可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括成像測(cè)量裝置、立式轉(zhuǎn)臺(tái)、連接板、二維平移臺(tái)以及光柵尺；二維平移臺(tái)通過(guò)連接板設(shè)置在立式轉(zhuǎn)臺(tái)上并隨立式轉(zhuǎn)臺(tái)繞立式轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；待測(cè)離軸反射鏡設(shè)置在二維平移臺(tái)上并在二維平移臺(tái)上進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)；光柵尺的一端固定在連接板上，另一端止靠在平移臺(tái)上；成像測(cè)量裝置的光軸與立式轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)軸是重合的。本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量精度高的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，涉及一種離軸量測(cè)量的系統(tǒng)，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天、航空事業(yè)的不斷發(fā)展，光學(xué)系統(tǒng)形式從傳統(tǒng)的同軸系統(tǒng)向離軸多反射式光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展。對(duì)于離軸多反射光學(xué)系統(tǒng)，由于離軸反射鏡中心光軸部分缺失，給系統(tǒng)穿心帶來(lái)困難，造成系統(tǒng)同軸度降低，像質(zhì)較難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如果已知離軸反射鏡的離軸量大小，通過(guò)機(jī)械精確定位的方式實(shí)現(xiàn)反射鏡的初始定位，定位精度約為0.05mm ;再通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)的方法即可實(shí)現(xiàn)反射鏡的精確定位。但是離軸反射鏡的離軸量在加工過(guò)程中的測(cè)量精度為mm量級(jí)，使得初始定位精度太低，不能滿足使用計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)的條件，從而難以實(shí)現(xiàn)反射鏡的精確定位。因此，通過(guò)精確測(cè)量離軸反射鏡的離軸量大小對(duì)于離軸反射鏡的裝配是十分必要的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量精度高的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述系統(tǒng)包括成像測(cè)量裝置、立式轉(zhuǎn)臺(tái)、連接板、二維平移臺(tái)以及光柵尺；所述二維平移臺(tái)通過(guò)連接板設(shè)置在立式轉(zhuǎn)臺(tái)上并隨立式轉(zhuǎn)臺(tái)繞立式轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；待測(cè)離軸反射鏡設(shè)置在二維平移臺(tái)上并在二維平移臺(tái)上進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)；所述光柵尺的一端固定在連接板上，另一端止靠在平移臺(tái)上；所述成像測(cè)量裝置的光軸與立式轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)軸是重合的。
[0005]上述成像測(cè)量裝置包括十字分劃板目標(biāo)、CCD、附加鏡以及相對(duì)于十字分劃板的位置可進(jìn)行調(diào)整的自準(zhǔn)直光管；所述十字分劃板目標(biāo)、自準(zhǔn)直光管以及附加鏡依次設(shè)置在同一光軸上；所述自準(zhǔn)直光管與CCD電性相連。
[0006]上述成像測(cè)量裝置還包括直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，所述自準(zhǔn)直光管至于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌是軸向進(jìn)行直線移動(dòng)。
[0007]上述附加鏡是具有會(huì)聚功能的透鏡或透鏡組。
[0008]上述二維平移臺(tái)的精度不低于0.005mm ;所述光柵尺的精度不低于0.0lmm ;所述
自準(zhǔn)直光管的自準(zhǔn)精度不低于0.5”。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型基于自準(zhǔn)直原理，提出一種離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，使用自準(zhǔn)直光管找到離軸反射鏡的球心自準(zhǔn)像，通過(guò)調(diào)節(jié)離軸反射鏡的位置使得離軸反射鏡光軸與車床旋轉(zhuǎn)軸重合，再通過(guò)平移離軸反射鏡的位置，使得離軸反射鏡切斷面母線與車床旋轉(zhuǎn)軸重合，此平移距離即為離軸反射鏡的離軸量。本實(shí)用新型將不可見(jiàn)的離軸反射鏡光軸通過(guò)自準(zhǔn)直光路進(jìn)行識(shí)別，并將光軸基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換到車床主軸上，再將切斷面母線基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換到車床主軸上，巧妙的實(shí)現(xiàn)了離軸量的精確測(cè)量，可操作性強(qiáng)，測(cè)量精度高。