CN116761069A - 一种分离式深海相机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离式深海相机，包括镜头和机芯舱，所述镜头的腔体用于充入平衡内外压力的液体，所述机芯舱内设有成像机芯，所述镜头的有效口径大于所述进光口的直径，所述镜头的后端与机芯舱的前端连接，外界光线依次经过所述镜头和机芯舱被所述成像机芯采集并成像。本发明在于提供一种分离式深海相机，改善大口径光学窗口很难长期承受高压导致的易碎渗水风险的问题。
Description
技术领域
本发明涉及深海相机技术领域，特别是涉及一种分离式深海相机。
背景技术
海洋是未来人类实现可持续发展的重要载体，随着海洋技术装备的不断迭代和海底科学考察的不断推进，人类对海洋重要性的认识逐渐深入，长期驻留式的深海科考装备研发和应用成为常态。大口径镜头在图像细节分辨和艺术性呈现上具有明显优势，但把此类镜头扩展到深海长期应用时，无论是采用平板蓝宝石玻璃或玻璃球罩的封装方式，大口径光学窗口很难长期承受高压导致的易碎渗水风险均会大幅提高。
发明内容
针对上述现有技术，本发明在于提供一种分离式深海相机，改善大口径光学窗口很难长期承受高压导致的易碎渗水风险的问题。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种分离式深海相机，包括镜头和机芯舱，所述镜头的腔体用于充入平衡内外压力的液体，所述机芯舱内设有成像机芯，所述机芯舱的前端设有被抗压透镜密封的进光口，所述镜头的有效口径大于所述进光口的直径，所述镜头的后端与机芯舱的前端连接，外界光线依次经过所述镜头和机芯舱被所述成像机芯采集并成像。
进一步的，所述镜头的后端设有内螺纹/外螺纹，所述机芯舱的前端设有外螺纹/内螺纹，所述外螺纹与内螺纹相互配合，所述外螺纹螺接有锁紧环；转动所述锁紧环与镜头或机芯舱的端部抵触，使得所述镜头和机芯舱相对固定。
进一步的，所述镜头包括外壳、前保护透镜、后保护透镜和透镜组，所述前保护透镜和后保护透镜分别固定在所述外壳的前后端，所述前保护透镜和后保护透镜之间的外壳构成储液的腔体，所述透镜组固定在所述腔体内。
进一步的，所述腔体内设有镜座，所述透镜组由若干镜片构成，所述镜片通过胶粘和/或螺纹压圈的方式固定在镜座上。
进一步的，所述前保护透镜和后保护透镜采用蓝宝石镜片，所述镜片为球面镜片。
进一步的，所述外壳设有注水孔，用于充入平衡内外压力的液体从所述注水孔进出所述镜头的腔体。
进一步的，所述注水孔设有螺纹，所述注水孔连通注水管，所述注水管与压力补偿器连通。
进一步的，所述机芯舱包括耐压舱和前端盖，所述耐压舱的前端设有所述抗压透镜，所述前端盖通过法兰盘固定在所述耐压舱的前端，并将所述抗压透镜压紧，所述抗压透镜密封所述耐压舱的前端。
进一步的，所述耐压舱的后端设有后端盖，所述后端盖连接有网络水密穿舱件，所述成像机芯通过所述网络水密穿舱件与外界信号连接。
进一步的，所述耐压舱为钛合金材料制成。
进一步的，所述抗压透镜采用蓝宝石镜片。
本发明的有益效果在于：镜头的有效口径大于所述进光口的直径，外界光线经过镜头被采集后，在进入机芯舱内被成像机芯采集，从而大大的增大了通光口径，同时由于仅机芯舱与深海环境存在大的压力差，而进光口的直径小，机芯舱能够采用进光面积小的透镜，透镜受压面积小的情况下部在深海环境下不易发生破裂的风险。本发明改善大口径光学窗口很难长期承受高压导致的易碎渗水风险的问题，能够解决深海相机光学口径小导致的图像摄录细节不足、艺术性低的问题，为大口径光学镜头在深海的应用提供技术路线。
附图说明
图1为本申请实施例中一种分离式深海相机的爆炸图；
图2为本申请实施例中镜头的剖面图；
图3为本申请实施例中一种分离式深海相机的立体图；
附图标号说明：
1镜头，2机芯舱，3腔体，4成像机芯，5内螺纹，6外螺纹，7锁紧环，8外壳，9前保护透镜，10后保护透镜，11透镜组，12镜座，13镜片，14注水孔，17耐压舱，18前端盖，19抗压透镜，20法兰盘，21后端盖，22网络水密穿舱件。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，并不是旨在于限制本发明。在以下描述中，涉及到“一些实施例”的表述，其描述了所有可能实施例的子集，但是应当理解的是，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
