[发明专利]视场切换装置

说明书

本发明公开了一种视场切换装置，包括壳体和安装在壳体内部的齿轮驱动组件、旋转组件、柱面镜组件、透镜组、恒力弹簧组件；壳体上至少设有两个光束入射口和一个光束出射口，光束出射口中安装透镜组，柱面镜组件与壳体内部空间适配；恒力弹簧组件与齿轮驱动组件连接并对齿轮驱动组件进行圆周向预紧；柱面镜组件安装在旋转组件上，齿轮驱动组件与柱面镜组件连接；齿轮驱动组件带动柱面镜组件通过旋转组件回转至目标光束入射口，柱面镜组件将目标光束入射口入射的光束反射至透镜组件中，透镜组将光束从光束出射口导出。

技术领域

本发明属于多视场光学系统技术领域，尤其涉及一种视场切换装置。

背景技术

光电载荷主要用于对空或对地目标进行探测、捕获、跟踪和测量，既要满足远距离目标大视场范围的探测，又要满足探测小视场目标细节分辨的能力，因此对其焦距和成像质量均有较高的要求。焦距的变化对于探测系统在目标搜索和探测时非常重要，通过改变系统焦距的多视场光学系统可以满足对不同视场的成像要求。

目前，多视场光学系统中视场的切换方式主要有以下两种：第一种方式是通过变倍镜组沿光轴方向的移动，进而改变光学系统的焦距值来实现不同视场的切换，这种切换结构装调较复杂，对平移机构的精度要求高，并且参与成像的透镜数目较多，对系统的成像质量、透过率有一定的影响；另一种方式是通过在光学系统中切入/切出变倍镜组来实现不同视场的切换，这种方式通常通过电机来控制镜组的切换，不易保证镜组在光路中的位置精度且结构复杂，特别是在有振动和冲击的环境条件下，光轴的稳定性很难得到保证。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种视场切换装置，包括壳体和安装在所述壳体内部的齿轮驱动组件、旋转组件、柱面镜组件、透镜组、恒力弹簧组件；所述壳体上至少设有两个光束入射口和一个光束出射口，所述光束出射口中安装所述透镜组，所述柱面镜组件与所述壳体内部空间适配；所述恒力弹簧组件与所述齿轮驱动组件连接并对所述齿轮驱动组件进行圆周向预紧；所述柱面镜组件安装在所述旋转组件上，所述齿轮驱动组件与所述柱面镜组件连接；所述齿轮驱动组件带动所述柱面镜组件通过旋转组件回转至目标光束入射口，所述柱面镜组件将目标光束入射口入射的光束反射至透镜组件中，所述透镜组将光束从所述光束出射口导出。

优选的，所述齿轮驱动组件包括驱动电机、被所述驱动电机带动转动的主动齿轮、与所述主动齿轮适配的从动齿轮；所述旋转组件与所述从动齿轮连接，所述从动齿轮上设有凸环台，所述凸环台与所述壳体内表面抵接。

优选的，所述恒力弹簧组件包括恒力弹簧、回转芯轴、弹簧挡圈；所述回转芯轴固定在所述壳体内壁上，所述弹簧挡圈安装在所述回转芯轴上；所述恒力弹簧的弹簧内径套在回转芯轴上，弹簧内径可以在回转芯轴上自由回转；恒力弹簧的自由端与所述凸环台连接，可以根据凸环台的转动而自由伸缩。

本装置还包括设置在所述壳体中的第一光耦合组件和第二光耦合组件、安装在从动齿轮上的定位件，所述第一光耦合组件、第二光耦合组件分别设置在所述齿轮驱动组件的两侧并根据受到定位件遮挡使所述从动齿轮停止转动。

优选的，所述第一光耦合组件包括第一安装座和安装在所述第一安装座上的第一光耦合件；第二光耦合组件包括第二安装座和安装在所述第二安装座上的第二光耦合件。

优选的，所述旋转组件包括转轴和轴承、轴承内压圈、轴承外压圈，所述轴承与所述壳体内表面连接，所述转轴为为圆柱回转中空结构，所述柱面镜组件安装在所述转轴上；所述轴承内压圈、轴承外压圈用于对所述轴承压紧。

优选的，所述柱面镜组件包括柱面镜、镜筒、镜筒压圈、垫片，所述柱面镜设置在所述镜筒中，所述镜筒压圈、垫片套设在所述镜筒上。

优选的，柱面镜一端为圆柱法兰，另一端为45°反射面，柱面镜安设在镜筒中，柱面镜的法兰端圆柱面的外圈与镜筒内圈为间隙配合并通过镜筒压圈压紧圆柱法兰的端面，实现柱面镜的安装固定。

优选的，所述轴承为角接触球轴承、交叉滚柱轴承中的一种。