共軸透鏡精密定軸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種共軸透鏡精密定軸方法，該方法基于反射成像的原理，通過基準傳遞、粗調(diào)和精調(diào)的方式，利用內(nèi)調(diào)焦望遠鏡出射錐光對共軸透鏡前后表面進行迭代自準直，最終實現(xiàn)共軸透鏡定軸。本發(fā)明的顯著效果是：本發(fā)明將定軸精度最終過渡到內(nèi)調(diào)焦望遠鏡的測量精度，即透鏡定軸精度內(nèi)調(diào)焦望遠鏡精度一致，保證了定出的共軸透鏡光軸的精確性；可實現(xiàn)不同口徑、不同曲率半徑的共軸透鏡精密定軸，具有很高的通用性和實用性。
【專利說明】 共軸透鏡精密定軸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到光學工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是一種共軸透鏡精密定軸方法。

【背景技術(shù)】
[0002]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(xiàn)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(xiàn)短曲率半徑、小口徑的共軸透鏡定軸，操作不便，且無法推廣使用于不同口徑、不同曲率半徑的多類型共軸透鏡的精密定軸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種共軸透鏡精密定軸方法，該方法利用基于反射成像的原理，利用望遠鏡出射錐光對透鏡前后表面進行迭代自準直，實現(xiàn)共軸透鏡定軸，保證了定出的共軸透鏡光軸的精確性。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明表述一種共軸透鏡精密定軸方法，其特征在于按照以下步驟進行:
[0005]步驟1:將待定軸的共軸透鏡放置在一平臺上，在共軸透鏡右側(cè)架設可見光準直光源，調(diào)整可見光準直光源的姿態(tài)，使共軸透鏡前后表面反射回的光點與可見光準直光源的出口重合；
[0006]步驟2:在共軸透鏡左側(cè)的平臺上架設一塊標準鏡，調(diào)整標準鏡的姿態(tài)，使標準鏡表面反射回的光點與可見光準直光源出口的重合；
[0007]步驟3:在標準鏡左側(cè)的平臺上架設一個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡進行調(diào)焦，使標準鏡反射回的叉絲像像與內(nèi)調(diào)焦望遠鏡自準直叉絲重合，接著對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡進行調(diào)焦和平移，使其自準直叉絲與可見光準直光源出口中心基本重合，至此完成粗調(diào)；
[0008]步驟4:去掉標準鏡，對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡進行調(diào)焦，使共軸透鏡前后表面反射回的叉絲像在內(nèi)調(diào)焦望遠鏡的視場內(nèi)；
[0009]步驟5:調(diào)整內(nèi)調(diào)焦望遠鏡的平移與轉(zhuǎn)角或調(diào)整共軸透鏡的平移與轉(zhuǎn)角，使共軸透鏡前后表面反射回的叉絲像均與內(nèi)調(diào)焦望遠鏡內(nèi)的固有自準直叉絲重合，即內(nèi)調(diào)焦望遠鏡軸線與共軸透鏡光軸耦合，從而實現(xiàn)共軸透鏡定軸。
[0010]本方法基于反射成像的原理，通過基準傳遞、粗調(diào)和精調(diào)的方式，利用望遠鏡出射錐光對透鏡前后表面進行迭代自準直，最終實現(xiàn)共軸透鏡定軸，將定軸精度最終過渡到內(nèi)調(diào)焦望遠鏡的測量精度，即透鏡定軸精度內(nèi)調(diào)焦望遠鏡精度一致。該方法還可實現(xiàn)其它諸如平凸透鏡、平凹透鏡、雙凹透鏡、彎月形透鏡等類型元件的定軸。
[0011]本發(fā)明的顯著效果是:本發(fā)明將定軸精度最終過渡到內(nèi)調(diào)焦望遠鏡的測量精度，即透鏡定軸精度內(nèi)調(diào)焦望遠鏡精度一致，保證了定出的共軸透鏡光軸的精確性；可實現(xiàn)不同口徑、不同曲率半徑的共軸透鏡精密定軸，具有很高的通用性和實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的基準架設示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的共軸透鏡定軸示意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。
[0015]參見附圖1-附圖2，一種共軸透鏡精密定軸方法，其特征在于按照以下步驟進行:
[0016]步驟1:如圖1所示，將待定軸的共軸透鏡3放置在一平臺上，在共軸透鏡3右側(cè)架設可見光準直光源4，調(diào)整可見光準直光源4的姿態(tài)，使共軸透鏡3前后表面反射回的光點與可見光準直光源4的出口重合；
[0017]步驟2:在共軸透鏡3左側(cè)的平臺上架設一塊標準鏡2，如圖1所示，調(diào)整標準鏡2的姿態(tài)，使標準鏡2表面反射回的光點與可見光準直光源4的出口重合；