另需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参照附图1-3，本申请提供一种分离式深海相机，包括镜头1和机芯舱2，所述镜头1的腔体3用于充入平衡内外压力的液体，所述机芯舱2内设有成像机芯4，所述机芯舱2的前端设有被抗压透镜19密封的进光口，所述镜头1的有效口径大于所述进光口的直径，所述镜头1的后端与机芯舱2的前端连接，外界光线依次经过所述镜头1和机芯舱2被所述成像机芯4采集并成像。相机在深海中工作时，镜头1的腔体3内充入平衡内外压力的液体，在液体的作用下可以防止镜头1被深海环境的高水压损坏。机芯舱2内的设置了成像机芯4，机芯舱2的内腔保护成像机芯4避免被水浸湿，外界的外界光线依次经过所述镜头1和机芯舱2被所述成像机芯4采集，最终成像。镜头1的有效口径大于所述机芯舱2的进光口的直径，外界光线经过镜头1被采集后，在进入机芯舱2内被成像机芯4采集，从而大大的增大了通光口径，同时由于仅机芯舱2与深海环境存在大的压力差，而机芯舱2的进光口径小，机芯舱2采用的抗压透镜19受到海水压力面积小，抗压透镜19受压面积小的情况下在深海环境中不易发生破裂的风险。抗压透镜19指用于抵抗海水压力的透镜。本发明能够解决深海相机光学口径小导致的图像摄录细节不足、艺术性低的问题，为大口径光学镜头在深海的应用提供技术路线。
本发明可以达到水中视场80°、通光口径80mm的单反级镜头设计，实现了深海下大口径镜头的内外压力平衡，从根源上解决了大口径深海相机耐压封装不可靠的难题。通过镜头1和机芯舱2的相独立的设计，减小了机芯舱2的通光口径，大大提高了其光学窗口耐压性。可为机芯舱2灵活配备不同焦段的镜头1，通过镜头1和机芯舱2的组装和拆卸，实现了一机多用。
具体的，所述镜头1的后端设有内螺纹5，所述机芯舱2设有外螺纹6；或者镜头1设有外螺纹6，所述机芯舱2设有内螺纹5；所述外螺纹6与内螺纹5相互配合，通过外螺纹6与内螺纹5的配合将镜头1与机芯舱2组装连接起来。所述外螺纹6螺接有锁紧环7；转动所述锁紧环7使锁紧环7与镜头1或机芯舱2的端部抵触，锁紧环7将所述镜头1和机芯舱2相对固定。在将镜头1和机芯舱2组合后，通过调节镜头1与机芯舱2的轴向距离进行对焦，对焦完成后转动锁紧环7将所述镜头1和机芯舱2相对固定，从而将对焦锁定。
具体的，所述镜头1包括外壳8、前保护透镜9、后保护透镜10和透镜组11，所述前保护透镜9和后保护透镜10分别固定在所述外壳8的前后端，所述前保护透镜9和后保护透镜10之间的外壳8构成储液的腔体3，腔体3内存储有液体，能够平衡镜头1的内外压力，避免镜头1的前保护透镜9被海水损坏。所述透镜组11固定在所述腔体3内，透镜组11浸没在液体中，光线穿过透镜组11和液体后进入机芯舱2内，透镜组11的压力平衡。前保护透镜9和后保护透镜10还起到防划、防磕碰作用。
具体的，所述腔体3内设有镜座12，所述透镜组11由若干镜片13构成，镜座12方便镜片13的安装，所述镜片13通过胶粘和/或螺纹压圈的方式固定在镜座12上，镜片13的固定方便且牢固。
具体的，所述前保护透镜9和后保护透镜10采用蓝宝石镜片13，所述镜片13为球面镜片13。保持镜头1在水下工作的稳定性。
具体的，所述外壳8设有注水孔14，用于充入平衡内外压力的液体从所述注水孔14进出所述镜头1的腔体3。通过注水孔14向腔体3内注入液体，优选的，在深海相机投入深海环境工作前，可以先通过注水孔14向腔体3内注入纯净水，纯净水具有良好的透光率，提高图像采集的清晰程度，在深海相机进入深海环境后，海水在通过注水孔14再与腔体3形成平衡的压力。
可选的，所述注水孔14设有螺纹，所述注水孔14连通注水管，所述注水管与压力补偿器连通。可以通过注水管向腔体3内注入液体，并将注水管与压力补偿器连通，在深海环境中压力补偿器向腔体3内供水，保持腔体3内压力与环境压力平衡。
