CN109683272B - 一种降低遮拦比的次镜组件 - Google Patents

Abstract

一种降低遮拦比的次镜组件，包括次镜、镜壳及压环，次镜包括前端及与前端一侧连接的后端；前端为回转体结构且包括第一光学面；后端为圆柱体且与前段同轴设置，后端的直径小于前端的直径且包括与第一光学面相背的第二光学面以及连接第二光学面与前端的圆柱侧面；圆柱侧面凹陷形成至少两个定位槽；镜壳为中空圆柱状且内径对于后端的直径，镜壳的内表面凸起延伸有与定位槽一一对应的定位凸台；镜壳套于后端外且一端与前端间隔相对，定位凸台一一收容于定位槽内；压环为外径对于镜壳内径的圆环形，且压环收容于镜壳内并抵靠于第二光学面上。本发明将中心遮拦比降至最低，整体结构稳定可靠、易于加工、装调容易。

Description

一种降低遮拦比的次镜组件

技术领域

本发明涉及应用于同轴望远系统、相机系统等同轴光学系统的次镜技术领域，特别是涉及一种降低遮拦比的次镜组件。

背景技术

同轴光学系统一般包括主镜组件及与主镜组件同轴设置的次镜组件，由于同轴光学系统结构简单、稳定可靠、装调容易使其具有较大的竞争优势，但是次镜组件的中心遮拦一直是同轴光学系统不可避免的缺陷，因此如何最大限度地减小遮拦比是同轴系统中设计人员一直探索、力求攻克的难点。在现有众多探索方案中包括对次镜支撑结构的改进。由于典型支撑方案是采用镜壳和压环结合的方法将次镜固定，其结构形式如图1所示。可明显看出镜壳尺寸较大于次镜外轮廓尺寸，因此增大了光路中的无效尺寸，使中心遮拦比增加。针对该问题，也可采用背部支撑方案，即在镜背部开设三个圆柱孔，通过柔节连接将次镜固定；或者在次镜背中心加工出圆形凸台，利用粘接的方式进行支撑；但现有背部支撑方案需要在次镜背部进行加工，破坏了次镜背面的平面结构。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种结构简单、组装方便且能降低中心遮拦比的次镜组件。

一种降低遮拦比的次镜组件，包括次镜、镜壳及压环，所述次镜包括前端及与所述前端一侧连接的后端；所述前端为回转体结构且包括第一光学面；所述后端为圆柱体且与所述前端同轴设置，所述后端的直径小于所述前端的直径且包括与所述第一光学面相背的第二光学面以及连接第二光学面与所述前端的圆柱侧面；所述圆柱侧面凹陷形成至少两个定位槽；所述镜壳为中空圆柱状且内径对于所述后端的直径，所述镜壳的内表面凸起延伸有与定位槽一一对应的定位凸台；所述镜壳套于所述后端外且一端与前端间隔相对，所述定位凸台一一收容于定位槽内；所述压环为外径对于所述镜壳内径的圆环形，且所述压环收容于所述镜壳内并抵靠于所述第二光学面上。

本发明降低遮拦比的次镜组件，通过在次镜的后端的圆柱侧面加工出定位槽，再利用带有定位凸台的镜壳限位，压环压靠的方式将次镜支撑。在不破坏次镜后端的第二光学面的情况下保证次镜的光学透射性能，将中心遮拦比降至最低，整体结构稳定可靠、易于加工、装调容易。

附图说明

图1为现有的一种次镜组件的剖视结构图；

图2为本发明提供的一种降低遮拦比的次镜组件的剖视结构图；

图3为图2所示的降低遮拦比的次镜组件的次镜的侧视图；

图4为图2所示的降低遮拦比的次镜组件的次镜的后视图；

图5为图2所示的降低遮拦比的次镜组件在同轴光学系统应用中的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2至图4，本发明提供的一种降低遮拦比的次镜组件100，包括次镜10、镜壳20及压环30，所述次镜10包括前端11及与所述前端11一侧连接的后端12；所述前端11为回转体结构且包括第一光学面111；所述后端12为圆柱体且与所述前端11同轴设置，所述后端12的直径小于所述前端11的直径且包括与所述第一光学面111相背的第二光学面121以及连接第二光学面121与所述前端11的圆柱侧面122；所述圆柱侧面122凹陷形成至少两个定位槽123；所述镜壳20为中空圆柱状且内径对于所述后端12的直径，所述镜壳20的内表面凸起延伸有与定位槽一一对应的定位凸台21；所述镜壳20套于所述后端12外且一端与前端11间隔相对，所述定位凸台21一一收容于定位槽123内；所述压环30为外径对于所述镜壳20内径的圆环形，且所述压环30收容于所述镜壳20内并抵靠于所述第二光学面121上。其中所述次镜10为透明材料例如玻璃或树脂加工形成，用于透过光线；所述镜壳20为黑色金属或塑料制成，用于固定次镜10并吸收次镜10周沿的光线，防止周沿的光线多次反射影响成像品质。所述第二光学面121用于在加工第一光学面111时检测所述第一光学面。

