專利名稱：鏡片裝配定心的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡片安裝中使用的定心方法，尤其是一種非接觸式光學(xué)元件和系統(tǒng)的定心方式，這種方法可以觀測(cè)到鏡片表面及表面球心像的偏差，它可用在如反射鏡、透鏡或者望遠(yuǎn)系統(tǒng)的定心裝配過(guò)程，具體地說(shuō)是一種鏡片裝配定心的方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，在光學(xué)測(cè)量及光學(xué)鏡片的精確定心過(guò)程中，為獲得更好的鏡頭或光學(xué)系統(tǒng)性能，精確地鏡片定心技術(shù)是必要的手段。在軸對(duì)稱系統(tǒng)中，透鏡偏心的調(diào)整是關(guān)鍵的裝配步驟。為了很好地實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀光學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)果，透鏡需盡可能地精確加工，并且，完美地裝配在唯一的一個(gè)光軸上。經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)者如果具備先進(jìn)的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件和最新的計(jì)算機(jī)，優(yōu)秀的光學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)比以往更容易獲得。利用移像干涉儀及自動(dòng)拋光機(jī)器，透鏡表面拋光精度可以達(dá)到nm級(jí)別。為了完全實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)結(jié)果，并體現(xiàn)精密拋光透鏡加工的價(jià)值，在 裝配時(shí)透鏡應(yīng)盡可能地減小裝配的偏心誤差。沒(méi)有細(xì)致且精確的裝配工作，在光學(xué)設(shè)計(jì)及 精密鏡片加工上的投入都將付之東流。與先進(jìn)的設(shè)計(jì)相比，現(xiàn)有的裝配手段很難滿足需要，常常導(dǎo)致裝配精度不同，效率低下等一系列問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的裝配手段難以適應(yīng)先進(jìn)設(shè)計(jì)的要求，裝配定心精度不高，效率低下的問(wèn)題，發(fā)明一種有快速精確定心的鏡片裝配定心方法，同時(shí)提供一種相配的
定心裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是
一種鏡片裝配定心的方法，其特征它包括以下步驟
首先，設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)光源I ;
其次，在點(diǎn)光源的一側(cè)依次安裝濾光片2、第一準(zhǔn)直鏡3、第一分劃板4、分光片5和匯聚鏡頭6，匯聚鏡頭6的一側(cè)與分光片5相對(duì)，在匯聚鏡頭6的另一側(cè)安裝待裝配位定位鏡片7 ;點(diǎn)光源I的光線通過(guò)濾光片2經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡3匯聚于第一分劃板4處，點(diǎn)光源的光線經(jīng)過(guò)第一分劃板4后照射形成圖像進(jìn)入分光片5，然后，進(jìn)入?yún)R聚鏡頭6后在待裝配位定位鏡片7的球面反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)待裝配位定位鏡片7的球面反射面反射后的光線再通過(guò)匯聚鏡頭6進(jìn)入分光片5后反射匯聚到與第一分劃板4垂直安裝的第二分劃板8上形成圖像，再經(jīng)過(guò)第二準(zhǔn)直鏡10進(jìn)入CXD相機(jī)9成像，將第一分劃板4與第二分劃板8在CXD相機(jī)9中的圖像進(jìn)行對(duì)比(可直接在相機(jī)中觀察，也可送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行對(duì)比)，即可觀測(cè)到待裝配位定位鏡片7球面反射面的偏心量；