具体的，所述机芯舱2包括耐压舱17、前端盖18和抗压透镜19，所述耐压舱17的前端设有所述抗压透镜19，光线穿过抗压透镜19进入到耐压舱17内被成像机芯4采集，所述前端盖18通过法兰盘20固定在所述耐压舱17的前端并将所述抗压透镜19压紧，使得所述抗压透镜19密封所述耐压舱17的前端，防止外界的海水进入到耐压舱17内，确保成像机芯4处于干燥的环境中。可选的，为了提高密封性，可以在抗压透镜19的前端和后端设置密封圈，提高抗压透镜19对耐压舱17的密封性。
具体的，所述耐压舱17的后端设有后端盖21，后端盖21从后方密封住耐压舱17，所述后端盖21连接有网络水密穿舱件22，所述成像机芯4通过所述网络水密穿舱件22与外界信号连接，成像机芯4采集到的图像信息经过网络水密穿舱件22像外传输。
具体的，所述耐压舱17为钛合金材料制成，抗压性能良好。
具体的，所述抗压透镜19采用蓝宝石镜片13，保持镜头1在水下工作的稳定性。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。
Claims (9)
1.一种分离式深海相机，其特征在于，包括镜头和机芯舱，所述镜头的腔体用于充入平衡内外压力的液体，所述机芯舱内设有成像机芯，所述机芯舱的前端设有被抗压透镜密封的进光口，所述镜头的有效口径大于所述进光口的直径，所述镜头的后端与机芯舱的前端连接，外界光线依次经过所述镜头和抗压透镜后进入机芯舱被所述成像机芯采集并成像，所述镜头包括外壳、前保护透镜、后保护透镜和透镜组，所述前保护透镜和后保护透镜分别固定在所述外壳的前后端，所述前保护透镜和后保护透镜之间的外壳构成储液的腔体，所述透镜组固定在所述腔体内。
2.根据权利要求1所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述镜头的后端设有内螺纹/外螺纹，所述机芯舱的前端设有外螺纹/内螺纹，所述外螺纹与内螺纹相互配合，所述外螺纹螺接有锁紧环；转动所述锁紧环与镜头或机芯舱的端部抵触，使得所述镜头和机芯舱相对固定。
3.根据权利要求1所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述腔体内设有镜座，所述透镜组由若干镜片构成，所述镜片通过胶粘和/或螺纹压圈的方式固定在镜座上。
4.根据权利要求1所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述前保护透镜和后保护透镜采用蓝宝石镜片，所述镜片为球面镜片。
5.根据权利要求1所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述外壳设有注水孔，用于充入平衡内外压力的液体从所述注水孔进出所述镜头的腔体。
6.根据权利要求5所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述注水孔设有螺纹，所述注水孔连通注水管，所述注水管与压力补偿器连通。
7.根据权利要求1所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述机芯舱包括耐压舱和前端盖，所述耐压舱的前端设有所述抗压透镜，所述前端盖通过法兰盘固定在所述耐压舱的前端，并将所述抗压透镜压紧，所述抗压透镜密封所述耐压舱的前端。
8.根据权利要求7所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述耐压舱的后端设有后端盖，所述后端盖连接有网络水密穿舱件，所述成像机芯通过所述网络水密穿舱件与外界信号连接。
9.根据权利要求7所述的一种分离式深海相机，其特征在于，所述耐压舱为钛合金材料制成，所述抗压透镜采用蓝宝石镜片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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