[发明专利]一种航天用光学镜头

说明书

本发明公开一种航天用光学镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，光阑，第七透镜，第八透镜，第九透镜，第十透镜，第一透镜与第二透镜均为凸向物方的负弯月透镜，第三透镜为凸向像方的负弯月透镜或者双凹透镜，第四透镜为凸向像方的正弯月透镜，第五透镜为凸向物方的正弯月透镜或者平凸透镜或者双凸透镜，第六透镜为凸向物方的正弯月透镜，第七透镜为双凸透镜，第八透镜为平凹透镜或者双凹透镜，第九透镜为双凸透镜，第十透镜为双凸透镜，所有透镜无胶合，其中第一透镜和第十透镜为单面非球面透镜，由此本发明公开的光学镜头可实现大视场、低畸变、消热差。

技术领域

本发明涉及光学设计技术领域，尤其涉及一种航天用光学镜头。

背景技术

随着航天事业向更高水平发展，针对航天员舱外活动以及航天器飞行环境等特殊航天活动，需要安置一个可工作于外太空环境中的摄像装置，而且摄像装置配置的光学系统除了须具备大视场与低畸变的特点之外，还需要确保其在载机运行起落、温度剧烈变化和高通量宇宙辐射等条件下的成像性能均能保持稳定，因此开发一种综合考虑重量、结构耐冲击、温度稳定性、抗辐射的大视场、低畸变航天用光学镜头很有必要。

现有的广角光学系统多采用多透镜的折射式结构，在增大视场角的同时，能够保证结构紧凑，但是光学系统视场角度的增大会带来严重的畸变，影响边缘视场的成像质量，为了保证的摄像装置的成像品质、低畸变，同时达到足够的视场角，大视场光学镜头多用塑料非球面透镜实现畸变校正，如申请号为CN200910099703.3的中国专利公开的一种超广角百万像素车载镜头，包括两个透镜群组和光阑，从物方开始依次设有：具有负光焦度的前透镜群组、光阑和具有正光焦度的后透镜群组。所述的前透镜群组由两个具有负光焦度的第一、第二透镜和一个具有正光焦度的第三透镜组成；所述的后透镜群组由一个胶合镜片组和一个具有正光焦度的第六透镜组成，同时第二透镜和第六透镜为非球面镜片，且至少有一面含有非球面镜面，采用了两片塑料材质的非球面镜片进行像差校正。

然而，透镜的两个表面均为非球面，不利于光学加工中保证透镜的中心偏差，此外，对于能够在外太空环境下清晰成像、稳定工作的光学镜头，需要充分考虑到它们所承受的温度、压力及太阳辐射与地面相差极大，这些因素会引起折射式光学材料的折射率、厚度等参数发生变化，从而引起成像质量的变化，因此，现有技术中的双胶合透镜不利于外太空环境下长时间工作，无法满足外太空环境的辐射适应性、温度变化以及卫星发射过程中对光学系统的冲击振动要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大视场、低畸变、消热差的航天用光学镜头，旨在解决现有技术中，光学透镜无法在外太空环境下长时间工作，无法满足外太空环境的辐射适应性、温度变化以及卫星发射过程中对光学系统的冲击振动要求的问题。

本发明实施例提供了一种大视场、低畸变、消热差的航天用光学镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，光阑，第七透镜，第八透镜，第九透镜，第十透镜，所述第一透镜为凸向物方的负弯月透镜，所述第二透镜为凸向物方的负弯月透镜，所述第三透镜为凸向像方的负弯月透镜或者双凹透镜，所述第四透镜为凸向像方的正弯月透镜，所述第五透镜为凸向物方的正弯月透镜或者平凸透镜或者双凸透镜，所述第六透镜为凸向物方的正弯月透镜，所述第七透镜为双凸透镜，所述第八透镜为平凹透镜或者双凹透镜，所述第九透镜为双凸透镜，所述第十透镜为双凸透镜，通过十片透镜的折射，能够现在镜头的大视场，所述第一透镜的朝向物方的表面和第十透镜的朝向像方的表面为非球面，非球面透镜实现畸变校正，所有透镜均为分离式结构，相比双胶合透镜，在外太空环境不易变形，更加适合长时间在外太空工作。

进一步地，所述第一至第十透镜均为玻璃或晶体材料。

进一步地，所述第一透镜和第十透镜均为玻璃单面非球面镜片，有利于光学加工中保证透镜的中心偏差，同时也很好的校正了各项像差。