[发明专利]真空低温环境下摄影测量相机用的复合光学窗口

说明书

本发明公开了一种航天器形变测量时设置在保护舱内的摄影相机用复合光学窗口，由通过胶粘方式结合成一体的内环窗口和外环窗口两部分构成，其中，内环窗口采用A1级别或更高级别的熔融石英玻璃制成，外环采用普通石英玻璃，内环窗口与外环窗口之间的分界面与窗口表面法线呈10°倾角，主要起到对入射到保护舱内的光线进行全反射作用，避免杂闪光进入到相机镜头内。本发明能够明显克服保护舱窗口对摄影相机工作时的影响，消除在摄影测量过程中由于窗口对闪光灯反射而导致拍摄图像的过曝现象发生，满足需要采用密闭光学窗口的特殊环境下的摄影测量应用需求。

技术领域

本发明属于光学测试技术领域，具体涉及到一种测量相机中的部件，特别是光学窗口。

背景技术

在真空低温环境下，采用摄影测量方法对航天器形变进行测量时，需要将摄影测量相机在容器内于不同位置对试件进行拍摄，然后进行测量，该步骤是真空低温环境下进行摄影测量的重要保证。由于摄影测量相机不能直接在真空低温环境下使用，因此需要设计有专用的保护舱。例如参见图1，图1显示了摄影测量相机的保护舱结构图，其中，保护舱4上安装有光学投射窗口1，主要起到提供无畸变视场和密封舱体的作用。在摄影测量相机工作过程中，相机配置的强闪光灯2会在相机镜头3快门打开的同时发出闪光。

目前国内在真空低温环境下，用于摄影测量的保护舱采用的都是传统光学窗口，在工作过程中，闪光灯发出的强闪光会经过窗口玻璃反射到摄影测量相机镜头内，导致拍摄的数字相片部分区域曝光，影响到相机拍摄效果，出现测量误差。特别对于热真空试验，如果拍摄效果差，可能导致试验数据误差大，影响试验成功。

因此，需要研制一种摄影测量相机使用的复合光学窗口，能够利用全反射原理将闪光灯发射的杂闪光反射，获得最佳的拍摄效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种摄影测量相机使用的复合光学窗口，复合光学窗口用于真空低温环境下的摄影测量相机的保护舱中，主要用于提供精密、无畸变的拍摄。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

航天器形变测量时设置在保护舱内的摄影相机用复合光学窗口，由通过胶粘方式结合成一体的内环窗口和外环窗口两部分构成，其中，内环窗口采用A1级别或更高级别的熔融石英玻璃制成，外环采用普通石英玻璃，内环窗口与外环窗口之间的分界面与窗口表面法线呈10°倾角，其中，内环窗口在窗口内表面一侧的直径大于在窗口外表面一侧的直径，主要起到对入射到保护舱内的光线进行全反射作用，避免杂闪光进入到相机镜头内。

其中，内环窗口与外环窗口之间采用光胶结合成一体。

其中，内环窗口的平行度不大于5，窗口双面平面度优于λ/10，λ＝633nm。

进一步地，内环窗口的表面质量为10-5。

外环窗口的平行度不大于1′，表面质量为20-10。

本发明能够明显克服保护舱窗口对摄影相机工作时的影响，消除在摄影测量过程中由于窗口对闪光灯反射而导致拍摄图像的过曝光现象发生，满足需要采用密闭光学窗口的特殊环境下的摄影测量应用需求。

附图说明

图1为现有技术中摄影测量相机的保护舱的结构示意图；

其中，1为光学窗口；2为闪光灯；3为相机镜头；4为保护舱；

在工作状态下，保护舱位于真空环境模拟器内，保护舱内为大气常温环境，保护舱外为真空低温环境；

图2为本发明一具体实施方式中用于摄影测量相机的复合光学窗口的结构示意图；

图3(a)为闪光灯光线在现有技术窗口内的光路示意图；

图3(b)为闪光灯光线在本发明的复合窗口内的光路示意图。