[发明专利]一种双视场变焦光学系统及穿轴方法

权利要求书

1.一种双视场变焦光学系统，其特征在于：

所述双视场变焦光学系统包含三个透镜组，三个透镜组分别为大视场镜组、小视场镜组与固定镜组，三个镜组的镜筒内设置与镜组配合的穿轴分化板工装，使穿轴分化板工装装入镜组的镜筒后，穿轴分化板工装的十字刻线中心位于镜组光轴上；固定镜组位于大视场镜组和小视场镜组的轴向的前方，在固定镜组的前方设置自调焦并带成像功能的内调焦光管对三个透镜组进行穿轴；保证大视场镜组与固定镜组光轴一致，视场切换后，小视场镜组与固定镜组光轴一致。

2.根据权利要求1所述的双视场变焦光学系统，其特征在于：

所述穿轴分化板工装包含分化板和镜筒，分化板和镜筒之间胶接固定，分化板为玻璃片，分化板的圆心设置一个十字刻线，分划板通过定心车削方法装配在镜筒一端，车削时穿轴分化板工装的外径与镜组镜筒内径高精度配合。

3.根据权利要求1所述的双视场变焦光学系统，其特征在于：

在大视场镜组与固定镜组间之间和小视场镜组与固定镜组之间，设置镜组间隔工装，镜组间隔工装的长度可小范围调整，保证穿轴后镜组间空气间隔满足光学系统设计要求；所述镜组间隔工装包含隔圈(1)、隔圈(2)及调整垫圈(3)，隔圈(1)与隔圈(2)通过细牙螺纹连接，隔圈(1)一侧的中心设有凸台，沿凸台轴向设置一个台阶通孔，台阶通孔的大端在凸台一侧，台阶通孔的小端在隔圈(1)没有凸台的一侧，隔圈(2)的一侧设有凸台，隔圈(2)的凸台的外径与隔圈(1)台阶通孔大端的内径通过细牙螺纹配合，隔圈(2)轴向的中心设置一个通孔，隔圈(2)的通孔内径与隔圈(1)的台阶通孔小端的内径相同；隔圈(1)与隔圈(2)的两个凸台之间设置多个调整垫圈(3)，调整垫圈(3)的最小调整量为0.01mm。

4.一种利用权利要求1所述一种双视场变焦光学系统的穿轴方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：将固定镜组的穿轴分化板工装装入固定镜组镜筒(6)中，将小视场镜组的穿轴分化板工装装入小视场镜组镜筒(4)中，将大视场镜组的穿轴分化板工装装入大视场镜组镜筒(5)中；

步骤2：将固定镜组部件通过螺钉固定在底座支架上，并通过打销钉定位；在固定镜组部件的前方架设内调焦光管，调整底座支架位置使内调焦光管与固定镜组光轴大致重合；调整内调焦光管的焦距，使固定镜组镜筒内的穿轴分化板工装中心的十字刻线成像在内调焦光管探测器像面上，通过调整内调焦光管支架的方位俯仰，使内调焦光管内的自准像与穿轴分化板工装中心的十字刻线像重合，此时内调焦光管光轴与固定镜组光轴一致，锁定内调焦光管位置，取下固定镜组的穿轴分化板工装；

步骤3：对小视场镜组与固定镜组穿轴；将小视场镜组镜筒(4)切换到工作位置，调整内调焦光管的焦距，使小视场镜组镜筒(4)内穿轴分化板工装的十字刻线成像在内调焦光管探测器像面上；用螺钉将小视场镜组镜筒(4)固定在视场切换支架上，通过在视场切换支架下面垫垫片调整小视场镜组的方位俯仰，使内调焦光管内的自准像与十字刻线像重合，加垫片的位置在四个安装螺钉中最多可选三个，此时小视场镜组光轴与内调焦光管光轴一致；

步骤4：调整小视场镜组与固定镜组之间的镜组间隔工装中的调整垫圈(3)尺寸，使镜组间隔工装的总长为L1，将镜组间隔工装放在小视场镜组镜筒(4)与固定镜组镜筒(6)之间，沿轴向前后移动切换视场支架，使镜组间隔工装中隔圈(2)的一侧紧靠小视场镜组镜筒(4)，镜组间隔工装中隔圈(1)的一侧紧靠固定镜组镜筒，从而保证小视场镜组与固定镜组的空气间隔满足图3中间隔要求，将切换视场支架与底座支架间打销钉固定；

步骤5：对大视场镜组与固定镜组穿轴；将大视场镜组镜筒(5)切换到工作位置，调整内调焦光管焦距，使大视场镜组镜筒内分化板工装十字刻线成像在内调焦光管探测器像面上；用螺钉将大视场镜组镜筒固定在视场切换支架上，通过在大视场镜组镜筒与视场切换支架间加垫片调整大视场镜组的方位俯仰，使内调焦光管内的自准像与十字刻线像重合，加垫片的位置在四个安装螺钉中最多可选三个；此时大视场镜组光轴与内调焦光管光轴一致；

步骤6：将镜组间隔工装放在大视场镜组镜筒(5)与固定镜组镜筒(6)之间，调整镜组间隔工装中的调整垫圈(3)尺寸，使大视场镜组镜筒(5)与固定镜组镜筒(6)之间的镜组间隔工装的隔圈(2)的一侧紧靠大视场镜组镜筒5，镜组间隔工装的隔圈(1)的一侧紧靠固定镜组镜筒(6)；此时镜组间隔工装的总长L3，△L＝L2-L3，△L为大视场镜镜组筒需要轴向移动的距离，L2为大视场镜组镜筒(5)与固定镜组镜筒(6)之间的目标距离；在大视场镜组镜筒的四个安装螺钉下面同时增加△L厚度的垫片，使大视场镜组与固定镜组的空气间隔满足间隔要求L2。