本发明降低遮拦比的次镜组件，通过在次镜的后端的圆柱侧面加工出的定位槽，再利用带有定位凸台的镜壳限位，压环压靠的方式将次镜支撑。在不破坏次镜后端的第二光学面的情况下保证次镜的光学透射性能，将中心遮拦比降至最低，整体结构稳定可靠、易于加工、装调容易。可为同轴望远系统、相机产品的次镜组件提供良好的解决方案。

具体的，所述定位槽123为“L”形且包括自第二光学面121向平行于所述后端12的中心轴方向延伸的安装槽1231及一端垂直连接所述安装槽1231的固定槽1232；所述定位凸台21投影于垂直于所述镜壳20中心轴方向的平面的形状为圆弧形且投影于与该圆弧形的弦的中垂线相垂直的平面的形状为矩形，且该矩形的宽度小于固定槽1232宽度。在本实施方式中，所述定位槽123的深度为0.5至1mm(毫米)，所述固定槽123的宽度约为安装槽1231的1/3～1/2，以此使定位凸台21更易装入安装槽1231并能稳固的与固定槽1232配合。

在组装所述降低遮拦比的次镜组件100时，将镜壳20的一端套入于所述后端12外，其中定位凸台21一一对准定位槽123的安装槽并在安装槽1231内滑动，再旋转镜壳20使镜壳20的定位凸台21进入定位槽123的固定槽1232，然后通过压环30抵压于后端12的第二光学面121以此将次镜10压靠，使定位凸台21与固定槽1232紧密抵靠。具体地，在压环30的推动及抵持力作用下定位凸台21与所述固定槽1232的第一侧面(未标示)接触，此时定位凸台21与固定槽1232的第二侧面有一定间隙以实现次镜10相对镜壳20的稳定安装，其中，所述第一侧面和第二侧面均为垂直于镜壳中心轴的平面，与第二侧面相比第一侧面更靠近第二光学面121。所述压环30与次镜10相背的一端可以设置内螺纹等连接至其他元件的结构。

优选地，压环30上设置外螺纹，镜壳20上设置与该外螺纹匹配的内螺纹，通过螺纹连接的方式实现压环30与镜壳20的稳定连接。

在本实施方式中，所述定位槽123的数量为三个且均匀分布于所述后端12的圆柱侧面122上；三个定位槽123沿圆柱侧面123方向的长度为圆柱侧面122周长的1/6。采用三个定位槽123可以使得次镜10与镜壳20组合更为稳固。

在本实施方式中，所述第一光学面111为球面；所述第二光学面121为平面且与所述圆柱侧面122垂直；所述前端11还包括圆柱状的与第一光学面111连接的连接面112，所述前端11与后端12的连接处形成的与所述连接面112及所述圆柱侧面122垂直连接的圆环形的间隔面113。在本实施方式中，所述镜壳20的一端与所述间隔面113间隔相对并形成间隙，所述连接面112与所述圆柱侧面122平行，且所述连接面112的大于对于所述镜壳20的外径，如此使镜壳20的隐藏于间隔面113后面(亦即隐藏于前端11后面，相当于降低了前端11的遮拦比)。本实施方式中，所述间隔面113与所述第二光学面121平行。

圆环形的所述间隔面113的宽度为6至12mm，在保证遮挡镜壳20降低次镜的遮拦比的情况下便于加工出所述间隔面113，本实施方式中，所述间隔面113的宽度优选为8mm。

在本实施方式中，所述压环30与所述后端12的高度之和对应于所述镜壳20的高度。在其他实施方式中，所述压环30与所述后端12的高度之和也可以小于所述镜壳20的高度。所述压环内径小于后端直径且对应于镜壳内径。

所述前端11的厚度为2至5mm(前端11的厚度即指第一光学表面111沿前端11的中心轴方向的厚度)，在本实施方式中，所述前端11的厚度优选为3mm。在其他实施方式中，所述前端11也可以不包括连接面112，即所述第一光学面111直接与所述间隔面113连接。

