本發(fā)明涉及光學(xué)望遠(yuǎn)鏡領(lǐng)域，特別是涉及一種反射式變形鏡。遠(yuǎn)鏡。

背景技術(shù)：

隨著光學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)地對(duì)空、空對(duì)地望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)距離和分辨率的要求越來越高，這就使得望遠(yuǎn)鏡的口徑在不斷地增大。而望遠(yuǎn)鏡口徑的增大，除帶來望遠(yuǎn)鏡造價(jià)以口徑的三次方增加外，還將引起主次鏡支撐困難、面形精度控制困難、光學(xué)系統(tǒng)過于復(fù)雜笨重等一系列問題。

反射望遠(yuǎn)鏡中的核心為反射鏡，為了獲得理想的成像質(zhì)量，反射鏡鏡面的面形精度要求很高(光波長(zhǎng)的三十至六十分之一)。在反射望遠(yuǎn)鏡使用過程中，由于重力變形、熱變形及加工誤差引起的反射鏡面形誤差對(duì)成像質(zhì)量有很大影響。主動(dòng)光學(xué)是解決該問題的有效途徑之一，即利用反射鏡鏡面產(chǎn)生的局部受控變形使整個(gè)面形得到有效控制或者達(dá)到校正殘余面形誤差。采用主動(dòng)光學(xué)可以對(duì)大口徑的反射鏡由于重力載荷、熱載荷和加工誤差導(dǎo)致的面形誤差進(jìn)行校正，從而降低反射鏡的剛度要求。在反射鏡材料的比剛度一定的前提下，采用主動(dòng)光學(xué)可以使得反射鏡的徑厚比可以做的更大，即相同口徑的反射鏡，厚度可以做的更小。

主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)通常通過采用光學(xué)玻璃制造反射鏡，為了保證初始反射鏡面形精度需要的保證一定的徑厚比，徑厚比過大的超薄反射鏡加工難度很大，甚至無法加工。

現(xiàn)階段反射式變形鏡中的鏡體多通過去除材料的方法加工而成，為保證初始面形，需要反射鏡鏡體厚度較大，徑厚比小，使得鏡體自身剛度相對(duì)較大，重量也相對(duì)較大。另外，反射式變形鏡通過安裝在反射鏡背面的致動(dòng)器推或拉動(dòng)反射鏡使得反射鏡產(chǎn)生變形來校正反射鏡的面形誤差，反射鏡自身剛度大需要的制動(dòng)器的力就大，致動(dòng)器的體積和重量也隨之增大，使得整體結(jié)構(gòu)松散且重量較大。

因此，如何在保證反射式變形鏡鏡面形精度的前提下，增大反射式變形鏡的徑厚比，減小反射式變形鏡的重量和體積是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種反射式變形鏡，減小反射式變形鏡的重量和體積，緊湊結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種反射式變形鏡，包括用于連接鏡筒的鏡框和安裝于所述鏡框內(nèi)的鏡體，所述鏡體內(nèi)部鑲嵌有用于檢測(cè)所述鏡體形狀的檢測(cè)器和用于驅(qū)動(dòng)所述鏡體變形的致動(dòng)器。

優(yōu)選地，包括多個(gè)所述檢測(cè)器和多個(gè)所述致動(dòng)器。

優(yōu)選地，多個(gè)所述檢測(cè)器圍繞所述鏡體中心均勻鑲嵌于所述鏡體內(nèi)部，一個(gè)所述致動(dòng)器鑲嵌于所述鏡體中心，其余所述致動(dòng)器圍繞全部所述檢測(cè)器均勻鑲嵌于所述鏡體內(nèi)部

優(yōu)選地，所述鏡體的外周輪廓為正六邊形，包括六個(gè)所述檢測(cè)器和七個(gè)所述致動(dòng)器。

優(yōu)選地，所述鏡體的外周輪廓為圓形，包括四個(gè)所述檢測(cè)器和七個(gè)所述致動(dòng)器。

優(yōu)選地，所述檢測(cè)器具體為位移傳感器或應(yīng)力傳感器，所述致動(dòng)器具體為壓電薄片、壓電纖維絲或熱電阻絲。

優(yōu)選地，所述檢測(cè)器和所述致動(dòng)器的線纜由所述鏡體背面伸出通信連接控制單元。

優(yōu)選地，所述鏡框包括上鏡框和下鏡框，所述鏡體安裝于所述上鏡框和所述下鏡框之間。

優(yōu)選地，所述鏡體具體為增材制造碳纖維復(fù)合材料鏡體。

本發(fā)明提供的反射式變形鏡，包括用于連接鏡筒的鏡框和安裝于鏡框內(nèi)的鏡體，鏡體內(nèi)部鑲嵌有用于檢測(cè)鏡體形狀的檢測(cè)器和用于驅(qū)動(dòng)鏡體變形的致動(dòng)器。鏡體結(jié)構(gòu)采用增材制造工藝制備，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器和致動(dòng)器鑲嵌于鏡體內(nèi)部，代替將其安裝于鏡體背面，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊；在保證相同面形精度的前提下可以實(shí)現(xiàn)鏡體厚度更薄，需要的驅(qū)動(dòng)力更小，致動(dòng)器的體積可以更小；相較于傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃材料和陶瓷材料的反射式變形鏡體較脆且變形量不能做的很大的缺點(diǎn)，本發(fā)明中的鏡體結(jié)構(gòu)的韌性更好，可以增大變形調(diào)整量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例一的后視示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例一的側(cè)視示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例二的主視示意圖；

