CN106990502B - 卡氏光学组件装调方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卡氏光学组件装调方法，所述卡氏光学组件包含待装调的主反射镜和次反射镜；所述装调方法包含：提供一个次反射镜组件，其中具有不同倾角的多个次反射镜；选择次反射镜组件中的任意一个次反射镜，与主反射镜进行匹配；使主反射镜与次反射镜的母线对准，判断使用当前的次反射镜时，探测到的卡氏光学组件的扫描圆的直径是否符合设定阈值：如果扫描圆的直径不符合设定阈值，则从次反射镜组件中选择另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配，并重新进行母线对准及对扫描圆直径的阈值判断；直到选出扫描圆的直径符合设定阈值的次反射镜。本发明操作简便，在保证卡氏光学组件成像符合要求的前提下，提高批量装调的精度。

Description

卡氏光学组件装调方法

技术领域

本发明属于卡氏光学组件装调技术，涉及圆锥扫描类卡氏光学系统组件的装调技术。

背景技术

卡氏光学系统结构简单，但是装调精度要求高。目前有计算机辅助装调，车削定心装调，中心偏辅助装调等方式。但这些方式适用于单个组件研究型装调，对于需要高效的批量装调，显然需要有针对性地采取特定的装调方式，以便在保证光学系统成像符合要求的前提下，提高批量装调的精度。

发明内容

本发明目的在于提供一种卡氏光学组件装调方法，结合红外光学动态调试系统，通过简便的操作方式，实现卡氏光学组件中主反射镜与次反射镜的母线对准，并使扫描圆达到预期要求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种卡氏光学组件装调方法，所述卡氏光学组件包含待装调的主反射镜和次反射镜；所述装调方法，包含：

提供一个次反射镜组件，其中具有不同倾角的多个次反射镜；

选择次反射镜组件中的任意一个次反射镜，与主反射镜进行匹配；

使主反射镜与次反射镜的母线对准，判断使用当前的次反射镜时，探测到的卡氏光学组件的扫描圆的直径是否符合设定阈值：

如果扫描圆的直径不符合设定阈值，则从次反射镜组件中选择另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配，并重新进行母线对准及对扫描圆直径的阈值判断；直到选出扫描圆的直径符合设定阈值的次反射镜。

优选地，对卡氏光学组件进行探测的调试设备，包含：

红外平行光管，向卡氏光学组件出射红外平行光；

能计量光斑大小、扫描圆直径的探测系统，其设有红外CCD探测器对卡氏光学组件成像在光敏面处的光斑进行探测，并设有显示屏对光斑及扫描圆进行显示。

优选地，使主反射镜与次反射镜的母线对准，包含以下的过程：

A1、在已知主反射镜母线位置的情况下，将卡氏光学组件整体旋转直至光斑位于显示屏上的垂直线位置；

A2、若主反射镜母线不在垂直线位置，则旋转次反射镜，将次反射镜朝主反射镜母线刻线的位置旋转设定的角度；

A3、重复A1～A2，直至将卡氏光学组件整体旋转到光斑在显示屏上的垂直线位置时，主镜母线位置也在垂直线位置。

优选地，使主反射镜与次反射镜的母线对准，包含以下的过程：

保持主反射镜不动，旋转次反射镜，并对卡氏光学组件的扫描圆进行探测；直到扫描圆的直径最大时，停止旋转次反射镜，并锁紧次反射镜组件。

优选地，所述次反射镜组件中包含倾角以每隔0.5′一档设置的多个次反射镜。

优选地，如果扫描圆的直径大于设定阈值，则从次反射镜组件中选择倾角更小的另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配；

如果扫描圆的直径小于设定阈值，则从次反射镜组件中选择倾角更大的另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配。

