CN1595222A - 空间用的双面镜光学扫描头 - Google Patents

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CN1595222A CN 200410025344 CN200410025344A CN1595222A CN 1595222 A CN1595222 A CN 1595222A CN 200410025344 CN200410025344 CN 200410025344 CN 200410025344 A CN200410025344 A CN 200410025344A CN 1595222 A CN1595222 A CN 1595222A
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姚志雄
张宝龙
刘银年
王建宇
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Abstract

本发明公开了一种空间用的双面镜光学扫描头，包括：双面镜、转轴和联接双面镜和转轴的联接构件。该结构的特征是采用一种通心轴的联接结构，避开了双面镜单轴支承的悬壁结构，也不存在两轴支承的同轴度问题，并可通过联接构件有效地进行光学装校，使两镜面与转轴的夹角相等，从而保证两镜面对地扫描位置的一致性，解决了双面镜与转轴的可靠联接的技术难题。

Description

空间用的双面镜光学扫描头
技术领域
本发明涉及航天遥感仪器用的双面镜光学扫描头，具体是指由双面镜、转轴及联接双面镜和转轴的联接构件组成的双面镜光学扫描头。
背景技术
在航天遥感仪器中，对地扫描常采用多元并扫的双面镜光学扫描方式，因为双面镜扫描时不存在45°镜扫描时的像面旋转问题，而且扫描效率高，驱动简单可靠。但双面镜光学扫描头中的双面镜与转轴的可靠联接一直是一个技术难题。目前联接方法主要有二种，一种是在双面镜径向两侧面各安装一个转轴，由于两个转轴的同轴度难以保证，仪器在轨运行时轴系极易“卡死”。并且装配时由于受力不均，极易对双面镜的镜面产生较大的变形，影响成像质量。另一种是在双面镜的一侧面安装转轴，这样会造成双面镜支撑的悬壁结构，对双面镜转动时的稳定性和可靠性都不利。同时由于双面镜在加工时，二镜面平行度必然存在误差，这种误差会对扫描成像带来严重影响。而且上述两种联接方式都不能通过光学校正来实现双面镜平行度误差所带来的成像质量差，必须通过增加高精度编码器或分解器等组件来校正图像，这将极大地增加系统的复杂性。
发明内容
基于上述已有的光学扫描头结构上存在的问题，本发明的目的是提出一种径向通心轴的联接结构，该结构避开了双面镜单轴支承的悬壁结构，也不存在两轴支承的同轴度问题，并可有效地进行光学装校，使两镜面与转轴的夹角相等，从而保证两镜面对地扫描位置的一致性。
本发明的双面镜光学扫描头包括：双面镜、转轴和联接双面镜和转轴的联接构件。
所说的双面镜1侧面有一用于放置转轴2的径向通孔101，径向通孔的形状为半圆加矩形，在通孔的矩形形状一侧镜面中心开有一矩形盲孔103，在靠近矩形盲孔的镜面上开有多个用于固定联接构件的螺孔102。
所说的转轴2中间部位有一凸台201，凸台上有多个用于与联接块螺接的螺孔201-1，凸台201尺寸与盲孔103尺寸相匹配。
所说的联接构件由联接块3和垫块4组成。联接块3中间有一凸台301，凸台尺寸与盲孔103尺寸相匹配，凸台上有多个用于与转轴凸台螺接的螺孔301-1，联接块3的边缘有多个用于与双面扫描镜1和垫块4螺接的螺孔302。垫块4上有与双面扫描镜1和联接块3螺接的螺孔401。
转轴2置于双面镜1的径向通孔101内，并使转轴的凸台201位于双面镜的矩形盲孔103中，联接块的凸台301也置于矩形盲孔103中，联接块与转轴通过螺孔301-1、201-1由螺钉5固接，垫块4置于双面镜无盲孔一侧镜面中心，联接块、双面镜和垫块依次通过螺孔302、102和401由螺钉6固接，转轴凸台和联接块凸台联接之后的高度要使转轴与径向通孔不接触，并保持转轴与二镜面夹角相等。
本发明的最大优点是：
1.光学扫描头在装配时可对双面镜与转轴的夹角进行光校，因为双面镜在加工时，二镜面平行度必然存在误差，这种误差会造成二镜面对地扫描位置的偏移，从而影响成像质量。如果我们在装配时将双面镜与转轴的夹角调节到相等，则双面镜转动时，二镜面对地扫描的位置不会偏移，这种情况对成像不会造成不良影响。
2.本发明所采用的联接方式对双面镜镜面的受力变形较小，因此对光学成像质量的影响很小。另外将双面镜镜面中心的非光学成像部分用于双面镜的联接，不影响镜面的光学成像部分。
附图说明
图1是双面镜光学扫描头的爆炸图；
图2是双面镜光学扫描头的剖面结构示意图；
图3是双面镜示意图，a图是有矩形盲孔的一镜面，b图是无矩形盲孔的另一镜面，c图是双面镜侧视图；
图4是转轴的示意图；
图5是联接块的示意图；
图6是垫块的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细介绍：
1.见图4、5、6，在装配前首先对转轴2凸台台面201-2，联接块面302，凸台台面301-2和垫块面402进行研磨，保证其平面度达到0.001mm，同时还要保证转轴轴线与其凸台台面201-2的平行度。
2.见图1、2、3，将转轴2置于双面镜1的径向通孔101内，并使转轴的凸台201位于双面镜的矩形盲孔103中，联接块的凸台301也置于矩形盲孔103中，用螺钉5通过螺孔301-1、201-1将联接块与转轴固接。再将垫块4置于双面镜无盲孔一侧镜面中心，并使研磨面402面向镜面，用螺钉6依次通过螺孔302、102和401将联接块、双面镜和垫块固接。在联接时，用测力扳手控制每个螺钉的变形，并用激光干涉仪监测，避面镜面有过大的受力变形。
3.对装配后的光学扫描头进行光校，使双面镜两镜面与转轴的夹角相等，以保证两镜面对地扫描位置的一致。光校步骤如下：
A.调节测微光管，使测微光管的光轴垂直于双面镜的某一面，即由镜面反射回来的光点位于测微光管的十字中心；
B.将双面镜转动180°，若由镜面反射回来的光点偏离测微光管的十字中心，则表明双面镜的两镜面与转轴的夹角不相等，根据光测结果，估算联接块3凸台台面301-2的研磨量，进行相应研磨；
C.反复进行研磨和光校，直到转轴与两镜面的夹角相等。
D.光校结束后，用环氧树脂将螺钉粘结固定。

