[发明专利]一种用于共口径光学系统的复合轴机构以及共口径光学系统

说明书

本发明涉及一种用于共口径光学系统的复合轴机构，属于多波段共口径的光机系统领域，用于解决现有技术的光机系统不利于光电系统小型化、轻量化的缺陷。用于共口径光学系统的复合轴机构包括方位轴系和俯仰轴系，俯仰轴系作为方位轴系的负载，能够在方位轴系中的电机驱动下绕第一轴旋转；俯仰轴系还能够在俯仰轴系中的电机驱动下绕第二轴旋转；其中第一轴与第二轴正交；俯仰轴系中还设置有摆镜和反射镜，摆镜和反射镜构成库德光路；方位轴系包括方位电机、方位轴承和转接座，方位电机的内环与方位轴承的外环连接，转接座与俯仰轴系连接。本发明还包括一种共口径光学系统。本发明适用于中波红外波段的成像及激光干扰。

技术领域

本发明涉及多波段共口径的光机系统领域，具体涉及一种用于共口径光学系统的复合轴机构以及共口径光学系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步和整个世界局势的推动，多波段、多功能的机载光电集成系统已经成为世界研究的热点。为满足系统中大视场范围搜索、目标跟踪、多波段系统集成等需求，常常采用两种方式。一种方式是采用分孔径形式，将各波段系统集成在复合轴上，这将会带来整体结构布局困难、复合轴负载过大等问题，不利于机载光电系统小型化、轻量化的发展趋势。另一种方式是采用共口径形式，利用合束方式进行多波段集成，这种方式可以解决整个系统布局及使用问题；但在满足性能指标的情况下，如何降低复合轴负载、减少系统尺寸一直是机载光电集成系统研制难点；而且在保证不降低光学系统作用距离的情况下，如何同时实现中波红外波段的成像及激光干扰功能也是系统研制的难点。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有技术的光机系统不利于光电系统小型化、轻量化的缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于共口径光学系统的复合轴机构，包括方位轴系和俯仰轴系，俯仰轴系作为方位轴系的负载，能够在方位轴系中的电机驱动下绕第一轴旋转；俯仰轴系还能够在俯仰轴系中的电机驱动下绕第二轴旋转；其中第一轴与第二轴正交；方位轴系和俯仰轴系中均设置有窗口，俯仰轴系中还设置有摆镜和反射镜,摆镜和反射镜构成库德光路；方位轴系包括方位电机、方位轴承和转接座，方位电机的内环与方位轴承的外环连接，转接座与俯仰轴系连接。

优选地，方位轴系包括方位定子座、方位力矩电机、方位转子座、方位交叉滚子轴承、方位轴承座、方位滑环、俯仰转接件、方位圆光栅；方位定子座作为方位轴系的基座基座，用于安装方位力矩电机；方位转子座用于连接方位力矩电机和方位交叉滚子轴承；方位轴承座安装在方位定子座上，用于支撑方位交叉滚子轴承；方位滑环采用中空方式安装在方位轴承座上，用于实现轴系旋转，同时实现光束通过；俯仰转接件安装在方位转子座上，用于连接俯仰轴系，使俯仰轴系成为方位轴系的转动负载；方位圆光栅安装在方位转子座上，用于反馈位置信息。

优选地，俯仰轴系包括俯仰力矩电机、俯仰交叉滚子轴承、俯仰滑环、俯仰圆光栅、红外窗口；俯仰力矩电机用于提供俯仰驱动力；俯仰交叉滚子轴承安装在俯仰轴系的两端；俯仰滑环用于使摆镜实现连续扫描运动；俯仰圆光栅用于反馈位置信息；红外窗口安装在俯仰轴系内。

优选地，红外窗口沿3°倾斜安装在俯仰轴系内。

根据本发明的第二方面，提供一种共口径光学系统包括扩束镜组、合束镜成像镜组、望远镜组以及如本发明第一方面所述的用于共口径光学系统的复合轴机构；其中合束镜包括上直角棱镜、分光膜以及下直角棱镜；当发射光束时，光束依次经过扩束镜组、合束镜、望远镜组后进入方位轴系的窗口，并经过反射镜和摆镜的折转作用从俯仰轴系的窗口出射；当接收光束时，光束从俯仰轴系的窗口入射，再经过方位轴系的窗口、望远镜组、合束镜后被成像镜组接收。