【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光學，具體涉及一種裝配在攝像機鏡頭與傳感器之間的耐輻照中繼轉向鏡頭。
技術介紹
1、核輻射，即放射性射線，是原子核從一種結構或一種能量狀態轉變為另一種結構或另一種能量狀態過程中所釋放出來的微觀粒子流。放射性射線包括γ射線、α射線、β射線、中子射線等，在輻射環境下，這些放射性射線會穿透攝像機外殼照射到攝像機的電路上，引起攝像機圖像傳感器的電離、激發等，導致設備故障。
2、對攝像機進行核環境下輻射防護，傳統且經濟的方法一般是采用鉛當量較高的屏蔽材料對攝像機機身進行屏蔽保護，但攝像機鏡頭口只能采用防輻照玻璃進行屏蔽，無法采用鉛當量更高的材料進行屏蔽防護。當攝像機拍攝放射性較強的物體時，射線會通過鏡頭直射到攝像機的圖像傳感器上；如果劑量較大或者隨著時間的累積，裸露在射線下的圖像傳感器會由于電子元器件的電離輻射效應和位移輻射效應而受到損傷，導致圖像傳感器不能正常成像，解析出的視頻信號會產生雪花點，或發生變形、缺失，甚至無視頻信號，并隨之產生設備永久性損壞。
3、有些耐輻照攝像機的圖像傳感器采用耐輻照芯片，或對精密電子器件進行耐輻照加固，這種方案可有效延長攝像機在涉核環境下的使用壽命，但耐輻照芯片價格昂貴，器件的耐輻照加固也較為復雜，所以這種耐輻照攝像機的造價成本較高，多用在航空領域。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種耐輻照中繼轉向鏡頭，使用該鏡頭能夠經濟有效地增強攝像機的耐輻照性能，從而延長攝像機在涉核環境下的使用
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種耐輻照中繼轉向鏡頭，裝配在攝像機鏡頭與圖像傳感器之間，所述中繼轉向鏡頭包括第一中繼鏡頭、第二中繼鏡頭和轉向鏡頭，所述第一中繼鏡頭和第二中繼鏡頭結構相同，對稱設置在所述轉向鏡頭的兩端，且光軸相互垂直；所述第一中繼鏡頭和第二中繼鏡頭的另一端分別與攝像頭鏡頭和圖像傳感器相接，所述第一中繼鏡頭用于承接從攝像機鏡頭匯聚出來的聚焦光斑，并進行放大和傳輸，然后將圖像在所述轉向鏡頭處轉換成等大平行光束，且將平行光束進行90°轉向后，再經過所述第二中繼鏡頭將平行光束進行傳輸、匯聚和縮小，形成與原來等大的聚焦光斑，所述聚焦光斑成像在所述第二中繼鏡頭后端的圖像傳感器上。
4、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述中繼轉向鏡頭包括十六片鏡片，呈對稱分布，即八對鏡片，其中正中間的一對鏡片構成所述轉向鏡頭，用于將圖像對稱地進行90°轉向；其余七對鏡片對稱排布在所述轉向鏡頭兩端，分別構成所述第一中繼鏡頭和所述第二中繼鏡頭。
5、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述第一中繼鏡頭沿光線的入射方向依次包括第一凹透鏡、第二凸透鏡、第三凸透鏡、第四凸透鏡、第五凸透鏡、第六凸透鏡和第七凹透鏡，所述第一凹透鏡和所述第二凸透鏡組成第一雙膠合透鏡，所述第六凸透鏡和所述第七凹透鏡組成第二雙膠合透鏡，所述第一凹透鏡位于攝像機鏡頭后端，所述第七凹透鏡與所述轉向鏡頭的對接。
6、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述轉向鏡頭的兩片鏡片為棱鏡。
7、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述第一中繼鏡頭和第二中繼鏡頭的鏡片均選用透光效果好的zf系列耐輻照玻璃，表面鍍膜。
8、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述第一中繼鏡頭和第二中繼鏡頭的各組鏡頭根據所需透過光波波段和成像需求，所鍍的膜不同，七組鏡片相互配合實現聚焦光斑的光路放大、延長、轉向、延長、匯聚功能。
