本發(fā)明屬于光學定心領域，具體涉及一種中孔透鏡光學光軸定位系統(tǒng)。

背景技術：
透鏡作為一種光學元器件，在軍事、天文、地理、航天等各個方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著發(fā)展，中孔透鏡也被越來越多的重視，但是現(xiàn)有技術中沒有一種能夠精準確定的中孔透鏡光軸的方法。透鏡有中孔尺寸較大的情況下，由于內(nèi)調(diào)焦望遠鏡調(diào)焦范圍的限制，視場角不能覆蓋到透鏡表面，即內(nèi)調(diào)焦望遠鏡分劃板發(fā)光十字絲光線從透鏡中孔透過，無法在透鏡表面形成反射自準直球心像，如圖1所示的狀態(tài)下是無法確定出中孔透鏡的光軸。于是人們認為中孔透鏡的光軸是無法確定的。

技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有中孔透鏡光軸確定方法空白的技術問題，本發(fā)明提供一種中孔透鏡光學光軸定位系統(tǒng)。本發(fā)明的技術解決方案為：中孔透鏡光學光軸定位系統(tǒng)，其特殊之處在于：包括旋轉(zhuǎn)車床主軸、姿態(tài)控制工裝、鏡框、第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡、第一CCD相機、第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡、第二CCD相機以及PC機，所述姿態(tài)調(diào)整工裝設置在旋轉(zhuǎn)車床主軸上，所述鏡框設置在姿態(tài)調(diào)整工裝的一端，中孔透鏡設置在鏡框內(nèi)，所述中孔透鏡的B面球心朝向第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，所述第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡發(fā)出的光經(jīng)過中孔透鏡的A面球心，所述第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡發(fā)出的光經(jīng)過中孔透鏡的B面球心，并且第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡所發(fā)出的光均要求盡可能多的覆蓋中孔透鏡的實體處，所述第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡均偏離中孔透鏡的A面球心和中孔透鏡的B面球心所在的軸線；所述第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡與第一CCD相機連接，所述第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡與第二CCD相機連接，所述第一CCD相機接收第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡觀察到的像點， 所述第二CCD相機接收第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡觀察到的像點，所述第一CCD相機、第二CCD相機的另一端均與PC機連接?；谥锌淄哥R光學光軸定位系統(tǒng)的定位方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：1】尋找中孔透鏡B面的球心自準直像點：將第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡調(diào)焦到中孔透鏡的B面球心位置，成在第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡上的像點即為中孔透鏡的B面球心自準直像點；2】尋找中孔透鏡A面的球心自準直像點：2.1】將第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡調(diào)焦到中孔透鏡的A面球心位置，中孔透鏡的A面球心位置為：當中孔透鏡為平凸透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為平凹透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為雙凸透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為雙凹透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為正彎月透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為負彎月透鏡，中孔透鏡的A面球心位置L為：其中：R1為中孔透鏡的A面的曲率半徑，R2為中孔透鏡的B面的曲率半徑，N為中孔透鏡材料折射率，d為中孔透鏡中心厚度；2.2】此時成在內(nèi)調(diào)焦望遠鏡上的像點即為透鏡B面的球心自準直像點；3】將步驟1】、步驟2】找到的兩個像點分別通過第一CCD相機、第二CCD相機顯示在PC機上；4】調(diào)整姿態(tài)控制工裝，并觀察PC機上的兩個像點，直至中孔透鏡A面的球心自準直像點和B面的球心自準直像點的運動軌跡由劃大圓逐漸變?yōu)閯澬A甚至接近靜止不動，此時中孔透鏡的光軸與旋轉(zhuǎn)車床主軸重合。本發(fā)明所具有的優(yōu)點：1、本發(fā)明的中孔透鏡光軸定軸系統(tǒng)，結構簡單，定心精度高。2、本發(fā)明完全采用光學非接觸式測量方式，尋找透鏡A面的球心自準直像點和B面的球心自準直像點，通過調(diào)整姿態(tài)控制工裝改變透鏡的空間姿態(tài)，控制兩像點在內(nèi)調(diào)焦望遠鏡內(nèi)的跳動量，保證光軸與旋轉(zhuǎn)車床主軸的重合精度。