专利名称：捆绑式星探光学系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空间探测领域，特别涉及一种捆绑式星探光学系统。
背景技术：
为了提高光电系统对空间轨道目标的搜索和探测能力，增强光学系统的集光能力，提高镜头的分辨率是最有效的途径；为此，必须极力提高镜头的相对孔径。在本实用新型前，在光学镜头的设计和制作上，只能“孤军备战”，为增大镜头的相对孔径和有效口径， 尽管在设计和工艺攻关方面做足了文章，但是对相对孔径的提高是有限的，无法达到倍增的效果，利用单一光学镜头增大口径来增大它的集光能力，在大相对孔径的光学镜头中，欲再增大相对孔径，它受到了光学设计技术、镜片材料、加工工艺及镜头自重、结构支撑等方面的制约，无法实现倍增的目标。
发明内容本实用新型针对现有技术中的问题，提出了一种倍增相对孔径的途径，提供了一种焦距长、相对孔径大、视场角大、分辨率高的空间目标探测镜头，再把高斯量、分辨率一致的四个探测镜头捆绑式地组合成一体成为星探光学系统，它由四个镜头对空间同一目标成像，后把四幅CCD叠加在一起，从而倍增了光学系统的相对孔径，极大地提高了光学系统对空间目标的探测能力。本实用新型的技术方案是一种捆绑式星探光学系统，其特征在于由高斯量和分辨率一致的四个镜头捆绑式地组合成一个光学系统。对于单个镜头，其光路结构中沿光线自左向右入射方向一次设有平凸透镜A、正月牙透镜B、双凹透镜C、平凸透镜D、正月牙透镜E、正月牙透镜F、平凹透镜G和正月牙透镜 H0所述单个镜头中平凸透镜A与正月牙透镜B之间的空气间隔为149. 34mm，正月牙透镜B与双凹透镜C之间的空气间隔为36. ^mm,双凹透镜C与平凸透镜D之间的空气间隔为0. 75mm,平凸透镜D与平凸透镜E之间的空气间隔为108. 84mm,正月牙透镜E与正月牙透镜F之间的空气间隔为28. 26mm,正月牙透镜F与平凹透镜G之间的空气间隔为6. 36mm, 平凹透镜G与正月牙透镜H之间的空气间隔为14. 33mm。所述单个镜头包括主镜筒及连接于主镜筒后方的调焦镜筒，所述平凸透镜Α、正月牙透镜B、双凹透镜C、平凸透镜D安装于主镜筒内，正月牙透镜E、正月牙透镜F、平凹透镜 G和正月牙透镜H安装于调焦镜筒内。所述调焦镜筒外周部上设有两个呈120°角分布的电机，所述两个电机的输出轴经齿轮与调焦环啮合，所述调焦环与调焦镜筒之间设有钢球，并依靠调焦环后侧的调焦压圈进行固定，所述调焦环外周部通过梯形螺纹与调焦座联接，所述调焦座通过径向设置的导钉与调焦镜筒相连，所述调焦座后部通过联接螺钉与摄像机联接法兰相连，所述摄像机联接法兰通过一偏摆球面调整机构与摄像机安装板相连接，CCD摄像机安装在所述摄像机安装板上。所述调焦镜筒与调焦座之间沿周侧均布有两排12个径向消间隙机构，所述径向消间隙机构包括与调焦座固定连接径向消间隙座，径向消间隙座与调焦镜筒之间设有一轴承，所述轴承与调焦镜筒接触，所述轴承的轴承座设于径向消间隙座内，并由弹簧及弹簧压圈压紧。所述偏摆球面调整机构包括设于摄像机联接法兰上的螺纹孔的开口球头螺母，所述开口球头螺母的开口内设有联接螺钉，所述连接螺钉穿过开口球头螺母与摄像机安装板实现联接，所述球头螺母与摄像机连接法兰之间设有球型垫圈，所述连接螺钉的螺帽与球头螺母之间也设有球型垫圈。所述调焦座后部还设有方位调整机构，所述方位调整机构包括固定联接于调节座外周部的调整座，所述调整座一侧设有左方位调整螺栓，另一侧设有右方位调整螺栓，两调整螺栓之间设有方位调整挡板。所述调焦座与调焦镜筒之间均布有6根拉簧。
图1为本实用新型的光路结构示意图。图2为本实用新型的镜筒结构示意图。图3为本实用新型的调焦机构的结构示意图。图4为本实用新型的径向消间隙机构的结构示意图。图5为本实用新型的偏摆调整机构的结构示意图。图6为本实用新型的CXD摄像机方位调整机构的结构示意图。图7为图6的A-A剖面图。
具体实施方式
参见图(一)，本实用新型由高斯量和分辨率一致的四个镜头及CCD摄像机捆绑式地组合成一摄像系统，单一镜头由平凸透镜A、正月牙透镜B、双凹透镜C、平凸透镜D、正月牙透镜E、正月牙透镜F、平凹透镜G和正月牙透镜H构成。透镜A与透镜B之间的空气间隔149. 34mm、透镜B与透镜C之间的空气间隔36. ^mm、透镜C与透镜D之间的空气间隔0. 75mm、透镜D与透镜E之间的空气间隔 108. 84mm、透镜E与透镜F之间的空气间隔28. 26mm,透镜F与透镜G之间的空气间隔 6. 36mm、透镜G与透镜H之间的空气间隔14. 33mm。为了达到光学系统在温度变化和在运动过程中，图像在坐标上的不一致性小于1/4各象元要求，机构设计采用以下的实施方案( 1)结构温度效应的设计为了适应温度变化对像质的影响，以满足技术条件对像质的要求，对镜头结构的温度效应进行设计，根据技术协议该镜筒的工作温度为一 40°C + 60°C，而加工检验及装配温度为20°C，与最低工作温度有60°C的温差；为了保证镜筒在工作温度环境下不受材料热胀冷缩的应力影响，镜筒材料采用线胀系数与玻璃材料线胀系数相近的低合金锰钢，其线胀系数为8. 31 X 10_6mm/°C，从而消除温度对光学系统的影响，保证光学系统的精密度。采用的光学玻璃参数如表一所示表一
