含藍寶石光學窗，藍寶石光學窗之后設有由透鏡組成 的前固定鏡組；該固定組之后設有可以橫向移動的兩個移動鏡組。
包含第二固定組，該第二固定組包含藍寶石光學窗，藍寶石光學窗 之后設有由透鏡組成的第二前固定鏡組，該第二固定組通過控制固定組 與第二固定組相互切換的切換裝置與固定組相連接。
該前固定鏡組包含依次連接的4個透鏡，其中，第一透鏡為石英材 料或藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡為光學玻璃制成的負透鏡，第
三透鏡和第四透#:為光學玻璃制成的正透鏡。
該前固定鏡組包含依次連接的5個透鏡，其中，第一透鏡為藍寶石 材料制成的正透鏡，第二透鏡為石英制成的正透鏡，第三透鏡和第四透 鏡為光學玻璃制成的正透鏡，第五透鏡為光學玻璃制成的負透鏡。
該第二前固定鏡組包含依此連接的4個透鏡，其中，第一透鏡為石 英材料或藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡為光學玻璃制成的負透 鏡，第三透鏡和第四透鏡為光學玻璃制成的正透鏡，該第一固定鏡組焦 距為4.5- 10mm,該第二固定鏡組焦距為20- 35mm。
該移動鏡組包含順序設置的正透鏡、負透鏡和正透鏡，整個移動鏡 組的焦距為10-35mm。
兩個移動鏡組之后設有可更換的濾光片。
該輔助部件包括鑲嵌藍寶石光學窗的藍寶石部件，該藍寶石部件 連接鑲嵌有前固定鏡組的鏡筒，鏡筒連接鏡頭主體，鏡頭主體容置設置 有移動鏡組的運動組元，該鏡頭主體之后連接用于和電視攝像機連接的 安裝座，安裝座的另端內部容置用于安裝濾光片的螺紋壓圈。
鏡頭主體還包含凸輪及驅動輪，該驅動輪帶動凸輪轉動，并且，運 動組元連接可在凸輪槽內滑動的撥釘。
驅動輪連接用以帶動驅動輪的齒輪電機組件。
5本實用新型的有益效果為
1、 藍寶石光學窗具有良好的透光特性，并且可以耐受具有1500度 高溫粉塵的轟擊；
2、 前固定鏡組，它位于藍寶石窗的后面，至少由4個單獨透鏡構成， 它們分別由石英材料、藍寶石材料和光學玻璃制成。石英材料也有不低 于1 OOO度高溫的耐受能力，而且它的色散很小用它作為前鏡組的主要材 料有利于鏡頭的光學設計。實施例中第4個透鏡是由光學玻璃制成的， 在光學玻璃的表面加工出高次非球面要容易一些；
3、 移動鏡組，在鏡頭焦距改變的過程中，要使鏡頭的像平面始終 穩(wěn)定在空間的某個固定位置至少需要有兩個運動的透鏡組按照 一 定規(guī) 則沿鏡頭的光軸移動。在此前的設計為了校正系統(tǒng)的色差都采用 一些膠 合的透鏡，但是膠合透鏡是不能耐受高溫的，采用全分立的形式有利于 系統(tǒng)承受高的溫度環(huán)境；
4、 在整個鏡頭的最后設置有光學濾光片，濾光片的性質是根據(jù)鏡 頭的使用環(huán)境和應用要求來決定的，可以是帶通濾光片也可以是中性濾 光片；
5 、利用切換裝置可以將不同焦距的固定組和第二固定組相互切換， 使得變焦范圍增大，在本案圖3的實施例中，其變焦倍率達到20倍以 上，遠遠超過現(xiàn)有的2倍。


圖l所示為本發(fā)明耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭的光學系統(tǒng)圖； 圖2所示為本發(fā)明耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭的實施例剖面示意
圖3所示為本發(fā)明耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭的另一實施例剖面
示意圖。
具體實施方式

為能使貴審查員清楚本實用新型的結構組成，以及整體運作方式，
6茲配合圖式說明如下
請參見圖l所示，本實用新型一種耐高溫高倍率變焦距電^見鏡頭， 包含光學系統(tǒng)及用于將光學系統(tǒng)連接的輔助部件，該光學系統(tǒng)最前面是 固定組10，該固定組10包含藍寶石光學窗11，它位于整個鏡頭的最前 面，所謂藍寶石是經(jīng)過提純的AL203,是沒有顏色的透明體，按照人們 的習慣仍然稱呼這種材料為藍寶石，提純后的AL203具有接近玻璃的 光學透光特性；藍寶石光學窗11之后設有由透鏡組成的前固定鏡組12; 該固定組IO之后設有可以橫向移動的兩個移動鏡組13、 14。其中，該 前固定鏡組12包含依次連接的4個透鏡，其中，第一透鏡121為石英 材料或藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡122為光學玻璃制成的負透 鏡，第三透鏡123和第四透鏡124為光學玻璃制成的正透鏡。另外，在 圖3的實施例中，該前固定鏡組12可以包含依次連接的5個透鏡，其 中，第一透鏡121為藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡122為石英制 成的正透鏡，第三透鏡123和第四透鏡124為光學玻璃制成的正透鏡， 第五透鏡125為光學玻璃制成的負透鏡。其中，這些透鏡可以是球形表 面或其中的一個光學玻璃材料透鏡表面是高次非球面鏡，非球面透鏡可 以獲得更好的光學圖像，透鏡的具體參數(shù)可以根據(jù)鏡頭的最大視場角來 確定。前固定鏡組，它位于藍寶石窗的后面，至少由4個單獨透鏡構成， 它們分別由石英、藍寶石材料和光學玻璃制成。石英材料也有不低于 1000度高溫的耐受能力，而且它的色散很小用它作為前鏡組的主要材 料有利于鏡頭的光學設計。在光學玻璃的表面加工出高次非球面要容易 一些。
