光学望远镜制造技术

提供了一种光学望远镜，其包括被配置成接收和重新定向光信号的导向镜。导向镜被配置成可控地定向，以便控制该光信号重新定向的方法并且以便相应地控制视线。光学望远镜还包括束管，该束管包括转向镜，该转向镜被配置成接收来自于导向镜的光信号。光学望远镜还包括主镜，该主镜位于转向镜的下游并且被配置成使光信号准直。此外，光学望远镜包括输出镜，该输出镜被配置成接收来自于主镜的光信号并且重新定向从光学望远镜输出的光信号。输出镜被配置成可控地定向，以便控制光信号重新定向的方向并且以便相应地控制视线。

【技术实现步骤摘要】

示例性实施例总体上涉及一种光学望远镜，并且更特别地涉及一种可以用在包括激光测量和激光通信的多种应用中的离轴光学望远镜。
技术介绍
光学望远镜广泛用于多种目的。例如，光学望远镜可以用于激光测量或者激光通信。关于激光测量，光学望远镜可以支持光探测和测距(LiDAR)，其中通过用激光照射目标并且随后分析反射的光而获得距离测量值。这样，光学望远镜可以支持地形测量。此外，光学望远镜可以支持激光通信，包括空气对地面通信、地面对地面通信、表面对地面通信、表面对表面通信和/或空气对表面通信。如这里所使用的，“表面”可以不仅指地面，也指其他类型的表面，比如水体的表面。在一些应用中，可以分配给光学望远镜的尺寸和重量是有限的，由此也对可以用在这些应用中的光学望远镜造成了限制。此外，一些应用可能要求相对大的孔径和视域，其进而可能由于由一些光学望远镜所施加的孔径和视域的约束而对可能有效地服务于这些应用的光学望远镜造成限制。本文中，视域是当指向所有机械上可能的位置时被探测器覆盖的区域。此外，一些光学望远镜可能包括多个折射光学元件，这些折射光学元件进而可能限制或者阻止多光谱感测和激光器的集成，而该集成在一些应用中可能是所希望的。
技术实现思路
根据本公开内容的一个示例性实施例，提供了一种光学望远镜。由于其几何布局和其离轴构造，一个示例性实施例的光学望远镜可以具有相对小的尺寸和相对轻的重量，以便使光学望远镜能够用于很多种应用，包括对可以分配给光学望远镜的尺寸和重量造成了限制的那些应用。此外，一个示例性实施例的光学望远镜可以具有相对宽的孔径和视域，使得光学望远镜可以服务于要求宽的孔径和视域的应用。实际上，一个示例性实施例的光学望远镜在小的封装尺寸中具有大的孔径尺寸，同时提供了通过使用快速导向镜的灵活的扫描和指向、提供了由于光学望远镜的几何形状而产生的半球形视域并提供了由于闭环陀螺仪控制构造而产生的基本运动稳定性。此外，一个示例性实施例的光学望远镜限制了折射光学元件的数量，以便支持多光谱感测和激光器的集成。因此，一个示例性实施例的光学望远镜可以用在包括激光测量和激光通信的很多种应用中。在一个示例性实施例中，提供了一种光学望远镜，该光学望远镜包括导向镜，该导向镜被配置成接收和重新定向光信号。导向镜被配置成可控地定向，以便控制光信号重新定向的方向并且以便相应地控制光学望远镜的视线。这个示例性实施例的光学望远镜还包括束管，该束管包括转向镜，该转向镜被配置成接收来自于导向镜的光信号。这个示例性实施例的光学望远镜还包括主镜，该主镜位于转向镜的下游并且被配置成使光信号准直。此外，这个示例性实施例的光学望远镜包括输出镜，该输出镜被配置成接收来自于主镜的光信号并且重新定向从光学望远镜输出的光信号。输出镜被配置成可控地定向，以便控制光信号重新定向的方向并且以便相应地控制光学望远镜的视线的仰角。一个示例性实施例的导向镜被配置成绕第一轴线和第二轴线旋转，并且输出镜被配置成绕垂直于第一轴线的第二轴线旋转。一个示例性实施例的光学望远镜还包括折叠镜，该折叠镜被配置成接收来自于转向镜的光信号并重新定向该光信号。在这个示例性实施例中，光学望远镜还可以包括辅助镜，该辅助镜被配置成接收来自于折叠镜的光信号并且将该光信号重新定向到主镜上。辅助镜可以被配置成使该光信号扩展。一个示例性实施例的光学望远镜还包括与光学望远镜的方位角关联以感测导向镜的惯性角速度的一个或多个惯性角速率传感器，并包括与光学望远镜的仰角关联以感测输出镜的惯性角速度的一个或多个惯性角速率传感器。一个示例性实施例的输出镜具有椭圆形状。在另一个示例性实施例中，提供了一种光学望远镜，该光学望远镜包括基座、由基座承载的平台和从基座向外延伸的一个或多个直立支撑装置。这个示例性实施例的光学望远镜还包括导向镜，该导向镜被配置成接收和重新定向光信号。导向镜被配置成可控地旋转，以便控制光信号重新定向的方向。这个示例性实施例的光学望远镜还包括束管，该束管通过一个或多个直立支撑装置承载并且包括转向镜，该转向镜被配置成接收来自于导向镜的光信号。这个示例性实施例的光学望远镜还包括主镜，该主镜由一个或多个直立支撑装置承载并且定位在转向镜的下游，以便使光信号准直。这个示例性实施例的光学望远镜还包括输出镜，该输出镜由一个或多个直立支撑装置承载并且被配置成接收来自于主镜的光信号和重新定向从光学望远镜输出的光信号。输出镜被配置成相对于该一个或多个直立支撑装置可控地旋转，以便控制光信号重新定向的方向。在一个示例性实施例中，导向镜被配置成绕第一轴线和第二轴线旋转，并且输出镜被配置成绕垂直于第一轴线的第二轴线旋转。一个示例性实施例的光学望远镜还包括折叠镜，该折叠镜由一个或多个直立支撑装置承载并且被配置成接收来自于转向镜的光信号以及重新定向该光信号。这个示例性实施例的光学望远镜也还包括辅助镜，该辅助镜由一个或多个直立支撑装置承载并且被配置成接收来自于折叠镜的光信号以及将该光信号重新定向到主镜上。这个示例性实施例的辅助镜还可以被配置成使光信号扩展。一个示例性实施例的光学望远镜还包括与光学望远镜的方位轴线关联以感测导向镜的惯性角速度的一个或多个惯性角速率传感器，并包括与光学望远镜的仰角关联以感测输出镜的惯性角速度的一个或多个惯性角速率传感器。一个示例性实施例的输出镜具有椭圆形状。一个示例性实施例的基座具有柱形形状。在另一个示例性实施例中，提供了一种光学望远镜，该光学望远镜包括基座、由基座承载的平台和从基座向外延伸的多个支柱。这个示例性实施例的光学望远镜还包括被配置成接收和重新定向光信号的导向镜。这个示例性实施例的光学望远镜还包括束管，该束管由第一支柱承载并且包括转向镜，该转向镜被配置成接收来自于导向镜的光信号以及重新定向该光信号。这个示例性实施例的光学望远镜还包括折叠镜，该折叠镜由第二支柱承载并且被配置成接收来自于转向镜的光信号以及重新定向该光信号。这个示例性实施例的光学望远镜还包括辅助镜，该辅助镜由第三支柱承载并且被配置成接收折叠镜的光信号以及重新定向该光信号。这个示例性实施例的光学望远镜还包括主镜，该主镜由第二支柱承载并且被配置成接收来自于辅助镜的光信号以及使该光信号准直。此外，这个示例性实施例的光学望远镜包括输出镜，该输出镜由第三支柱承载并且被配置成接收来自于主镜的光信号以及重新定向从光学望远镜输出的光信号。一个示例性实施例的导向镜被配置成绕第一轴线和第二轴线旋转，并且输出镜被配置成绕垂直于第一轴线的第二轴线旋转。一个示例性实施例的辅助镜被配置成使光信号扩展。一个示例性实施例的光学望远镜还包括与光学望远镜的方位轴线关联并感测导向镜的惯性角速度的一个或多个惯性角速率传感器，并包括与光学望远镜的仰角关联并感测输出镜的惯性角速度的一个或多个惯性角速率传感器。一个示例性实施例的基座具有柱形形状。附图说明如此总体上描述了本公开内容的实施例之后，现在将参考附图，这些附图没有必然按照比例绘制，并且其中：图1是根据本公开内容的一个示例性实施例的光学望远镜的立体图；图2是根据本公开内容的一个示例性实施例的图1的光学望远镜的截面侧视图；图3是在与图2中所示的相反的方向上获得的图1的光学望远镜的截面侧视图；图4是穿过本公开内容的一个示例性实施例的光学望远镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学望远镜(10)，包括：导向镜(20)，被配置成接收和重新定向光信号，其中所述导向镜(20)被配置成能控制地定向，以便控制所述光信号重新定向的方向并且以便相应地控制所述光学望远镜(10)的视线；束管(50)，包括转向镜(52)，所述转向镜被配置成接收来自于所述导向镜(20)的所述光信号；主镜(64)，位于所述转向镜(52)的下游并且被配置成使所述光信号准直；以及输出镜(66)，被配置成接收来自于所述主镜(64)的所述光信号并且重新定向从所述光学望远镜(10)输出的所述光信号，其中所述输出镜(66)被配置成能控制地定向，以便控制所述光信号重新定向的方向并且以便相应地控制所述光学望远镜(10)的所述视线的仰角。

