[發明專利]一種新型多光楔光學掃描裝置

在審

• 申請號: 202210436207.8
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114755820A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 唐利孬;牛霞;韓虎杰;楊程元
• 申請（專利權）人: 西安中科洺光測控技術有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G02B26/08;G02B13/14;G02B7/02;G02B7/00;G02B1/02;G02B1/00
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本發明公開了一種新型多光楔光學掃描裝置，屬于光學系統設計技術領域，該裝置包括光楔鏡筒、紅外鏡筒、控制單元、光楔組件和紅外鏡頭組，其中，一個或多個控制單元分別安裝在光楔鏡筒的殼體上、且用于驅動光楔組件精準旋轉；一個或多個光楔組件可旋轉的安裝在光楔鏡筒的內部，每個光楔組件均能夠獨立旋轉。與現有技術相比，該裝置采用新型結構，配置多個獨立旋轉的光楔對和多個紅外鏡片，其自由度和光束指向的精確控制度更高，能夠防止出現大角度全反射現象，此外使用兩種材料制作光楔對能夠消除色差，解決旋轉雙光楔造成的奇異點和盲區問題，在自由空間光通信、光互連、光電對抗、光電探測、激光武器、干涉測量等領域有著廣泛的應用。

技術領域

本發明屬于光學系統設計技術領域，尤其涉及一種新型多光楔光學掃描裝置。

背景技術

光楔是紅外成像光學系統中用來改變出射光線方向的光學組件，通過旋轉光楔，控制光楔的相對角度，改變光軸的位置，實現物方視場的快速大范圍掃描。由于其結構緊湊、響應速度快、精度高、視野大、對工作環境的適應性強，使得該系統在目標搜索和定位領域有較大應用前景，可廣泛應用于大規模成像與識別、生物醫學觀察、激光通信、基于視覺的微裝配等領域。然而，光楔光學掃描裝置在實際應用中會遇到多個問題，例如：光束形狀畸變、色散、掃描盲區和控制奇點等。如何設計新型多光楔光學掃描裝置的殼體形狀、裝配方式、驅動裝置、以及鏡片的布局以解決上述問題，成為該領域的技術難題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種新型多光楔光學掃描裝置，該裝置采用新型結構，配置多個獨立旋轉的光楔對和多個紅外鏡片，其自由度和光束指向的精確控制度更高，能夠防止出現大角度全反射現象，此外使用兩種材料制作光楔對能夠消除色差，解決旋轉雙光楔造成的奇異點和盲區問題。

本發明通過以下技術手段解決上述問題：

一種新型多光楔光學掃描裝置，其特征在于，包括光楔鏡筒、紅外鏡筒、控制單元、光楔組件和紅外鏡頭組，其中：所述光楔鏡筒的一端可拆卸的安裝有端蓋，光楔鏡筒的另一端可拆卸的安裝有連接蓋，所述端蓋的內側密封安裝有玻璃窗，端蓋的外側扣裝有保護蓋，連接蓋的中部設置有連接紅外鏡筒用的安裝孔；所述紅外鏡筒包括外筒和內筒，所述內筒同軸布置在外筒的內部，外筒的一端可拆卸的安裝在連接蓋上，外筒的另一端可拆卸的安裝有后蓋；一個或多個所述控制單元分別安裝在光楔鏡筒的殼體上，控制單元用于驅動光楔組件精準旋轉；一個或多個所述光楔組件可旋轉的安裝在光楔鏡筒的內部，每個光楔組件均對應設置一個控制單元，每個光楔組件均能夠獨立旋轉；所述紅外鏡頭組安裝在紅外鏡筒內部。

優選的，所述控制單元包括安裝殼體、驅動電機、減速機和驅動齒輪，其中：所述安裝殼體可拆卸的固定在光楔鏡筒的外殼內；所述驅動電機、減速機和驅動齒輪均設置在安裝殼體內部，驅動電機的輸出軸連接減速機的輸入軸，減速機的輸出軸套裝有驅動齒輪；所述光楔鏡筒靠近驅動齒輪的位置設置有傳動開口，驅動齒輪的外端能夠穿過傳動開口、深入光楔鏡筒內部。

優選的，所述光楔組件包括光楔座、齒圈、軸承、擋圈、光楔對、限位斜圈和定位圈，其中：所述光楔座為圓柱殼結構，光楔座的外壁上設置有限位外凸臺，光楔座的內壁上設置有限位內凸臺；所述齒圈套裝在光楔座上、且緊靠限位外凸臺，齒圈與驅動齒輪嚙合；所述軸承套裝在光楔座上、且布置在齒圈的兩側，軸承用于實現光楔座與光楔鏡筒內壁之間的滾動連接和定位；所述光楔座與光楔座之間、以及光楔座與端蓋之間、以及光楔座與連接蓋之間設置有用于限位的擋圈；所述光楔對固定在光楔座內部，光楔對的一端緊靠限位內凸臺，光楔對的另一端安裝有限位斜圈，限位斜圈靠近光楔對的一側為斜面，所述斜面與相鄰光楔的斜面形狀一致，限位斜圈遠離光楔對的一側為平面， 所述平面的外側設置有定位圈。

優選的，光楔對包括兩個、三個或四個光楔。