[发明专利]一种用于高温窑炉内部成像的内窥镜装置

说明书

本发明公开了一种用于高温窑炉内部成像的内窥镜装置，包括：正入射视窗、斜入射视窗、内窥镜物镜和内窥镜中继镜；正入射视窗在保证通光的同时将内窥镜物镜与外界高温隔离开；斜入射视窗将侧方斜入射光转变为正入射光进入物镜，同时将内窥镜物镜与外界高温隔离；内窥镜物镜位于正入射视窗或斜入射视窗之后，内窥镜物镜将视场范围内的入射光成像到内窥镜中继镜前；内窥镜中继镜将内窥镜物镜所成的像延伸，用于后续成像。通过斜入射视窗和正入射视窗相结合的方式，采用同一内窥镜物镜和内窥镜中继镜成像，实现了前向180度无死角的成像，克服了高温窑炉内部高温工况，在不影响窑炉正常工作的同时，对窑炉内部进行实时成像，及时发现窑炉内部缺陷。

本申请是名为《一种用于高温窑炉内部成像的内窥镜装置》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2020年04月20日，申请号为202010313670.4。

技术领域

本发明涉及传统光学设计领域，特别是涉及一种用于高温窑炉内部成像的内窥镜装置。

背景技术

高温窑炉内窥镜由于需要在窑炉内部高温环境下工作，且内窥镜需要具备一定的长度使照相设备远离高温窑炉，另外内窥镜直径也不宜过大，这使得高温窑炉内窥镜的设计需要考虑较多的材料和外形尺寸因素。

由于窑炉内部的温度极高，即使有水冷装置，内窥镜物镜也无法直接在窑炉内部工作。而照相设备对环境温度更为敏感，距离窑炉过近会导致照相设备无法正常工作。另外过大的开孔对于窑炉内部温控不利，过粗的内窥镜无法通过窑炉开孔正常工作。

因此，如何设计制造一款能够在高温条件下工作，具有较长的机械长度，并且直径较小的内窥镜系统，是业界亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的是提供一种用于高温窑炉内部成像的内窥镜装置，可解决高温窑炉在工作期间，由于内部温度较高，一般镜头难以在高温窑炉工作期间对窑炉内部成像，不能及时发现内部缺陷的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于高温窑炉内部成像的内窥镜装置，包括：正入射视窗、斜入射视窗、内窥镜物镜和内窥镜中继镜；

正入射视窗用于通光，并将内窥镜物镜与外界高温隔离；

斜入射视窗用于将侧方斜入射光转变为正入射光，并进入内窥镜物镜，同时将内窥镜物镜与外界高温隔离；斜入射视窗的视场为相对于内窥镜物镜的光轴-90°～-40°及40°～90°视场；斜入射视窗的视场与正入射视窗的视场-40°～40°视场相衔接，构成-90°～90°的前半球视场；

内窥镜物镜位于正入射视窗或所述斜入射视窗之后；内窥镜物镜用于将相对于所述内窥镜物镜的光轴-40°～40°范围内的入射光成像到内窥镜中继镜前；

内窥镜物镜包括依次放置的第一单透镜、第二单透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜和第三单透镜；

第一单透镜与第二单透镜形成合理的光焦度分配，减少高级像差的产生；

第一双胶合透镜用于矫正色散，并引入负球差来矫正系统球差；

第二双胶合透镜用于矫正色散，并对场曲进行矫正；

第三单透镜通过矫正球差使内窥镜物镜的像差与内窥镜中继镜的像差相互抵消；

内窥镜中继镜用于将内窥镜物镜所成的像延伸，用于后续成像；内窥镜中继镜的直径为一英寸。

进一步地，正入射视窗为第一平板玻璃。

进一步地，第一平板玻璃为蓝宝石玻璃。

进一步地，斜入射视窗包括第二平板玻璃和反射镜，二者组合将斜入射光转变为正入射光进入所述内窥镜物镜。