[发明专利]镜片装配定心的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学镜片安装中使用的定心方法，尤其是一种非接触式光学元件和系统的定心方式，这种方法可以观测到镜片表面及表面球心像的偏差，它可用在如反射镜、透镜或者望远系统的定心装配过程，具体地说是一种镜片装配定心的方法及装置。

背景技术

目前，在光学测量及光学镜片的精确定心过程中，为获得更好的镜头或光学系统性能，精确地镜片定心技术是必要的手段。在轴对称系统中，透镜偏心的调整是关键的装配步骤。为了很好地实现优秀光学设计的结果，透镜需尽可能地精确加工，并且，完美地装配在唯一的一个光轴上。经验丰富的设计者如果具备先进的光学设计软件和最新的计算机，优秀的光学设计会比以往更容易获得。利用移像干涉仪及自动抛光机器，透镜表面抛光精度可以达到nm级别。为了完全实现优秀的设计结果，并体现精密抛光透镜加工的价值，在装配时透镜应尽可能地减小装配的偏心误差。没有细致且精确的装配工作，在光学设计及精密镜片加工上的投入都将付之东流。与先进的设计相比，现有的装配手段很难满足需要，常常导致装配精度不同，效率低下等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的装配手段难以适应先进设计的要求，装配定心精度不高，效率低下的问题，发明一种有快速精确定心的镜片装配定心方法，同时提供一种相配的定心装置。

本发明的技术方案之一是：

一种镜片装配定心的方法，其特征它包括以下步骤:

首先,设计一个点光源1；

其次，在点光源的一侧依次安装滤光片2、第一准直镜3、第一分划板4、分光片5和汇聚镜头6，汇聚镜头6的一侧与分光片5相对，在汇聚镜头6的另一侧安装待装配位定位镜片7；点光源1的光线通过滤光片2经第一准直镜3汇聚于第一分划板4处，点光源的光线经过第一分划板4后照射形成图像进入分光片5，然后，进入汇聚镜头6后在待装配位定位镜片7的球面反射面的球心处汇聚，即汇聚于反射球面的猫眼像处，经过待装配位定位镜片7的球面反射面反射后的光线再通过汇聚镜头6进入分光片5后反射汇聚到与第一分划板4垂直安装的第二分划板8上形成图像，再经过第二准直镜10进入CCD相机9成像，将第一分划板4与第二分划板8在CCD相机9中的图像进行对比（可直接在相机中观察，也可送入计算机中进行对比），即可观测到待装配位定位镜片7球面反射面的偏心量；

最后，微调待装配位定位镜片7的位置，使第一分划板4与第二分划板8在CCD相机9中的像重叠或处于一个允许的范围内即可。

所述的点光源为卤素灯或者普通灯泡。

所述的分光片5为半透半反的分光片。

所述的待装配位定位镜片7为双透镜，从待装配位定位镜片7的两侧分别进行定心操作，同时监测双透镜的两个球面偏心，这样透镜的光轴可以直接确定并调整。

本发明的技术方案之二是：

一种镜片装配定心装置，其特征它包括点光源1，该点光源1安装在整个装置的一端，其作用是为产生十字形分划线提供光源，在整个装置的另一端安装有需定心的待调整装配镜片7，在点光源的一侧依次安装有滤光片2、第一准直镜3、第一分划板4、分光片5和汇聚镜头6，所述的点光源1、滤光片2、第一准直镜3、第一分划板4、分光片5、汇聚镜头6和待调整装配镜片7的中心成一直线布置；汇聚镜头6的一侧与分光片5相对，在汇聚镜头6的另一侧安装有位置可微调的待装配位定位镜片7；点光源1的光线通过滤光片2经第一准直镜3汇聚于第一分划板4处，点光源的光线经过第一分划板4后照射形成图像进入分光片5，然后，进入汇聚镜头6后在待装配位定位镜片7的球面反射面的球心处汇聚，即汇聚于反射球面的猫眼像处，经过待装配位定位镜片7的球面反射面反射后的光线再通过汇聚镜头6进入分光片5后反射汇聚到与第一分划板4垂直安装的第二分划板8上形成图像，再经过安装在第二分划板8一侧的第二准直镜10进入CCD相机9成像，所述的第二分划板8、第二准直镜10及CCD相机9的中心成另一直线布置，所述的两条直线相互垂直。

所述的点光源为卤素灯或者普通灯泡。

所述的分光片5为半透半反的分光片。

本发明的有益效果：

利用本发明方法即使透镜已放入镜筒后，仍可以精确地测量透镜顶点和球心的偏心，通过观察成像的位置调整每一片透镜的倾斜和离轴，一直到每一个透镜面都测到没有偏心，整个系统即可达到一个精确的装配精度。

本发明通过发出发散光束，利用球面反射来确定透镜偏心可以精确地测量透镜两面球面的偏心量，在装配中可以将透镜的倾斜和偏心调整到微米级和秒级精度。