本实用新型涉及一种共轴反射系统中次反射镜的支撑装置,可应用在航天相机内遮拦比要求高的光学仪器。
背景技术:
反射式光学系统相对于折射式光学系统没有色差,因此国内外绝大部分航天相机均采用前者作为光机镜头的基本形式。反射系统主要有共轴和离轴两种形式。离轴光学系统由于是非轴对称结构所以没有遮拦问题,但缺点是结构复杂、光机结构加工和装调难度大、系统稳定性差。共轴反射系统为轴对称结构,其具有结构紧凑、易于高精度加工和装调、系统稳定性高等特点,但由于光线从次反射镜背部入射到主反射镜经一次反射后再经次反射镜二次反射进入主反射镜中心孔内的后续光路最终聚焦成像,镜遮挡问题减少了光学系统的通光口径,导致光学系统调制传递函数MTF在中频段出现明显下降,影响了所拍摄图像的质量。传统的次反射镜支撑结构主要采用反射镜镜面边缘的压圈或压板轴向固定,压圈或压板通过螺纹或螺钉固定在镜框上,该支撑结构不可避免的需增加次反射镜外径以留出压边空间,再加上镜框的结构尺寸,从而使系统遮拦有明显的增加。次反射镜的支撑结构是否需增大次反射镜外径或支撑结构本身是否增大遮拦关系到整个共轴反射系统的遮拦比和能量。
技术实现要素:
本实用新型提供一种共轴反射系统中次反射镜的支撑装置,主要解决了现有的镜框压圈或压板技术中,反射镜和镜框都变大导致整个系统遮拦比变大,无法满足系统光学能量要求的问题。
本实用新型的技术解决方案如下:
本实用新型所提供的共轴反射系统中次反射镜的支撑装置,其特殊之处在于:所述支撑装置包括与次反射镜同轴的圆形尾座11、压板2及次镜框4,
所述尾座设置在次反射镜的背部与次反射镜一体成型;
所述尾座周向设置有凹槽12,
所述次镜框包括圆筒形次镜框架42,沿圆筒形次镜框架42内壁同轴设置有定位环43,
所述尾座11的端部深入圆筒形次镜框架42中并依靠定位环43定位,所 述压板2置于凹槽12内,所述压板2的下部贴近凹槽12靠近端部的侧壁,所述压板2的上部与圆筒形次镜框架42的端面接触,所述压板2与圆筒形次镜框架42之间依靠螺纹紧固件将尾座轴向固定;
所述次镜框4的圆筒形次镜框架42的周向还均匀设置有通向尾座的多个径向注胶孔45,
所述定位环43上均匀设置有多个通向尾座的轴向注胶孔44;
所述次镜框的外壁径向设置有至少三条均布的支撑筋41,所述支撑筋用于将次反射镜支撑在反射系统的光路中心。
以上为本实用新型的基本结构,基于该基本结构,本实用新型还做出以下优化限定:
上述尾座上设置的凹槽的数量为3个,沿尾座周向均布,通过三点决定一个平面,以便保证次反射镜的光学面形精度。上述压板2的固定孔上加工有U形槽,以增大螺钉装配空间。
上述压板与凹槽侧壁之间还设置有橡胶垫3,可以补偿多个不同压板厚度的加工误差,从而更好保证次反射镜的光学面形精度。上述橡胶垫3的厚度在0.5mm~1mm之间。
上述次镜框4的热膨胀系数与次反射镜1的热膨胀系数一致。
本实用新型的优点在于:
1、本实用新型将在轴向固定次反射镜的压板设置至次反射镜后,从而使次反射镜最大直径最小化。
2、本实用新型使在次反射镜前可见的结构件只有结构支撑筋,直接将结构件对系统遮拦比影响减到最小。
3、本实用新型不影响反射镜的面形,通过次镜框周边和背部的注胶提高了次镜部件的抗力学性能,提高了光学部件的可靠性。
附图说明
图1为共轴反射系统光路示意图;
图2为本实用新型结构示意图;
图3为图2的右视图;
图4为图2的A向剖视图;
图5为图2的B向剖视图;
附图标记如下:1-次反射镜,11-尾座,凹槽122-压板,3-橡胶垫,4-次镜框,41-次镜框筋,42-圆筒形次镜框架,43-定位环,44-轴向注胶孔,45 径向注胶孔。
具体实施方式
以下结合附图2-5对本实用新型的优选方式进行说明。
一种共轴反射系统中次反射镜的支撑装置,其包括固定次反射镜1的次镜框4,三个压板2,三个橡胶垫3。次反射镜1背部应有固定该元件的圆形尾座11,尾座11与次反射镜同轴设置,尾座周向有凹槽12以便放入橡胶垫3和压板2。压板2上加工有通孔用于将该元件固定在次镜框4上。通孔上加工有U形槽增大螺钉装配空间。次镜框包括圆筒形次镜框架42,沿圆筒形次镜框架42内壁同轴设置有定位环43,次镜框基于固定整个次镜部件的需要,径向设计有三条以上均布的支撑筋41,支撑筋与外环连接,外环用于将次反射镜及尾座支撑在光路中心;圆筒形次镜框架42的周向还均匀设置有通向尾座的多个径向注胶孔45(附图为6个),定位环43上均匀设置有多个通向尾座的轴向注胶孔44(附图为6个)。
次反射镜尾座11放入次镜框4中,用三个压板2和橡胶垫3在轴向固定次反射镜1,调整固定螺钉的松紧以调整次反射镜1的面形。通过次镜框4上的注胶孔在次反射镜1的周向和背部依次注胶,并实时监视次反射镜1的面形。橡胶垫3的厚度在0.5mm~1mm之间,可根据次反射镜1的直径大小进行调整。
次镜框4的热膨胀系数与次反射镜1的热膨胀系数一致。
次反射镜在装入次反射镜框之前应用干涉仪检测面形。
为了消除反射镜非工作面杂光,在反射镜入框前,应将反射镜所有非工作面涂覆黑色消光材料。所有光机零件在装配前应用酒精进行表面清洁,去除灰尘,碎屑。
具体实施方法,参见图1,
1)将次反射镜尾座放入次镜框中;
2)将三处橡胶垫和压板依次放入次反射镜背部中间的凹槽中并用螺钉固定;
3)检测次反射镜面形;
4)通过次镜框周边注胶孔注胶;
5)检测次反射镜面形;
6)通过次镜框内环端面的注胶孔注胶;
7)检测次反射镜面形。
整个装配过程结束后次反射镜面形应在光学设计要求的范围内。