[實用新型]基于三片楔形棱鏡補償光學焦平面的裝置

有效

• 申請號: 201220586392.0
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN202975473U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 彭晴晴;駱守俊;王曉明;何伍斌
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B7/18
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 張蕾

技術領域

本實用新型涉及光學技術領域，尤其涉及一種基于三片楔形棱鏡補償光學焦平面的裝置。

背景技術

光學系統由于各種原因（比如變焦過程，或者溫度變化）造成離焦時，需要對系統進行離焦補償。而現有的光學焦平面補償機構通常通用的是機械式調焦裝置，通過調焦裝置來控制一片或多片光學零件的位置，改變光學元件的間隔來消除離焦量。但是通過移動透鏡來補償離焦的同時，會影響系統的像差。

發明內容

鑒于上述的分析，本實用新型旨在提供一種基于三片楔形棱鏡補償光學焦平面的裝置，用以解決上述問題。

本實用新型的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種采用楔形棱鏡補償光學焦平面的裝置，包括：成像光學系統和探測器焦平面，以及在所述成像光學系統和所述探測器焦平面的光路間的平行平板組件，所述平行平板組件為三塊楔形棱鏡；所述楔形棱鏡包括依次設置的第一楔形棱鏡、第二楔形棱鏡和第三楔形棱鏡，所述第一楔形棱鏡和所述第三楔形棱鏡為直角楔形棱鏡，所述第二楔形棱鏡為等腰楔形棱鏡，所述第一楔形棱鏡和所述第三楔形棱鏡的斜面分別與所述第二楔形棱鏡的兩個等腰面貼合；

所述成像光學系統可能由一片或者多片透鏡或者反射鏡組成，光束通過成像光學系統聚焦成像在所述探測器焦平面上。

光束依次穿過所述第一楔形棱鏡、所述第二楔形棱鏡和所述第三楔形棱鏡，并在所述探測器焦平面處聚焦成像，通過沿所述第二楔形棱鏡和所述第三楔形棱鏡的貼合面移動所述第三楔形棱鏡，改變光軸方向上三個楔形棱鏡的厚度進而改變光程進行調焦。

優選地，所述第一楔形棱鏡包括第一棱面、第二棱面和第一斜面，所述第二楔形棱鏡包括第三斜面、第四斜面和第七棱面，所述第三楔形棱鏡包括第四棱面、第五棱面和第二斜面；

光束沿所述第一棱面進入所述第一楔形棱鏡，然后依次穿過所述第一斜面、第三斜面、第四斜面和第二斜面，從所述第三楔形棱鏡的第五棱面穿出；

所述第一棱面和所述第五棱面均與光軸方向垂直；

所述第二棱面、所述第四棱面和所述第七棱面均與光軸方向平行。

優選地，所述第一楔形棱鏡還包括第三棱面，所述第三棱面與所述第二棱面平行，且所述第二棱面和所述第三棱面位于所述第一棱面的兩端；

所述第三楔形棱鏡還包括第六棱面，所述第六棱面與所述第四棱面平行，且所述第六棱面與所述第四棱面位于所述第五棱面的兩端。

優選地，所述第一棱面與所述第二棱面的交線的長度為為X，X≥X₀；

所述第一棱面的另一條邊的長度為Y，其中Y≥X₀；

所述第二棱面的另一條邊的長度為t₁，與其相對的所述第三棱面的邊為t₂，t₁=t₂+Ytanα；

所述第二楔形棱鏡的第七棱面與第三斜面的交線的長度也為X，X≥X₀；所述第七棱面的另一條邊的長度為m，m≥2X₀tanα；

所述第三楔形棱鏡沿垂直于光軸方向可移動的最大距離為所述第五棱面沿垂直于光軸方向的長度為Y₁，第五棱面和第四棱面的交線為X₁，X₁≥X₀；第四棱面平行于光軸方向的邊的長度為t₃，其所對應的第六棱面（16）的邊長為t₄，t₃=t₄+Y₁tanα。

當光學系統可達到的最大調焦量為±d_max，所述第一楔形棱鏡、第二楔形棱鏡和所述第三楔形棱鏡可改變的最大軸向距離為所述第一楔形棱鏡、第二楔形棱鏡和所述第三楔形棱鏡的軸向總厚度

其中，L為光學系統與探測器焦平面之間的距離；L₁為所述平行平板組件與所述探測器焦平面之間的距離；X₀是當所述平行平板組件與所述探測器焦平面之間的距離為L₁時，所述第一直角楔形棱鏡的所述第一棱面上的光束通光口徑；n為所述直角楔形棱鏡的折射率；d為光學系統焦平面的離焦量；±d_max為光學系統焦平面的最大離焦量；Δx為所述直角楔形棱鏡沿垂直于光軸方向的相對移動量；ΔT為所述直角楔形棱鏡沿平行于光軸方向的相對移動量；β為光學系統的像方孔徑角。