基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，包括：成像光学系统和探测器焦平面，以及在成像光学系统和探测器焦平面的光路间的两块直角楔形棱镜；所述直角楔形棱镜包括第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面贴合在一起构成一个平行平板；光束依次穿过所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜，并在所述探测器焦平面处聚焦成像，通过沿所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面方向移动两个所述直角楔形棱镜中的至少一个，改变光轴方向上两块楔形棱镜组成的平行平板的厚度进而改变光程进行调焦。本实用新型专利技术通过移动楔形棱镜使像面位置发生连续变化，实现对像面进行离焦补偿。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置
本技术涉及光学
，尤其涉及一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置。
技术介绍
光学系统由于各种原因(比如变焦过程，或者温度变化)造成离焦时，需要对系统进行离焦补偿。而现有的光学焦平面补偿机构通常通用的是机械式调焦装置，通过调焦装置来控制一片或多片光学零件的位置，改变光学元件的间隔来消除离焦量。但是通过移动透镜来补偿离焦的同时，会影响系统的像差。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，用以解决上述问题。本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的:一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，该装置包括:成像光学系统和探测器焦平面，以及在所述成像光学系统和所述探测器焦平面的光路间的两块直角楔形棱镜；所述成像光学系统可能由一片或者多片透镜或者反射镜组成，光束通过成像光学系统聚焦成像在所述探测器焦平面上。所述直角楔形棱镜包括第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面贴合在一起，二者倒置配合构成一个平行平板；光束依次穿过所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜，并在所述探测器焦平面处聚焦成像，通过沿所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面方向移动两个所述直角楔形棱镜中的至少一个，改变光轴方向上两块楔形棱镜组成的平行平板的厚度进而改变光程进行调焦。优选地，所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜形状和大小完全相同。优选地，所述第一直角楔形棱镜包括第一棱面、第二棱面和第一斜面；所述第二直角楔形棱镜包括第四棱面、第五棱面和第二斜面；所述第一棱面与所述第五棱面相平行，且所述第一棱面和所述第五棱面均与光轴方向垂直;所述第二棱面和所述第四棱面相平行，且所述第二棱面和所述第四棱面均与光轴方向平行。优选地，所述第一直角楔形棱镜还包括第三棱面，所述第三棱面与所述第二棱面平行，且所述第二棱面和所述第三棱面位于所述第一棱面的两端；所述第二直角楔形棱镜还包括第六棱面，所述第六棱面与所述第四棱面平行，且所述第四棱面和所述第六棱面位于所述第五棱面的两端。优选地，所述第一棱面与所述第二棱面的交线的长度为Y，Y > Xtl ;所述第一棱面的另一条边的长度为X，所述直角楔形棱镜沿该边的可移动的最大的距离为±At Cx m0+ =Ttx ; O-1)tana( ;-l)tana所述第二棱面对应的角度为楔形角度α，所述楔形棱镜的全反射角为 II B =arctan-,所述楔形棱角 α 的范围是《 < arctan---,且 t「t2 = Xtan α ； ηη η所述第二棱面的另一条边的长度与其相对应的所述第六棱面的边的长度的和为T，T = ti+t2，其中为所述第二棱面的另一条边的长度，t2为所述第二棱面的另一条边相对应的所述第六棱面的边的长度，所述平行平板沿光轴方向的厚度改变的最大值为，则发生偏移时r<Z-Z1的范围是t2彡0，当t2 > O时，所述楔 /7-1/; -1形棱镜截为直角梯形楔形棱镜；当t2 = 0，所述楔形棱镜为直角三角形楔形棱镜，的范围IId /7是义 tan a < Λ < — L——L---—~.-1- tan a ； ' 2 2 1 -1其中，L为光学系统与探测器焦平面之间的距离A为所述平行平板与所述探测器焦平面之间的距离；Χο是当所述平行平板与所述探测器焦平面之间的距离为L1时，所述第一直角楔形棱镜的所述第一棱面上的光束通光口径；η为所述直角楔形棱镜的折射率；d为光学系统焦平面的离焦量；±dmax为光学系统焦平面的最大离焦量；Ax为所述直角楔形棱镜沿垂直于光轴方向的相对移动量；AT为所述直角楔形棱镜沿平行于光轴方向的相对移动量；β为光学系统的像方孔径角。