最后，微調(diào)待裝配位定位鏡片7的位置，使第一分劃板4與第二分劃板8在CCD相機(jī)9中的像重疊或處于一個(gè)允許的范圍內(nèi)即可。所述的點(diǎn)光源為鹵素?zé)艋蛘咂胀襞荨Ｋ龅姆止馄?為半透半反的分光片。
所述的待裝配位定位鏡片7為雙透鏡，從待裝配位定位鏡片7的兩側(cè)分別進(jìn)行定心操作，同時(shí)監(jiān)測(cè)雙透鏡的兩個(gè)球面偏心，這樣透鏡的光軸可以直接確定并調(diào)整。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是
一種鏡片裝配定心裝置，其特征它包括點(diǎn)光源1，該點(diǎn)光源I安裝在整個(gè)裝置的一端，其作用是為產(chǎn)生十字形分劃線提供 光源，在整個(gè)裝置的另一端安裝有需定心的待調(diào)整裝配鏡片7，在點(diǎn)光源的一側(cè)依次安裝有濾光片2、第一準(zhǔn)直鏡3、第一分劃板4、分光片5和匯聚鏡頭6,所述的點(diǎn)光源I、濾光片2、第一準(zhǔn)直鏡3、第一分劃板4、分光片5、匯聚鏡頭6和待調(diào)整裝配鏡片7的中心成一直線布置；匯聚鏡頭6的一側(cè)與分光片5相對(duì)，在匯聚鏡頭6的另一側(cè)安裝有位置可微調(diào)的待裝配位定位鏡片7 ;點(diǎn)光源I的光線通過(guò)濾光片2經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡3匯聚于第一分劃板4處，點(diǎn)光源的光線經(jīng)過(guò)第一分劃板4后照射形成圖像進(jìn)入分光片5，然后，進(jìn)入?yún)R聚鏡頭6后在待裝配位定位鏡片7的球面反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)待裝配位定位鏡片7的球面反射面反射后的光線再通過(guò)匯聚鏡頭6進(jìn)入分光片5后反射匯聚到與第一分劃板4垂直安裝的第二分劃板8上形成圖像，再經(jīng)過(guò)安裝在第二分劃板8 一側(cè)的第二準(zhǔn)直鏡10進(jìn)入CXD相機(jī)9成像，所述的第二分劃板
8、第二準(zhǔn)直鏡10及C⑶相機(jī)9的中心成另一直線布置，所述的兩條直線相互垂直。所述的點(diǎn)光源為鹵素?zé)艋蛘咂胀襞?。所述的分光?為半透半反的分光片。本發(fā)明的有益效果
利用本發(fā)明方法即使透鏡已放入鏡筒后，仍可以精確地測(cè)量透鏡頂點(diǎn)和球心的偏心，通過(guò)觀察成像的位置調(diào)整每一片透鏡的傾斜和離軸，一直到每一個(gè)透鏡面都測(cè)到?jīng)]有偏心，整個(gè)系統(tǒng)即可達(dá)到一個(gè)精確的裝配精度。本發(fā)明通過(guò)發(fā)出發(fā)散光束，利用球面反射來(lái)確定透鏡偏心可以精確地測(cè)量透鏡兩面球面的偏心量，在裝配中可以將透鏡的傾斜和偏心調(diào)整到微米級(jí)和秒級(jí)精度。本發(fā)明的CCD相機(jī)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接收并且在軟件中自動(dòng)處理給出偏心的具體量。本發(fā)明可以廣泛地使用到手機(jī)鏡頭、天文望遠(yuǎn)鏡頭甚至太赫茲光學(xué)系統(tǒng)的裝配中。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，所配備的相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)和元器件均為常規(guī)元器件。本發(fā)明裝置簡(jiǎn)單，制造安裝使用方便，具有效率高，精度可控的特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的定心原理及系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一。如圖I所示。一種鏡片裝配定心裝置，包括點(diǎn)光源I (可為鹵素?zé)艋蛘咂胀襞?