[0018]步驟3:在標準鏡2左側(cè)的平臺上架設一個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡1，如圖1所示，對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I進行調(diào)焦，使標準鏡2反射回的叉絲像像與內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I自準直叉絲重合，接著對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I進行調(diào)焦和平移，使其自準直叉絲與可見光準直光源4出口中心基本重合，至此完成粗調(diào)；
[0019]本例中，所述內(nèi)調(diào)焦望遠鏡采用NWJ-3型內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，其具有近場準直和遠場準直功能，配外置CCD替代肉眼觀測。其主要性能指標參數(shù):自準直精度與測角精度優(yōu)于6"，測角范圍約3°。
[0020]步驟4:去掉標準鏡2，如圖2所示，對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I進行調(diào)焦，使共軸透鏡3前后表面反射回的叉絲像在內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I的視場內(nèi)；
[0021]步驟5:微調(diào)內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I的平移與轉(zhuǎn)角或微調(diào)共軸透鏡3的平移與轉(zhuǎn)角，使共軸透鏡3前后表面反射回的叉絲像均與內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I內(nèi)的固有自準直叉絲重合，即內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I軸線與共軸透鏡3光軸耦合，即內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I出射的錐光頂點分別與共軸透鏡3前后表面的曲率中心重合，此位置唯一，至此內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I的軸線與透鏡共軸3的光軸耦合，從而實現(xiàn)共軸透鏡3定軸。
[0022]共軸透鏡3前后表面法線有無數(shù)條，但前后表面指向一致的法線有且僅只有一條，即透鏡光軸，因此通過單個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I便可實現(xiàn)共軸透鏡3定軸。本方案基于光學成像原理，采用錐光準直曲面和平行光準直平面的方法，借助內(nèi)調(diào)焦望遠鏡1，并對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I進行調(diào)焦，使內(nèi)調(diào)焦望遠鏡I出射錐光對共軸透鏡3前后表面進行迭代自準直，最終來完成共軸透鏡3定軸。
【權(quán)利要求】
1.一種共軸透鏡精密定軸方法，其特征在于按照以下步驟進行: 步驟1:將待定軸的共軸透鏡(3)放置在一平臺上，在共軸透鏡(3)右側(cè)架設可見光準直光源(4),調(diào)整可見光準直光源(4)的姿態(tài)，使共軸透鏡(3)前后表面反射回的光點與可見光準直光源(4)的出口重合； 步驟2:在共軸透鏡(3)左側(cè)的平臺上架設一塊標準鏡(2),調(diào)整標準鏡(2)的姿態(tài)，使標準鏡(2)表面反射回的光點與可見光準直光源(4)的出口重合； 步驟3:在標準鏡(2)左側(cè)的平臺上架設一個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1),對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)進行調(diào)焦，使標準鏡(2)反射回的叉絲像像與內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)自準直叉絲重合，接著對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)進行調(diào)焦和平移，使其自準直叉絲與可見光準直光源(4)出口中心基本重合； 步驟4:去掉標準鏡(2),對內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)進行調(diào)焦，使共軸透鏡(3)前后表面反射回的叉絲像在內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)的視場內(nèi)； 步驟5:調(diào)整內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)的平移與轉(zhuǎn)角或調(diào)整共軸透鏡(3)的平移與轉(zhuǎn)角，使共軸透鏡(3)前后表面反射回的叉絲像均與內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)內(nèi)的固有自準直叉絲重合，即內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(1)軸線與共軸透鏡(3)光軸耦合，從而實現(xiàn)共軸透鏡(3)定軸。
【文檔編號】G02B7/02GK104483740SQ201410671103
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】葉朗, 獨偉鋒, 熊召, 徐旭, 袁曉東, 劉青安, 林春剛, 魏春蓉 申請人:中國工程物理研究院激光聚變研究中心