光学透镜支撑结构

摘要

本发明涉及一种光学透镜支撑结构，包括：基座，镜座，光学透镜，弹性压片，压板，径向顶丝和轴向顶丝；所述基座包括内环和外环，所述镜座固定设置在所述基座的内环；所述光学透镜压紧在所述镜座孔内；所述内环上设置有矩形凸台，所述弹性压片与所述矩形凸台的一面贴合，所述压板通过所述轴向顶丝压紧在所述凸台的另一面；所述外环径向设置有所述径向顶丝。本发明提供的光学透镜支撑结构可有效针对高精密机载红外热像仪或可见光镜头的集成装配，可调整光学透镜的偏心与倾斜，操作方便、通用性强，具有宽温度适应性，有效减小振动、装配应力对光学透镜成像的影响。

权利要求

1.一种光学透镜支撑结构，其特征在于，所述光学透镜支撑结构包括：

基座，镜座，光学透镜，弹性压片，压板，径向顶丝和轴向顶丝；所述基座包括内环和外环，所述镜座固定设置在所述基座的内环；所述光学透镜压紧在所述镜座孔内；所述内环上设置有4处矩形凸台，所述矩形凸台绕所述光学透镜轴线均匀分布，所述弹性压片与所述矩形凸台的一面贴合，所述压板通过所述轴向顶丝压紧在所述凸台的另一面；所述外环径向设置有所述径向顶丝；

其中：

弹性压片和压板通过沉头螺钉固定在基座外环矩形槽内；

基座外环径向设有4处均匀分布的径向顶丝，通过4处径向顶丝调整光学透镜的偏心；

所述内环和外环之间通过柔性薄片连接，所述柔性薄包括轴向柔性薄片与径向柔性薄片，所述轴向柔性薄片与所述径向柔性薄片方向正交。

2.根据权利要求1所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述柔性薄片设置在两个相邻的所述矩形凸台之间，所述柔性薄片绕所述光学透镜轴线均匀分布。

3.根据权利要求1所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述基座具有相对设置的两个面，其中一个面上设置有用于连接前镜组的第一螺钉孔，另一面上设置有用于连接后镜组的第二螺钉孔，所述镜座上设置有用于与所述基座固定连接的第三螺钉孔。

4.根据权利要求3所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述第一螺钉孔设有圆弧状的第一槽，所述第二螺钉孔设有圆弧状的第二槽，所述第三螺钉孔设有圆弧状的第三槽，所述第一槽和所述第二槽方向正交；所述第一槽、所述第二槽和所述第三槽的宽度为0.5～

1mm。

5.根据权利要求4所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述第一槽和所述第二槽的槽颈部宽度2～4mm。

6.根据权利要求4所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述第一螺钉孔，所述第二螺钉孔和所述第三螺钉孔处设有球铰。

7.根据权利要求1所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述光学透镜通过弹性压圈压紧在所述镜座的内孔内，所述光学透镜的外圆与镜座的内孔采用H7/f6间隙配合，所述弹性压圈为铝合金或者钛合金。

8.根据权利要求1所述的光学透镜支撑结构，其特征在于，所述弹性压片材料为弹簧钢或铍青铜材料，厚度为0.5～0.8mm；所述镜座材料为铟钢，其线膨胀系数与所述光学透镜相匹配；所述基座和压板材料为铝合金或者钛合金。

说明书

光学透镜支撑结构

技术领域

[0001] 本发明属于高精密光学元件装调和检测技术领域，特别涉及一种光学透镜支撑结构。

背景技术

[0002] 在航空光电转塔红外热像仪或可见光镜头装调过程中，为了使光学系统达到最佳像质，各光学透镜组件在集成装调时，要求所有的光学透镜具有较高的同轴度。

[0003] 传统的光学透镜安装方式之一是利用光学透镜与镜座的小间隙来满足光学透镜偏心公差要求，由于机载环境温度变化范围大(-55℃～70℃)，在常温(20℃左右)状态下加工、装调的镜头，当工作在低温(-55℃～-30℃)条件下时，由于光学透镜与镜座的线膨胀系数不一致，光学透镜径向尺寸收缩小，而镜座径向尺寸收缩大，造成光学透镜外圆受到挤压作用而使透镜面形发生变化，改变光线传递路径，从而影响光学成像性能；同理，当工作在高温(50℃～70℃)条件下时，光学透镜与镜座的配合间隙增大，致使光学透镜偏心加重，故这种光学透镜安装方式环境适应性差，且无法调整光学透镜的偏心与倾斜。

