CN217085384U - 一种红外光谱同轴变倍镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及镜头技术领域，尤其是指一种红外光谱同轴变倍镜头，包括主变倍镜头以及光谱共焦镜头，光谱共焦镜头包括光谱测头以及光谱共焦镜片模组，光谱测头包括光源以及光谱接收器，光源用于发出不可见光，主变倍镜头包括像方、主变倍镜片模组、第一分光件以及前端镜片模组；光源发出的不可见光经过光谱共焦镜片模组后达到第一分光件，经由第一分光件将不可见光反射到前端镜片模组，不可见光经过前端镜片模组后到达物面，物面再将不可见光原路反射回到光谱接收器；物面依次经由前端镜片模组、第一分光件、主变倍镜片模组后成像于像方。本实用新型提供的一种红外光谱同轴变倍镜头，可以有效提高测量效率，且不影响物面的成像。

Description

一种红外光谱同轴变倍镜头

技术领域

本实用新型涉及镜头技术领域，尤其是指一种红外光谱同轴变倍镜头。

背景技术

光谱共焦镜头是目前工业应用中重要的测量结构，通过将光谱共焦镜头的对焦作用，辅助变倍镜头实现更精、更准的测量产品的目的。

目前常用的变倍镜头与光谱共焦镜头的结构组合方式有两种，一是光谱公共焦镜头与变倍镜头是独立的两个结构，便于组装，但是在测量时，需要先将光谱共焦镜头转移到产品的上方进行对焦测量后，再移动变倍镜头到产品的上方进行产品的参数测量，这个过程，除了效率慢之外，光谱共焦镜头和变倍镜头对位的产品不一定能够完全重合，因此容易产生测量误差；另一种方式是采用同轴组装的方式，即使光谱共焦镜头发出的光先经过变倍镜头的前端镜片组，再到产品，变倍镜头和光谱共焦镜头公用前端镜片组，这样，便不用在测量时移动光谱共焦镜头和变倍镜头，并且测量以及对焦的是同一位置，可以提高效率，也可以提高测量准确性。

但是，上述的第二种方式，多数光谱共焦镜头采用的是可见光，通过可见光在产品的面上形成的光程差来实现对产品的测量，那么在可见光到达产品上时，必然会存在一光斑，通过变倍镜头观测产品时，产品上便会有至少一光斑影响产品的成像，最终影响测量效果。

发明内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种红外光谱同轴变倍镜头，采用不可见光的光谱共焦镜头，避免在物面产生光斑而影响成像效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种红外光谱同轴变倍镜头，包括主变倍镜头以及光谱共焦镜头，所述光谱共焦镜头包括光谱测头以及光谱共焦镜片模组，所述光谱测头包括光源以及光谱接收器，所述光源用于发出不可见光，所述主变倍镜头包括像方、主变倍镜片模组、第一分光件以及前端镜片模组；所述光源发出的不可见光经过光谱共焦镜片模组后达到所述第一分光件，经由第一分光件将不可见光反射到所述前端镜片模组，不可见光经过所述前端镜片模组后到达物面，物面再将不可见光原路反射回到所述光谱接收器；所述物面依次经由前端镜片模组、第一分光件、主变倍镜片模组后成像于所述像方。

优选的，所述光源发出的不可见光为红外光。

优选的，所述第一分光件的分光面设置有第一镀膜；所述第一镀膜对波段为730nm-1000nm的红外光的反射率R>99％；所述第一镀膜对可见光的分光比为R：T＝5：5。

优选的，所述红外光谱同轴变倍镜头还包括同轴光源，所述同轴光源发出的可见光经所述第一分光件反射到所述前端镜片模组，可见光经过前端镜片模组后到达物面，可见光经由物面反射并依次经过前端镜片模组、第一光件和主变倍镜片模组后到达像方，可见光用于辅助物面的照明。

优选的，所述光谱共焦镜头还包括第二分光件，所述第一分光件和所述第二分光件位于同一水平线；不可见光经过所述光谱共焦镜片模组后经由所述第二分光件的反射到达所述第一分光件，所述同轴光源发出的可见光通过所述第二分光件后到达所述第一分光件。

优选的，所述第二分光件的分光面设置有第二镀膜；所述第二镀膜对波段为730nm-1000nm的红外光的反射率R>99％；

所述第二镀膜对波段为400nm-680nm的可见光的透射率T>99％。

优选的，所述光谱共焦镜头还包括前端镜筒以及与前端镜筒连通的后端镜筒，所述光谱共焦镜片模组装设于所述前端镜筒，所述第二分光件装设于所述后端镜筒；所述同轴光源装设于所述后端镜筒的一侧并与后端镜筒连通；所述后端镜筒的另一侧装设于所述主变倍镜头并与主变倍镜头连通。

