[發明專利]一種用于共口徑光學系統的復合軸機構以及共口徑光學系統

在審

• 申請號: 202011620153.8
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112698507A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 李延偉;馬洪生;張全;梁陳;戴樂
• 申請（專利權）人: 哈爾濱新光光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B26/10;G02B27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于共口徑光學系統的復合軸機構，屬于多波段共口徑的光機系統領域，用于解決現有技術的光機系統不利于光電系統小型化、輕量化的缺陷。用于共口徑光學系統的復合軸機構包括方位軸系和俯仰軸系，俯仰軸系作為方位軸系的負載，能夠在方位軸系中的電機驅動下繞第一軸旋轉；俯仰軸系還能夠在俯仰軸系中的電機驅動下繞第二軸旋轉；其中第一軸與第二軸正交；俯仰軸系中還設置有擺鏡和反射鏡，擺鏡和反射鏡構成庫德光路；方位軸系包括方位電機、方位軸承和轉接座，方位電機的內環與方位軸承的外環連接，轉接座與俯仰軸系連接。本發明還包括一種共口徑光學系統。本發明適用于中波紅外波段的成像及激光干擾。

技術領域

本發明涉及多波段共口徑的光機系統領域，具體涉及一種用于共口徑光學系統的復合軸機構以及共口徑光學系統。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步和整個世界局勢的推動，多波段、多功能的機載光電集成系統已經成為世界研究的熱點。為滿足系統中大視場范圍搜索、目標跟蹤、多波段系統集成等需求，常常采用兩種方式。一種方式是采用分孔徑形式，將各波段系統集成在復合軸上，這將會帶來整體結構布局困難、復合軸負載過大等問題，不利于機載光電系統小型化、輕量化的發展趨勢。另一種方式是采用共口徑形式，利用合束方式進行多波段集成，這種方式可以解決整個系統布局及使用問題；但在滿足性能指標的情況下，如何降低復合軸負載、減少系統尺寸一直是機載光電集成系統研制難點；而且在保證不降低光學系統作用距離的情況下，如何同時實現中波紅外波段的成像及激光干擾功能也是系統研制的難點。

發明內容

本發明的一個目的是解決現有技術的光機系統不利于光電系統小型化、輕量化的缺陷。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于共口徑光學系統的復合軸機構，包括方位軸系和俯仰軸系，俯仰軸系作為方位軸系的負載，能夠在方位軸系中的電機驅動下繞第一軸旋轉；俯仰軸系還能夠在俯仰軸系中的電機驅動下繞第二軸旋轉；其中第一軸與第二軸正交；方位軸系和俯仰軸系中均設置有窗口，俯仰軸系中還設置有擺鏡和反射鏡,擺鏡和反射鏡構成庫德光路；方位軸系包括方位電機、方位軸承和轉接座，方位電機的內環與方位軸承的外環連接，轉接座與俯仰軸系連接。

優選地，方位軸系包括方位定子座、方位力矩電機、方位轉子座、方位交叉滾子軸承、方位軸承座、方位滑環、俯仰轉接件、方位圓光柵；方位定子座作為方位軸系的基座基座，用于安裝方位力矩電機；方位轉子座用于連接方位力矩電機和方位交叉滾子軸承；方位軸承座安裝在方位定子座上，用于支撐方位交叉滾子軸承；方位滑環采用中空方式安裝在方位軸承座上，用于實現軸系旋轉，同時實現光束通過；俯仰轉接件安裝在方位轉子座上，用于連接俯仰軸系，使俯仰軸系成為方位軸系的轉動負載；方位圓光柵安裝在方位轉子座上，用于反饋位置信息。

優選地，俯仰軸系包括俯仰力矩電機、俯仰交叉滾子軸承、俯仰滑環、俯仰圓光柵、紅外窗口；俯仰力矩電機用于提供俯仰驅動力；俯仰交叉滾子軸承安裝在俯仰軸系的兩端；俯仰滑環用于使擺鏡實現連續掃描運動；俯仰圓光柵用于反饋位置信息；紅外窗口安裝在俯仰軸系內。

優選地，紅外窗口沿3°傾斜安裝在俯仰軸系內。

根據本發明的第二方面，提供一種共口徑光學系統包括擴束鏡組、合束鏡成像鏡組、望遠鏡組以及如本發明第一方面所述的用于共口徑光學系統的復合軸機構；其中合束鏡包括上直角棱鏡、分光膜以及下直角棱鏡；當發射光束時，光束依次經過擴束鏡組、合束鏡、望遠鏡組后進入方位軸系的窗口，并經過反射鏡和擺鏡的折轉作用從俯仰軸系的窗口出射；當接收光束時，光束從俯仰軸系的窗口入射，再經過方位軸系的窗口、望遠鏡組、合束鏡后被成像鏡組接收。