，該點(diǎn)光源I安裝在整個(gè)裝置的一端，其作用是為產(chǎn)生十字形分劃線提供光源，在整個(gè)裝置的另一端安裝有需定心的待調(diào)整裝配鏡片7，在點(diǎn)光源的一側(cè)依次安裝有濾光片2、第一準(zhǔn)直鏡3、第一分劃板4、分光片5 (應(yīng)采用半透半反結(jié)構(gòu))和匯聚鏡頭6，所述的點(diǎn)光源I、濾光片2、第一準(zhǔn)直鏡3、第一分劃板4、分光片5、匯聚鏡頭6和待調(diào)整裝配鏡片7的中心成一直線布置；匯聚鏡頭6的一側(cè)與分光片5相對(duì)，在匯聚鏡頭6的另一側(cè)安裝有位置可微調(diào)的待裝配位定位鏡片7 ;點(diǎn)光源I的光線通過(guò)濾光片2經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡3匯聚于第一分劃板4處,點(diǎn)光源的光線經(jīng)過(guò)第一分劃板4后照射形成圖像進(jìn)入分光片5，然后，進(jìn)入?yún)R聚鏡頭6后在待裝配位定位鏡片7的球面反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)待裝配位定位鏡片7的球面反射面反射后的光線再通過(guò)匯聚鏡頭6進(jìn)入分光片5后反射匯聚到與第一分劃板4垂直安裝的第二分劃板8上形成圖像，再經(jīng)過(guò)安裝在第二分劃板8 —側(cè)的第二準(zhǔn)直鏡10進(jìn)入CXD相機(jī)9成像，所述的第二分劃板8、第二準(zhǔn)直鏡10及CXD相機(jī)9的中心成另一直線布置，所述的兩條直線相互垂直。實(shí)施例二。如圖I所示。首先，設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)光源I ;點(diǎn)光源I可采用鹵素?zé)艋蛘咂胀襞荩?br> 其次，在點(diǎn)光源的一側(cè)依次安裝濾光片2、第一準(zhǔn)直鏡3、第一分劃板4、分光片5和匯聚鏡頭6，匯聚鏡頭6的一側(cè)與半透半反的分光片5相對(duì)，在匯聚鏡頭6的另一側(cè)安裝待裝配位定位鏡片7 ;點(diǎn)光源I的光線通過(guò)濾光片2經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡3匯聚于第一分劃板4處,點(diǎn)光源的光線經(jīng)過(guò)第一分劃板4后一部分照射形成圖像(十字線)進(jìn)入分光片5直接折射進(jìn)入與第一準(zhǔn)直鏡3垂直安裝的第二準(zhǔn)直鏡10后送入CXD相機(jī)中成像，經(jīng)過(guò)第一分劃板4的另一部分光線經(jīng)過(guò)分光片5進(jìn)入?yún)R聚鏡頭6后在待裝配位定位鏡片7的球面反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)待裝配位定位鏡片7的球面反射面反射后的光線再通過(guò)匯聚鏡頭6進(jìn)入分光片5后折射匯聚到第一分劃板4垂直安裝的第二分劃板8上形成帶有待裝配位定位鏡片7的偏心和第一分劃板4信息的圖像(另一個(gè)十字線)，再經(jīng)過(guò)第二準(zhǔn)直鏡10進(jìn)入CXD相機(jī)9成像，將第一分劃板4與第二分劃板8在CXD相機(jī)9中的圖像(十字線)進(jìn)行對(duì)比(可直接在CXD相機(jī)中對(duì)比，也可將圖像送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行對(duì)比)，即可觀測(cè)到待裝配位定位鏡片7球面反射面的偏心量；
