[發明專利]離軸非球面元件精密定軸方法

有效

• 申請號: 201410671102.6
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104483757B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 徐旭;獨偉鋒;葉朗;陳清海;葉海仙;劉青安;林春剛;魏春蓉
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30;G02B7/02;G01B11/27
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 龍玉洪

技術領域

本發明涉及到光學工程技術領域，具體地說，是一種離軸非球面元件精密定軸方法。

背景技術

目前，公知的透鏡定軸方法是靠將透鏡元件裝配到機械加工的基準孔、基準面來保證，或者通過近場準直來實現定軸，使得透鏡定軸的精度有限。另外，市場上的焦距儀和定心儀也只能實現短曲率半徑、小口徑的共軸球面元件定軸，操作不便，且無法實現楔形透鏡元件定軸。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種離軸非球面元件精密定軸方法，該方法基于基準過渡、多個基準同時監測方式，不僅定軸精度高，而且可以實現長曲率半徑、大口徑的楔形透鏡定軸。

為達到上述目的，本發明表述一種離軸非球面元件精密定軸方法，其特征在于按照以下步驟進行：

步驟1：在旋轉分度臺上放置一塊標準鏡，在該標準鏡的一側架設自準直儀，調整自準直儀的姿態，對標準鏡表面法線進行準直；

步驟2：將旋轉分度臺轉過與楔形透鏡楔角相同的角度，在標準 鏡的另一側架設內調焦望遠鏡，并對標準鏡表面法線進行準直；

步驟3：在自準直儀和標準鏡之間加入待定軸楔形透鏡，該楔形透鏡的平面朝向自準直儀，楔形透鏡的曲面朝向內調焦望遠鏡，調整楔形透鏡的姿態，并通過自準直儀對楔形透鏡的平面法線進行準直，以及通過內調焦望遠鏡對楔形透鏡的曲面中心法線進行準直，從而實現楔形透鏡的定軸。

在楔形透鏡定軸之前，先根據生產廠家給定的楔形透鏡楔角值，借助旋轉分度臺、標準鏡、自準直儀和內調焦望遠鏡建立楔形透鏡定軸基準，再加入楔形透鏡，調整楔形透鏡姿態或調整內調焦望遠鏡姿態，來完成楔形透鏡定軸。由于楔形透鏡曲面法線有無數條，用單個基準是無法確立透鏡曲面中心軸線。因此本技術方案基于光學成像原理，采用基準過渡和多個基準復合定位的方法，達到楔形透鏡精密定軸的目的。本發明能夠保證定出的楔形透鏡光軸的精確性；能夠實現不同楔角、不同口徑、不同曲率半徑的楔形透鏡精密定軸，具有很高的通用性和實用性。

作為更進一步的技術方案，所述步驟3的具體步驟為：

步驟3-1：撤走旋轉分度臺和標準鏡，調整楔形透鏡的平移和轉角，使自準直儀射出平行光，并使得經楔形透鏡的平面反射回的叉絲像與自準直儀的自身固有自準直叉絲重合，實現自準直儀對楔形透鏡平面法線的準直；

步驟3-2：對內調焦望遠鏡進行調焦，使內調焦望遠鏡射出錐光，并使得經楔形透鏡的曲面反射回的叉絲像與內調焦望遠鏡的自身固 有自準直叉絲重合，且自準直儀的軸線與楔形透鏡平面的表面法線指向一致，內調焦望遠鏡軸線與楔形透鏡曲面中心法線指向一致，從而實現內調焦望遠鏡對楔形透鏡曲面中心法線的準直。

作為更進一步的技術方案，所述旋轉分度臺采用氣懸浮分度臺。

本發明的顯著效果是：本發明基于平面和曲面反射遠場成像的原理，通過基準復制傳遞，楔角補償，建立多個基準同時對楔形透鏡平面和曲面法線進行監測，保證了定出的楔形透鏡光軸的精確性；實現了不同楔角、不同口徑、不同曲率半徑的楔形透鏡精密定軸，具有很高的通用性和實用性。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程圖；

圖2是本發明中架設平面法線定軸基準示意圖；

圖3是本發明中架設曲面法線定軸基準示意圖；

圖4是本發明中調節透鏡姿態定透鏡光軸示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式以及工作原理作進一步詳細說明。

參見附圖1，一種離軸非球面元件精密定軸方法，按照以下步驟進行：

步驟1：在旋轉分度臺3上放置一塊標準鏡2，在該標準鏡2的一側架設自準直儀1，如圖2所示，調整自準直儀1的姿態，使得待 測標準鏡2反射回的叉絲像與自準直儀1的自身固有自準直叉絲重合，即對標準鏡2表面法線進行準直；

本實施例中，所述自準直儀1采用Collapex AC300型數顯光電自準直儀，該自準直儀具有數據自動采集和保存功能，易于實現智能化控制，其主要性能指標參數為：自準直精度優于1″，測角精度優于0.3″，測角范圍約1200″。

步驟2：將旋轉分度臺3轉過與楔形透鏡5楔角同樣大小的角度，在標準鏡2的另一側架設內調焦望遠鏡4，如圖3所示，使得經標準鏡2的表面反射回的叉絲像與內調焦望遠鏡4的自身固有自準直叉絲重合，即對標準鏡2表面法線進行準直；

本方案中，作為優選，所述旋轉分度臺3采用Anglapex-CA1000型分度臺，該分度臺主要性能指標參數為：轉角精度優于1″，轉角范圍360°；