[發明專利]基于誤差分配法提高膠合透鏡定心精度的方法

有效

• 申請號: 201510353784.0
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN104977691B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 付興;秦星;劉軍鵬;宋興
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02;G02B27/30;G02B27/62
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明屬于光學裝調檢測領域，尤其涉及一種基于誤差分配法提高膠合透鏡定心精度方法。

背景技術

曲率三角形法為膠合透鏡的光軸確定提供了理論依據；誤差分配法為膠合透鏡的高精度定心提供了理論依據；根據曲率三角形法則，選擇曲率三角形的最長邊為雙膠合透鏡的光軸。如圖1所示，雙膠合鏡有三個面，1面11，2面21，3面31，對應有1面的球心像12、2面的球心像22，3面的球心像；其中2面為膠合面即兩光學零件曲率相同的粘接面。由光學理論可以知道，每個光學面都有一個曲率中心且雙膠合鏡的3個曲率中心都在一條直線上，這條直線就是雙膠合鏡的光軸。

實際透鏡膠合過程中，由于膠層厚度、對準精度、操作人員主觀因素等誤差，造成膠合后的透鏡的三個曲率中心不在一條直線上，如圖2所示，三個面的曲率中心兩兩相連形成一個曲率三角形。將雙膠合透鏡固定于定心工裝后，通過內調焦望遠鏡可以觀察到3個球心自準直像，任意兩個球心像都可以確定一條膠合鏡的光軸，此時如何確定膠合鏡的光軸成為一個關鍵問題。傳統的膠合鏡定心選擇光軸僅憑操作人員的工作經驗，選擇膠合鏡第一面和最后一面的球心連線作為定心加工的光軸基準，調整這兩個球心像不晃動，進而車削膠合鏡框的相關配合尺寸，完成加工過程。

此方法缺點：

1、定心加工光軸選擇沒有依據，不能達到最佳的定心精度；

2、批量生產時，廢品率較高，且找不到原因。

將此膠合透鏡安裝到姿態控制工裝上并旋轉高精密回轉軸，通過內調焦望遠鏡尋找到1面球心和2面球心的自準直反射像，將兩像調整至不晃動。此處膠合透鏡的光軸已經和高精度回轉軸重合。接著找到并觀察3面球心自準直反射像，此時3面像點晃動量即為2*H即為此膠合透鏡的偏心量。

發明內容

為了解決現有的確定膠合透鏡的光軸偏心量大的技術問題，本發明提供一種基于誤差分配法提高膠合透鏡定心精度的方法

本發明的技術解決方案：

基于誤差分配法提高膠合透鏡定心精度的方法，其不同之處在于：包括以下步驟：

1】搭建光學系統：

包括車床回轉軸、姿態控制工裝、鏡框、內調焦望遠鏡、CCD相機以及PC機所述姿態調整工裝設置在車床回轉軸上，所述鏡框設置在姿態調整工裝的一端，所述內調焦望遠鏡位于鏡框的出射窗口的正前方，且內調焦望遠鏡的另一端通過CCD相機與PC機連接；鏡框內固定有膠合透鏡；膠合透鏡的1面朝向內調焦望遠鏡，膠合透鏡的2面為膠合面，膠合透鏡的3面為朝向姿態控制工裝；

2】將內調焦望遠鏡調焦到膠合透鏡的1面、2面、3面的球心位置，在PC機上尋找膠合透鏡各面的球心自準直像點，形成一個虛三角形；

3】調整姿態控制工裝，控制三個球心自準直像點晃動，直至虛三角形中的最長邊的兩個球心自準直像點不晃動，第三個球心自準直像的晃動量為2H，其中H為虛三角形中以最長邊為底做高；

4】調整姿態控制工裝，控制三個球心自準直像點晃動，使得最長邊的兩個球心自準直像和第三個球心自準直像的晃動量均為H/2；膠合透鏡的光軸已經確定，即膠合透鏡光軸為虛三角形的最長邊向頂點平移H/2的形成的直線同時與車床回轉軸的回轉中心重合。

本發明所具有的優點：

1、三個球心像的晃動量均勻、一致；

2、將膠合鏡的最大晃動量減小了一半，即定心精度提高了一倍；

3、此方法可以應用到多鏡膠合光學元件；

附圖說明

圖1為理想狀態下膠合透鏡示意圖；

圖2為現實情況下膠合透鏡示意圖；

圖3為確定膠合透鏡光軸的系統結構示意圖；

圖4為確定膠合透鏡光軸過程示意圖；

圖5為確定膠合透鏡光軸原理示意圖；

其中附圖標記為：1-車床回轉軸，2-姿態控制工裝，3-鏡框，4-膠合透鏡，5-內調焦望遠鏡，6-CCD相機，7-PC機，11-1面，21-2面，31-3面，12-1面的球心像，22-2面的球心像，32-3面的球心像。

具體實施方式