[發(fā)明專利]光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)定位夾具及旋轉(zhuǎn)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110391297.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN102519389A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐洋;唐鋒;王向朝;王渤帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種用于絕對(duì)檢驗(yàn)的光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)定位夾具，其特征在于由旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板(101)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)和二維偏心調(diào)節(jié)臺(tái)(103)組成，所述的二維偏心調(diào)節(jié)臺(tái)(103)具有一個(gè)供所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)安裝的凹形圓盤和在該凹形圓盤的兩個(gè)相互垂直的方向設(shè)有兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕(103A、103B)，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)具有供被測(cè)光學(xué)元件(2)安裝的筒形槽口，該筒形槽口的邊口具有內(nèi)螺紋，所述的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板(101)通過其外螺紋旋入所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)筒形槽口的內(nèi)螺紋，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)的旋轉(zhuǎn)軸通過所述旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板(101)的中心。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)定位夾具，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)與所述二維偏心調(diào)節(jié)臺(tái)(103)具有相對(duì)旋轉(zhuǎn)的自由度，但在與旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面內(nèi)無相對(duì)二維運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)定位夾具，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板(101)由通光區(qū)(101-TR)和標(biāo)記區(qū)(101-MR)兩部分組成；所述的通光區(qū)是指光能無干擾地通過的區(qū)域；所述的標(biāo)記區(qū)(101-MR)具有至少3個(gè)旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)定位夾具，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記是圓形、三角形，或矩形的透光或不透光特征標(biāo)記；圓形特征標(biāo)記的圓心位置，三角形特征標(biāo)記的頂點(diǎn)位置，矩形特征標(biāo)記的中心位置等特征點(diǎn)位置稱為旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記的位置；所有旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記的位置都在以旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板的中心為圓心的圓上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)定位夾具，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)外周與所述的二維偏心調(diào)節(jié)臺(tái)(103)的相鄰位置具有旋轉(zhuǎn)刻度，用來確定旋轉(zhuǎn)角度。

6.利用所述旋轉(zhuǎn)定位夾具對(duì)被測(cè)光學(xué)元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位的方法，其特征在于包括下列步驟：

①安裝被測(cè)光學(xué)元件：

將被測(cè)光學(xué)元件(2)安裝在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)的筒形槽內(nèi)，使被測(cè)光學(xué)元件的被測(cè)面朝外，并與所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸垂直，然后將所述的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板(101)的外螺紋旋入旋轉(zhuǎn)臺(tái)(102)筒形槽口的內(nèi)螺紋并壓在所述的被測(cè)光學(xué)元件(2)上鎖定；

②裝校旋轉(zhuǎn)定位夾具：

將所述的旋轉(zhuǎn)定位夾具(1)安裝在絕對(duì)檢驗(yàn)干涉測(cè)量系統(tǒng)(3)的出瞳前方，調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)定位夾具(1)使被測(cè)光學(xué)元件(2)的被測(cè)面在絕對(duì)檢驗(yàn)干涉測(cè)量系統(tǒng)中清晰成像；

③確定原始旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板的中心：

由干涉測(cè)量系統(tǒng)(3)出射的探測(cè)光經(jīng)被測(cè)光學(xué)元件(2)的被測(cè)面反射的反射光與干涉測(cè)量系統(tǒng)中的參考光干涉，形成干涉圖樣，利用干涉測(cè)量系統(tǒng)中CCD探測(cè)器采集所述的干涉圖樣，通過干涉測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理，識(shí)別至少3個(gè)旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記的位置坐標(biāo)(x_i，y_i)，其中i＝1，2，3，...，m，m為旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記的數(shù)量；所述的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記的位置都在以旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板的中心為圓心的圓上，由所獲得的旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記的位置坐標(biāo)通過下列最小二乘擬合，得到旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板的中心坐標(biāo)(x_c，y_c)：

xc=Σi=1m-1bi2·Σi=1m-1aici-Σi=1m-1bici·Σi=1m-1aibiΣi=1m-1ai2·Σi=1m-1bi2-(Σi=1m-1aibi)2yc=Σi=1m-1ai2·Σi=1m-1bici-Σi=1m-1aici·Σi=1m-1aibiΣi=1m-1ai2·Σi=1m-1bi2-(Σi=1m-1aibi)2]]>

其中，

ai=2(xi+1-xi)bi=2(yi+1-yi)ci=xi+12+yi+12-xi2-yi2(i=1,2,...,m-1)]]>

④旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)后，確定旋轉(zhuǎn)定位標(biāo)記板的中心：

根據(jù)采取的絕對(duì)檢驗(yàn)方法，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，使被測(cè)光學(xué)元件旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，上述重復(fù)步驟③，計(jì)算旋轉(zhuǎn)后的定位標(biāo)記板的中心坐標(biāo)(x_rc，y_rc)；

⑤偏心量計(jì)算

計(jì)算旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)定位中心的偏心量x_s，y_s：x_s＝x_c-x_rc，y_s＝y(tǒng)_c-y_rc；

⑥旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)定位中心的偏心量補(bǔ)償調(diào)節(jié)

根據(jù)計(jì)算得到偏心量x_s，y_s，調(diào)節(jié)所述的二維偏心調(diào)節(jié)臺(tái)的調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)節(jié)量分別為x_s，y_s，使所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)定位中心的偏心得到補(bǔ)償。