一种星载超微型监视相机的制作方法

1.本发明涉及监视相机技术领域，具体是指一种星载超微型监视相机。


背景技术：

2.近年来，随着商业航天产业的发展，微纳卫星和皮卫星等超小型卫星的发射如雨后春笋，小体积卫星对用于保证发射任务和卫星在轨运行的安全性的重要载荷
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星载监视相机提出了新的技术要求。
3.由于技术原因，现有星载监视类相机多采用定焦镜头和大面阵cmos图像传感器，这类监视相机体积大、功耗高、成本高，不适合在微纳卫星和皮卫星上使用，而地面使用的微小型相机的环境、力学和抗辐照性能较差，不适合在星载相机上使用。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述的各种问题，提供了一种星载超微型监视相机，其结构简单、体积小、功耗低、成本低、生产周期短，并具有一定的抗辐照功能。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种星载超微型监视相机，包括抗辐照玻璃、自动对焦音圈电机镜头、焦面模块、信号处理模块、接口电路模块、特制刚柔一体电路板和相机结构件。特制刚柔一体电路板由刚性板一、刚性板二、刚性板三、柔性连接一和柔性连接组成。焦面模块设计在刚性板一上，信号处理模块设计在刚性板二上，接口电路模块设计在刚性板三上。柔性连接一用于连接刚性板一和刚性板二，将图像传感器输出的数据传输给刚性板二上的信号处理模块。柔性连接二用于连接刚性板二和刚性板三，将信号处理模块处理完的图像数据传输给接口电路模块，刚性板三上的对外连接器用于相机的图像数据输出和接收外部控制指令。自动对焦音圈电机镜头采用硅胶粘贴与刚性板一上，并采用结构件进行压紧固定，抗辐照玻璃安装于抗辐照玻璃槽和抗辐照玻璃锁紧面之间，用于保护图像传感器免收空间高能粒子损伤。特制刚柔一体电路板安装于相机机构件上，并由相机外壳保护。
6.作为改进，所述抗辐照玻璃为加厚镀膜的光学玻璃，透过可见光，阻挡空间高能粒子，其安装于抗辐照玻璃槽和抗辐照玻璃锁紧面之间，有效阻挡空间高能粒子通过镜头打到图像传感器焦面上，损伤传感器。
7.作为改进，所述自动对焦音圈电机镜头由音圈电机、光学镜头和支撑结构组成，光学镜头固定于音圈相机上，通过音圈相机可以小范围内调整镜头到图像传感器的距离，实现调焦的功能。自动对焦音圈电机镜头支撑结构后面底座采用硅胶粘贴在刚性板一上，自动对焦音圈电机镜头支撑结构前面压紧于抗辐照玻璃槽面上，保证可靠安装。
8.作为改进，所述焦面模块由图像传感器和供电电路组成，图像传感器实现可见光到电信号的转换，并实现图像数据流的输出，电源模块有两片ldo稳压芯片ldo_a和ldo_b组成，分别为图像传感器的内核和结构供电。
9.作为改进，所述信号处理模块由fpga芯片、两片sram芯片、prom芯片和供电电源组
成，所述fpga实现图像传感器的驱动、sram读写时序的设计、图像数据打包、相机指令解析等，所述sram与fpga相连，实现图像数据的乒乓缓存，电源模块有一开关型dcdc和一片ldo组成，分别为fpga的内核、i/obank和sram等供电。
10.作为改进，所述接口电路模块包括指令接口芯片、数据接口芯片和对外连接器，指令接口模块为输入模式，采用422异步串口协议。数据接口模块为输出模式，采用三线lvds协议。对外连接器用于连接相机电缆，接收指令信号，输出图像帧信号。
11.作为改进，所述相机结构件由前面板、后面板、中框、抗辐照玻璃槽和抗辐照玻璃锁紧面组成，刚性板一固定于前面板上，刚性板三固定于后面板上。三块刚性板均采用四个穿孔螺钉固定，保证力学性能。
12.本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用音圈电机相机，在减小系统体积的前提下实现了星载监视相机的自动对焦功能，在不增大相机体积的前提下实现了动星载超微型监视相机的自动对焦功能。