Claims (1)

1.空间用的双面镜光学扫描头，包括：双面镜、转轴和联接双面镜和转轴的联接构件，其特征在于：
所说的双面镜(1)侧面有一用于放置转轴(2)的径向通孔(101)，径向通孔的形状为半圆加矩形，在通孔的矩形形状一侧镜面中心开有一矩形盲孔(103)，在靠近矩形盲孔的镜面上开有多个用于固定联接构件的螺孔(102)；
所说的转轴(2)中间部位有一凸台(201)，凸台上有多个用于与联接块螺接的螺孔(201-1)，凸台(201)尺寸与盲孔(103)尺寸相匹配；
所说的联接构件由联接块(3)和垫块(4)组成；联接块(3)中间有一凸台(301)，凸台尺寸与盲孔(103)尺寸相匹配，凸台上有多个用于与转轴凸台螺接的螺孔(301-1)，联接块(3)的边缘有多个用于与双面扫描镜(1)和垫块(4)螺接的螺孔(302)；垫块(4)上有与双面扫描镜(1)和联接块(3)螺接的通孔(401)；
转轴(2)置于双面镜(1)的径向通孔(101)内，并使转轴的凸台(201)位于双面镜的矩形盲孔(103)中，联接块的凸台(301)也置于矩形盲孔(103)中，联接块与转轴通过螺孔(301-1、201-1)由螺钉(5)固接，垫块(4)置于双面镜无盲孔一侧镜面中心，联接块、双面镜和垫块依次通过螺孔(302、102)和(401)由螺钉(6)固接，转轴凸台和联接块凸台联接之后的高度要使转轴与径向通孔不接触，并保持转轴与二镜面夹角相等。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100406957C (zh) * 2006-09-11 2008-07-30 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于测量指向扫描镜角速度的装置及方法
CN105911670A (zh) * 2016-01-13 2016-08-31 中国科学院上海技术物理研究所 一种空间用平面反射镜光学指向组件

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