3、本發(fā)明解決了本領域技術人員認為無法確定中孔透鏡光軸的技術偏見，為的中孔透鏡的再裝配奠定基礎。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術中透鏡光學光軸的定位系統(tǒng)；圖2為本發(fā)明的中孔透鏡光學光軸定位系統(tǒng)的結構示意圖；其中附圖標記為：1-旋轉(zhuǎn)車床主軸，2-姿態(tài)控制工裝，31-第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，32-第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，41-第一CCD相機，42-第二CCD相機，5-PC機，6-中孔透鏡，7-鏡框，8-A面球心，9-B面球心。具體實施方式如圖2所示，中孔透鏡光學光軸定位系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)車床主軸1、姿態(tài)控制工裝2、鏡框7、第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡31、第一CCD相機41、第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡32、第二CCD相機42以及PC機5，姿態(tài)調(diào)整工裝設置在旋轉(zhuǎn)車床主軸上，框設置在姿態(tài)調(diào)整工裝的一端，中孔透鏡6設置在鏡框7內(nèi)，中孔透鏡6的B面球心9朝向第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡發(fā)出的光經(jīng)過中孔透鏡的A面球心8，第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡發(fā)出的光經(jīng)過中孔透鏡的B面球心，并且第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡所發(fā)出的光均要求盡可能多的覆蓋中孔透鏡的實體處，第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡均偏離A面球心和B面球心所在的軸線；第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡與第一CCD相機連接，第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡與第二CCD相機連接，第一CCD相機接收第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡觀察到的像點，第二CCD相機接收第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡觀察到的像點，第一CCD相機、第二CCD相機的另一端均與PC機連接。將兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡偏軸使用，分別找到中孔透鏡兩光學表面(A面和B面)的球心自準直像，調(diào)整姿態(tài)控制工裝的水平和俯仰姿態(tài)，控制兩像點的晃動量，使兩像點不晃動，即可確定中孔透鏡的光軸。(其光軸和旋轉(zhuǎn)車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合)。通過車削結構件相關部位，保證其與中孔透鏡光軸的同心度與垂直度。1】尋找中孔透鏡B面的球心自準直像點：將第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡調(diào)焦到中孔透鏡的B面球心位置，成在第二內(nèi)調(diào)焦望遠鏡上的像點即為中孔透鏡的B面球心自準直像點；2】尋找中孔透鏡A面的球心自準直像點：2.1】將第一內(nèi)調(diào)焦望遠鏡調(diào)焦到中孔透鏡的A面的球心位置，中孔透鏡的A面球心位置為：當中孔透鏡為平凸透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為平凹透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為雙凸透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為雙凹透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為正彎月透鏡時，中孔透鏡的A面球心位置L為：當中孔透鏡為負彎月透鏡，中孔透鏡的A面球心位置L為：其中：R1為中孔透鏡A面(背向定心儀的球面)的曲率半徑，R2為中孔透鏡B面(朝向定心儀的球面)的曲率半徑，N為中孔透鏡材料折射率，d為中孔透鏡中心厚度；2.2】此時成在內(nèi)調(diào)焦望遠鏡上的像點即為中孔透鏡B面的球心自準直像點；3】將步驟1】、步驟2】找到的兩個像點分別通過第一CCD相機、第二CCD相機顯示在PC機上；4】調(diào)整姿態(tài)控制工裝，并觀察PC機上的兩個像點，直至中孔透鏡A面的球心自準直像點和B面的球心自準直像點的運動軌跡由劃大圓逐漸變?yōu)閯澬A甚至接近靜止不動，此時中孔透鏡的光軸與旋轉(zhuǎn)車床主軸重合。球面透鏡可分為平凸透鏡、平凹透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、正彎月透鏡、負彎月透鏡，任何一種透鏡都可以進行光學定心加工。球面透鏡有兩個球面，一個面朝向內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，另一個面背向內(nèi)調(diào)焦望遠鏡。朝向定心儀的球面球心像的位置不需要計算，其位置就是此球面的曲率半徑，而背向定心儀的球面球心像因光線的折射需要計算球心像的位置。針對不同類型的球面透鏡，需要應用不同的計算公式。