13.本发明在镜头前端增加了抗辐照玻璃，该抗辐照玻璃可以透过可见光同时阻挡空间高能粒子，保护图像传感器的焦面免受粒子打击。
14.本发明采用了特制的刚柔板结构，刚柔板采用多层电路板结构，刚性板用于布置元器件，柔性板用于连接，相机内部没有使用板间连接器，最大限度的使用了刚性板的有效面积，减小了整机的尺寸。
15.本发明中的信号处理模块采用fpga芯片，降低了系统的功耗，提高了系统的可靠性。
16.本发明中的数据接口和指令接口分别采用三线lvds接口和422异步接口，降低系统功耗的同时提高了相机数传的数据率。
附图说明
17.图1是本发明一种星载超微型监视相机的结构示意图。
18.图2是本发明一种星载超微型监视相机的抗辐照玻璃组件结构示意图。
19.图3是本发明一种星载超微型监视相机的特制刚柔一体电路板结构示意图。
20.图4是本发明一种星载超微型监视相机的盖板结构示意图。
21.如图所示：1、抗辐照玻璃紧锁面；2、抗辐照玻璃；3、抗辐照玻璃槽；4、自动对焦音圈电机镜头；5、刚性板一；6、柔性连接一；7、刚性板二；8、柔性连接二；9、刚性板三；10、相机结构件；11、螺钉一；12、螺钉二；13、盖板；14、连接器开窗；15、搭接孔。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
23.结合附图1，一种星载超微型监视相机，包括抗辐照玻璃组件、自动对焦音圈电机镜头4、焦面模块、信号处理模块、接口电路模块、特制刚柔一体电路板和相机结构件10。
24.特制刚柔一体电路板由6部分组成：刚性板1、刚性板2、刚性板3、柔性连接1和柔性连接2。焦面电路板设计在刚性板1上，信号处理模块设计在刚性板2上，接口电路模块设计在刚性板3上。柔性连接1用于连接刚性板1和刚性板2，将图像传感器输出的数据传输给刚性板2上的信号处理电路。柔性连接2用于连接刚性板2和刚性板3，将信号处理模块处理完
的图像数据传输给接口电路模块，刚性板3上的对外连接器用于相机的图像数据输出和接收外部控制指令。音圈电机镜头采用硅胶粘贴与刚性板1上，并采用结构件进行压紧固定，抗辐照玻璃安装与抗辐照玻璃槽和抗辐照玻璃锁紧面之间，用于保护图像传感器免收空间高能粒子损伤。特制刚柔一体电路板安装于相机机构件上，并由相机外壳包括。
25.结合附图3，柔性连接一6位于刚性板一5和刚性板二7之间，用于传输图像传感器的输出信号，同时将电源信号从刚性板二7传给刚性板一5；柔性连接二8位于刚性板二7和刚性板三9之间，用于将fpga打包好数据信号传输给数据接口电路上的数据接口芯片，并将指令接口芯片输入的指令信号传给fpga进行指令解析。由于板间连接器体积较大，这种采用柔性连接取代板间连接器的设计方法使得在刚性板上的器件布局布线最大化，大大节省了空间，缩小了体积。
26.安装后刚性板一5、刚性板二7和刚性板三9处于平行位置，板间距离7mm，刚性板一5固定于前面板上，刚性板三9丝固定于后面板上，刚性板一5和刚性板二7之间采用φ3的螺柱固定，结构简单，力学效果好，占用空间小。
27.结合附图2，其中1为抗辐照玻璃紧锁面，2为抗辐照玻璃,10是相机结构件，5是刚性板一,4是自动对焦音圈电机镜头，11是抗辐照玻璃紧锁面的螺钉一，12是固定电路板的螺钉二，3是抗辐照玻璃槽。抗辐照玻璃2安装于抗辐照玻璃紧锁面1和抗辐照玻璃槽3之间，采用四个固定螺钉进行固定。自动对焦音圈镜头4粘贴于刚性板一5上，压接在抗辐照玻璃槽3背面，采用固定螺钉进行固定。
28.结合附图4，为盖在相机外壳尾端的盖板13，其中,15为搭接孔，14是连接器开窗，对外连接器通过此开窗与电缆进行连接。
29.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。