本發(fā)明涉及空間遙感應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大視場離軸四反鏡頭裝置。

背景技術(shù)：

離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)無色差、無中心遮攔、溫度適應(yīng)性好、輕量化程度高，采用非球面反射鏡時(shí)還可以校正多項(xiàng)像差，在空間遙感領(lǐng)域具有廣泛的用途。空間反射式光學(xué)系統(tǒng)主要受光學(xué)結(jié)構(gòu)、發(fā)射運(yùn)載條件和空間軌道環(huán)境約束，支撐結(jié)構(gòu)需要同時(shí)具有較高的靜態(tài)剛度、動(dòng)態(tài)剛度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和熱尺寸穩(wěn)定性，以保證包括光學(xué)元件和支撐結(jié)構(gòu)在內(nèi)的鏡頭變形小、抗力學(xué)環(huán)境能力強(qiáng)、熱環(huán)境適應(yīng)性好。為降低發(fā)射成本和提高空間載荷的可靠性，鏡頭支撐結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有較高的輕量化率和較好的裝配工藝性。

大視場離軸四反射鏡光學(xué)鏡頭，簡稱大視場離軸四反鏡頭，具有視場大、畸變低、體積小等優(yōu)越性能。其鏡頭支撐結(jié)構(gòu)形式目前主要為組合式。該組合式支撐結(jié)構(gòu)雖然實(shí)現(xiàn)方法更靈活，但在結(jié)構(gòu)比強(qiáng)度、比剛度、輕量化率和熱穩(wěn)定性等方面有局限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一，提供一種力學(xué)性能好、輕量化率高、熱變形小，具有較好的綜合空間環(huán)境適應(yīng)性的大視場離軸四反鏡頭裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種大視場離軸四反鏡頭裝置，包括：一體式鏡頭框架；

沿光線傳遞方向依次安裝在所述鏡頭框架上的第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡和探測器；所述第一反射鏡固定在第一鏡座上，所述第一鏡座安裝在所述鏡頭框架上；所述第二反射鏡固定在第二鏡座上，所述第二鏡座安裝在所述鏡頭框架上；所述第三反射鏡固定在第三鏡座上，所述第三鏡座安裝在所述鏡頭框架上；所述第四反射鏡固定在第四鏡座上，所述第四鏡座安裝在所述鏡頭框架上。

一些實(shí)施例中，所述第一反射鏡粘貼在所述第一鏡座上，所述第二反射鏡粘貼在第二鏡座上，所述第三反射鏡粘貼在第三鏡座上，所述第四反射鏡粘貼在第四鏡座上。

一些實(shí)施例中，所述第一反射鏡通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在第一鏡座上，所述第二反射鏡通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在第二鏡座上，所述第三反射鏡通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在第三鏡座上，所述第四反射鏡通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在所述第四鏡座上。

一些實(shí)施例中，所述第一鏡座、第二鏡座、第三鏡座和第四鏡座均通過螺釘固定在所述鏡頭框架上。

一些實(shí)施例中，包括安裝在所述鏡頭框架上的遮光罩組件，所述遮光罩組件包括相互固定的左遮光罩和右遮光罩，光線經(jīng)左遮光罩和右遮光罩之間射向第一反射鏡。

一些實(shí)施例中，所述遮光罩組件通過螺釘固定在所述鏡頭框架上，所述左遮光罩和右遮光罩之間通過螺釘相互固定。

一些實(shí)施例中，所述遮光罩組件與所述鏡頭框架之間設(shè)置有遮光罩隔熱墊片和遮光罩隔熱墊圈。

一些實(shí)施例中，所述探測器通過螺釘固定在所述鏡頭框架上。

一些實(shí)施例中，所述探測器與所述鏡頭框架之間設(shè)置有探測器隔熱墊片和探測器隔熱墊圈。

一些實(shí)施例中，包括安裝在所述鏡頭框架上的左端蓋和右端蓋，所述第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡位于所述左端蓋和右端蓋之間。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置中，采用一體式鏡頭框架，其結(jié)構(gòu)組織一致性高、輕量化率高、力熱穩(wěn)定性好；解決了組合式結(jié)構(gòu)力學(xué)性能差、輕量化率低、熱穩(wěn)定性不易保證的技術(shù)問題，整體輕量化率高、力學(xué)、熱穩(wěn)定性好并且裝配工藝性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置的剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置另一個(gè)角度的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

