CN109407275A - 一种低畸变轻巧高清镜头及其成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低畸变轻巧高清镜头，所述镜头的光学***中沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I。该光学***适用于分离测量传感器的高性能、紧凑型、轻巧型、宽温度适用范围，具有低成本、低功耗，可实现对空间目标清晰成像的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种低畸变轻巧高清镜头及其成像方法。
背景技术
我国空间光学遥感技术从航空遥感发展到以人造卫星、宇宙飞船和航天飞机为运载工具的航天遥感，在地球资源勘探、灾害预防、军事勘察等领域中发挥着重要的作用。遥感技术获取资料的形式成像方式指摄影和扫描方式。其中光学部件必须满足一定分条件，是不可或缺的重要组成部分。
目前多数短焦镜头存在重量较大，畸变较大，视场分辨率低等不足，镜头的设计不仅要考虑降低运载成本更要保证成像效果。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种结构简单的低畸变轻巧高清镜头及其成像方法。
本发明的技术方案是，一种低畸变轻巧高清镜头，所述镜头的光学***中沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I。
进一步的，所述正月牙透镜A与负透镜B之间的空气间隔为0.08mm，负透镜B与负透镜C之间的空气间隔为1.06mm，负透镜C与双凸透镜D之间的空气间隔为0.51mm，双凸透镜D与负透镜E之间的空气间隔为0.12mm，负透镜E与双凸透镜F之间的空气间隔为0.12mm，双凸透镜F与双凸透镜G之间的空气间隔为0.08mm，双凸透镜G与负透镜H之间的空气间隔为0.08mm，负透镜H与双凸透镜I之间的空气间隔为0.21mm。
进一步的，所述镜头的机械结构包括主镜筒，主镜筒内部沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I；主镜筒前端的外螺纹螺接有前保护镜盖，前保护镜盖前端的外螺纹螺接有前保护片压圈，前保护片压圈与前保护镜盖之间设有前保护片；正月牙透镜A前端设有前压圈；所述正月牙透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈，所述双凸透镜D与负透镜E之间设有DE隔圈，所述双凸透镜F与双凸透镜G之间设有FG隔圈，所述双凸透镜G与负透镜H之间设有GH隔圈；后镜盖安装于主镜筒后端，可实现对镜头的整体保护。
一种低畸变轻巧高清镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I后成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：具有低成本、低功耗、高性能、紧凑型、宽温度适用范围的优点，可实现对空间目标高分辨率、低畸变率成像。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为本发明实施例光学***示意图。
图2为本发明实施畸变图。
图3为本发明实施20℃特征频率图。
图4为本发明实施-50℃特征频率图。
图5为本发明实施+90℃特征频率图。
图6为本发明实施例机械装配总图。
图中：A正月牙透镜A、B负透镜B、C负透镜C、D双凸透镜D、E负透镜E、F双凸透镜F、G双凸透镜G、H负透镜H、I双凸透镜I。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1～6所示，一种低畸变轻巧高清镜头，所述镜头的光学***中沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I。
在本实施例中，所述正月牙透镜A与负透镜B之间的空气间隔为0.08mm，负透镜B与负透镜C之间的空气间隔为1.06mm，负透镜C与双凸透镜D之间的空气间隔为0.51mm，双凸透镜D与负透镜E之间的空气间隔为0.12mm，负透镜E与双凸透镜F之间的空气间隔为0.12mm，双凸透镜F与双凸透镜G之间的空气间隔为0.08mm，双凸透镜G与负透镜H之间的空气间隔为0.08mm，负透镜H与双凸透镜I之间的空气间隔为0.21mm。
在本实施例中，所述镜头的机械结构包括主镜筒1，主镜筒内部沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I；主镜筒前端的外螺纹螺接有前保护镜盖2，前保护镜盖前端的外螺纹螺接有前保护片压圈3，前保护片压圈与前保护镜盖之间设有前保护片4；正月牙透镜A前端设有前压圈5；所述正月牙透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈6，所述双凸透镜D与负透镜E之间设有DE隔圈7，所述双凸透镜F与双凸透镜G之间设有FG隔圈8，所述双凸透镜G与负透镜H之间设有GH隔圈9；后镜盖10安装于主镜筒后端，可实现对镜头的整体保护，结构紧凑，轻巧，总长小于17mm，光学***总重：7.1g；光学结构具有广角特征、体积小、分辨率高，且保证-50°~ +90°分辨率不变；具有紧凑型、低畸变率成像的特点，光学***可适用于分离测量传感器。镜头有高性能、紧凑型、宽温度适用范围，具有低成本、低功耗，可实现对空间目标清晰成像的功能镜头进行无热化设计，在无-50℃~90℃工作环境下，成像质量良好，实现宽温度适宜范围。
一种低畸变轻巧高清镜头的成像方法，按以下步骤进行：光线自左向右依次经正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I后成像。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学***达到了如下的光学指标：
a)光谱范围：400nm～700nm可见光波段；
b)视场要求（2ω）：
1.水平视场：75°+5°0°；
2.垂直视场：60°+5°0°；
c)相对孔径：F/2.5；
d)传函（奈奎斯特频处227lp/mm）：≥0.2（0.7视场），≥0.15（全视场）；
e)相对畸变：≤2.5%（全视场）；
f)倍率色差：1μm（全视场）；
g)光学***总重：7.1g（包括镜片、镜筒，不包括保护镜）；
h)光学总长：14mm；
i)工作温度：-50℃～+90℃，做无热化分析与设计；
在本实施例中，各镜片的参数如下表所示：
在本实施例中，图2至图5可以看出奈奎斯特频处227lp/mm时：0.7视场调制传递函数（MTF）≥0.2，全视场调制传递函数（MTF）≥0.15，***畸变小于2.5%，满足***高清成像。由此可见，本发明能够满足***低畸变和高分辨率的要求。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种低畸变轻巧高清镜头，其特征在于：所述镜头的光学***中沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I。
2.根据权利要求1所述的低畸变轻巧高清镜头，其特征在于：所述正月牙透镜A与负透镜B之间的空气间隔为0.08mm，负透镜B与负透镜C之间的空气间隔为1.06mm，负透镜C与双凸透镜D之间的空气间隔为0.51mm，双凸透镜D与负透镜E之间的空气间隔为0.12mm，负透镜E与双凸透镜F之间的空气间隔为0.12mm，双凸透镜F与双凸透镜G之间的空气间隔为0.08mm，双凸透镜G与负透镜H之间的空气间隔为0.08mm，负透镜H与双凸透镜I之间的空气间隔为0.21mm。
3.根据权利要求1所述的低畸变轻巧高清镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构包括主镜筒，主镜筒内部沿光线从左到右入射方向依次设置有正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I；主镜筒前端的外螺纹螺接有前保护镜盖，前保护镜盖前端的外螺纹螺接有前保护片压圈，前保护片压圈与前保护镜盖之间设有前保护片；正月牙透镜A前端设有前压圈；所述正月牙透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈，所述双凸透镜D与负透镜E之间设有DE隔圈，所述双凸透镜F与双凸透镜G之间设有FG隔圈，所述双凸透镜G与负透镜H之间设有GH隔圈；后镜盖安装于主镜筒后端，可实现对镜头的整体保护。
4.一种低畸变轻巧高清镜头的成像方法，其特征在于，采用如权利要求1-3所述的任一种低畸变轻巧高清镜头，并按以下步骤进行：光线自左向右依次经正月牙透镜A、负透镜B、负透镜C、双凸透镜D、负透镜E、双凸透镜F、双凸透镜G、负透镜H、双凸透镜I后成像。
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