[实用新型]一种超紧凑大视场宽光谱无热化锥形镜头光学装置

说明书

本实用新型属于光学镜头成像技术领域，公开了一种超紧凑大视场宽光谱无热化锥形镜头光学装置，由9个球面透镜和1块石英保护玻璃组成。本实用新型结构紧凑，系统长度只有46mm，所有镜片的厚度直径比大于0.12，具有抗高过载的能力；第一面曲率半径R1为25mm，系统外形为锥形，有助于总体集成和减小飞行时的空气阻力；在较小的长度限制下，实现了50°的大视场，且像方远心，最大视场CRA角小于5°，可适配1英寸及以下的探测器；光谱范围较宽，波长450~850nm；具有良好的高低温适应性（‑45℃~+65℃）；畸变较小，最大视场处的畸变小于2%，在145Lp/mm处，0.7视场MTF大于0.35，具有良好的成像质量。

技术领域

本实用新型属于光学镜头成像技术领域，尤其涉及一种超紧凑大视场宽光谱无热化锥形镜头光学装置。

背景技术

目前，在一些飞行器中需配备各类摄像头，用于观察地面和外部环境。由于飞行器内部元器件众多，预留给镜头的空间尺寸极为有限，且对于镜头的外形尺寸有特定的要求，以便集成到飞行器系统结构中。飞行器飞行时速度较快，会存在高过载的情况，有时会达到1000G以上，在此情况下镜片很容易受力碎裂，丧失成像功能，因此需要有抗高过载的光学和机械结构设计。另外在飞行时，处于高低温变化和日夜交替的环境，在地面附近飞行时处于沙尘等环境中，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。

综上，各方面限制条件较多。例如：1）尺寸较紧凑，整体长度不大于46mm；2）镜片第一面曲率半径限制为25mm，镜头外形为锥形形状；3）宽光谱：450-850nm，以便日夜共用；4）大视场：全视场角50°；5）像方远心，最大视场的CRA角度小于5°，在振动等情况下不必过于担心像面离焦；6）全球面：所有镜片为球面玻璃；7）高过载：≥1000G；8）无热化：-45~+65℃。该情况下对镜头的光学和机械结构设计，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，对镜片的厚度直径比需综合考虑，防止在高过载情况下镜片破裂，第一透镜的第一面需镀特殊的保护膜，使得镜头具有防尘，防水，防霉菌的功能。

目前市面上大视场无热化的可见光（450~650nm）镜头较多，但能同时满足上述超紧凑、大视场、宽光谱、无热化、全球面、抗高过载的锥形镜头尚无，本实用新型提供了一款能满足上述较多条件限制和复杂应用环境的镜头光学装置，填补了市场空白。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前市面上大视场无热化的可见光（450~650nm）镜头较多，但能同时满足上述超紧凑、大视场、宽光谱、无热化、全球面、抗高过载的锥形镜头尚无。

解决以上问题及缺陷的难度为：限制条件较多，应用环境复杂。

解决以上问题及缺陷的意义为：提供了一款满足上述较多条件限制和复杂应用环境的镜头光学装置，填补了市场空白。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种超紧凑大视场宽光谱无热化锥形镜头光学装置。本实用新型中镜头成像清晰稳定，视场大、光谱范围宽可日夜共用、具有抗高过载和高低温适应性，且防尘，防水，防霉菌等，满足了该领域的特殊应用需求。

本实用新型是这样实现的，一种超紧凑大视场宽光谱无热化锥形镜头光学装置，所述超紧凑大视场宽光谱无热化锥形镜头光学装置设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、保护玻璃和像面；

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、第八透镜、第九透镜、保护玻璃和像面依次同轴排列，且透镜光焦度分别为负、正、正、正、正、负、正、负、正；

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、第八透镜、第九透镜均为球面镜；