第一反射鏡10；第一鏡座11；第二反射鏡20；第二鏡座21；第三反射鏡30；第三鏡座31；第四反射鏡40；第四鏡座41；鏡頭框架50；螺釘60；左遮光罩71；右遮光罩72；遮光罩隔熱墊片73；遮光罩隔熱墊圈74；探測器80；探測器隔熱墊片81；探測器隔熱墊圈82；左端蓋91；右端蓋92。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將結(jié)合附圖1至附圖3詳細(xì)說明一下本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置。

一種大視場離軸四反鏡頭裝置，包括：一體式鏡頭框架50；沿光線傳遞方向依次安裝在所述鏡頭框架50上的第一反射鏡10、第二反射鏡20、第三反射鏡30、第四反射鏡40和探測器80；所述第一反射鏡10固定在第一鏡座11上，所述第一鏡座11安裝在所述鏡頭框架50上；所述第二反射鏡20固定在第二鏡座21上，所述第二鏡座21安裝在所述鏡頭框架50上；所述第三反射鏡30固定在第三鏡座31上，所述第三鏡座31安裝在所述鏡頭框架50上；所述第四反射鏡40固定在第四鏡座41上，所述第四鏡座41安裝在所述鏡頭框架50上。

本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置中，采用一體式鏡頭框架50，其結(jié)構(gòu)組織一致性高、輕量化率高、力熱穩(wěn)定性好；解決了組合式結(jié)構(gòu)力學(xué)性能差、輕量化率低、熱穩(wěn)定性不易保證的技術(shù)問題，整體輕量化率高、力學(xué)、熱穩(wěn)定性好并且裝配工藝性好。能夠應(yīng)用于空間遙感、航空攝像、天文觀測、環(huán)境監(jiān)測、精密度測量等領(lǐng)域。

更具體的，本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置中，鏡頭框架50為一塊金屬材料加工而成的一體式結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置，以一體式鏡頭框架50為中心，鏡頭框架50為由單體鍛料制成的一體式結(jié)構(gòu)，具有較好的結(jié)構(gòu)力熱穩(wěn)定性，通過精密數(shù)控加工實(shí)現(xiàn)較高的形狀位置精度和輕量化程度。將第一反射鏡10及第一鏡座11、第二反射鏡20及第二鏡座21、第三反射鏡30及第三鏡座31、第四反射鏡40及第四鏡座41、左遮光罩71及右遮光罩72、左端蓋91及右端蓋92、探測器80等主要光學(xué)結(jié)構(gòu)件集成為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)儀器的光學(xué)性能。

各反射鏡及其鏡座與鏡頭框架50間的安裝步驟為，首先使用光學(xué)環(huán)氧膠將反射鏡膠粘在對應(yīng)的鏡座上組成反射鏡組件，再使用螺釘60將各反射鏡組件安裝于鏡頭框架50上。左遮光罩71與右遮光罩72首先通過螺釘60連接為遮光罩組件，再使用另外的螺釘60安裝于鏡頭框架50。反射鏡組件、遮光罩組件和探測器80等光學(xué)部組件的安裝，按照光學(xué)位置及精度要求進(jìn)行，可以修研組件安裝面的形狀和調(diào)整組件的安裝位置實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的公差和性能要求。本發(fā)明的各組件位置獨(dú)立，互不干涉，裝配方便，具有良好的裝配工藝性。