本技术有益效果如下:本技术提供的一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，通过调整两块楔形棱镜的位置，使楔形棱镜组成的平行平板的截面厚度不同，从而改变光程达到对系统的离焦补偿，本技术能 通过移动楔形棱镜使像面位置发生连续变化，即离焦补偿量可以实现连续变化，不需要移动原系统中的其他元件，可以在尽量不改变系统像差的同时对像面进行离焦补偿。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1为本技术实施例的楔形棱镜补偿光学焦平面的装置示意图；图2为本技术实施例的第一楔形棱镜的立体示意图；图3为本技术实施例的第二楔形棱镜的立体示意图；1-光学系统,2-第一楔形棱镜，3-第二楔形棱镜,4-探测器焦平面,5-第一棱面，6-第二棱面、7-第二棱面、8-第一斜面、9-第二斜面、10-第四棱面、第11-第五棱面、12-第六棱面。具体实施方式以下结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本技术的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。实施例1本技术实施例提供了一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，参见图1-3，包括:成像光学系统I和探测器焦平面4，以及在所述成像光学系统和所述探测器焦平面之间的光路上的两块直角楔形棱镜；具体如图1所示。所述楔形棱镜包括第一楔形棱镜2和第二楔形棱镜3，所述第一楔形棱镜2和所述第二楔形棱镜3形状和大小完全相同，所述第一楔形棱镜2和所述第二楔形棱镜3的斜面贴合在一起，二者倒置配合构成一个平行平板，光束依次穿过所述第一楔形棱镜2和所述第二楔形棱镜3，并在所述探测器焦平面4处聚焦成像，通过沿所述楔形棱镜的斜面方向移动两个楔形棱镜中的至少一个，改变光轴方向上两块楔形棱镜组成的平行平板的厚度进而改变光程进行调焦，如图1所示，虚线的成像点为调整前的成像点，实线的成像点为通过楔 形棱镜调整后的成像点。如图2和3所不,所述第一楔形棱镜2包括第一棱面5、第二棱面6、第三棱面7和第一斜面8 ;如图中AA1D1D为所述第一棱面，AB⑶为所述第二棱面Sj1B1C1D1为第三棱面7，BCC1B1为所述第一斜面8。所述第二楔形棱镜3包括第四棱面10、第五棱面11、第六棱面12和第二斜面9，如图中H1E1Hl为所述第二斜面9、E1F1G1H1为所述第四棱面10、G1F1FG为所述第五棱面11，EFGH为所述第六棱面12。光束沿所述第一棱面5进入所述第一楔形棱镜2，穿过所述第一斜面8和所述第二斜面9，从所述第二楔形棱镜3的所述第五棱面11穿出。所述第二棱面6和所述第四棱面10均与光轴方向平行。所述第一棱面5和所述第五棱面11均与光轴方向垂直。所述第一棱面5与所述第二棱面6的交线的长度Y，即AD的长度Y应满足条件YSX0;由光学系统最大调焦量±dmax可以得出，楔形棱镜可以移动的最大的垂直距离为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，其特征在于，包括：成像光学系统和探测器焦平面，以及在所述成像光学系统和所述探测器焦平面的光路间的两块直角楔形棱镜；所述直角楔形棱镜包括第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面贴合在一起，二者倒置配合构成一个平行平板；光束依次穿过所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜，并在所述探测器焦平面处聚焦成像，通过沿所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面方向移动两个所述直角楔形棱镜中的至少一个，改变光轴方向上两块楔形棱镜组成的平行平板的厚度进而改变光程进行调焦。

【技术特征摘要】
1.一种基于楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，其特征在于，包括:成像光学系统和探测器焦平面，以及在所述成像光学系统和所述探测器焦平面的光路间的两块直角楔形棱镜; 所述直角楔形棱镜包括第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面贴合在一起，二者倒置配合构成一个平行平板； 光束依次穿过所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜，并在所述探测器焦平面处聚焦成像，通过沿所述第一直角楔形棱镜和所述第二直角楔形棱镜的斜面方向移动两个所述直角楔形棱镜中的至少一个，改变光轴方向上两块楔形棱镜组成的平行平板的厚度进而改变光程进行调焦。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜形状和大小完全相同。3.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于， 所述第一直...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓明，彭晴晴，骆守俊，何伍斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：实用新型
国别省市：