[0004] 另一种光学透镜安装方式是在与光学透镜配合的镜座外圆均匀打3处螺钉孔，通过顶丝调整光学元件的偏心，这种光学透镜安装方式比上一种成像效果要好些，但只能在调整光学元件的偏心，无法调整光学元件的倾斜，故形成的慧差难以消除，难以满足高成像性能要求。

[0005] 因此，现有技术需要进一步改进。

发明内容

[0006] 为了克服现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种光学透镜支撑结构，可调整光学透镜的偏心与倾斜，具有宽温度适应性，减小振动、装配应力对光学透镜成像的影响，适用于高精密机载红外热像仪或可见光镜头的集成装配。

[0007] 为达到上述目的，本发明的技术方案为：

[0008] 一种光学透镜支撑结构，所述光学透镜支撑结构包括：

[0009] 基座，镜座，光学透镜，弹性压片，压板，径向顶丝和轴向顶丝；所述基座包括内环和外环，所述镜座固定设置在所述基座的内环；所述光学透镜压紧在所述镜座孔内；所述内环上设置有矩形凸台，所述弹性压片与所述矩形凸台的一面贴合，所述压板通过所述轴向顶丝压紧在所述凸台的另一面；所述外环径向设置有所述径向顶丝。

[0010] 优选的，所述内环和外环之间通过柔性薄片连接，所述柔性薄包括轴向柔性薄片与径向柔性薄片，所述轴向柔性薄片与所述径向柔性薄片方向正交。

[0011] 优选的，所述内环上设置有4处矩形凸台，所述矩形凸台绕所述光学透镜轴线均匀分布。

[0012] 优选的，所述柔性薄片设置在两个相邻的所述矩形凸台之间，所述柔性薄片绕所述光学透镜轴线均匀分布。

[0013] 优选的，所述基座具有相对设置的两个面，其中一个面上设置有用于连接前镜组的第一螺钉孔，另一面上设置有用于连接后镜组的第二螺钉孔，所述镜座上设置有用于与所述基座固定连接的第三螺钉孔。

[0014] 优选的，所述第一螺钉孔设有圆弧状的第一槽，所述第二螺钉孔设有圆弧状的第二槽，所述第三螺钉孔设有圆弧状的第三槽，所述第一槽和所述第二槽方向正交；所述第一槽、所述第二槽和所述第三槽的宽度为0.5～1mm。

[0015] 优选的，所述第一槽和所述第二槽的槽颈部宽度2～4mm。

[0016] 优选的，所述第一螺钉孔，所述第二螺钉孔和所述第三螺钉孔处设有球铰。

[0017] 优选的，所述光学透镜通过弹性压圈压紧在所述镜座的内孔内，所述光学透镜的外圆与镜座的内孔采用H7/f6间隙配合，所述弹性压圈为铝合金或者钛合金。

[0018] 优选的，所述弹性压片材料为弹簧钢或铍青铜材料，厚度为0.5～0.8mm；所述镜座材料为铟钢，其线膨胀系数与光学透镜相匹配；所述基座和压板材料为铝合金或者钛合金。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] 本发明提供的光学透镜支撑结构为五自由度可调的光学透镜支撑结构，可有效针对高精密机载红外热像仪或可见光镜头的集成装配，可调整光学透镜的偏心与倾斜，操作方便、通用性强，具有宽温度适应性，有效减小振动、装配应力对光学透镜成像的影响。

