[发明专利]可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统及方法

权利要求书

1.一种可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统，其特征在于：所述系统包括成像测量装置、立式转台、连接板、二维平移台以及光栅尺；所述二维平移台通过连接板设置在立式转台上并随立式转台绕立式转台的旋转轴进行旋转；待测离轴反射镜设置在二维平移台上并在二维平移台上进行二维运动；所述光栅尺的一端固定在连接板上，另一端止靠在平移台上；所述成像测量装置的光轴与立式转台的转轴是重合的。

2.根据权利要求1所述的可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统，其特征在于：所述成像测量装置包括十字分划板目标、CCD、附加镜以及相对于十字分划板的位置可进行调整的自准直光管；所述十字分划板目标、自准直光管以及附加镜依次设置在同一光轴上；所述自准直光管与CCD电性相连。

3.根据权利要求2所述的可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统，其特征在于：所述成像测量装置还包括直线运动导轨，所述自准直光管置于直线运动导轨上并沿导轨进行直线移动。

4.根据权利要求2或3所述的可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统，其特征在于：所述附加镜是具有会聚功能的透镜或透镜组。

5.根据权利要求1或2或3所述的可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统，其特征在于：所述二维平移台的精度不低于0.005mm；所述光栅尺的精度不低于0.01mm；所述自准直光管的自准精度不低于0.5”。

6.一种基于如权利要求1-5任一权利要求所述的可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统的测量方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）搭建如权利要求4所记载的可实现离轴反射镜离轴量精确测量的系统；

2）通过光栅尺记录待测离轴反射镜切断面母线与立式转台的旋转轴重合时待测离轴反射镜的位置D1；

3）通过光栅尺记录待测离轴反射镜的光轴与立式转台的旋转轴重合时待测离轴反射镜的位置D2；

4）采用游标卡尺测量待测离轴反射镜的通光口径D3，所述游标卡尺的测量精度不低于0.01mm；

5）根据公式D=|D2-D1+D3/2|计算得到待测离轴反射镜的离轴量D。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于：所述步骤2）的具体实现方式是：

2.1）调节自准直光管的高度，使附加镜聚焦在待测离轴反射镜的切断面上；

2.2）通过二维平移台调整待测离轴反射镜的位置，使立式转台在旋转过程中，切断面棱边在CCD靶面上的成像静止，确保待测离轴反射镜的切断面母线与立式转台的旋转轴重合；

2.3）通过光栅尺读数记录待测离轴反射镜切断面母线与立式转台的旋转轴重合时待测离轴反射镜的位置D1。

8.根据权利要求6或7所述的测量方法，其特征在于：所述步骤3）的具体实现方式是：

3.1）调节自准直光管的高度，使得附加镜的焦点与待测离轴反射镜的球心重合，所述自准直光管发出的十字分划板目标经过待测离轴反射镜反射后沿原路返回，在CCD可以观察到待测离轴反射镜所反射的自准像；

3.2）通过二维平移台调整待测离轴反射镜的位置，使得步骤3.1）中所形成的自准像在CCD视场中静止，确保待测离轴反射镜的光轴与立式转台的旋转轴重合；

3.3）通过光栅尺读数记录待测离轴反射镜的光轴与立式转台的旋转轴重合时待测离轴反射镜的位置D2。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于：所述步骤3.1）中当附加镜的焦点与待测离轴反射镜的球心重合时，所述附加镜需满足D’/f>D/R；

其中D’是附加镜的通光口径；

f是附加镜的焦距；

D是待测离轴反射镜的离轴量；

R是待测离轴反射镜的半径。