基于三片楔形棱镜补偿光学焦平面的装置的制作方法

专利名称：基于三片楔形棱镜补偿光学焦平面的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种基于三片楔形棱镜补偿光学焦平面的装置。
背景技术：
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。
发明内容鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种基于三片楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，用以解决上述问题。本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的:一种采用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，以及在所述成像光学系统和所述探测器焦平面的光路间的平行平板组件，所述平行平板组件为三块楔形棱镜；所述楔形棱镜包括依次设置的第一楔形棱镜、第二楔形棱镜和第三楔形棱镜，所述第一楔形棱镜和所述第三楔形棱镜为直角楔形棱镜，所述第二楔形棱镜为等腰楔形棱镜，所述第一楔形棱镜和所述第三楔形棱镜的斜面分别与所述第二楔形棱镜的两个等腰面贴合；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。光束依次穿过所述第一楔形棱镜、所述第二楔形棱镜和所述第三楔形棱镜，并在所述探测器焦平面处聚焦成像，通过沿所述第二楔形棱镜和所述第三楔形棱镜的贴合面移动所述第三楔形棱镜，改变光轴方向上三个楔形棱镜的厚度进而改变光程进行调焦。优选地，所述第一楔形棱镜包括第一棱面、第二棱面和第一斜面，所述第二楔形棱镜包括第三斜面、第四斜面和第七棱面，所述第三楔形棱镜包括第四棱面、第五棱面和第二斜面；光束沿所述第一棱面进入所述第一楔形棱镜，然后依次穿过所述第一斜面、第三斜面、第四斜面和第二斜面，从所述第三楔形棱镜的第五棱面穿出；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、所述第四棱面和所述第七棱面均与光轴方向平行。优选地，所述第一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；所述第三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，且所述第六棱面与所述第四棱面位于所述第五棱面的两端。[0014]优选地，所述第一棱面与所述第二棱面的交线的长度为为X，X ≥X0;所述第一棱面的另一条边的长度为Y，其中Y≥X0 ;所述第二棱面的另一条边的长度为h，与其相对的所述第三棱面的边为t2，ti=t2+Ytana ；所述第二楔形棱镜的第七棱面与第三斜面的交线的长度也为X，X≥X0 ;所述第七棱面的另一条边的长度为m, m≥2X0tan α ；所述第三楔形棱镜沿垂直于光轴方向可移动的最大距离为
权利要求1.一种基于三片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(I)和探测器焦平面(5)，以及在所述成像光学系统(I)和所述探测器焦平面(2)的光路间的平行平板组件，所述平行平板组件包括三块楔形棱镜，从所述光学系统向所述探测器焦平面方向依次为第一楔形棱镜(2)、第二楔形棱镜(3)和第三楔形棱镜(4)，所述第一楔形棱镜(2)和所述第三楔形棱镜(4)为直角楔形棱镜，所述第二楔形棱镜(3)为等腰楔形棱镜，所述第一楔形棱镜(2)和所述第三楔形棱镜(4)的斜面分别与所述第二楔形棱镜(3)的两个等腰面贴合； 所述成像光学系统(I)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(I)和所述平行平板组件聚焦成像在所述探测器焦平面(5 )上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一楔形棱镜包括第一棱面(6)、第二棱面(7)和第一斜面(9)，所述第二楔形棱镜包括第三斜面(10)、第 四斜面(11)和第七棱面(12)，所述第三楔形棱镜包括第四棱面(14)、第五棱面(15)和第二斜面(13); 所述第一斜面(9)与所述第三斜面(10)相接触，所述第四斜面(11)和所述第二斜面(13)相接触； 所述第一棱面(6)和所述第五棱面(15)平行，且所述第一棱面(6)和所述第五棱面(15)均与光轴方向垂直； 所述第二棱面(7)和所述第四棱面(4)均与所述第七棱面(12)平行，且所述第二棱面(7)、所述第四棱面(4)和所述第七棱面(12)均与光轴方向平行。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述第一楔形棱镜(2 )还包括第三棱面(8 )，所述第三棱面(8 )与所述第二棱面(7 )平行，且所述第二棱面(7)和所述第三棱面(8)位于所述第一棱面(6)的两端； 所述第三楔形棱镜(4 )还包括第六棱面(16 )，所述第六棱面(16 )与所述第四棱面(14 )平行，且所述第六棱面(16)与所述第四棱面(14)位于所述第五棱面的两端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于， 所述第一棱面(6)与所述第二棱面(7)的交线的长度为为X，X > Xtl ; 所述第一棱面(6)的另一条边的长度为Y，其中Y > Xtl ; 所述第二棱面(7)的另一条边的长度为tl，与其相对的所述第三棱面(8)的边为t2，ti=t2+Ytan α ； 所述第二楔形棱镜(3)的第七棱面(12)与第三斜面(10)的交线的长度为X，X≥Xtl ;所述第七棱面(12)的另一条边的长度为m, m≥2X0tan α ；所述第三楔形棱镜(4)沿垂直于光轴方向可移动的最大距离为
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于， 所述第二棱面(7)对应的角度为楔形角度α，楔形棱镜的全反射角为
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第七棱面(12)对应的所述第二楔形棱镜(3)的角度为2α。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第四棱面(14)对应的所述第三楔形棱镜(4)的角度为α。
专利摘要本实用新型公开了一种基于三片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平行平板组件，平行平板组件依次为第一楔形棱镜、第二楔形棱镜和第三楔形棱镜，第一楔形棱镜和第三楔形棱镜为直角楔形棱镜，第二楔形棱镜为等腰楔形棱镜，第一楔形棱镜和第三楔形棱镜的斜面分别与第二楔形棱镜的两个等腰面贴合；光束依次穿过第一楔形棱镜、第二楔形棱镜和第三楔形棱镜，并在探测器焦平面处聚焦成像，通过沿第二楔形棱镜和第三楔形棱镜的贴合面移动第三楔形棱镜，通过改变光轴方向上三个楔形棱镜的厚度从而改变光程进行调焦。
文档编号G02B7/18GK202975473SQ20122058639
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者彭晴晴, 骆守俊, 王晓明, 何伍斌 申请人:中国电子科技集团公司第十一研究所