附图说明

[0021] 图1为本发明光学透镜支撑结构的示意图。

[0022] 图2为图1中光学透镜支撑结构的后视图。

[0023] 图3为光学透镜支撑结构的基座的结构示意图。

[0024] 图4为图1中光学透镜支撑结构的P向部视图。

[0025] 图5为图4中K部分的放大视图。

[0026] 图6为光学透镜支撑结构的镜座的结构示意图。

[0027] 图7为光学透镜支撑结构的弹性压圈的结构示意图。

[0028] 其中：

[0029] 1、基座；2、光学透镜；3、镜座；4、弹性压片；5、压板；6、径向顶丝；7、轴向顶丝；8、弹性压圈；9、球铰；11、外环；22、内环；A、矩形凸台；101、第一槽；102、第二槽；103、第三槽；A1，A2、矩形凸台的面；100、光学透镜支撑结构。

具体实施方式

[0030] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

[0031] 一种光学透镜支撑结构，包括：基座，镜座，光学透镜，弹性压片，压板，径向顶丝和轴向顶丝。

[0032] 优选的，基座为一体式结构，包括内环和外环，镜座固定设置在基座的内环，光学透镜压紧在镜座孔内。

[0033] 内环和外环之间通过柔性薄片连接，柔性薄片包括轴向与径向两个方向的柔性薄片，柔性薄片厚度为1～2mm；两个方向柔性薄片方向正交，可以降低结构件轴向和径向刚度，吸收部分热应力、装配应力及振动能量。

[0034] 基座的内环上设置有矩形凸台，优选的，内环上设置有4处矩形凸台，矩形凸台绕光学透镜轴线均匀分布。柔性薄片有四处，分别设置在两个相邻的矩形凸台之间，柔性薄片绕光学透镜轴线均匀分布。

[0035] 弹性压片与矩形凸台的一面贴合，压板通过轴向顶丝压紧在凸台的另一面。

[0036] 具体的，弹性压片和压板通过沉头螺钉固定在基座外环矩形槽内。

[0037] 通过4处均匀分布的轴向顶丝，调整光学透镜的倾斜；同理，基座外环径向设有4处均匀分布的径向顶丝，通过4处径向顶丝调整光学透镜的偏心。

[0038] 在一个具体的实施方式中，光学透镜支撑结构为一个模块，可以与其它镜组自由拼接。

[0039] 基座具有相对设置的两个面，其中一个面上设置有用于连接前镜组的第一螺钉孔，另一面上设置有用于连接后镜组的第二螺钉孔，基座与前镜组、基座与后镜组分别通过两个面间隙配合。

[0040] 镜座上设置有用于与基座固定连接的第三螺钉孔。

[0041] 优选的，第一螺钉孔设有圆弧状的第一槽，第二螺钉孔设有圆弧状的第二槽，第三螺钉孔设有圆弧状的第三槽，第一槽和第二槽方向正交；第一槽、第二槽和第三槽的宽度为0.5～1mm。

[0042] 优选的，第一槽和第二槽的槽颈部宽度2～4mm。

[0043] 螺钉紧固时使用力矩扳手按经验值拧紧，避免引入过多装配应力。

[0044] 在一个具体的实施方式中，第一螺钉孔，第二螺钉孔和第三螺钉孔处设有球铰，从而避免过约束引入装配应力，改变光学透镜的面形。

[0045] 优选的，光学透镜通过弹性压圈压紧在镜座的内孔内，光学透镜的外圆与镜座的内孔采用H7/f6间隙配合，弹性压圈为铝合金或者钛合金。

[0046] 在一个具体的实施方式中，弹性压圈具有一定的柔度，上面有外凸台，外凸台与光学透镜的通过相切的接触界面压紧光学透镜。

[0047] 在一个具体的实施方式中，镜座的外圆处有3～6处均匀分布的Φ2.5mm注胶孔，镜座的内孔有注胶槽；将光学透镜通过弹性压圈压紧在镜座内孔后，将硅橡胶从镜座外圆的注胶孔注入，硅橡胶经注胶槽溢流到光学透镜外圆其它部位。

