[實用新型]適用于空間環境的超廣角望遠鏡

有效

• 申請號: 201720061433.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206411325U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 王培綱;宋曉偉;周文彩;梁科鋒;沈人才
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G02B13/02
• 分類號: G02B13/02;G02B13/06;G02B7/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 郭英

技術領域

本專利涉及光機設計技術，具體是指一種適用于空間環境的超廣角望遠鏡結構的特殊設計。

背景技術

目前，光學系統已經廣泛應用于民用、工業檢測、國防軍事、航空航天等領域，光學系統的公差分配和機械結構設計對系統性能的影響非常大。由于光學系統均在常溫常壓下進行裝配，常規的手段無法保證光學系統在空間環境下進行可靠工作。為了保證超廣角望遠鏡系統在空間環境下能夠進行可靠性工作，本文提出了一種特色的機械設計方法，該方法不僅保證了系統的裝配精度，還保證了其在深低溫、高真空、強烈沖擊振動等環境下的精度要求和可靠性，具有高精度、高效率的優點。

發明內容

本專利是一種適用于空間環境的超廣角望遠鏡，主要是解決大視場短焦距光學系統在深低溫、高真空、強烈沖擊振動等狀態下的可靠性和穩定性。

本專利主要在光學系統的機械結構上進行了特別設計，該結構的特點包括：

所述的口徑達102mm、F數達1.61的前置透鏡1，其機械鏡框軸向設置有寬度為16.5mm的安裝平面1-1，安裝平面1-1的平面度低于1μm，其機械鏡框的徑向鑲嵌殷鋼襯套1-2，用壓圈1-3將前置透鏡固定在鏡框內。

所述的望遠鏡系統前組透鏡單元2和后組透鏡單元3有7組共9片透鏡，在前置透鏡1和第一透鏡2-1之間設置排氣孔a，第一透鏡2-1和第二透鏡2-2之間設置排氣孔b，前、后鏡筒銜接處設置排氣孔c和排氣孔d，第三透鏡3-1和第四透鏡3-2設置排氣孔e和排氣孔f，第四透鏡3-2和第一膠合透鏡3-3之間設置排氣孔g和排氣孔h，在第一膠合透鏡3-3和第二膠合透鏡3-4之間設置排氣孔i和排氣孔j，排氣孔口徑為1mm。

在所述的前組透鏡單元2和后組透鏡單元3之間加環氧樹脂制作的調節隔熱襯套4，環氧隔熱襯套的熱膨脹系數很低，可以保證前后鏡筒的間距不會因溫度的改變而受到影響。

在所述的后組透鏡單元3中，第四透鏡3-2和第一膠合透鏡3-3之間使用錐面調節隔圈I，第一膠合透鏡3-3和第二膠合透鏡3-4之間使用錐面調節隔圈II。

本專利具有的有益效果：

本專利通過對透鏡鏡筒機械結構的設計優化，來保證該望遠系統可在深低溫、高真空、強烈沖擊振動的太空環境下進行可靠穩定工作，并提高了光學裝配質量，具有廣泛的通用性、制造成本低、效率高、易實現等優點。

附圖說明

圖1是超廣角望遠系統的機械裝配圖。

圖2是超廣角望遠系統的系統裝配圖和局部放大圖，(a)超廣角望遠系統裝配圖，(b)前置透鏡1的安裝平面放大圖，(c)后組透鏡單元的錐面隔圈。

圖1(2)前組鏡筒、(3)后組鏡筒、(11)前鏡筒上設計的通氣孔。

圖2(1)前置透鏡、(1-1)安裝平面、(1-2)殷鋼襯套、(1-3)機械壓圈(2)前組透鏡單元、(2-1)第一透鏡、(2-2)第二透鏡、(3)后組透鏡單元、(3-1)第三透鏡、(3-2)第四透鏡、(3-3)第一膠合透鏡、(3-4)第二膠合透鏡、(3-5)錐面調節隔圈I、(3-6)錐面調節隔圈II、(4)環氧隔熱襯套、(5)排氣孔a、(6)排氣孔b、(7)排氣孔c、(8)排氣孔d、(9)排氣孔e、(10)排氣孔f、(11)排氣孔g、(12)排氣孔h、(13)排氣孔i、(14)排氣孔j。

具體實施方式

下面結合附圖以超廣角短焦距光學系統為例，對本專利的具體實施方式作進一步說明。

超廣角短焦距光學系統的光學視場87.5°、焦距3.47mm，圖1為超廣角望遠系統的機械裝配圖，根據其自身設計的特點：兩頭尺寸較大中間較小，其機械結構分為前組單元2和后組后組單元3。圖2(a)為超廣角短焦距光學系統的光學系統裝配圖，該系統分為7組共9片透鏡。根據說明書所述，針對超廣角短焦距光學系統在進行一系列的機械設計，確保其在空間環境下的可靠工作，具體實現方式為：

1.前置透鏡1的特點：口徑102mm、F數1.61，為了保證前置透鏡的裝配精度、透鏡穩定性和透鏡與鏡筒的同心度，對前置透鏡設置加工安裝平面1-1，安裝平面的線寬為16.5mm，平面度低于1μm。

為了降低鏡框因低溫而影響透鏡的精準安裝位置，在透鏡1與鏡筒之間加固殷鋼襯套1-2，如圖2(b)。

利用定心儀來確定鏡片與鏡片之間、鏡片與鏡筒之間的同軸關系，把透鏡1放入已鑲嵌殷鋼襯套的機械結構內，用壓圈1-3將其固定。