本實(shí)用新型所提供的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括十字分劃板目標(biāo)、自準(zhǔn)直光管、附加鏡、高精度二維平移臺(tái)、連接板、高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)以及光柵尺等部件，本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整自準(zhǔn)直光管以及自準(zhǔn)直原理實(shí)現(xiàn)離軸量的精確測(cè)量，可精確測(cè)量離軸反射鏡離軸量大小。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型所提供的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2a是采用本實(shí)用新型所提供的測(cè)量系統(tǒng)在以離軸凹面反射鏡為例進(jìn)行測(cè)量時(shí)的第一光學(xué)原理示意圖；
[0012]圖2b是采用本實(shí)用新型所提供的測(cè)量系統(tǒng)在以離軸凹面反射鏡為例進(jìn)行測(cè)量時(shí)的第二光學(xué)原理示意圖；
[0013]圖3是連接板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是圖3的俯視圖；
[0015]其中:
[0016]1-十字分劃板目標(biāo)；2_自準(zhǔn)直光管；3_CCD ；4-附加鏡；5_離軸反射鏡；6_ 二維平移臺(tái)；7_連接板；8_立式轉(zhuǎn)臺(tái)；9_光柵尺。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡5離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括成像測(cè)量裝置、立式轉(zhuǎn)臺(tái)8、連接板7、二維平移臺(tái)6以及光柵尺9 ;二維平移臺(tái)6通過(guò)連接板7設(shè)置在立式轉(zhuǎn)臺(tái)8上并隨立式轉(zhuǎn)臺(tái)8繞立式轉(zhuǎn)臺(tái)8的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；待測(cè)離軸反射鏡5設(shè)置在二維平移臺(tái)6上并在二維平移臺(tái)6上進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)；光柵尺9的一端固定在連接板7上，另一端止靠在平移臺(tái)側(cè)面，可測(cè)量平移臺(tái)的移動(dòng)距離；成像測(cè)量裝置的光軸與立式轉(zhuǎn)臺(tái)8的轉(zhuǎn)軸是重合的；成像測(cè)量裝置包括十字分劃板目標(biāo)I目標(biāo)、(XD3、附加鏡4以及相對(duì)于十字分劃板目標(biāo)I的位置可進(jìn)行調(diào)整的自準(zhǔn)直光管2 ;十字分劃板目標(biāo)I目標(biāo)、自準(zhǔn)直光管2以及附加鏡4依次設(shè)置在同一光軸上；自準(zhǔn)直光管2與CCD3電性相連。二維平移臺(tái)6是高精度二維平移臺(tái)，其精度不低于0.005mm ;在本實(shí)用新型中選擇精度是0.005mm高精度二維平移臺(tái)；立式轉(zhuǎn)臺(tái)8是高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)。
[0018]成像測(cè)量裝置還包括直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，自準(zhǔn)直光管2至于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌是軸向進(jìn)行直線移動(dòng)。
[0019]附加鏡4是具有會(huì)聚功能的透鏡或透鏡組。
[0020]光柵尺9的精度不低于0.01mm。
[0021]下面以離軸凹面反射鏡為例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0022]自準(zhǔn)直光管2安裝在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，通過(guò)自準(zhǔn)直光管2的直線運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)附加鏡焦點(diǎn)位置的變化，自準(zhǔn)直光管2的自準(zhǔn)精度為0.5”。
[0023]參見(jiàn)圖3以及圖4，是本實(shí)用新型所采用的連接板7的結(jié)構(gòu)示意圖。連接板7的圓周方向的6個(gè)螺孔用于與高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)連接，其余四個(gè)螺孔用于與高精度二維平移臺(tái)進(jìn)行連接。[0024]基于本實(shí)用新型所提供的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法是:
[0025]1、將連接板7通過(guò)螺孔與高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行螺釘連接，保證連接正確穩(wěn)固；高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)的主軸的回轉(zhuǎn)精度越高，由回轉(zhuǎn)誤差引入的測(cè)量誤差越小，使得測(cè)量精度越高。
[0026]2、將高精度二維平移臺(tái)通過(guò)螺孔與連接板7進(jìn)行螺釘連接，保證連接正確穩(wěn)固；
[0027]3、將離軸反射鏡5放置在高精度二維平移臺(tái)上，在離軸反射鏡5周邊三點(diǎn)處點(diǎn)適量的洋干漆，使得離軸反射鏡5固定在高精度二維平移臺(tái)上，高精度二維平移臺(tái)的精度為0.005mm ;