圖5為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例二的側(cè)視剖視圖。

附圖中標(biāo)記如下：

鏡體1、致動(dòng)器2、檢測(cè)器3、上鏡框4、下鏡框5。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種反射式變形鏡，減小反射式變形鏡的重量和體積，緊湊結(jié)構(gòu)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請(qǐng)參考圖1至圖3，圖1為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例一的后視示意圖；圖3為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例一的側(cè)視示意圖。

本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的反射式變形鏡，包括鏡框和鏡體1，鏡框連接鏡筒，鏡體1安裝于鏡框內(nèi)，鏡框可以一體式設(shè)置，也可分為上鏡框4和下鏡框5，鏡體1安裝于上鏡框4和下鏡框5之間。鏡體1可以通過粘接或壓緊的方式與鏡框連接，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在鏡體1內(nèi)部鑲嵌有檢測(cè)器3和致動(dòng)器2，檢測(cè)器3用于檢測(cè)鏡體1形狀，致動(dòng)器2能夠產(chǎn)生位移，驅(qū)動(dòng)鏡體1變形。

檢測(cè)器3可以檢測(cè)鏡體1正面形狀的相關(guān)參數(shù)，向控制單元發(fā)送信號(hào)，作為計(jì)算下一時(shí)刻致動(dòng)器2位移的輸入信息之一；致動(dòng)器2收到基于面形誤差數(shù)據(jù)計(jì)算出的致動(dòng)器2驅(qū)動(dòng)位移后運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的位移，使得鏡體1產(chǎn)生一定的變形，從而校正鏡體1的波相差；然后，檢測(cè)器3再進(jìn)行檢測(cè)，致動(dòng)器2再進(jìn)行面形校正，形成一個(gè)閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)校正鏡面面形誤差。鏡體1的反射面為正面，另一面為背面。

具體地，檢測(cè)器3可以為位移傳感器或應(yīng)力傳感器，致動(dòng)器2可以為壓電薄片、壓電纖維絲或熱電阻絲，也可采用其他具有相應(yīng)功能的電子元件，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。用于檢測(cè)器3和致動(dòng)器2需要與控制單元通信連接，并需要連通電源，因此需要引出線纜與控制單元連接，檢測(cè)器3和致動(dòng)器2的線纜由鏡體1背面伸出通信連接控制單元，也可通過無線方式通信連接。

通過將檢測(cè)器3和致動(dòng)器2鑲嵌于鏡體內(nèi)部，代替將其安裝于鏡體1背面，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊；在保證相同面形精度的前提下可以實(shí)現(xiàn)鏡體1厚度更薄，需要的驅(qū)動(dòng)力更小，致動(dòng)器2的體積可以更??；相較于傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃材料和陶瓷材料的反射式變形鏡體較脆且變形量不能做的很大的缺點(diǎn)，本發(fā)明中的鏡體結(jié)構(gòu)的韌性更好，可以增大變形調(diào)整量。

為了提高檢測(cè)和控制的精確度，可以設(shè)置多個(gè)檢測(cè)器3和多個(gè)致動(dòng)器2。具有多種排布方式，可以將多個(gè)檢測(cè)器3圍繞鏡體1中心均勻鑲嵌于鏡體1內(nèi)部，將一個(gè)致動(dòng)器2鑲嵌于鏡體1中心，其余的致動(dòng)器2圍繞全部檢測(cè)器3均勻鑲嵌于鏡體1內(nèi)部。即圍繞鏡體1的中心設(shè)置多層結(jié)構(gòu)，中心為致動(dòng)器2，外層為檢測(cè)器3，再外層為致動(dòng)器2，可根據(jù)鏡體1實(shí)際尺寸的大小，設(shè)置更多層的檢測(cè)器3和致動(dòng)器2。

同時(shí)根據(jù)鏡筒的形狀，可以將鏡體1設(shè)置為多種形狀，鏡體1的外周輪廓為正六邊形，包括六個(gè)檢測(cè)器3和七個(gè)致動(dòng)器2。

鏡體1的外周輪廓也可為圓形，請(qǐng)參考圖4和圖5，圖4為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例二的主視示意圖；圖5為本發(fā)明所提供的反射式變形鏡的實(shí)施例二的側(cè)視剖視圖。包括四個(gè)檢測(cè)器3和七個(gè)致動(dòng)器2?？梢愿鶕?jù)情況調(diào)整鏡體1的形狀和各元件的數(shù)量，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在上述各具體實(shí)施方式提供的反射鏡的基礎(chǔ)上，鏡體1可以具體為增材制造碳纖維復(fù)合材料鏡體，重量輕，強(qiáng)度高，同時(shí)可以在加工成型過程中，將檢測(cè)器3和致動(dòng)器2嵌入到鏡體1中，當(dāng)然也可采用玻璃纖維復(fù)合材料等其他材質(zhì)制成鏡體。

本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的反射式變形鏡可以應(yīng)用于反射望遠(yuǎn)鏡，該反射望遠(yuǎn)鏡其他各部分的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)然也可應(yīng)用于其他光學(xué)設(shè)備，本文不再贅述。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的反射式變形鏡進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。