一种适用于临近空间的可见光镜头光学结构制造技术

本实用新型专利技术属于可见光成像技术领域，公开了一种适用于临近空间的可见光镜头光学结构，设置有：保护玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片；所述保护玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片依次同轴排列，且透镜光焦度分别为负、正、正、负、正、正、负；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为球面镜。本实用新型专利技术的光学结构、镜片的材料、厚度、光焦度设计合理，成像质量很高，且具有良好的高低温（

【技术实现步骤摘要】
一种适用于临近空间的可见光镜头光学结构


[0001]本技术属于可见光成像
，尤其涉及一种适用于临近空间高度的可见光镜头光学结构。

技术介绍

[0002]在无人机的高空飞行中，常常需要在临近空间（6万米）和地面之间来回飞行，工作环境复杂。在临近空间飞行时，处于接近真空，高低温变化的环境中，而在地面附近飞行时处于常压，沙尘等环境中，迫切需求一款能适用于上述复杂多变环境的镜头，使得成像清晰稳定。
[0003]该情况下对镜头的结构设计，镜片材料的选取，厚度，光焦度的设计，镜片的加工精度和装配工艺等都提出了极为严格的要求，比如在真空环境中对光学玻璃材料中的气泡数量和大小需严格限定，否则容易引起镜片变形，甚至破裂，光束遇到气泡后散射，成像模糊。另外对镜片的厚度直径比也需综合考虑，防止在真空环境振动中镜片破裂。
[0004]目前市面上尚无满足上述复杂多变环境的镜头，本技术提供了一种适用于临近空间的可见光无热化镜头光学结构，在临近空间和地面附近来回切换使用环境时，镜头成像清晰稳定，且防霉菌、防潮湿、防盐雾等，满足了该领域的应用需求。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本技术提供了一种适用于临近空间的可见光镜头光学结构。
[0006]本技术是这样实现的，一种适用于临近空间的可见光镜头光学结构设置有：
[0007]保护玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片；
[0008]所述保护玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片依次同轴排列，且透镜的光焦度分别为负、正、正、负、正、正、负；
[0009]所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为球面镜。
[0010]进一步，所述保护玻璃为平板玻璃，镀三防膜，防霉菌、防潮湿、防盐雾。通光孔径为11mm-15mm，厚度为1mm-3mm；
[0011]所述第一透镜为负透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.1-0.2，通光孔径为7mm-11mm，厚度为1mm-3mm，R1为9 mm
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18mm，R2为3mm
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6mm；
[0012]所述第二透镜为正透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.08-0.11，通光孔径为4mm-8mm，厚度为1mm-3mm，R1为16 mm
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30mm，R2为5 mm
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10mm；
[0013]所述第三透镜为正透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.02-0.04，通光孔径为3mm-7mm，厚度为1mm-3mm，R1为4 mm
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7mm，R2为3mm
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6mm；
[0014]所述第四透镜为负透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.05-0.07，通光孔径为
1mm-5mm，厚度为1mm-3mm，R1为2mm
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4mm，R2为3mm
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6mm；
[0015]所述第五透镜为正透镜，呈双凸式结构，光焦度绝对值为0.1-0.2，通光孔径为3mm-7mm，厚度为1mm-3mm，R1为11 mm
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22mm，R2为6 mm
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12mm；
[0016]所述第六透镜为正透镜，呈双凸式结构，光焦度绝对值为0.1-0.2，通光孔径为3mm-7mm，厚度为1mm-3mm，R1为8 mm
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15mm，R2为3 mm
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6mm；
[0017]所述第七透镜为负透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.1-0.2，通光孔径为2mm-6mm，厚度为0.5mm-2mm，R1为2 mm
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5mm，R2为8mm
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15mm；
[0018]所述滤光片，是在平板玻璃上镀450~650nm的滤光膜，通光孔径为4mm-7mm，厚度为0.5mm-2mm。
[0019]进一步，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的厚度直径比至少为0.16。
[0020]结合上述的所有技术方案，本技术所具备的优点及积极效果为：
[0021]第一、本技术的相对孔径F/3，光学系统的结构、镜片的材料、厚度、光焦度选取合理，在临近空间（6万米）的高度仍能清晰稳定成像。
[0022]第二、本技术在高低温（-50~+70℃）真空和常压条件下均有较高的成像质量（如图2 的MTF曲线图所示），无需重新调焦，可靠性高。
[0023]第三、本技术的曲面均为球面，加工、装配、检测技术成熟，成本较低。
[0024]第四、本技术的相对照度均匀（如图3所示），无渐晕，像面上入射光线的最大入射角控制在30
°
以内。
[0025]第五、本技术的视场角≥
±
33.5
°
，可适配1/4英寸及以下的探测器，畸变相对较小，在-50~+70℃真空和常压条件下，全视场内畸变小于5%（如图4所示），具有良好的成像质量。
[0026]第六、本技术的波段为450nm~650nm，可以适配可见光黑白或彩色探测器。
[0027]第七、本技术的后焦距BFL（第七透镜后表面中心到像面的距离）较大，BFL＞4mm，方便调试。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本技术实施例提供的适用于临近空间的可见光镜头光学结构的结构示意图；
[0030]图中：1、保护玻璃；2、第一透镜；3、第二透镜；4、第三透镜；5、第四透镜； 6、第五透镜；7、第六透镜；8、第七透镜；9、滤光片。
[0031]图2是本技术实施例提供的-50~+70℃真空和常压条件下的成像质量对比图；
[0032]其中：A、20℃时的真空条件下；B、20℃时的常压条件下；C、-50℃时的真空条件下；D、-50℃时的常压条件下；E、70℃时的真空条件下；F 、70℃时的常压条件下。
[0033]图3是本技术实施例提供的相对照度效果图。
[0034]图4是本技术实施例提供的-50~+70℃的真空和常压条件下的畸变图；
[0035]其中：G、-50℃时真空和常压下；H、20℃时真空和常压下；I、70℃时真空和常压下。
[0036]图5本技术实施例提供的光学系统点列图，全视场的弥散斑半径RMS接近艾里斑，成像质量较高。
[0037]图6本技术实施例提供的光学调制传递函数（MTF）曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于临近空间的可见光镜头光学结构，其特征在于，所述适用于临近空间的可见光镜头光学结构设置有：保护玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片；所述保护玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、滤光片依次同轴排列，且透镜光焦度分别为负、正、正、负、正、正、负；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为球面镜。2.如权利要求1所述的适用于临近空间的可见光镜头光学结构，其特征在于，所述保护玻璃为平板玻璃，镀有防霉菌、防潮湿、防盐雾三防膜，通光孔径为11mm-15mm，厚度为1mm-3mm。3.如权利要求1所述适用于临近空间的可见光镜头光学结构，其特征在于，所述第一透镜为负透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.1-0.2，通光孔径为7mm-11mm，厚度为1mm-3mm，R1为9 mm
ꢀ-
18mm，R2为3mm
ꢀ-
6mm；所述第二透镜为正透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.08-0.11，通光孔径为4mm-8mm，厚度为1mm-3mm，R1为16 mm
ꢀ-
30mm，R2为5 mm
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10mm；所述第三透镜为正透镜，呈弯月式结构，光焦度绝对值为0.02-0.04，通光孔径为3mm-7mm，厚度为1mm-3mm，R1为4 mm
ꢀ-
7mm，R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朋涛，刘涛，
申请(专利权)人：西安杰邦科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：