权利要求1.一种捆绑式星探光学系统，其特征在于由高斯量和分辨率一致的四个镜头捆绑式地组合成一个光学系统。
2.根据权利要求1所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于对于单个镜头，其光路结构中沿光线自左向右入射方向一次设有平凸透镜A、正月牙透镜B、双凹透镜C、平凸透镜D、 正月牙透镜E、正月牙透镜F、平凹透镜G和正月牙透镜H。
3.根据权利要求2所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述单个镜头中平凸透镜A与正月牙透镜B之间的空气间隔为149. 34mm，正月牙透镜B与双凹透镜C之间的空气间隔为36. ^mm,双凹透镜C与平凸透镜D之间的空气间隔为0. 75mm，平凸透镜D与正月牙透镜E之间的空气间隔为108. 84mm，平凸透镜E与正月牙透镜F之间的空气间隔为28. 26mm, 正月牙透镜F与平凹透镜G之间的空气间隔为6. 36mm，平凹透镜G与正月牙透镜H之间的空气间隔为14. 33mm。
4.根据权利要求1所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述单个镜头包括主镜筒及连接于主镜筒后方的调焦镜筒，所述平凸透镜A、正月牙透镜B、双凹透镜C、平凸透镜D 安装于主镜筒内，正月牙透镜E、正月牙透镜F、平凹透镜G和正月牙透镜H安装于调焦镜筒内。
5.根据权利要求4所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述调焦镜筒外周部上设有两个呈120°角分布的电机，所述两个电机的输出轴经齿轮与调焦环啮合，所述调焦环与调焦镜筒之间设有钢球，并依靠调焦环后侧的调焦压圈进行固定，所述调焦环外周部通过梯形螺纹与调焦座联接，所述调焦座通过径向设置的导钉与调焦镜筒相连，所述调焦座后部通过联接螺钉与摄像机联接法兰相连，所述摄像机联接法兰通过一偏摆球面调整机构与摄像机安装板相连接，CCD摄像机安装在所述摄像机安装板上。
6.根据权利要求5所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述调焦镜筒与调焦座之间沿周侧均布有两排12个径向消间隙机构，所述径向消间隙机构包括与调焦座固定连接径向消间隙座，径向消间隙座与调焦镜筒之间设有一轴承，所述轴承与调焦镜筒接触，所述轴承的轴承座设于径向消间隙座内，并由弹簧及弹簧压圈压紧。
7.根据权利要求5所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述偏摆球面调整机构包括设于摄像机联接法兰上的螺纹孔的开口球头螺母，所述开口球头螺母的开口内设有联接螺钉，所述连接螺钉穿过开口球头螺母与摄像机安装板实现联接，所述球头螺母与摄像机连接法兰之间设有球型垫圈，所述连接螺钉的螺帽与球头螺母之间也设有球型垫圈。
8.根据权利要求5所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述调焦座后部还设有方位调整机构，所述方位调整机构包括固定联接于调节座外周部的调整座，所述调整座一侧设有左方位调整螺栓，另一侧设有右方位调整螺栓，两调整螺栓之间设有方位调整挡板。
9.根据权利要求5所述的捆绑式星探光学系统，其特征在于所述调焦座与调焦镜筒之间均布有6根拉簧。
专利摘要本实用新型涉及一种捆绑式星探光学系统，涉及天文光学镜头装置，它由高斯量、分辨率一致的四个光学镜头捆绑式地组合成一体，以对空间目标及碎片进行探测，由四个镜头对空间同一目标成像，后把四幅CCD图像叠加在一起，显然受光面积是一个镜头的四倍，也就是倍增了光学系统的相对孔径，有效地解决了在单个镜头上提高相对孔径的技术、工艺和生产制作时难以解决的问题，在相同孔径的镜头中，展现非凡的探测能力。
文档编号G02B7/02GK202102128SQ20112016113
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者李昌洪, 林春生, 肖维军, 郑炜亮, 黄友镜 申请人:福建福光数码科技有限公司