該移動鏡組13、 14包含順序設置的正透鏡、負透鏡和正透鏡，整 個移動鏡組的焦距為10-35mm,并且，根據(jù)需要在兩個移動鏡組13、 14之后可以設有可更換的濾光片15，不同的濾光片有不同的用途，中 性衰減濾光片是用來降低系統(tǒng)透光性能的，帶通濾光片可以有效識別通 紅火焰中被加熱的鋼錠。這個濾光片設置在系統(tǒng)的最后是為了更換的方 便，這個濾光片并不是鏡頭中必須設置的。圖1中光學圖像的位置16，在鏡頭焦距改變的時候它的空間位置始終是不改變的，也就是整個系統(tǒng)
的光學總長為c,是個常數(shù)。移動鏡組在鏡頭焦距改變的過程中，要使
鏡頭的像平面始終穩(wěn)定在空間的某個固定位置至少需要有兩個運動的透鏡組按照一定規(guī)則沿鏡頭的光軸移動。在此前的設計為了校正系統(tǒng)的色差都采用一些膠合的透鏡，但是膠合透鏡是不能耐受高溫的，采用全分立的形式有利于系統(tǒng)承受高的溫度環(huán)境。
續(xù)^fr參見圖2所示，為本實用新型一種實施例的結構剖面示意圖，其中用于將光學系統(tǒng)連接的輔助部件包括鑲嵌藍寶石光學窗11的藍寶石部件21,該藍寶石部件為不銹鋼材料制成，藍寶石光學窗鑲嵌在其中，并且，該藍寶石光學窗11可以為圓錐臺形，它的錐面用于與不銹鋼藍寶石部件21進行連接，兩個平行的平面是經(jīng)過光學拋光的，光從左邊的平面進入從右邊的平面射出，它可以耐受具有1500度高溫粉塵的轟擊；該藍寶石部件21連接鑲嵌有前固定鏡組12的鏡筒22,該鏡筒22可以通過具有一定彈性的螺紋壓圈23將所有透鏡的位置固定，其中的鏡筒是由不銹鋼材料制造的，壓圈是用有彈性的銅合金制成的；鏡筒22連接鏡頭主體24，鏡頭主體24容置設置有移動鏡組13、 14的運動組元28、 29，該鏡頭主體24之后連接用于和電視攝像機連接的安裝座211，該安裝座211可以是螺紋座，通過它與電視攝像機的內螺紋進行連接。鏡頭主體24還包含凸輪26及驅動輪25,該驅動輪25帶動凸輪26轉動，并且，運動組元28、 29連接可在凸輪26槽內滑動的撥釘27、 210。驅動輪25可以連接用以帶動驅動輪的齒輪電機組件，也可以連接驅動手輪，或者以其它形式驅動。圖2中的可更換的圓形濾光片212是根據(jù)使用的需要進行選擇性的安裝也可以不安裝，可以通過螺紋壓圏213將濾光片固定在濾光片槽內，當沒有安裝濾光片時這個螺紋壓圈213容置于安裝座中保證隨時可以裝入濾光片。
請參見圖3所示，為本實用新型的另一具體實施例，其中，更包含第二固定組30,固定組為廣角前固定組和第二固定組為長焦前固定組，該第二固定組30包含藍寶石光學窗341，藍寶石光學窗341之后設有由透鏡組成的第二前固定4竟組20,該第二固定組30通過控制固定組10 與第二固定組30相互切換的切換裝置32與固定組IO相連接。利用切 換裝置32可以保證在某一時刻固定組10和第二固定組30這兩個中只 能有一個在光路中，并且依靠切換裝置32的保障能夠很好的定位光軸， 固定組10和第二固定組30都可以受外力的驅動切入和切出，切換的過 程只是在很短的時間里完成，確保其中的一個置于在光路中。其中，固 定組10和第二固定組30的切換有很多方法，皆為現(xiàn)有技術，此處不 再進行贅述。
在本實施例中，固定組IO的該前固定鏡組12可以包含依次連接的 5個透鏡，其中，第一透鏡121為藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡 122為石英制成的正透鏡，第三透鏡123和第四透鏡124為光學玻璃制 成的正透鏡，第五透鏡125為光學玻璃制成的負透鏡。而該第二固定組 30中的第二前固定鏡組20包含依此連接的4個透鏡，其中，第一透鏡 為石英材料或藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡為光學玻璃制成的負 透鏡，第三透鏡和第四透鏡為光學玻璃制成的正透鏡，該第一固定鏡組 焦距為4.5-10mm，該第二固定鏡組焦距為20 - 35mm。這樣，當固定 組的廣角前固定組進入光路時，對于電視鏡頭來說可以獲得2.8—14的 焦距數(shù)值；當切換為第二固定鏡組的長焦前固定組時，這時鏡頭的焦距 變化范圍為12-60mm。這樣對于整個鏡頭來說其焦距變化范圍就是2.8 -60mm,變焦倍率超過20倍。