9、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述中繼轉向鏡頭的鏡片外部采用鋁合金殼體封裝，同時用于各個鏡片的定位。
10、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述鋁合金殼體包括第一轉接座、第一鏡筒、棱鏡固定件、第二鏡筒和第二轉接座，所述第一中繼鏡頭的各個鏡片固定在所述第一鏡筒內，所述第二中繼鏡頭的各個鏡片固定在所述第二鏡筒內，所述轉向鏡頭的兩片鏡片固定在所述棱鏡固定件內，所述第一轉接座的一端連接所述第一中繼鏡頭，另一端用于連接攝像機鏡頭；所述第二轉接座的一端連接所述第二中繼鏡頭，另一端用于連接攝像機的圖像傳感器。
11、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述第一鏡筒和第二鏡筒內部設置有多個不同尺寸大小的隔圈，所述隔圈位于相鄰鏡片之間，用于固定鏡片以及控制鏡片與鏡片之間的間隔，防止因震動導致鏡片之間的錯位和磕碰。
12、進一步，如上所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，所述鋁合金殼體表面發黑陽極氧化，防止生銹。
13、與現有技術相比，本專利技術提供的耐輻照中繼轉向鏡頭，具有以下有益效果：
14、本專利技術利用光學反射、透射與折射原理，采用光學軟件設計、仿真、模擬后，將本來只有幾毫米的傳播光路，進行了延長并90°轉向，從而將原本在鏡頭正后方的圖像傳感器移動到了鏡頭的右下后方，并且將圖像傳感器方向由原來的安裝方向調整了90°，從而有效且經濟性地解決了圖像傳感器屏蔽防護的問題，能夠延長攝像機在涉核環境下的使用壽命。
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1.一種耐輻照中繼轉向鏡頭，所述中繼轉向鏡頭裝配在攝像機鏡頭與圖像傳感器之間，其特征在于，所述中繼轉向鏡頭包括第一中繼鏡頭(1)、第二中繼鏡頭(3)和轉向鏡頭(2)，所述第一中繼鏡頭(1)和第二中繼鏡頭(3)結構相同，對稱設置在所述轉向鏡頭(2)的兩端，且光軸相互垂直；所述第一中繼鏡頭(1)和第二中繼鏡頭(3)的另一端分別與攝像頭鏡頭和圖像傳感器相接，所述第一中繼鏡頭(1)用于承接從攝像機鏡頭匯聚出來的聚焦光斑，并進行放大和傳輸，然后將圖像在所述轉向鏡頭(2)處轉換成等大平行光束，且將平行光束進行90°轉向后，再經過所述第二中繼鏡頭(3)將平行光束進行傳輸、匯聚和縮小，形成與原來等大的聚焦光斑，所述聚焦光斑成像在所述第二中繼鏡頭(3)后端的圖像傳感器上。
2.根據權利要求1所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述中繼轉向鏡頭包括十六片鏡片，呈對稱分布，即八對鏡片，其中正中間的一對鏡片構成所述轉向鏡頭(2)，用于將圖像對稱地進行90°轉向；其余七對鏡片對稱排布在所述轉向鏡頭(2)兩端，分別構成所述第一中繼鏡頭(1)和所述第二中繼鏡頭(3)。
3.根據權利要
4.根據權利要求3所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述轉向鏡頭(2)的兩片鏡片為棱鏡。
5.根據權利要求4所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述第一中繼鏡頭(1)和第二中繼鏡頭(3)的鏡片均選用透光效果好的ZF系列耐輻照玻璃，表面鍍膜。
6.根據權利要求2-5任一項所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述第一中繼鏡頭(1)和第二中繼鏡頭(3)的各組鏡頭根據所需透過光波波段和成像需求，所鍍的膜不同，七組鏡片相互配合實現聚焦光斑的光路放大、延長、轉向、延長、匯聚功能。