[0048] 在一个优选的实施方式中，弹性压片材料为弹簧钢或铍青铜材料，厚度为0.5～0.8mm；镜座材料为铟钢，其线膨胀系数与光学透镜相匹配；基座和压板材料为铝合金或者钛合金。

[0049] 本发明提供的光学透镜支撑结构为五自由度可调的光学透镜支撑结构，可有效针对高精密机载红外热像仪或可见光镜头的集成装配，可调整光学透镜的偏心与倾斜，操作方便、通用性强。

[0050] 下面通过具体的实施例来说明本发明中光学透镜支撑结构的具体结构。

[0051] 参照图1和图2所示，一种光学透镜支撑结构100，包括：基座1、光学透镜2、镜座3、弹性压片4、压板5、径向顶丝6、轴向顶丝7及弹性压圈8。

[0052] 光学透镜2通过弹性压圈8压紧在镜座3孔内，光学透镜2的外圆与镜座3的内孔采用H7/f6小间隙配合，镜座3固定在基座1的内环22上。弹性压片4和压板5通过沉头螺钉固定在基座1外环11的矩形槽内。

[0053] 参照图3和图4所示，基座1为一体式结构，分为内环22和外环11，内外环之间通过轴向柔性薄片Ⅰ与径向柔性薄片Ⅱ连接，径向用R表示，切向用T表示，两个方向柔性薄片方向正交，可以降低结构件轴向和径向刚度，吸收部分热应力、装配应力及振动能量，柔性薄片厚度为1～2mm；基座1内环22上有矩形凸台A，矩形凸台A和两个方向柔性薄片有4处，绕光学透镜2轴线均匀分布。

[0054] 参照图1～3和图6，一种光学透镜支撑结构为一个模块，可以与其它镜组自由拼接，基座1与前镜组通过B处螺钉连接，基座1与后镜组通过C处螺钉连接，基座1与前镜组通过面D，基座1与后镜组通过面E间隙配合；基座B处第一螺钉孔设有圆弧状的第一槽101，基座1C处第二螺钉孔设有圆弧状的第二槽102，基座1与镜座2的F处的第三螺钉孔连接处有圆弧状的第三槽103；第一槽101、第二槽102和第三槽103的宽度为0.5～1mm，第一槽101、第二槽102方向正交；基座1的外环11上第一槽101、第二槽102的槽颈部宽度为H，H取2～4mm。螺钉紧固时使用力矩扳手按经验值拧紧，避免引入过多装配应力。

[0055] 参照图1～5，一种光学透镜支撑结构，B、C、F处的第一螺钉孔、第二螺钉孔和第三螺钉孔设有球铰9，避免过约束引入装配应力，改变光学透镜2的面形。

[0056] 参照图4和图7，弹性压圈8具有一定的柔度，上面有外凸台，外凸台与光学透镜2的通过相切的接触界面压紧。

[0057] 参照图1～3和图5，镜座3的外圆有6处均匀分布的Φ2.5mm注胶孔，镜座3内孔有注胶槽；将光学透镜2通过弹性压圈8压紧在镜座3内孔后，将硅橡胶从镜座3外圆的注胶孔注入，硅橡胶经注胶槽溢流到光学透镜2外圆其它部位。

[0058] 弹性压片4材料为弹簧钢或铍青铜材料，厚度为0.5～0.8mm；镜座3材料为铟钢，其线膨胀系数与光学透镜2相匹配；基座1、弹性压圈8、压板5材料为铝合金或者钛合金。

[0059] 工作原理：

[0060] 本发明的工作原理：通过分别调整4处均匀分布的轴向顶丝7，推动基座1内环22上4处矩形凸台A的面A2轴向移动，从而达到调整光学透镜2倾斜的目的，弹性压片4与基座1内环11上矩形凸台A的面A1帖合，提供回复力；同理，分别调整基座1外环径向设有4处均匀分布的径向顶丝6，调整光学透镜2的偏心。

[0061] 以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。