为了使的所述镜壳20与所述次镜10及压环30组合更为稳固，所述镜壳20开设有两组注胶孔(图未示)。每组注胶孔沿镜壳的对应一个圆周方向均匀分布。本实施方式中，每组注胶孔的数量为三个且其中一组注胶孔位所述次镜20的重心所在的平面。

可以通过注胶孔向镜壳20内注入胶水，使镜壳20与所述次镜10及压环通过胶水进一步粘结。

如图4所示，为图2所示的降低遮拦比的次镜组件100在同轴光学系统1000应用中的示意图，该同轴光学系统1000包括中空的外壳200、收容并安装于外壳一端的主镜主件300及收容并安装于外壳另一端的降低遮拦比的次镜组件100，所述降低遮拦比的次镜主件100与所述主镜组件300同轴设置并且相互之间进行光线的折转。其中，次镜10的材料为熔石英，具有较低研制成本的特点；镜壳20材料选为殷钢，可避免受温度变化引起较大变形，最终导致次镜热应力变大。次镜10有效口径130mm，在采用现有技术的支撑方案时，中心遮拦口径约为150mm，本发明的降低遮拦比的次镜组件的中心遮拦口径可降低为140mm。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种降低遮拦比的次镜组件，包括次镜、镜壳及压环，其特征在于，所述次镜包括前端及与所述前端一侧连接的后端；所述前端为回转体结构且包括第一光学面；所述后端为圆柱体且与所述前端同轴设置，所述后端的直径小于所述前端的直径且包括与所述第一光学面相背的第二光学面以及连接第二光学面与所述前端的圆柱侧面，所述第二光学面用于在加工第一光学面时检测所述第一光学面；所述圆柱侧面凹陷形成至少两个定位槽；所述镜壳为中空圆柱状且内径等于所述后端的直径，所述镜壳的内表面凸起延伸有与定位槽一一对应的定位凸台；所述镜壳套于所述后端外且一端与前端间隔相对，所述定位凸台一一收容于定位槽内；所述压环为外径等于所述镜壳内径的圆环形，且所述压环收容于所述镜壳内并抵靠于所述第二光学面上；在所述压环上设置外螺纹，在所述镜壳上设置与该外螺纹匹配的内螺纹，通过螺纹连接的方式实现所述压环与所述镜壳的稳定连接；

所述定位槽为“L”形且包括自第二光学面向平行于所述后端的中心轴方向延伸的安装槽及一端垂直连接所述安装槽的固定槽；所述定位凸台投影于垂直于所述镜壳中心轴方向的平面的形状为圆弧形且投影于与圆弧形的弦的中垂线相垂直的平面的形状为矩形，且该矩形的宽度小于固定槽宽度，所述定位凸台自所述安装槽插入并旋入所述固定槽内，在所述压环的推动及抵持力作用下使所述定位凸台与所述固定槽的第一侧面接触，此时定位凸台与固定槽的第二侧面有一定间隙以实现次镜相对镜壳的稳定安装，其中，所述第一侧面和第二侧面均为垂直于镜壳中心轴的平面，与第二侧面相比第一侧面更靠近第二光学面。

2.根据权利要求1所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述定位槽的数量为三个且均匀分布于所述后端的圆柱侧面上；三个定位槽沿圆柱侧面方向的长度为圆柱侧面周长的1/6。

3.根据权利要求1所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述第一光学面为球面；所述第二光学面为平面且与所述圆柱侧面垂直；所述前端还包括与圆柱状的与第一光学面连接的连接面，所述前端与后端的连接处形成的与所述连接面及所述圆柱侧面垂直连接的圆环形间隔面。

4.根据权利要求3所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述镜壳的一端与所述间隔面相对并形成间隙，所述连接面与所述圆柱侧面平行，且所述连接面的直径大于所述镜壳的外径。

5.根据权利要求4所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述间隔面的宽度为6至12mm。

6.根据权利要求4所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述压环与所述后端的高度之和对应于所述镜壳的高度；压环外径小于后端直径且对应于镜壳内径。

7.根据权利要求6所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述前端的厚度为2至5mm。

8.根据权利要求1所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，所述镜壳开设有两组注胶孔；每组注胶孔沿镜壳的对应一个圆周方向均匀分布。

9.根据权利要求8所述的降低遮拦比的次镜组件，其特征在于，每组注胶孔的数量为三个且其中一组注胶孔位所述次镜的重心所在的平面。

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