如圖2所示，所述第一反射鏡10粘貼在所述第一鏡座11上，所述第二反射鏡20粘貼在第二鏡座21上，所述第三反射鏡30粘貼在第三鏡座31上，所述第四反射鏡40粘貼在第四鏡座41上。

所述第一反射鏡10通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在第一鏡座11上，所述第二反射鏡20通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在第二鏡座21上，所述第三反射鏡30通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在第三鏡座31上，所述第四反射鏡40通過光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在所述第四鏡座41上。

所述第一鏡座11、第二鏡座21、第三鏡座31和第四鏡座41均通過螺釘60固定在所述鏡頭框架50上。

更具體的，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一鏡座11與第一反射鏡10使用光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在一起，保證第一鏡座11與第一反射鏡10之間的位置精度和連接強(qiáng)度；將第一鏡座11放置在鏡頭框架50上的對應(yīng)安裝面上，調(diào)整第一鏡座11至準(zhǔn)確位置，從鏡頭框架50兩側(cè)面每側(cè)使用一個(gè)螺釘60將第一鏡座11與鏡頭框架50固定。第二鏡座21與第二反射鏡20使用光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在一起，保證第二鏡座21與第二反射鏡20之間的位置精度和連接強(qiáng)度；將第二鏡座21放置在鏡頭框架50上的對應(yīng)安裝面上，調(diào)整第二鏡座21至準(zhǔn)確位置，從鏡頭框架50的正面使用四個(gè)螺釘60將第二鏡座21與鏡頭框架50固定。第三鏡座31與第三反射鏡30使用光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在一起，保證第三鏡座31與第三反射鏡30之間的位置精度和連接強(qiáng)度；將第三鏡座31放置在鏡頭框架50上的對應(yīng)安裝面上，調(diào)整第三鏡座31至準(zhǔn)確位置，從鏡頭框架50的正面使用四個(gè)螺釘60將第三鏡座31與鏡頭框架50固定。第四鏡座41與第四反射鏡40使用光學(xué)環(huán)氧膠粘貼在一起，保證第四鏡座41與第四反射鏡40之間的位置精度和連接強(qiáng)度；將第四鏡座41放置在鏡頭框架50上的對應(yīng)安裝面上，調(diào)整第四鏡座41至準(zhǔn)確位置，從鏡頭框架50的兩側(cè)面每側(cè)使用一個(gè)螺釘60將第三鏡座31與鏡頭框架50固定。

如圖2所示，本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置，還包括安裝在所述鏡頭框架50上的遮光罩組件，所述遮光罩組件包括相互固定的左遮光罩71和右遮光罩72，光線經(jīng)左遮光罩71和右遮光罩72之間射向第一反射鏡10。

其中，所述遮光罩組件通過螺釘60固定在所述鏡頭框架50上，所述左遮光罩71和右遮光罩72之間通過螺釘60相互固定。

優(yōu)選地，所述遮光罩組件與所述鏡頭框架50之間設(shè)置有遮光罩隔熱墊片73和遮光罩隔熱墊圈74。鏡頭框架50與遮光罩組件之間設(shè)置遮光罩隔熱墊片73和遮光罩隔熱墊圈74，使得遮光罩組件與鏡頭框架50之間能夠?qū)崿F(xiàn)隔熱安裝，可以減少鏡頭框架50受遮光罩組件溫度變化的影響。

更具體的，如圖2所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，左遮光罩71和右遮光罩72之間的組合由兩個(gè)螺釘60實(shí)現(xiàn)，通過螺釘60將左遮光罩71和右遮光罩72連接，配合面為止口形式，能夠保證裝配精度，同時(shí)可以防止雜光進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)。遮光罩組件通過三個(gè)螺釘60固定安裝在鏡頭框架50上，每個(gè)螺釘60與遮光罩組件之間分別通過一個(gè)遮光罩隔熱墊圈74進(jìn)行隔熱安裝；遮光罩組件與鏡頭框架50的三個(gè)連接處，每處分別通過一個(gè)遮光罩隔熱墊片73進(jìn)行隔熱安裝；遮光罩隔熱墊圈74和遮光罩隔熱墊片73的使用，可以增大遮光罩組件與鏡頭框架50間的熱阻，減少遮光罩組件溫度變化對鏡頭框架50的影響。