优选地，所述卡氏光学组件还包含立柱；

如果扫描圆的直径不符合设定阈值，进一步通过调整次反射镜组件与立柱之间的隔圈的厚度，来调整主反射镜与次反射镜之间的间隔，以减小光斑。

优选地，选出扫描圆的直径符合设定阈值的次反射镜后，测量卡氏光学组件的弥散斑大小。

优选地，将次反射镜组件中的任意一个次反射镜安装到卡氏光学组件后，先调整红外CCD探测器的位置进行调焦，直至显示器上看到的光斑最小，再对扫描圆进行探测。

优选地，主反射镜与次反射镜的母线在同一个平面且对准时，光斑的形状对称，且扫描圆的直径最大。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.无需借助中心偏测量仪、定心车床等精密复杂的测量仪器，通过简便的操作方式，达到装调目的，适用于批量快速装调。

2.在扫描圆和弥散斑符合条件的情况下，将主反射镜和次反射镜的母线对准，保证了成像弥散斑的对称性。

3.很容易达到扫描圆直径的要求，且降低了主反射镜元件倾角的加工难度。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中调试设备原理图；

图2为本发明具体实施方式中主次镜母线匹配原理图；

图3为本发明具体实施方式中主次镜母线对准过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，为本发明调试设备的原理图；其中虚线框内的部分为卡氏光学组件10。所述调试设备包含红外平行光管21，和能够计量光斑大小、扫描圆直径的探测系统，可以实时显示光斑以及扫描圆情况。其中，光斑31为卡氏光学组件10探测红外能量成像而成，扫描圆32由卡氏光学组件10围绕中心轴旋转而成，两者均由探测系统探测并显示在屏幕上。

具体的，卡氏光学组件10接收红外平行光管21出射的红外平行光，探测红外辐射能量，并成像在光敏面15处。所述探测系统的红外CCD探测器22探测到光敏面15处的像斑，将光斑数据通过传感器映射到显示屏上。旋转卡氏光学组件10时，光斑31在光敏面15旋转形成扫描圆32。卡氏光学组件10中包含主反射镜11、次反射镜12、立柱13和隔圈14；由主/次反射镜的倾角决定扫描圆的大小，由主/次反射镜的母线夹角a决定光斑大小。

如图2所示，为主/次反射镜母线111、121匹配原理图。在装调过程中，使主/次反射镜母线夹角a为0。

如图3所示，为主/次反射镜母线111、121对准过程的示意图。屏幕中的光斑31在垂直位置时，主反射镜母线111刻线也在垂直位置，说明主/次反射镜母线111与121已经对准。符号16处表示标记线垂直向上。

光斑形状的对称性主要由倾斜的主反射镜11和次反射镜12的母线的相对方向来决定。当两个母线对准时(两个母线在同一个平面上)，光斑的形状就完全对称了，此时，扫描圆32的直径也最大。在系统调试时，主反射镜11固定不动，通过转动次反射镜12，找到扫描圆32直径最大的位置，然后锁紧次反射镜组件。此时，主/次反射镜的母线111、121就对准了。

实际加工中，受零件加工精度的影响，无法准确控制主反射镜11的倾角。而主镜倾角在较大程度上影响了扫描圆直径。为此，本发明是将主反射镜11与不同倾角的次反射镜分别匹配，直到达到扫描圆直径的要求。预先装调出一系列不同倾角的次反射镜组件，比如每隔0.5′一档。将具有不同倾角的次反射镜12与主反射镜11匹配，当母线对准时，如果扫描圆的直径大了，就换一个较小倾角的次反射镜与之匹配；反之，就更换较大倾角的次反射镜与之匹配，直至找到扫描圆32直径符合要求的次反射镜为止。此外，还可以通过调整次反射镜组件与立柱13之间隔圈14的厚薄，微量地调整主、次反射镜11、12之间的间隔，使光斑31的大小进一步地减小。

