CN109407275B - 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 (3)
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由正月牙透镜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组成;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;正月牙透镜A朝向物侧面的曲率半径为15mm<R<20mm、折射率为1.52,朝向像侧面的曲率半径为190mm<R<200mm、折射率为1.00;负透镜B朝向物侧面的曲率半径为5mm<R<10mm、折射率为1.90,朝向像侧面的曲率半径为2mm<R<7mm、折射率为1.00;负透镜C朝向物侧面的曲率半径为5mm<R<10mm、折射率为1.88,朝向像侧面的曲率半径为2mm<R<7mm、折射率为1.00;双凸透镜D朝向物侧面的曲率半径为10mm<R<15mm、折射率为1.92,朝向像侧面的曲率半径为12mm<R<17mm、折射率为1.00;负透镜E朝向物侧面的曲率半径为4mm<R<9mm、折射率为1.80,朝向像侧面的曲率半径为1mm<R<6mm、折射率为1.00;双凸透镜F朝向物侧面的曲率半径为1mm<R<6mm、折射率为1.81,朝向像侧面的曲率半径为4mm<R<9mm、折射率为1.00;双凸透镜G朝向物侧面的曲率半径为5mm<R<10mm、折射率为1.76,朝向像侧面的曲率半径为15mm<R<20mm、折射率为1.00;负透镜H朝向物侧面的曲率半径为3mm<R<8mm、折射率为1.92,朝向像侧面的曲率半径为1mm<R<5mm、折射率为1.00;双凸透镜I朝向物侧面的曲率半径为8mm<R<13mm、折射率为1.76,朝向像侧面的曲率半径为5mm<R<10mm、折射率为1.00。
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。
3.一种如权利要求1-2任一所述的低畸变轻巧高清镜头的成像方法,其特征在于,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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