紅外窗透鏡組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于紅外窗的透鏡組件(10)，當(dāng)該透鏡組件安裝在殼體內(nèi)的一孔中時(shí)，通過該透鏡組件，可進(jìn)行對(duì)殼體內(nèi)設(shè)備的紅外檢查。該透鏡組件包括紅外傳輸窗格玻璃(11)，其具有兩個(gè)大致相對(duì)的表面(14)；和一抵靠所述相對(duì)表面(14)中的一個(gè)的保護(hù)格柵(12)，該格柵具有一批穿過它而形成的孔(20)，所述孔使穿過窗格玻璃可對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外檢查。第二保護(hù)格柵(12)可設(shè)置在該相對(duì)表面上，設(shè)有對(duì)正工具(21、32)以確保每個(gè)相對(duì)于另一個(gè)正確對(duì)正。
【專利說明】紅外窗透鏡組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于紅外窗的透鏡組件，更具體地說，涉及一種具有至少一個(gè)覆蓋在透鏡上的保護(hù)性格柵的透鏡組件。

【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)知道使用紅外相機(jī)來監(jiān)控電子的或其他適合的設(shè)備。這樣的設(shè)備通常位于殼體內(nèi)，以將部件與周圍環(huán)境隔離開一既為保護(hù)它們，也為了一般的安全考慮。因此，若為紅外檢查或溫度測(cè)量而接近該設(shè)備，殼體應(yīng)可拆除，或必須提供端口，通過這些端口可以觀察部件。這些紅外窗或端口必須配備有在紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)允許電磁輻射傳送的材料制成的窗格玻璃。這樣的端口能夠觀察該內(nèi)容并阻止污染物進(jìn)入。
[0003]不幸的是，制造這些窗格玻璃(或晶體)的材料的成本很高，如果要求高標(biāo)準(zhǔn)，則成本進(jìn)一步增加。材料的高成本主要?dú)w因于它們能使紅外電磁輻射穿過，但這些材料對(duì)它們?cè)庥龅牟焕車鷹l件通常僅提供有限的抵抗。這樣的不利條件導(dǎo)致透鏡由于受到?jīng)_擊或進(jìn)水而損壞，經(jīng)常被殼體內(nèi)空氣傳播的物質(zhì)，以及在殼體外側(cè)上出現(xiàn)在透鏡上的設(shè)備，尤其是紅外/熱影像照相機(jī)等損壞。贓物和油脂聚集在擦痕中最終影響紅外測(cè)量和溫度計(jì)算的精度。通常監(jiān)測(cè)周期性地進(jìn)行，而不是持續(xù)進(jìn)行，在大多數(shù)時(shí)間，該紅外窗或端口用作昂貴的防污器。
[0004]當(dāng)前的觀察用窗格玻璃通常由可溶于水并易碎的氟化鈣((?^)制成。紅外傳輸聚合體也被使用，但這也易碎，其不用適于在其中要經(jīng)常被使用的工業(yè)環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種紅外窗透鏡組件，其包括可保護(hù)窗格玻璃不被損壞的工具，從而使窗格玻璃減少被擦傷或損壞的可能性。本發(fā)明的另一目的是提供一種紅外窗透鏡組件，其限制任何仍然發(fā)生在窗格玻璃局部區(qū)域的損壞，而其余處保持其功能。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，提供一種紅外窗透鏡組件，當(dāng)透鏡組件安裝在殼體內(nèi)的一孔中時(shí)，通過該紅外窗透鏡組件進(jìn)行殼體內(nèi)設(shè)備的紅外檢查，該透鏡組件包括:
[0007]-紅外傳輸窗格玻璃，其具有兩個(gè)通常相對(duì)的表面；以及
[0008]-第一保護(hù)格柵，其靠置在所述相對(duì)表面中的一個(gè)上，并具有一批穿過其形成的孔，所述孔允許穿過該窗格玻璃對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外檢查。