如圖2所示，所述探測器80通過螺釘60固定在所述鏡頭框架50上。

如圖3所示，所述探測器80與所述鏡頭框架50之間設(shè)置有探測器隔熱墊片81和探測器隔熱墊圈82。鏡頭框架50與探測器80之間設(shè)置探測器隔熱墊片81和探測器隔熱墊圈82，使得探測器80與鏡頭框架50之間能夠?qū)崿F(xiàn)隔熱安裝，可以減少鏡頭框架50受探測器80溫度變化的影響。

一個(gè)具體實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，探測器80通過四個(gè)螺釘60安裝在鏡頭框架50上；每個(gè)螺釘60與探測器80之間分別通過一個(gè)探測器隔熱墊圈82進(jìn)行隔熱安裝；探測器80與鏡頭框架50通過一個(gè)探測器隔熱墊片81進(jìn)行隔熱安裝；探測器隔熱墊圈82和探測器隔熱墊片81的使用，可以增大探測器80與鏡頭框架50的熱阻，減少探測器80溫度變化對鏡頭框架50的影響。

如圖1所示，包括安裝在所述鏡頭框架50上的左端蓋91和右端蓋92，所述第一反射鏡10、第二反射鏡20、第三反射鏡30和第四反射鏡40位于所述左端蓋91和右端蓋92之間。

其中，左端蓋91和右端蓋92都通過螺釘60固定在鏡頭框架50上。

本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，鏡頭框架50與遮光罩組件、第一鏡座11、第二鏡座21、第三鏡座31、第四鏡座41和探測器80之間通過螺釘60連接，實(shí)現(xiàn)裝配，具有較好的裝配工藝性，便于安裝和操作。

本發(fā)明提供的大視場離軸四反鏡頭裝置，以一體式鏡頭框架50為中心，鏡頭框架50為由單體鍛料制成的一體式結(jié)構(gòu)，具有較好的結(jié)構(gòu)力熱穩(wěn)定性，通過精密數(shù)控加工實(shí)現(xiàn)較高的形狀位置精度和輕量化程度。將第一反射鏡10及第一鏡座11、第二反射鏡20及第二鏡座21、第三反射鏡30及第三鏡座31、第四反射鏡40及第四鏡座41、左遮光罩71及右遮光罩72、左端蓋91及右端蓋92、探測器80等主要光學(xué)結(jié)構(gòu)件集成為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)儀器的光學(xué)性能。

各反射鏡及其鏡座與鏡頭框架50間的安裝步驟為，首先使用光學(xué)環(huán)氧膠將反射鏡膠粘在對應(yīng)的鏡座上組成反射鏡組件，再使用螺釘60將各反射鏡組件安裝于鏡頭框架50上。左遮光罩71與右遮光罩72首先通過螺釘60連接為遮光罩組件，再使用另外的螺釘60安裝于鏡頭框架50。反射鏡組件、遮光罩組件和探測器80等光學(xué)部組件的安裝，按照光學(xué)位置及精度要求進(jìn)行，可以修研組件安裝面的形狀和調(diào)整組件的安裝位置實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的公差和性能要求。本發(fā)明的各組件位置獨(dú)立，互不干涉，裝配方便，具有良好的裝配工藝性。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，一種大視場離軸四反鏡頭裝置，包括左端蓋91、右端蓋92、第一鏡座11、第一反射鏡10、鏡頭框架50、遮光罩隔熱墊片73、遮光罩隔熱墊圈74、左遮光罩71、右遮光罩72、第二鏡座21、第二反射鏡20、第三鏡座31、第三反射鏡30、第四鏡座41、第四反射鏡40、探測器80、探測器隔熱墊圈82、探測器隔熱墊片81和光學(xué)環(huán)氧膠。所述左端蓋91通過螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；所述右端蓋92通過螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；所述第一鏡座11與所述第一反射鏡10使用所述光學(xué)環(huán)氧膠粘接后，通過螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；第二鏡座21與第二反射鏡20使用所述光學(xué)環(huán)氧膠粘接后，通過螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；所述第三鏡座31與所述第三反射鏡30使用所述光學(xué)環(huán)氧膠粘接后，通過螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；第四鏡座41與第四反射鏡40使用所述光學(xué)環(huán)氧膠粘接后，通過螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；所述左遮光罩71與所述右遮光罩72通過螺釘60組合為遮光罩組件，遮光罩組件再通過所述遮光罩隔熱墊片73、所述遮光罩隔熱墊圈74和螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上；所述探測器80通過所述探測器隔熱墊片81、所述探測器隔熱墊圈82和螺釘60安裝于所述鏡頭框架50上。