如上所述，本實用新型構思新穎，結構簡潔，使用方便，易于制造。 因此本實用新型提供一種高溫高倍率變焦距電視鏡頭，于是，依法提呈 實用新型專利的申請；然而，本實用新型以上的實施說明及附圖所示， 為本實用新型較佳實施例之一，并非以此局限本實用新型，是以，舉凡 與本實用新型的構造、裝置、特征等近似、雷同者，均應屬本實用新型
的創(chuàng)i殳目的及申^貪專利范圍之內。
權利要求1、一種耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，包含光學系統(tǒng)及用于將光學系統(tǒng)連接的輔助部件，其特征在于，該光學系統(tǒng)最前面是固定組，該固定組包含藍寶石光學窗，藍寶石光學窗之后設有由透鏡組成的前固定鏡組；該固定組之后設有可以橫向移動的兩個移動鏡組。
2、 如權利要求1所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其特征 在于，包含第二固定組，該第二固定組包含藍寶石光學窗，藍寶石光 學窗之后設有由透鏡組成的第二前固定鏡組，該第二固定組通過控制 固定組與第二固定組相互切換的切換裝置與固定組相連接。
3、 如權利要求1或2所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其 特征在于，該前固定鏡組包含依次連接的4個透鏡，其中，第一透鏡 為石英材料或藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡為光學玻璃制成的 負透鏡，第三透鏡和第四透鏡為光學玻璃制成的正透鏡。
4、 如權利要求1或2所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其 特征在于，該前固定鏡組包含依次連接的5個透鏡，其中，第一透鏡 為藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡為石英制成的正透鏡，第三透 鏡和第四透鏡為光學玻璃制成的正透鏡，第五透鏡為光學玻璃制成的 負透鏡。
5、 如權利要求4所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其特征 在于，該第二前固定鏡組包含依此連接的4個透鏡，其中，第一透鏡 為石英材料或藍寶石材料制成的正透鏡，第二透鏡為光學玻璃制成的 負透鏡，第三透鏡和第四透鏡為光學玻璃制成的正透鏡，該第一固定 鏡組焦距為4.5 - 10mm，該第二固定鏡組焦距為20 - 35mm。
6、 如權利要求1所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其特征 在于，該移動鏡組包含順序設置的正透鏡、負透鏡和正透鏡，整個移 動鏡組的焦距為10-35mm。
7、 如權利要求1所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其特征在于，兩個移動鏡組之后設有可更換的濾光片。
8、 如權利要求1所述的耐高溫高倍率變焦距電禍/鏡頭，其特征 在于，該輔助部件包括鑲嵌藍寶石光學窗的藍寶石部件，該藍寶石 部件連接鑲嵌有前固定鏡組的鏡筒，鏡筒連接鏡頭主體，鏡頭主體容 置設置有移動鏡組的運動組元，該鏡頭主體之后連接用于和電視攝像 機連接的安裝座，安裝座的另端內部容置用于安裝濾光片的螺紋壓 圈。
9、 如權利要求8所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其特征 在于，鏡頭主體還包含凸輪及驅動輪，該驅動輪帶動凸輪轉動，并且， 運動組元連接可在凸輪槽內滑動的撥釘。
10、 如權利要求9所述的耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，其特征 在于，驅動輪連接用以帶動驅動輪的齒輪電機組件。
專利摘要本實用新型一種耐高溫高倍率變焦距電視鏡頭，包含光學系統(tǒng)及用于將光學系統(tǒng)連接的輔助部件，其特征在于，該光學系統(tǒng)最前面是固定組，該固定組包含藍寶石光學窗，藍寶石光學窗之后設有由透鏡組成的前固定鏡組；該固定組之后設有可以橫向移動的兩個移動鏡組。包含第二固定組，該第二固定組包含藍寶石光學窗，藍寶石光學窗之后設有由透鏡組成的第二前固定鏡組，該第二固定組通過控制固定組與第二固定組相互切換的切換裝置與固定組相連接。采用上述結構，可以得到一種能夠工作在高溫環(huán)境中的變焦距電視鏡頭，鏡頭可以對高溫室內的情形形成圖像以便被電視攝像機接收。
文檔編號G02B15/167GK201269945SQ20082013499
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權日2008年9月9日
發(fā)明者劉恩全, 溫懷榮 申請人:北京先杰科技有限責任公司