[0028]4、參見(jiàn)圖2a，調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直光管2的高度，使得附加鏡4聚焦在離軸反射鏡5的切斷面上；
[0029]5、通過(guò)高精度二維平移臺(tái)調(diào)整離軸反射鏡5的位置，使得高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，切斷面棱邊在CCD3靶面上的成像靜止，從而保證離軸反射鏡5切斷面母線與高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸重合。CCD像元大小越小，對(duì)于自準(zhǔn)像的晃動(dòng)越敏感，測(cè)量精度也越高。
[0030]6、通過(guò)光柵尺9讀數(shù)記錄此時(shí)離軸反射鏡5的位置D1，光柵尺的讀數(shù)精度為
0.0lmm ；
[0031]7、參見(jiàn)圖2b，調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直光管2的高度，使得附加鏡4的焦點(diǎn)與離軸反射鏡5的球心重合，此時(shí)自準(zhǔn)直光管2發(fā)出的十字分劃板目標(biāo)I經(jīng)過(guò)離軸反射鏡5反射后原路返回，在CCD3可以觀察到離軸反射鏡5所反射的自準(zhǔn)像；此時(shí)，旋轉(zhuǎn)高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)，若高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)軸與離軸反射鏡5光軸不重合，此時(shí)自準(zhǔn)像在CCD3靶面呈劃圓變化；其中附加鏡4需滿足D’ /f>D/R，D’為附加鏡4的通光口徑，f為附加鏡4的焦距，D為離軸反射鏡5的離軸量，R為離軸反射鏡5的半徑；
[0032]8、通過(guò)高精度二維平移臺(tái)調(diào)整離軸反射鏡5的位置，使得自準(zhǔn)像在望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中靜止，此時(shí)離軸反射鏡5的光軸與高精度立式轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸重合；
[0033]9、通過(guò)光柵尺9讀數(shù)記錄此時(shí)離軸反射鏡5的位置D2 ；
[0034]10、使用游標(biāo)卡尺測(cè)量離軸反射鏡5的通光口徑D3，游標(biāo)卡尺的測(cè)量精度為
0.0lmm ；
[0035]11、根據(jù)待測(cè)離軸反射鏡5離軸量的定義，離軸量D是離軸反射鏡5中心到理想光軸的距離，即離軸量D= ID2-D11 +D3/2，即可得到離軸反射鏡5的離軸量D。
[0036]12、在反射鏡周邊的洋干漆上點(diǎn)適量酒精-乙醚混合液(混合比例3:1)進(jìn)行輕度浸泡，浸泡時(shí)間為1-2小時(shí)，浸泡完成后擦除洋干漆，將離軸反射鏡5從高精度二維平移臺(tái)上取下保存。
[0037]對(duì)于凸面離軸反射鏡其離軸量的測(cè)量方法同上。
【權(quán)利要求】
1.一種可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括成像測(cè)量裝置、立式轉(zhuǎn)臺(tái)、連接板、二維平移臺(tái)以及光柵尺；所述二維平移臺(tái)通過(guò)連接板設(shè)置在立式轉(zhuǎn)臺(tái)上并隨立式轉(zhuǎn)臺(tái)繞立式轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；待測(cè)離軸反射鏡設(shè)置在二維平移臺(tái)上并在二維平移臺(tái)上進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)；所述光柵尺的一端固定在連接板上，另一端止靠在平移臺(tái)上；所述成像測(cè)量裝置的光軸與立式轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)軸是重合的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述成像測(cè)量裝置包括十字分劃板目標(biāo)、CCD、附加鏡以及相對(duì)于十字分劃板的位置可進(jìn)行調(diào)整的自準(zhǔn)直光管；所述十字分劃板目標(biāo)、自準(zhǔn)直光管以及附加鏡依次設(shè)置在同一光軸上；所述自準(zhǔn)直光管與CCD電性相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述成像測(cè)量裝置還包括直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，所述自準(zhǔn)直光管置于直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上并沿導(dǎo)軌進(jìn)行直線移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述附加鏡是具有會(huì)聚功能的透鏡或透鏡組。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可實(shí)現(xiàn)離軸反射鏡離軸量精確測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述二維平移臺(tái)的精度不低于0.005mm ;所述光柵尺的精度不低于0.0lmm ;所述自準(zhǔn)直光管的自準(zhǔn)精度不低于0.5”。
【文檔編號(hào)】G01B11/02GK203605906SQ201320643073
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】張學(xué)敏, 段戰(zhàn)軍, 閆肅, 魏儒義, 段嘉友, 李華, 張志軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所