其中，左端蓋91由牌號為7a09的硬質(zhì)鋁合金制成，外形尺寸為：長60mm，寬46.5mm，高1.5mm。螺釘60是標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)代號為gb/t70-2000，部分螺釘60的規(guī)格為m2.5×6(mm)，部分螺釘60的規(guī)格為m3×10(mm)，根據(jù)其具體安裝的位置確定；比如，左端蓋91、右端蓋92與鏡頭框架50連接用螺釘60的規(guī)格為m2.5×6(mm)，而鏡座與鏡頭框架50連接用螺釘60的規(guī)格為m3×10(mm)。右端蓋92由牌號為7a09的硬質(zhì)鋁合金制成，外形尺寸為：長60mm，寬46.5mm，高1.5mm。第一鏡座11由牌號為4j32的鐵鎳合金制成，外形尺寸為：長65mm，寬11.6mm，高8.3mm。第一反射鏡10由牌號為bk7的光學(xué)玻璃制成，外形尺寸為：長31mm，寬11.6mm，高4.1mm。鏡頭框架50由牌號為7a09的硬質(zhì)鋁合金制成，外形尺寸為：長95mm，寬82mm，高79mm。遮光罩隔熱墊片73、遮光罩隔熱墊圈74、探測器隔熱墊圈82和探測器隔熱墊片81由牌號為ys-50的聚酰亞胺制成，外形分別為：直徑φ6mm厚度0.5mm、直徑φ6.5mm厚度2mm、直徑φ6.5mm厚度1mm和長84mm寬80mm高2mm。左遮光罩71和右遮光罩72由牌號為7a09的硬質(zhì)鋁合金制成，外形尺寸為：長150mm，寬79mm，高46mm。第二鏡座21由牌號為4j32的鐵鎳合金制成，外形尺寸為：長55mm，寬16mm，高9.2mm。第二反射鏡20由牌號為bk7的光學(xué)玻璃制成，外形尺寸為：長36.2mm，寬16mm，高6mm。第三鏡座31由牌號為4j32的鐵鎳合金制成，外形尺寸為：長74.4mm，寬18.4mm，高11.3mm。第三反射鏡30由牌號為bk7的光學(xué)玻璃制成，外形尺寸為：長54.4mm，寬18.4mm，高9mm。第四鏡座41由牌號為4j32的鐵鎳合金制成，外形尺寸為：長50.4mm，寬14mm，高4.5mm。第四反射鏡40由牌號為bk7的光學(xué)玻璃制成，外形尺寸為：長34.4mm，寬14mm，高3mm。探測器80為定制光子計(jì)數(shù)探測器80，由中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研制。光學(xué)環(huán)氧膠為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品，型號為dg-4，由中藍(lán)晨光化工設(shè)計(jì)研究院有限公司生產(chǎn)。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。