CN108873227B - 大孔径轻型微光镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大孔径轻型微光镜头，包括沿光线自左向右入射方向依次设置的平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G。本发明结构设计简单、合理，可随火箭发射用于观测恒星，其具有防辐射、大孔径和轻重量等优点，具有广阔的应用前景。

Description

大孔径轻型微光镜头
技术领域
本发明涉及一种大孔径轻型微光镜头。
背景技术
随着全球对太空资源开发热潮的逐步高涨，人类对地球外层空间领域的争夺战日益加剧，对空间目标的探测和监视工作起着基础性和关键性的作用。对于随火箭发射的观测遥远恒星的微光镜头，不仅要求镜头的孔径大，而且重量要轻，现有的镜头难以达到该要求。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种大孔径轻型微光镜头，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大孔径轻型微光镜头，其特征在于：包括沿光线自左向右入射方向依次设置的平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G。
进一步的，所述正月牙透镜B采用防辐射玻璃制成,所述正月牙透镜C与正月牙透镜D均采用重磷冕玻璃制成，所述弯月负透镜E与平凹负透镜G均采用重火石玻璃制成。
进一步的，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：f/Φ≤1.38，其中f表示镜头的焦距，Φ表示镜头的通光直径。
进一步的，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：f/L≥0.77，其中f表示镜头的焦距，L表示镜头的光学总长。
进一步的，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：
Figure BDA0001765551280000011
其中fC表示正月牙透镜C的焦距，fD表示正月牙透镜D的焦距，fE表示弯月负透镜E的焦距，fF表示双凸正透镜F的焦距，fG表示平凹负透镜G的焦距；其中ΦC表示正月牙透镜C的通光直径、ΦD表示正月牙透镜D的通光直径，ΦE表示弯月负透镜E的通光直径，ΦF表示双凸正透镜F的通光直径，ΦG表示平凹负透镜G的通光直径。
进一步的，所述平凹负透镜G、双凸正透镜F、弯月负透镜E、正月牙透镜D、正月牙透镜C、正月牙透镜B依次安装于主镜筒内，所述平凹负透镜G与双凸正透镜F之间设置有FG隔圈，所述弯月负透镜E与双凸正透镜F之间设置有EF隔圈，所述弯月负透镜E与正月牙透镜D之间设置有DE隔圈，所述正月牙透镜D与正月牙透镜C之间设计有CD隔圈，所述正月牙透镜C与正月牙透镜B之间设计有BC隔圈，所述正月牙透镜B通过B片压圈压紧于主镜筒内，所述B片压圈通过螺纹副与主镜筒相连接。
进一步的，所述主镜筒通过螺纹副与前保护镜座相连接，所述平板保护玻璃A通过前保护片压圈压紧于前保护镜座内，所述前保护片压圈通过螺纹副与前保护镜座相连接。
进一步的，所述主镜筒上安装有调整垫片。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单、合理，可随火箭发射用于观测恒星，其具有防辐射、大孔径和轻重量等优点，具有广阔的应用前景。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的光路图。
图2为本发明实施例的传递函数特性曲线图。
图3为本发明实施例的场曲和畸变特性曲线图。
图4为本发明实施例的机械构造示意图。
图中：
A-平板保护玻璃A，B-正月牙透镜B，C-正月牙透镜C，D-正月牙透镜D，E-弯月负透镜E，F-双凸正透镜F，G-平凹负透镜
1-主镜筒内，2-FG隔圈，3-EF隔圈，4-DE隔圈，5-CD隔圈，6-BC隔圈，7-B片压圈压紧于主镜筒内，8-前保护镜座，9-前保护片压圈，10-调整垫片，11-后保护盖。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1～4所示，一种大孔径轻型微光镜头，其特征在于：包括沿光线自左向右入射方向依次设置的平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G。
在本发明实施例中，所述正月牙透镜B采用防辐射玻璃制成，以保护微光镜头在外太空中不受各种宇宙射线的损害；所述正月牙透镜C与正月牙透镜D均采用重磷冕玻璃制成，其既能实现二级光谱的校正又能减小球差；所述弯月负透镜E与平凹负透镜G均采用重火石玻璃制成，所述弯月负透镜E采用重火石玻璃，用来校正系统的色差，所述凹负透镜G采用重火石玻璃，其既能平衡系统的场曲，也能校正系统的色差。
在本发明实施例中，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：f/Φ≤1.38，其中f表示镜头的焦距，Φ表示镜头的通光直径；该条件有效保证本发明的通光孔径，实现对遥远恒星的微弱型号进行观测。
在本发明实施例中，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：f/L≥0.77，其中f表示镜头的焦距，L表示镜头的光学总长；该条件有效保证本发明的小型化，实现低重量，减小火箭发射的成本。
在本发明实施例中，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：
Figure BDA0001765551280000031
