基于一体化轴系的消像旋组件设计

高世林,赵晓敏,刘京生,刘宏旭,温庆荣,杨加强

(华北光电技术研究所,北京 100015)

1 引 言

周视光学系统可以在方位方向进行360°扫描、跟踪成像,在军事领域有广泛应用,可以用作光电雷达,也可用作火控瞄准器。如果周视光学系统比较复杂,整个系统无法随方位和俯仰组件旋转,只有前端部分系统可以随方位和俯仰组件旋转,而后方成像部分需要与转台的基座固连,在这种情况下图像就会在视场中绕光轴旋转[1]。

为了消除像旋,得到稳定的图像输出,系统中就需要引入消像旋组件用作间接稳定装置。在系统光路中,成像器件之前,沿主光轴方向安装一个消像旋棱镜。根据光学原理,棱镜的旋转角度为图像旋转角度的二分之一时,可实现消除图像旋转的功能。消像旋组件可以使用别汉棱镜或者道威棱镜。消像旋组件的关键在于如何使棱镜在旋转的时候,光轴具有较高的回转精度,使整个光学系统可以输出稳定的图像。同时,为满足不同的使用环境,消像旋组件还应具有稳定性强、体积小、重量轻、结构简单、易于装调等特点。

2 结构设计

在某型机载远程光电搜索跟踪系统的设计中,要求消像旋组件的光轴回转精度为±15″,且能满足机载环境下的高低温与振动要求。同时也要求具备较小的体积和较轻的质量。

2.1 结构组成

根据系统指标要求,决定采用一体化轴系的设计思路,具体结构设计如图1所示:消像旋组件主要由一体化主轴、外壳、压圈、棱镜组件、电机、码盘和读数头组成。……