优选的，所述光谱共焦镜片模组用于将不可见光转换为平行光线到所述第二分光件。

优选的，所述前端镜片模组对400nm-1000nm的波段的光的透射率T>99％。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种红外光谱同轴变倍镜头，光源发出不可见光，不可见光经过光谱共焦镜片模组后由第一分光件反射到前端镜片模组，不可见光再经由前端镜片模组到达物面，物面再将不可见光反射并依次经过前端镜片模组、第一分光件、光谱共焦镜片模组后回到光谱测头的光谱接收器，由于每个具有一定厚度的产品至少会有两个物面，那么两个物面之间反射回到光谱接收器的不可见光之间便会产生一定的光程差，从而可以根据物面反射的光程以及光程差测出物品的高度、厚度等，实现为主变倍镜头的对焦以及辅助测量的目的。本实用新型的光谱共焦镜头与主变倍镜头公用前端镜片模组，可以同时对物面进行对焦以及测量，可以有效提高测量效率，且可以避免移动过程中产生的测量误差，同时，光源采用不可见光，不会在物面形成光斑，不影响物面的成像，从而可以提高主变倍镜头的测量精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖面图。

在图1至图2中的附图标记包括：

1-主变倍镜头，2-光谱测头，3-光谱共焦镜片模组，4-像方，5-主变倍镜片模组，6-第一分光件，7-前端镜片模组，8-同轴光源，9-第二分光件，10-前端镜筒，11-后端镜筒。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

本实施例提供的一种红外光谱同轴变倍镜头，如图1和图2，包括主变倍镜头1以及光谱共焦镜头，所述光谱共焦镜头包括光谱测头2以及光谱共焦镜片模组3，所述光谱测头2包括光源以及光谱接收器，所述光源用于发出不可见光，所述主变倍镜头1包括像方4、主变倍镜片模组5、第一分光件6以及前端镜片模组7；其中，所述光源发出的不可见光经过光谱共焦镜片模组3后达到所述第一分光件6，经由第一分光件6将不可见光反射到所述前端镜片模组7，不可见光经过所述前端镜片模组7后到达物面，物面再将不可见光原路反射回到所述光谱接收器；所述物面依次经由前端镜片模组7、第一分光件6、主变倍镜片模组5后成像于所述像方4。可选的，所述光谱共焦镜片模组3用于将不可见光转换为平行光线到所述第二分光件9。

具体地，本实用新型的光谱共焦的光源采用不可见光，光路如图2所示，不可见光经过光谱共焦镜片模组3后由第一分光件6反射到前端镜片模组7，不可见光再经由前端镜片模组7的光路处理到达物面，物面再将不可见光反射并依次经过前端镜片模组7、第一分光件6、光谱共焦镜片模组3后回到光谱测头2的光谱接收器，由于每个具有一定厚度的产品至少会有两个物面，那么两个物面之间反射回到光谱接收器的不可见光之间便会产生一定的光程差，从而光谱共焦镜头可以根据物面反射的光程以及光程差测出物品的高度、厚度等，实现为主变倍镜头1的辅助对焦以及辅助测量的目的。本实施例的光谱共焦镜头与主变倍镜头1公用前端镜片模组7，可以同时对物面进行对焦以及测量，有效提高测量效率，且可以避免移动过程中产生的测量误差，同时，光源采用不可见光，不会在物面形成光斑，不影响物面的成像，从而可以提高主变倍镜头1的测量精度。

可选的，本实施例的不可见光采用的是红外光，且第一分光件6对红外光可全反射，即第一分光件6的分光面设置有第一镀膜，该第一镀膜对红外光具有高反射率，即对730nm-1000nm的波段的反射率R>99％，同时第一镀膜对可见光的分光比为R：T＝5：5，即可见光在第一分光件6的分光面有一半光能量被反射，有一半光能量直接透射出分光面，而红外光在分光面是全反射的，因此光谱共焦镜头的光源发出的红外光，到达第一分光件6后可以全部反射到物面，物面反射的红外光到达第一分光件6后，也可以全部反射回到光谱测头2，因此可以大大减少红外光在移动过程中的能量损耗，进而可以提高光谱测头2对物面的测量精度。现有技术的棱镜的分光效果，一般来说光在棱镜处会出现一部分能量反射，一部分能量透射出棱镜，这部分透射出棱镜的能量，便没有了利用的空间，在光的多次反射后，便会产生多次的能量损耗，那么最终检测到的光能量便会大大降低，对于测量物面的精度便会大打折扣，因此本实施例通过全反射的方式，减少了红外光在移动过程中的能量损耗，有助于提高本实施例的光谱镜头的对焦精度。

本实施例提供的一种红外光谱同轴变倍镜头，如图2，所述红外光谱同轴变倍镜头还包括同轴光源8，所述同轴光源8发出的可见光经所述第一分光件6反射到所述前端镜片模组7，可见光经过前端镜片模组7后到达物面，可见光经由物面反射并依次经过前端镜片模组7、第一光件和主变倍镜片模组5后到达像方4，可见光用于辅助物面的照明。

