[发明专利]在水下环境中使用的光学系统

说明书

提出了一种在水下环境中使用的光学系统(10)，其中，光学系统(10)包括：以水密方式相对于周围环境(50)界定光学系统(10)内部(60)的壳体；以及具有外表面(24)的透镜(20)，其中，该壳体包括安装座(40)，其中，透镜(20)被接纳在安装座(40)中，其方式使得当光学系统(10)位于水下环境中时，透镜(20)的外表面(24)与水下环境的水处于流体接触，其中，透镜(20)的外表面(24)具有拱形形式，特别是凸面形式，优选为球面凸面形式，其中，透镜(20)具有拱形的第一接触面(28)，特别是球面接触面，并且安装座(40)具有第二接触面(48)，其中，透镜(20)布置在安装座(40)中，其方式使得当光学系统(10)的周围环境(50)的压力大于光学系统(10)内部(60)的压力时，第一接触面(28)压在第二接触面(48)上。

技术领域

本发明涉及一种在水下环境中使用的光学系统。

背景技术

在水下环境中使用的光学系统、即特别是(相机)透镜，必须承受取决于潜水深度的、作用在光学系统上的高压。通常，机械光学电气系统通过壳体封装以与水下环境的水隔开，在该壳体中准恒定(气体)压力条件占主导。应视觉上捕获周围环境或部分周围环境的光学系统需要与壳体中的周围环境(也称为光学端口)的光学透明接口。为此，光学端口包括由与水下环境直接接触的光学功能材料(通常为玻璃)制成的光学透明部件。因此，光学透明部件必须承受水下环境的高压以及压力变化，高压取决于潜水深度。

在水下环境中使用的先前已知的光学系统中，对光学透明部件的功能要求主要限于机械承载能力，即限于关于壳体内部相对于环境介质的承载能力的机械上足够的界限，其中光学成像效果尽可能中性。现有技术中包含的光学透明部件的实施例是平板或同心半月板/圆顶光学单元，它们相对于壳体保持和支撑在平面或圆锥形设计元件(例如，45°半孔口角度)上。

因此，现有技术中的光学系统的光学透明部件被用作对光学成像特性具有负面影响/非导电作用的附加部件。作为设置在光学成像系统前面的部件，光学透明部件必须具有足够的孔口以用于光学成像系统所需的成像特性。结果，光学端口的光学透明部件以及因此其暴露于环境压力的面积总是大于光学成像系统的第一透镜的功能所需尺寸。结果，考虑到由环境压力引起的并且与面积成比例的载荷来设计光学端口的透明部件的边界条件是不利的。

与现有技术相对应的光学系统的缺点在于，光学透明部件代表系统中的附加必需元件，该附加必需元件由于外部压力而处在极大载荷下，因为通常它必须比光学成像系统的第一透镜的功能所需尺寸大得多，以便为第一透镜提供足够的孔口，该光学系统制造起来复杂，特别是在保持在边缘处的变体的情况下并且仅在有限的程度上实现光学中性效果。

发明内容

本发明所基于的目的是突出一种在水下环境中使用的光学系统，该光学系统具有高机械承载能力，具有良好的光学特性并且从技术的角度来看易于生产。

该目的通过如权利要求1所述的光学系统来实现。

特别地，该目的通过一种在水下环境中使用的光学系统来实现，其中，该光学系统包括：以水密方式相对于周围环境界定该光学系统内部的壳体；以及具有外表面的透镜，其中，该壳体包括安装座，其中，该透镜被接纳在该安装座中，其方式使得当该光学系统位于水下环境中时，该外表面与水下环境的水处于流体接触，其中，该透镜的外表面具有拱形形式，特别是凸面形式，优选为球面凸面形式，其中，该透镜具有(凹或凸)拱形的第一接触面，特别是球面接触面，并且该安装座具有第二接触面，其中，该透镜布置在该安装座中，其方式使得当该光学系统的周围环境的压力大于该光学系统内部的压力时，该第一接触面压在该第二接触面上。