[發明專利]一種全鋁低溫全反射鏡頭

有效

• 申請號: 201110317033.5
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102338922A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 王瑩;劉義良;行麥玲;王昀;蘇云;湯天瑾;周峰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/198
• 分類號: G02B7/198
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種全鋁低溫全反射鏡頭。

背景技術

在深空低溫背景下，當需要探測的目標信號十分微弱時，探測系統內常溫的光學系統和光機結構產生的熱輻射將成為探測器背景輻射的主要來源。探測器背景輻射嚴重影響著探測器靈敏度，從而影響相機系統探測能力。只有將光學系統及光機結構冷卻到一定程度，才能有效地減少背景輻射，大大提高系統的探測能力。因此必須采用空間低溫光學技術，才能完成對弱小目標的遠距離探測。

低溫光學技術主要應用于深空天文探測、空間目標監視以及空間對抗等領域。國外如哈勃望遠鏡、宇宙天體空間望遠鏡等天文探測望遠鏡都應用了低溫光學技術。低溫光學系統的加工、裝調、檢測等環節均在常溫常壓環境下進行，而實際工作環境為低溫真空環境，環境的改變會造成光學系統的像質變化。如何保證在不同環境下，光學系統能夠滿足像質要求是低溫光學技術的難點。

國內現有的幾乎所有光學系統都在常溫下或常溫附近使用，很少考慮溫度變化對光學系統的影響。現有的技術不能滿足低溫光學的使用要求。低溫光學需要從設計、加工、材料等多個方面綜合考慮，使光學鏡頭滿足工作環境下的使用要求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種全鋁低溫全反射鏡頭。采用本發明解決了低溫光學中由于加工裝調時的環境與工作使用時的環境不同而帶來的像質降低的問題，并避免了在溫度變化時光學系統和支撐框架的材料線膨脹系數不一致造成的各鏡之間間距等光學性能的下降。

本發明的技術解決方案：

一種全鋁低溫全反射鏡頭，包括：光學系統和用于支撐連接光學系統的支撐框架，所述光學系統和支撐框架的材料均為鋁合金。

所述光學系統包括：主鏡、次鏡、三鏡和四鏡，所述主鏡、次鏡、三鏡和四鏡均為全反射鏡，入射的平行光依次經主鏡、次鏡、三鏡和四鏡的反射后射出光學系統。

所述支撐框架包括：主支撐框、次鏡支撐框和三鏡支撐框；所述主鏡和四鏡與主支撐框相連接；次鏡和三鏡分別與次鏡支撐框和三鏡支撐框相連接。

所述主鏡、次鏡、三鏡和四鏡與主支撐框、次鏡支撐框和三鏡支撐框采用螺栓進行連接，所述次鏡支撐框和三鏡支撐框與主支撐框之間也采用螺栓進行連接。

所述主鏡與次鏡之間，三鏡與四境之間分別通過平墊片調節間距，次鏡通過球形墊片調節相對于主鏡的光軸偏離，三鏡通過球形墊片調節相對于四境的光軸偏離。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)由于采用同種材料(鋁合金)加工光學系統和支撐框架，當溫度變化時，鏡頭可以達到同比例縮放的效果，從而保證光學系統在不同溫度均能保持良好像質。

(2)本發明中的光學系統設計采用鋁合金材料設計鏡片，且主鏡、次鏡、三鏡、四境均為全反射鏡片，與透鏡相比，此設計避免了由于溫度變化對折射率產生的影響。

(3)本發明中光學系統與支撐框架采用了螺栓加墊片(平墊片和球形墊片)的連接方式，使鏡頭裝調工作簡便而靈活。

附圖說明

圖1為本發明示意圖；

圖2為光路示意圖；

圖3為螺栓螺母連接示意圖。

具體實施方式

下面就結合附圖對本發明做進一步介紹。

本發明如圖1所示，包括光學系統和用于支撐連接光學系統的支撐框架。其中的光學系統及支撐框架全部采用鋁合金加工而成。

光學系統由主鏡1、次鏡2、三鏡3和四鏡4組成，4個鏡片均為全反射鏡其光路如圖2所示，入射的平行光照射到主鏡后被反射至次鏡2，次鏡2再將光線反射至三鏡3，三鏡3將照射光線反射至四鏡4后，由四境4將反射光線射出光學系統。

框架結構由主支撐框5、次鏡支撐框6和三鏡支撐框7組成。主支撐框5與主鏡1和四鏡4相連，次鏡支撐框6與次鏡2相連，三鏡支撐框7與三鏡3相連。次鏡支撐框6和三鏡支撐框7均與主支撐框5相連。鏡片和框架之間以及框架各組件之間均通過螺栓連接。

如圖3所示，在具體的裝配時，螺栓8依次穿過支撐框、平墊片10、球形墊片11、12和鏡片的連接端，最后用螺母9擰緊固定。

其中，主鏡1、次鏡2、三鏡3和四鏡4分別和主支撐框5、次鏡支撐框6和三鏡支撐框7進行連接。次鏡支撐框6和三鏡支撐框7也采用同樣的方式與主支撐框5進行連接。

在主鏡1與次鏡2之間，三鏡3與四境4之間通過墊入不同厚度的平墊片10來調節間距。