[0009]所述相對(duì)表面中的一個(gè)位于朝向殼體內(nèi)部，另一個(gè)位于朝向殼體外部。所述第一格柵可根據(jù)殼體內(nèi)外部的條件設(shè)置在所述相對(duì)表面的任一個(gè)上，但通常設(shè)置在外側(cè)上，因其通常最容易損壞。優(yōu)選地，一第二格柵，與第一格柵類似或基本相同，設(shè)置在窗格玻璃的另一表面上，從而窗格玻璃得到裝備以抵御在殼體的內(nèi)部和外部存在的不利條件。這樣的條件可包括碎片、移動(dòng)可與窗格玻璃接觸的設(shè)備，以及內(nèi)外環(huán)境之間的壓力差。
[0010]所述孔的一種優(yōu)選布置是所有孔的大小和形狀相等，更優(yōu)選的是，每個(gè)孔的形狀都是規(guī)則的多邊形，邊長(zhǎng)相等。這種形狀的一批孔在外觀上和紅外透射率上是統(tǒng)一的。所述格柵的特征，例如孔的形狀、孔的尺寸以及孔之間的間隔，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說非常重要，因?yàn)樗鼈兣c組件的強(qiáng)度和穿過其的電磁輻射傳輸有關(guān)。因此，根據(jù)該紅外窗透鏡組件的應(yīng)用，可能存在最適宜的孔尺寸和間隔尺寸，因?yàn)橐恍┛赡芤筇貏e的強(qiáng)度，其他應(yīng)用需要特別的傳輸質(zhì)量。然而，為實(shí)現(xiàn)最適宜的強(qiáng)度和傳輸，孔優(yōu)選具有相同的尺寸和形狀。
[0011]最優(yōu)選的是這些孔的形狀是棋盤形布置的，這樣兩個(gè)相鄰孔通過一窄帶分隔開。這種布置使相鄰孔之間的所有帶能夠具有統(tǒng)一的厚度，該厚度在整批孔中提供統(tǒng)一的強(qiáng)度和傳輸。所述孔可以是棋盤形布置的不同形狀的結(jié)合，例如八角形和正方形，或者可以是相似的棋盤形布置的形狀，例如六角形、正方形或三角形。優(yōu)選這些孔都是六角形的，因?yàn)檫@在強(qiáng)度和傳輸之間提供了良好的平衡，而不管紅外影像照相機(jī)方位如何。
[0012]優(yōu)選該透鏡組件被支撐在一框架中，該框架適于安裝于在殼體中形成的一孔中；否則該組件可被直接支撐在該孔中。優(yōu)選地，在第一格柵和第二格柵上使用對(duì)正工具，以使第一格柵的孔與第二格柵的孔對(duì)正。這可采用不同的形式，包括形成在第一和第二格柵周邊相同位置的凹槽，其與殼體或框架上的突起相接合，如果存在的話。或者，該第一和第二工具可裝備有補(bǔ)充結(jié)構(gòu)，以確保孔在所述結(jié)構(gòu)相互配合時(shí)對(duì)正。
[0013]優(yōu)選地，窗格玻璃由能夠使電磁輻射在紅外范圍穿過的材料制成。在一種結(jié)構(gòu)中，窗格玻璃由不溶于水的紅外傳輸聚合體制成。在另一可選結(jié)構(gòu)中，窗格玻璃由例如的紅外傳輸晶體制成。
[0014]格柵可由展示出足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以給窗格玻璃提供足夠的機(jī)械保護(hù)和支撐的一種材料或多種材料的結(jié)合制成。格柵或每個(gè)格柵的框架可有利地由鋁或其他有色金屬制成，更優(yōu)選的是，此框架可用塑料涂覆。
[0015]本發(fā)明還提供一種紅外窗,包括一適于安裝在一殼體中的孔內(nèi)或該孔上的框架，以及前面所描述的透鏡組件。這樣的紅外窗可具有一安裝在該框架上的蓋以在不使用時(shí)保護(hù)該透鏡組件。可以有外蓋和內(nèi)蓋，外蓋位于殼體的外部，內(nèi)蓋位于殼體的內(nèi)部。這樣的外蓋和內(nèi)蓋可相互連接，安裝在框架上或鄰近框架安裝，并設(shè)置為在一關(guān)閉位置和一打開位置之間一致地移動(dòng)，在關(guān)閉位置，透鏡基本上隱蔽起來，而在打開位置，透鏡基本上可見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更好地理解本發(fā)明，但僅作為例子，現(xiàn)將參照附圖詳細(xì)地描述一特定實(shí)施例，其中:
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于紅外窗的透鏡組件的透視圖；
[0018]圖2為支撐該紅外窗透鏡組件的框架的主視圖；
[0019]圖3為整個(gè)紅外窗的透視圖，包括圖1中的透鏡組件。

【具體實(shí)施方式】