7.根據權利要求1所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述中繼轉向鏡頭的鏡片外部采用鋁合金殼體封裝，同時用于各個鏡片的定位。
8.根據權利要求1所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述鋁合金殼體包括第一轉接座(4)、第一鏡筒(6)、棱鏡固定件(7)、第二鏡筒(8)和第二轉接座(5)，所述第一中繼鏡頭(1)的各個鏡片固定在所述第一鏡筒(6)內，所述第二中繼鏡頭(3)的各個鏡片固定在所述第二鏡筒(8)內，所述轉向鏡頭(2)的兩片鏡片固定在所述棱鏡固定件(7)內，所述第一轉接座(4)的一端連接所述第一中繼鏡頭(1)，另一端用于連接攝像機鏡頭；所述第二轉接座(5)的一端連接所述第二中繼鏡頭(3)，另一端用于連接攝像機的圖像傳感器。
9.根據權利要求8所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述第一鏡筒(6)和第二鏡筒(8)內部設置有多個不同尺寸大小的隔圈(9)，所述隔圈(9)位于相鄰鏡片之間，用于固定鏡片以及控制鏡片與鏡片之間的間隔，防止因震動導致鏡片之間的錯位和磕碰。
10.根據權利要求7-9任一項所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述鋁合金殼體表面發黑陽極氧化，防止生銹。
...【技術特征摘要】
1.一種耐輻照中繼轉向鏡頭，所述中繼轉向鏡頭裝配在攝像機鏡頭與圖像傳感器之間，其特征在于，所述中繼轉向鏡頭包括第一中繼鏡頭(1)、第二中繼鏡頭(3)和轉向鏡頭(2)，所述第一中繼鏡頭(1)和第二中繼鏡頭(3)結構相同，對稱設置在所述轉向鏡頭(2)的兩端，且光軸相互垂直；所述第一中繼鏡頭(1)和第二中繼鏡頭(3)的另一端分別與攝像頭鏡頭和圖像傳感器相接，所述第一中繼鏡頭(1)用于承接從攝像機鏡頭匯聚出來的聚焦光斑，并進行放大和傳輸，然后將圖像在所述轉向鏡頭(2)處轉換成等大平行光束，且將平行光束進行90°轉向后，再經過所述第二中繼鏡頭(3)將平行光束進行傳輸、匯聚和縮小，形成與原來等大的聚焦光斑，所述聚焦光斑成像在所述第二中繼鏡頭(3)后端的圖像傳感器上。
2.根據權利要求1所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述中繼轉向鏡頭包括十六片鏡片，呈對稱分布，即八對鏡片，其中正中間的一對鏡片構成所述轉向鏡頭(2)，用于將圖像對稱地進行90°轉向；其余七對鏡片對稱排布在所述轉向鏡頭(2)兩端，分別構成所述第一中繼鏡頭(1)和所述第二中繼鏡頭(3)。
3.根據權利要求2所述的耐輻照中繼轉向鏡頭，其特征在于，所述第一中繼鏡頭(1)沿光線的入射方向依次包括第一凹透鏡(11)、第二凸透鏡(12)、第三凸透鏡(13)、第四凸透鏡(14)、第五凸透鏡(15)、第六凸透鏡(16)和第七凹透鏡(17)，所述第一凹透鏡(11)和所述第二凸透鏡(12)組成第一雙膠合透鏡，所述第六凸透鏡(16)和所述第七凹透鏡(17)組成第二雙膠合透鏡，所述第一凹透鏡(11)位于攝像機鏡頭后端，所述第七凹透鏡(17)與所述轉向鏡頭(2)的對接。
4.根據權利要求3所述的耐輻照中繼轉向鏡頭...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張曉泉，李建偉，楊屹，張艷婷，楊松，馬英豪，暢翔，楊彪，
申請(專利權)人：中國輻射防護研究院，
類型：發明
國別省市：
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