本发明基于上述调试系统，提供一种卡氏光学组件装调方法，包括如下步骤：

步骤S1：卡氏光学组件中安装某一倾角的次反射镜，并调整探测器位置进行调焦，直至显示器上看到的光斑大小最小；

步骤S2：将该次反射镜母线与主反射镜母线对准；

步骤S3：在次反射镜母线处画上刻线，标出次反射镜母线位置；

步骤S4：测量卡氏光学组件的扫描圆；

步骤S5：若扫描圆不符合要求，不用测组件的弥散斑，直接替换次反射镜；

步骤S6：根据步骤S5的扫描圆测量结果，若偏大，则替换倾角较小的次反射镜；若偏小，则替换倾角较大的次反射镜，重复步骤S1～S5，直至扫描圆符合要求；

步骤S7：测量弥散斑大小。

所述的步骤S2，进一步包括如下步骤：

步骤S21：在已知主反射镜母线位置的情况下，将卡氏光学系统整体旋转至光斑在屏幕垂直线位置；

步骤S22：若主反射镜母线不在垂直线位置，则旋转次反射镜，将次反射镜朝主反射镜母线刻线的位置旋转一定角度；

步骤S23：重复步骤S21和步骤S22，直至将光学系统整体旋转至光斑在屏幕垂直线位置时，主反射镜母线位置也在垂直线位置。

综上所述，本发明中的装调方法操作简便、设计巧妙，无需通过进口或高端设备，调试效率高，降低了元件倾角的加工难度，适用于大批量生产。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种卡氏光学组件装调方法，所述卡氏光学组件包含待装调的主反射镜和次反射镜，其特征在于，所述装调方法，包含：

提供一个次反射镜组件，其中具有不同倾角的多个次反射镜；

选择次反射镜组件中的任意一个次反射镜，与主反射镜进行匹配；

使主反射镜与次反射镜的母线对准，判断使用当前的次反射镜时，探测到的卡氏光学组件的扫描圆的直径是否符合设定阈值：

如果扫描圆的直径不符合设定阈值，则从次反射镜组件中选择另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配，并重新进行母线对准及对扫描圆直径的阈值判断；直到选出扫描圆的直径符合设定阈值的次反射镜；

其中，对卡氏光学组件进行探测的调试设备，包含：

红外平行光管，向卡氏光学组件出射红外平行光；

能计量光斑大小、扫描圆直径的探测系统，其设有红外CCD探测器对卡氏光学组件成像在光敏面处的光斑进行探测，并设有显示屏对光斑及扫描圆进行显示；主反射镜与次反射镜的母线在同一个平面且对准时，光斑的形状对称，且扫描圆的直径最大；

使主反射镜与次反射镜的母线对准，是指保持主反射镜不动，旋转次反射镜，并对卡氏光学组件的扫描圆进行探测；直到扫描圆的直径最大时，停止旋转次反射镜，并锁紧次反射镜组件；

使主反射镜与次反射镜的母线对准，进一步包含以下的过程：

A1、在已知主反射镜母线位置的情况下，将卡氏光学组件整体旋转直至光斑位于显示屏上的垂直线位置；

A2、若主反射镜母线不在垂直线位置，则旋转次反射镜，将次反射镜朝主反射镜母线刻线的位置旋转设定的角度；

A3、重复A1~A2，直至将卡氏光学组件整体旋转到光斑在显示屏上的垂直线位置时，主镜母线位置也在垂直线位置；

所述卡氏光学组件还包含立柱；

如果扫描圆的直径不符合设定阈值，进一步通过调整次反射镜组件与立柱之间的隔圈的厚度，来调整主反射镜与次反射镜之间的间隔，以减小光斑。

2.如权利要求1所述卡氏光学组件装调方法，其特征在于，

所述次反射镜组件中包含倾角以每隔0.5′一档设置的多个次反射镜。

3.如权利要求1所述卡氏光学组件装调方法，其特征在于，

如果扫描圆的直径大于设定阈值，则从次反射镜组件中选择倾角更小的另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配；

如果扫描圆的直径小于设定阈值，则从次反射镜组件中选择倾角更大的另一个次反射镜，来与主反射镜进行匹配。

4.如权利要求1所述卡氏光学组件装调方法，其特征在于，

选出扫描圆的直径符合设定阈值的次反射镜后，测量卡氏光学组件的弥散斑大小。

5.如权利要求1所述卡氏光学组件装调方法，其特征在于，

将次反射镜组件中的任意一个次反射镜安装到卡氏光学组件后，先调整红外CCD探测器的位置进行调焦，直至显示器上看到的光斑最小，再对扫描圆进行探测。