[0020]參照所有圖1至圖3，可以看到通常表示為10的紅外窗透鏡組件，其包括一窗格玻璃11，以及第一和第二格柵12、13。窗格玻璃11是一個(gè)圓盤，其具有相對(duì)的前和后平表面14以及圓周邊緣表面15。窗格玻璃11由聚合的或晶體的材料制成，所述材料使電磁輻射的通路可在紅外范圍內(nèi)從中穿過。第一和第二格柵12、13基本相同，并包含具有相對(duì)的前、后表面16以及圓周邊緣18的圓盤。一批六角形孔20軸向穿過每個(gè)第一和第二格柵12、13而形成。所有的孔20基本上尺寸相同，間隔距離均等，并以棋盤形布置。
[0021〕 第一和第二格柵12、13設(shè)置為抵靠窗格玻璃11的相對(duì)的平表面14，從而形成透鏡組件10。一凹槽21位于每個(gè)第一和第二格柵12、13的周邊上以及窗格玻璃11的周邊上。第一和第二格柵12、13上的兩個(gè)凹槽21相對(duì)于它們各自的六角形孔位于相同的位置。這確保每個(gè)格柵的孔在組裝時(shí)對(duì)正，因?yàn)椴粚?duì)正將增加紅外檢查的視覺障礙。
[0022]圖2和圖3顯示前述的組裝為完整層疊結(jié)構(gòu)并位于用于支撐的框架中的該透鏡組件。這些圖顯示一大致環(huán)形的框架25，其具有同心的內(nèi)、外圓周表面26、27，以及相對(duì)的內(nèi)、外表面28、29。內(nèi)圓周表面26限定一孔30，透鏡組件10位于該孔30中，該透鏡組件10被設(shè)置為抵靠在一從所述內(nèi)圓周表面26向內(nèi)延伸的環(huán)形法蘭31上。一個(gè)小的突起32從內(nèi)圓周表面26徑向向內(nèi)延伸，并從環(huán)形法蘭31軸向延伸，其將與透鏡組件10的對(duì)正的凹槽21接合。突起32與凹槽21的內(nèi)接合確保透鏡組件10無法相對(duì)于框架25旋轉(zhuǎn)，并且第一格柵12與第二格柵13無法相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。
[0023]現(xiàn)參照?qǐng)D3，其顯示一可能的紅外窗組件的例子，包括透鏡組件10、框架25和其他部件。一保持環(huán)33設(shè)置為抵靠所述框架的內(nèi)表面28定位，并使透鏡組件保持就位?？蚣?5、透鏡組件10和保持環(huán)33可位于一形成在殼體(未示出)中的孔(未示出)內(nèi)，該殼體包含要被觀察的物體。一外環(huán)35位于殼體的外部，并安裝到框架25的外表面29上。一相似的內(nèi)環(huán)36位于殼體的內(nèi)部，并安裝為覆蓋保持環(huán)33。外環(huán)35、內(nèi)環(huán)36以及保持環(huán)33通過例如螺釘(未示出)或類似緊固件等適合的工具固定到框架25上。
[0024]外蓋和內(nèi)蓋37、38安裝在框架上以在透鏡組件不使用時(shí)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。蓋37和38相互連接并安裝在框架上或與框架鄰近安裝，并設(shè)置為在一關(guān)閉位置與一打開位置之間一致地移動(dòng)，其中在關(guān)閉位置，透鏡組件基本上隱藏起來，而在打開位置，透鏡組件基本上是可見的。
[0025]所述蓋在打開和關(guān)閉位置時(shí)都可保持在框架平面中，但它們也可在它們打開時(shí)同時(shí)向相反的方向移出該平面。優(yōu)選地，所述蓋可樞轉(zhuǎn)地安裝在框架上，并在打開和關(guān)閉位置之間一致地旋轉(zhuǎn)。所述蓋可以通過一軸向延伸的銷(未示出)可旋轉(zhuǎn)地安裝到框架上，所述銷位于穿過框架同軸形成的孔(也未示出)中。這將使蓋可同時(shí)圍繞該銷旋轉(zhuǎn)而打開。所述蓋可適于共同橫向滑動(dòng)以蓋上或不蓋該透鏡?？稍诳蚣苌咸峁╂i定工具以將蓋固定在它們的關(guān)閉結(jié)構(gòu)中。