具体地，本实施例还设置有同轴光源8，同轴光源8同样与变倍镜头共用前端镜片模组7，同轴光源8发出的光经过第一分光件6的反射，再经过共用的前端镜片模组7，到达物面，为物面增加照明，物面反射的光透射第一分光件6，穿过主变倍镜片模组5后到达像方4，让使用者可以观察更清晰。另外，同轴光源8配合光谱共焦镜头的红外光，可以减少在物面上产生的光斑。

进一步的，所述光谱共焦镜头还包括第二分光件9，所述第一分光件6和所述第二分光件9位于同一水平线；不可见光经过所述光谱共焦镜片模组3后经由所述第二分光件9的反射到达所述第一分光件6，所述同轴光源8发出的可见光通过所述第二分光件9后到达所述第一分光件6。

具体地，同轴光源8和光谱共焦镜头的组装结构如图2所示，设置第二分光件9，第二分光件9的分光面设置有第二镀膜，第二镀膜对红外光也具有高反射率，即对730nm-1000nm的波段的反射率R>99％，第二镀膜对可见光具有高透射率，即对400nm-680nm的波段的可见光的透射率T>99％，同轴光源8的可见光以99％的透射率透过过第二分光件9，红外光由第二分光件9以99％的反射率反射，也就是说，同轴光源8的可见光和光谱共焦镜头的红外光均能以极低的损耗经过第二分光件9聚集到一起，辅助主变倍镜头1对焦以及照明，第二分光件9减少了红外光和可见光的能量损耗，从而可以保证同轴光源8和光谱共焦镜头在同轴的同时，还能具有较高的精度。

更进一步的，本实施例的前端镜片模组7对红外光和可见光均高透射，即前端镜片模组对400nm-1000nm的波段的光的透射率T>99％，可以保证红外光和可见光均能无损通过。

本实施例提供的一种红外光谱同轴变倍镜头，如图2，所述光谱共焦镜头还包括前端镜筒10以及与前端镜筒10连通的后端镜筒11，所述光谱共焦镜片模组3装设于所述前端镜筒10，所述第二分光件9装设于所述后端镜筒11；所述同轴光源8装设于所述后端镜筒11的一侧并与后端镜筒11连通；所述后端镜筒11的另一侧装设于所述主变倍镜头1并与主变倍镜头1连通。

具体地，光谱共焦镜头设置为两部分，可以分别进行光谱共焦镜片模组3和第二分光件9的组装，也便于与同轴光源8、主变倍镜头1镜头的组装，组装方式为现有技术，本实施例不做具体地赘述。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：包括主变倍镜头以及光谱共焦镜头，所述光谱共焦镜头包括光谱测头以及光谱共焦镜片模组，所述光谱测头包括光源以及光谱接收器，所述光源用于发出不可见光，所述主变倍镜头包括像方、主变倍镜片模组、第一分光件以及前端镜片模组；

所述光源发出的不可见光经过光谱共焦镜片模组后达到所述第一分光件，经由第一分光件将不可见光反射到所述前端镜片模组，不可见光经过所述前端镜片模组后到达物面，物面再将不可见光原路反射回到所述光谱接收器；

所述物面依次经由前端镜片模组、第一分光件、主变倍镜片模组后成像于所述像方。

2.根据权利要求1所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述光源发出的不可见光为红外光。

3.根据权利要求2所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述第一分光件的分光面设置有第一镀膜；

所述第一镀膜对波段为730nm-1000nm的红外光的反射率R>99％；

所述第一镀膜对可见光的分光比为R：T＝5：5。

4.根据权利要求1所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述红外光谱同轴变倍镜头还包括同轴光源，所述同轴光源发出的可见光经所述第一分光件反射到所述前端镜片模组，可见光经过前端镜片模组后到达物面，可见光经由物面反射并依次经过前端镜片模组、第一光件和主变倍镜片模组后到达像方，可见光用于辅助物面的照明。

5.根据权利要求4所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述光谱共焦镜头还包括第二分光件，所述第一分光件和所述第二分光件位于同一水平线；不可见光经过所述光谱共焦镜片模组后经由所述第二分光件的反射到达所述第一分光件，所述同轴光源发出的可见光通过所述第二分光件后到达所述第一分光件。

6.根据权利要求5所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述第二分光件的分光面设置有第二镀膜；

所述第二镀膜对波段为730nm-1000nm的红外光的反射率R>99％；

所述第二镀膜对波段为400nm-680nm的可见光的透射率T>99％。

7.根据权利要求5所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述光谱共焦镜头还包括前端镜筒以及与前端镜筒连通的后端镜筒，所述光谱共焦镜片模组装设于所述前端镜筒，所述第二分光件装设于所述后端镜筒；

所述同轴光源装设于所述后端镜筒的一侧并与后端镜筒连通；

所述后端镜筒的另一侧装设于所述主变倍镜头并与主变倍镜头连通。

8.根据权利要求5所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述光谱共焦镜片模组用于将不可见光转换为平行光线到所述第二分光件。

9.根据权利要求2所述一种红外光谱同轴变倍镜头，其特征在于：所述前端镜片模组对400nm-1000nm的波段的光的透射率T>99％。

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