[发明专利]一种新型多光楔光学扫描装置

说明书

本发明公开了一种新型多光楔光学扫描装置，属于光学系统设计技术领域，该装置包括光楔镜筒、红外镜筒、控制单元、光楔组件和红外镜头组，其中，一个或多个控制单元分别安装在光楔镜筒的壳体上、且用于驱动光楔组件精准旋转；一个或多个光楔组件可旋转的安装在光楔镜筒的内部，每个光楔组件均能够独立旋转。与现有技术相比，该装置采用新型结构，配置多个独立旋转的光楔对和多个红外镜片，其自由度和光束指向的精确控制度更高，能够防止出现大角度全反射现象，此外使用两种材料制作光楔对能够消除色差，解决旋转双光楔造成的奇异点和盲区问题，在自由空间光通信、光互连、光电对抗、光电探测、激光武器、干涉测量等领域有着广泛的应用。

技术领域

本发明属于光学系统设计技术领域，尤其涉及一种新型多光楔光学扫描装置。

背景技术

光楔是红外成像光学系统中用来改变出射光线方向的光学组件，通过旋转光楔，控制光楔的相对角度，改变光轴的位置，实现物方视场的快速大范围扫描。由于其结构紧凑、响应速度快、精度高、视野大、对工作环境的适应性强，使得该系统在目标搜索和定位领域有较大应用前景，可广泛应用于大规模成像与识别、生物医学观察、激光通信、基于视觉的微装配等领域。然而，光楔光学扫描装置在实际应用中会遇到多个问题，例如：光束形状畸变、色散、扫描盲区和控制奇点等。如何设计新型多光楔光学扫描装置的壳体形状、装配方式、驱动装置、以及镜片的布局以解决上述问题，成为该领域的技术难题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种新型多光楔光学扫描装置，该装置采用新型结构，配置多个独立旋转的光楔对和多个红外镜片，其自由度和光束指向的精确控制度更高，能够防止出现大角度全反射现象，此外使用两种材料制作光楔对能够消除色差，解决旋转双光楔造成的奇异点和盲区问题。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种新型多光楔光学扫描装置，其特征在于，包括光楔镜筒、红外镜筒、控制单元、光楔组件和红外镜头组，其中：所述光楔镜筒的一端可拆卸的安装有端盖，光楔镜筒的另一端可拆卸的安装有连接盖，所述端盖的内侧密封安装有玻璃窗，端盖的外侧扣装有保护盖，连接盖的中部设置有连接红外镜筒用的安装孔；所述红外镜筒包括外筒和内筒，所述内筒同轴布置在外筒的内部，外筒的一端可拆卸的安装在连接盖上，外筒的另一端可拆卸的安装有后盖；一个或多个所述控制单元分别安装在光楔镜筒的壳体上，控制单元用于驱动光楔组件精准旋转；一个或多个所述光楔组件可旋转的安装在光楔镜筒的内部，每个光楔组件均对应设置一个控制单元，每个光楔组件均能够独立旋转；所述红外镜头组安装在红外镜筒内部。

优选的，所述控制单元包括安装壳体、驱动电机、减速机和驱动齿轮，其中：所述安装壳体可拆卸的固定在光楔镜筒的外壳内；所述驱动电机、减速机和驱动齿轮均设置在安装壳体内部，驱动电机的输出轴连接减速机的输入轴，减速机的输出轴套装有驱动齿轮；所述光楔镜筒靠近驱动齿轮的位置设置有传动开口，驱动齿轮的外端能够穿过传动开口、深入光楔镜筒内部。

优选的，所述光楔组件包括光楔座、齿圈、轴承、挡圈、光楔对、限位斜圈和定位圈，其中：所述光楔座为圆柱壳结构，光楔座的外壁上设置有限位外凸台，光楔座的内壁上设置有限位内凸台；所述齿圈套装在光楔座上、且紧靠限位外凸台，齿圈与驱动齿轮啮合；所述轴承套装在光楔座上、且布置在齿圈的两侧，轴承用于实现光楔座与光楔镜筒内壁之间的滚动连接和定位；所述光楔座与光楔座之间、以及光楔座与端盖之间、以及光楔座与连接盖之间设置有用于限位的挡圈；所述光楔对固定在光楔座内部，光楔对的一端紧靠限位内凸台，光楔对的另一端安装有限位斜圈，限位斜圈靠近光楔对的一侧为斜面，所述斜面与相邻光楔的斜面形状一致，限位斜圈远离光楔对的一侧为平面， 所述平面的外侧设置有定位圈。

优选的，光楔对包括两个、三个或四个光楔。