最后，微調(diào)待裝配位定位鏡片7的位置，使第一分劃板4與第二分劃板8在CCD相機(jī)9中的圖像(兩個(gè)十字線)重疊或處于一個(gè)允許的范圍內(nèi)即可。從圖I中可看出，第二分劃板8、第二準(zhǔn)直鏡10的連線方向垂直于第一準(zhǔn)直鏡3與第一分劃板4的連線方向。由圖I可看出，點(diǎn)光源通過(guò)濾光片、準(zhǔn)直鏡匯聚于第一分劃板處，然后分劃板經(jīng)過(guò)分光片進(jìn)入?yún)R聚鏡頭，光線在被測(cè)反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)球面反射后通過(guò)匯聚鏡頭進(jìn)入分光片，匯聚到另一個(gè)分化板上，再經(jīng)過(guò)另一個(gè)準(zhǔn)直鏡進(jìn)入CCD成像，分劃板I的像與分劃板2進(jìn)行對(duì)比，可以觀測(cè)到球面反射面的偏心量。將出射匯聚焦點(diǎn)調(diào)整到被測(cè)球面的球心處及反射球面的貓眼像處，那么所有出射光線都是垂直入射到反射球面的，因此，所有出射光線將按原出射路線返回系統(tǒng)，并經(jīng)匯聚鏡頭、反射鏡、準(zhǔn)直鏡頭入射到CCD上。當(dāng)匯聚鏡頭的焦距足夠長(zhǎng)的時(shí)候，這個(gè)方法也可用于凸面反射球面的偏心測(cè)量。當(dāng)球心與所述測(cè)量系統(tǒng)存在偏移或傾斜時(shí)，CCD上所稱的兩個(gè)分化板的像會(huì)存在明顯的偏移，當(dāng)球心與系統(tǒng)的輸出焦點(diǎn)重合時(shí)CCD所獲的兩個(gè)分劃板的像就會(huì)清晰重合，根據(jù)不同的圖像情況可以判斷反射球面的偏移誤差或者是傾斜誤差.、也可以用兩套圖I所示的系統(tǒng)來(lái)分別地、同時(shí)監(jiān)測(cè)透鏡的兩個(gè)球面偏心，這樣透鏡的光軸可以直接確定并調(diào)整。本發(fā)明的光線走向?yàn)?br> 點(diǎn)光源I (鹵素?zé)艋蛘咂胀襞?通過(guò)濾光片2、準(zhǔn)直鏡3匯聚于第一分劃板4處，然后分劃板的像(十字線)經(jīng)過(guò)分光片5進(jìn)入?yún)R聚鏡頭6，光線在被測(cè)反射面7的球心處匯聚，即匯聚于反射球面7的貓眼像處，經(jīng)過(guò)球面7反射后通過(guò)匯聚鏡頭6再進(jìn)入分光片5，匯聚到另一個(gè)分化板8上，再經(jīng)過(guò)另一個(gè)準(zhǔn)直鏡10進(jìn)入(XD9成像，分劃板4的像與分劃板8進(jìn)行對(duì)比，可以觀測(cè)到球面反射面的偏心量，微調(diào)待裝配位定位鏡片7的位置即可實(shí)現(xiàn)裝配定 心。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種鏡片裝配定心的方法，其特征它包括以下步驟 首先，設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)光源(I); 其次，在點(diǎn)光源的一側(cè)依次安裝濾光片(2)、第一準(zhǔn)直鏡(3)、第一分劃板(4)、分光片(5 )和匯聚鏡頭(6 )，匯聚鏡頭(6 )的一側(cè)與分光片(5 )相對(duì)，在匯聚鏡頭(6 )的另一側(cè)安裝待裝配位定位鏡片(7 );點(diǎn)光源(I)的光線通過(guò)濾光片(2 )經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡(3 )匯聚于第一分劃板(4)處，點(diǎn)光源的光線經(jīng)過(guò)第一分劃板(4)后照射形成圖像進(jìn)入分光片(5)，然后，進(jìn)入?yún)R聚鏡頭(6)后在待裝配位定位鏡片(7)的球面反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)待裝配位定位鏡片(7)的球面反射面反射后的光線再通過(guò)匯聚鏡頭(6)進(jìn)入分光片(5)后反射匯聚到與第一分劃板(4)垂直安裝的第二分劃板(8)上形成圖像，再經(jīng)過(guò)第二準(zhǔn)直鏡(10)進(jìn)入C⑶相機(jī)(9)成像，將第一分劃板(4)與第二分劃板(8)在CXD相機(jī)(9)中的圖像進(jìn)行對(duì)比，即可觀測(cè)到待裝配位定位鏡片(7)球面反射面的偏心量； 最后，微調(diào)待裝配位定位鏡片(7)的位置，使第一分劃板(4)與第二分劃板(8)在CXD相機(jī)(9)中的像重疊或偏差處于一個(gè)允許的范圍內(nèi)即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定心方法，其特征所述的點(diǎn)光源為鹵素?zé)艋蛘咂胀襞荨?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定心方法，其特征是所述的分光片(5)為半透半反的分光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定心方法，其特征是所述的待裝配位定位鏡片(7)為雙透鏡時(shí)，從待裝配位定位鏡片(7)的兩側(cè)分別進(jìn)行定心操作，同時(shí)監(jiān)測(cè)雙透鏡的兩個(gè)球面偏心，這樣透鏡的光軸可以直接確定并調(diào)整。