其中fC表示正月牙透镜C的焦距，fD表示正月牙透镜D的焦距，fE表示弯月负透镜E的焦距，fF表示双凸正透镜F的焦距，fG表示平凹负透镜G的焦距；其中ΦC表示正月牙透镜C的通光直径、ΦD表示正月牙透镜D的通光直径，ΦE表示弯月负透镜E的通光直径，ΦF表示双凸正透镜F的通光直径，ΦG表示平凹负透镜G的通光直径；这些条件能够有效平衡像差，同时可以简化系统。
在本发明实施例中，所述平凹负透镜G、双凸正透镜F、弯月负透镜E、正月牙透镜D、正月牙透镜C、正月牙透镜B依次安装于主镜筒内，所述平凹负透镜G与双凸正透镜F之间设置有FG隔圈，所述弯月负透镜E与双凸正透镜F之间设置有EF隔圈，所述弯月负透镜E与正月牙透镜D之间设置有DE隔圈，所述正月牙透镜D与正月牙透镜C之间设计有CD隔圈，所述正月牙透镜C与正月牙透镜B之间设计有BC隔圈，所述正月牙透镜B通过B片压圈压紧于主镜筒内，所述B片压圈通过螺纹副与主镜筒相连接。
在本发明实施例中，所述主镜筒通过螺纹副与前保护镜座相连接，同时所述前保护镜座与主镜筒之间还通过径向定位面进行定位；所述平板保护玻璃A通过前保护片压圈压紧于前保护镜座内，所述前保护片压圈通过螺纹副与前保护镜座相连接。
在本发明实施例中，所述主镜筒上安装有调整垫片，通过调整所述调整垫片调整镜头后截距。
在本发明实施例中，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G的参数如表1所示。
表面 半径(mm) 厚度(mm) 折射率
S1 inf 2.00 1.52
S2 inf 5.00 空气
S3 35.00 2.09 1.52
S4 71.00 0.10 空气
S5 19.00 3.37 1.62
S6 65.00 0.10 空气
S7 13.00 3.72 1.62
S8 35.00 1.02 空气
S9 130.00 0.99 1.74
S10 9.50 9.70 空气
S11 16.00 4.04 1.69
S12 -24.00 4.22 空气
S13 -13.00 1.58 1.67
S14 inf 5.60
表1 参数表
上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种大孔径轻型微光镜头，其特征在于：由沿光线自左向右入射方向依次设置的平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G组成，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表示镜头的焦距，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示镜头的通光直径，所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，L表示镜头的光学总长。
2.根据权利要求1所述的大孔径轻型微光镜头，其特征在于：所述正月牙透镜B采用防辐射玻璃制成, 所述正月牙透镜C与正月牙透镜D均采用重磷冕玻璃制成，所述弯月负透镜E与平凹负透镜G均采用重火石玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的大孔径轻型微光镜头，其特征在于：所述平板保护玻璃A、正月牙透镜B、正月牙透镜C、正月牙透镜D、弯月负透镜E、双凸正透镜F以及平凹负透镜G形成的光学系统满足以下条件：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；其中
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示正月牙透镜C的焦距，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示正月牙透镜D的焦距，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示弯月负透镜E的焦距，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示双凸正透镜F的焦距，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示平凹负透镜G的焦距；其中
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示正月牙透镜C的通光直径、
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示正月牙透镜D的通光直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示弯月负透镜E的通光直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示双凸正透镜F的通光直径，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示平凹负透镜G的通光直径。
4.根据权利要求1所述的大孔径轻型微光镜头，其特征在于：所述平凹负透镜G、双凸正透镜F、弯月负透镜E、正月牙透镜D、正月牙透镜C、正月牙透镜B依次安装于主镜筒内，所述平凹负透镜G与双凸正透镜F之间设置有FG隔圈，所述弯月负透镜E与双凸正透镜F之间设置有EF隔圈，所述弯月负透镜E与正月牙透镜D之间设置有DE隔圈，所述正月牙透镜D与正月牙透镜C之间设计有CD隔圈，所述正月牙透镜C与正月牙透镜B之间设计有BC隔圈，所述正月牙透镜B通过B片压圈压紧于主镜筒内，所述B片压圈通过螺纹副与主镜筒相连接。
5.根据权利要求4所述的大孔径轻型微光镜头，其特征在于：所述主镜筒通过螺纹副与前保护镜座相连接，所述平板保护玻璃A通过前保护片压圈压紧于前保护镜座内，所述前保护片压圈通过螺纹副与前保护镜座相连接。
6.根据权利要求4所述的大孔径轻型微光镜头，其特征在于：所述主镜筒上安装有调整垫片。
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