[实用新型]一种红外成像系统高精度组合调校、对接机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种一种红外成像系统高精度组合调校、对接机构，用于实现红外成像系统与焦平面高精度组合调校对接。

背景技术

红外光学成像系统与红外焦平面组成的红外成像设备是航空、航天、临近空间等领域飞行器的重要载荷，为各类任务提供视频图像，此类长焦距光学系统对其光学系统光轴与成像焦平面的垂直度、光轴与成像焦平面靶面中心法线的重合度、光学系统像面与成像焦平面的重合度要求非常高，如何在红外成像设备装配过程中保证上述指标要求成为决定红外成像设备成像质量和测量精度的重要环节。

传统的光学成像系统与焦平面对接是通过反复修切光学镜头安装法兰与固定焦平面组件的结构件之间的垫片厚度来完成光学系统与图像传感器焦平面的对接。此方法无法精确控制光学系统光轴与成像焦平面的垂直度和光轴与成像焦平面靶面中心法线的重合度，造成光学系统成像后图像清晰度不对称、图像中心不对称，并造成诸多影响测量精度的不确定因素。

发明内容

本发明提供一种实现红外成像系统和成像焦平面组合调校、对接机构，主要解决了现有的像面对接过程中无法保证光学成像系统光轴与成像焦平面的垂直度精度、光学成像系统光轴与成像焦平面靶面中心法线的重合度精度和光学成像系统像面与成像焦平面的重合度精度问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该红外成像系统焦平面组合调校、对接机构包括高精度双轴车床组成的双轴平台，双轴平台的两个旋转轴内端均与可实现四自由度调整的对心调整装置一侧连接；其中靠近左旋转轴外端一侧沿光路输出方向依次设置有面源黑体、平行光管和内调焦对心仪，左轴旋转的对心调整装置上设置有光学镜头；所述平行光管光轴与车床旋转轴线平行；所述右旋转轴的对心调整装置沿光路接收方向上设置有由红外焦平面和对接基准面组成的红外成像结构单元，所述焦平面和对接基准面相互平行，焦平面与车床旋转轴垂直。

上述焦平面设置在焦平面保护玻璃内。

上述焦平面保护玻璃朝向光学镜头一侧设置有反射涂层。

本发明的优点在于：

本发明通过高精度双轴车床一次装夹（二次装夹重复定位精度差）同时实现了达到既定的调整目标和调整精度后对焦平面组件的对接基准面和光学镜头安装法兰端面的车削加工，以保证两个平面的平行度，充分消除了焦平面组件和光学镜头两个部件在前期装配环节导致的装配误差；

通过高精度双轴车床一次装夹和组合调整同时实现了光学成像系统光轴与成像焦平面的垂直度、光学成像系统光轴与成像焦平面靶面中心法线的重合度、光学成像系统像面与成像焦平面的重合度调整三个方面的内容。

附图说明

图1为光学系统焦平面组合调校对接系统图；

图2为焦平面组件对接基准面与焦平面保护玻璃面平行度调整示意图；

图3光学镜头光轴与车床旋转轴重合度调整示意图；

附图明细如下：

1-双轴车床；11-车床右轴；12-车床左轴；2-对心调整装置；3-镜头安装法兰端面；4-光学镜头；5-焦平面保护玻璃；6-内调焦对心仪；7-平行光管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详述：

该发明系统组成为借用一高精度双轴卧式或双轴立式车床作为平台，如图1所示，其两个旋转轴各固定一可实现四自由度调整的光学对心调整装置，光学镜头固定于靠近面源黑体、红外平行光管和内调焦对心仪的光学对心调整装置上，光学镜头物面朝向平行光管和内调焦对心仪；焦平面组件固定于另一个光学对心调整装置上，其焦平面朝向平行光管和内调焦对心仪方向。

该使用及原理如下：

1.焦平面组件的对接基准面与焦平面保护玻璃面平行度调整

如图2所示，将焦平面保护玻璃视为平板玻璃，必要时涂覆反射材料增加反射光强度，在旋转主轴的过程中，通过调整光学对心调整装置，以内调焦对心仪为判定依据使得焦平面保护玻璃面与车床旋转轴垂直，这样对接基准面可能会与车床旋转轴出现一定倾斜（此倾斜是由于焦平面芯片自身的制造误差和焦平面芯片与电路板，与固定焦平面芯片的结构件之间的装配误差造成），此倾斜现象靠车削加工对接基准面来消除（在车削过程中对接基准面见光即可，表明对接基准面与车床旋转轴已垂直，同时表明焦平面保护玻璃面与对接基准面已平行）。

步骤1用以消除对接基准面与焦平面保护玻璃面的不平行度，传统的工艺方法只能在焦平面芯片与电路板、与固定焦平面芯片的结构件焊接、装配过程中尽量消除，一旦焊接、装配完成后无法消除此平行度误差。