5.一種鏡片裝配定心裝置，其特征它包括點(diǎn)光源(I )，該點(diǎn)光源(I)安裝在整個(gè)裝置的一端，其作用是為產(chǎn)生十字形分劃線提供光源，在整個(gè)裝置的另一端安裝有需定心的待調(diào)整裝配鏡片(7),在點(diǎn)光源的一側(cè)依次安裝有濾光片(2)、第一準(zhǔn)直鏡(3)、第一分劃板(4)、分光片(5)和匯聚鏡頭(6),所述的點(diǎn)光源(I)、濾光片(2)、第一準(zhǔn)直鏡(3)、第一分劃板(4)、分光片(5)、匯聚鏡頭(6)和待調(diào)整裝配鏡片(7)的中心成一直線布置；匯聚鏡頭(6)的一側(cè)與分光片(5)相對(duì)，在匯聚鏡頭(6)的另一側(cè)安裝有位置可微調(diào)的待裝配位定位鏡片(7);點(diǎn)光源(I)的光線通過(guò)濾光片(2)經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡(3)匯聚于第一分劃板(4)處，點(diǎn)光源的光線經(jīng)過(guò)第一分劃板(4)后照射形成圖像進(jìn)入分光片(5)，然后，進(jìn)入?yún)R聚鏡頭(6)后在待裝配位定位鏡片(7)的球面反射面的球心處匯聚，即匯聚于反射球面的貓眼像處，經(jīng)過(guò)待裝配位定位鏡片(7)的球面反射面反射后的光線再通過(guò)匯聚鏡頭(6)進(jìn)入分光片(5)后反射匯聚到與第一分劃板(4)垂直安裝的第二分劃板(8)上形成圖像，再經(jīng)過(guò)安裝在第二分劃板(8) —側(cè)的第二準(zhǔn)直鏡(10)進(jìn)入CXD相機(jī)(9)成像，所述的第二分劃板(8)、第二準(zhǔn)直鏡(10)及CCD相機(jī)(9)的中心成另一直線布置，所述的兩條直線相互垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征所述的點(diǎn)光源為鹵素?zé)艋蛘咂胀襞荨?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征是所述的分光片(5)為半透半反的分光片。
全文摘要
一種鏡片裝配定心的方法及裝置，其特征所述的方法包括以下步驟:首先,設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)光源(1)；其次，使點(diǎn)光源(1)的光線通過(guò)濾光片(2)經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡(3)匯聚于第一分劃板(4)處后進(jìn)入分光片(5)進(jìn)入?yún)R聚鏡頭(6)后在待裝配位定位鏡片(7)的球面反射面的球心處匯聚，球面反射像再通過(guò)匯聚鏡頭(6)進(jìn)入分光片(5)后折射匯聚到第二分劃板(8)上形成圖像，再經(jīng)過(guò)第二準(zhǔn)直鏡(10)進(jìn)入CCD相機(jī)(9)成像，將第一分劃板(4)與第二分劃板(8)在CCD相機(jī)(9)中的圖像進(jìn)行對(duì)比，微調(diào)待裝配位定位鏡片(7)的位置，使第一分劃板(4)與第二分劃板(8)在CCD相機(jī)(9)中的像重疊或偏差處于一個(gè)允許的范圍內(nèi)即可。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，精度高，檢測(cè)定心速度快。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102736259SQ20121024154
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者杜兵強(qiáng) 申請(qǐng)人:茂萊(南京)儀器有限公司