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外窗,包括: 適于安裝在一殼體中的孔中的框架，所述殼體包含將進(jìn)行紅外檢查的設(shè)備；和 紅外窗透鏡組件，當(dāng)所述框架安裝在所述孔中時(shí)，通過該紅外窗透鏡組件可進(jìn)行殼體內(nèi)的設(shè)備的紅外檢查，該紅外窗透鏡組件具有可釋放地支撐在所述框架中的層疊結(jié)構(gòu)，所述層疊結(jié)構(gòu)包括: 由紅外透光材料形成的觀察窗格玻璃，所述窗格玻璃具有兩個(gè)大致相對(duì)的表面； 第一保護(hù)格柵，該第一保護(hù)格柵抵靠所述相對(duì)表面中的一個(gè)，以對(duì)所述窗格玻璃提供機(jī)械保護(hù)和支撐，所述第一保護(hù)格柵具有一批穿過其形成的孔，所述孔使得通過該窗格玻璃能夠從所述殼體外側(cè)對(duì)該殼體內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行紅外檢查；以及 設(shè)置在所述相對(duì)表面中的另一個(gè)上的大致相似的第二保護(hù)格柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外窗，其中所述孔具有相同的尺寸和形狀，并布置為規(guī)則的排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外窗，其中每個(gè)孔為邊長(zhǎng)相等的多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中所述孔均為三角形、矩形或六邊形。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中所述孔設(shè)置為棋盤形布置，以使兩個(gè)相鄰的孔通過一窄帶間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中在所述第一保護(hù)格柵與所述第二保護(hù)格柵上設(shè)置有對(duì)正工具，以使所述第一保護(hù)格柵的孔與所述第二保護(hù)格柵的孔對(duì)正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外窗，其中所述對(duì)正工具包括在所述第一保護(hù)格柵與所述第二保護(hù)格柵的周邊上的相同位置中形成的一凹槽，該凹槽與設(shè)置在所述框架上的一突起相接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅外窗，其中所述對(duì)正工具包括在所述第一保護(hù)格柵與所述第二保護(hù)格柵上的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，所述互補(bǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)置為當(dāng)所述互補(bǔ)結(jié)構(gòu)相互配合時(shí)確保所述孔對(duì)正。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的紅外窗,其中所述窗格玻璃由聚合體制成，電磁輻射通過該聚合體在紅外范圍內(nèi)可以傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中所述窗格玻璃由晶體材料制成，電磁輻射通過該晶體材料在紅外范圍內(nèi)可以傳輸。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中每個(gè)所述保護(hù)格柵均由鋁制成并涂以塑料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中在所述框架上還安裝一蓋，以在該透鏡組件不使用時(shí)保護(hù)該透鏡組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任何一項(xiàng)所述的紅外窗，其中設(shè)有外蓋和內(nèi)蓋，所述外蓋位于該殼體的外部，所述內(nèi)蓋位于該殼體的內(nèi)部；所述蓋相互連接并安裝在所述框架上或鄰近所述框架安裝，并設(shè)置為在一關(guān)閉位置與一打開位置之間一致移動(dòng)，在該關(guān)閉位置，透鏡基本上隱藏，在該打開位置，透鏡基本上可見。
【文檔編號(hào)】G02B7/02GK104391365SQ201410612535
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2007年3月20日
【發(fā)明者】馬丁·羅賓森 申請(qǐng)人:馬丁·羅賓森