【技术特征摘要】
2015.08.13 US 14/825,3391.一种光学望远镜(10)，包括：导向镜(20)，被配置成接收和重新定向光信号，其中所述导向镜(20)被配置成能控制地定向，以便控制所述光信号重新定向的方向并且以便相应地控制所述光学望远镜(10)的视线；束管(50)，包括转向镜(52)，所述转向镜被配置成接收来自于所述导向镜(20)的所述光信号；主镜(64)，位于所述转向镜(52)的下游并且被配置成使所述光信号准直；以及输出镜(66)，被配置成接收来自于所述主镜(64)的所述光信号并且重新定向从所述光学望远镜(10)输出的所述光信号，其中所述输出镜(66)被配置成能控制地定向，以便控制所述光信号重新定向的方向并且以便相应地控制所述光学望远镜(10)的所述视线的仰角。2.根据权利要求1所述的光学望远镜(10)，其中，所述导向镜(20)被配置成绕第一轴线(90)和第二轴线(92)旋转，并且所述输出镜(66)被配置成绕垂直于所述第一轴线(90)的所述第二轴线(92)旋转。3.根据权利要求1至2中任一项所述的光学望远镜(10)，所述光学望远镜还包括折叠镜(60)和辅助镜(62)，所述折叠镜被配置成接收来自于所述转向镜(52)的所述光信号并且重新定向所述光信号，所述辅助镜被配置成接收来自于所述折叠镜(60)的所述光信号并且将所述光信号重新定向到所述主镜(64)。4.根据权利要求3所述的光学望远镜(10)，其中，所述辅助镜(62)被配置成使所述光信号扩展。5.根据权利要求1所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰德·伊登·唐纳德松，约瑟夫·诺兰·帕朗托，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US