CN108241196A - 一种干涉仪及其缩束镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缩束镜装置，包括密封盖和镜筒本体，镜筒本体自上至下依次设有中心线共线的平凸镜组件、弯月镜组件和双凹镜组件，平凸镜组件和弯月镜组件间、弯月镜组件和双凹镜组件间分别设有用于调整空气间隔的补偿隔圈。应用该装置，通过平凸镜组件、望月镜组件和双凹镜组件的配合，并对上述光学镜组件的曲率半径、通光口径、焦距、中心厚和空气间隔进行调整，能够实现对不同口径的光学元件的检测，可根据光学元件对检测光线口径的需要进行光束口径的转换而无需重复采购，大幅度减小使用成本并提高工作效率，且无需频繁对光学检测具进行拆装，操作简单，减小研发成本，且通过机械接口可进行缩束镜的后期拓展，增大缩束镜的工作范围。

Description

一种干涉仪及其缩束镜装置

技术领域

本发明涉及光学精密检测技术领域，更具体地说，涉及一种干涉仪的缩束镜装置，还涉及一种干涉仪。

背景技术

目前在光学检测领域中最为常用的就是利用干涉仪对光学元件的曲率半径以及面形进行测量，但由于干涉仪出射光的口径固定，对于多数的干涉仪制造厂商，其产品的出射光口径为6inch-12inch不等，但对于不同尺寸的光学元件进行检测时，对检测光的口径要求也是不同的。

当需要不同口径的检测光时，光学检测领域的传统做法是向干涉仪厂商采购相应口径的干涉仪标准具，与干涉仪配合使用，将出射光线口径转至合适的尺寸，再进行光学元件的检测。但由于应用场合的多样性与不定性，造成采购的时间成本与费用成本极度的冗余，进而使得一款产品的研发成本居高不下，不利于企业的长期发展。

通常干涉仪厂商售卖的用于改变光束口径的标准具，其结构通常简单，一套标准具只能实现一个口径的改变，如果在光学检测过程中，需要不同尺寸的光束口径，则需要在检测过程中多次在干涉仪上拆装标准具，给检测过程带来了很大程度上的不便，也存在一定的安全隐患。

在现有的干涉仪标准镜头市场中的产品，多数以4inch以上为主流产品，当需要对更小口径的光学元件进行检测时，则不具有可行性；同时上述产品功能单一，不具备产品的扩展性，无法与其它标准镜头配合使用。

综上所述，如何有效地解决现有干涉仪在检测不同口径光时需多次购买、增加作业成本等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种干涉仪的缩束镜装置，以解决现有干涉仪在检测不同口径光时需多次购买、增加作业成本等问题；本发明的第二个目的是提供一种包括缩束镜装置的干涉仪。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种干涉仪的缩束镜装置，包括密封盖和与其配合的镜筒本体，所述镜筒本体自上至下依次设有中心线共线的平凸镜组件、弯月镜组件和双凹镜组件，所述平凸镜组件和所述弯月镜组件间、所述弯月镜组件和所述双凹镜组件间分别设有用于调整空气间隔的补偿隔圈，所述平凸镜组件的上方设有用于与干涉仪连接的光学接口，所述双凹镜组件的下方连接有用于扩展连接的机械接口。

优选地，所述平凸镜组件包括平凸镜框和嵌于其内部的平凸镜，所述平凸镜框的侧壁上设有用于支撑所述平凸镜的第一定位凸台；

所述弯月镜组件包括弯月镜框和嵌于其内部的弯月镜，所述弯月镜框的侧壁上设有用于支撑所述弯月镜的第二定位凸台；

所述双凹镜组件包括双凹镜框和嵌于其内部的双凹镜，所述双凹镜框的侧壁上设有用于支撑所述双凹镜的第三定位凸台。

优选地，所述平凸镜框、所述弯月镜框和所述双凹镜框的侧壁上分别均匀设有多个用于注胶以对镜片进行粘接固定的注胶孔。

优选地，所述平凸镜框、所述望月镜框和所述双凹镜框的侧壁上均分别设有用于调节镜片光轴与镜框机械轴间偏差的偏心调节孔。

优选地，所述镜筒本体包括第一镜筒和第二镜筒，所述平凸镜组件与所述弯月镜组件间螺纹连接有所述第一镜筒，所述弯月镜组件与所述双凹镜组件间螺纹连接有所述第二镜筒。

优选地，所述机械接口与所述双凹镜组件间螺纹连接，所述机械接口具体为1英寸的镜头接口。

优选地，所述密封盖和所述光学接口间设有密封圈，所述密封盖的上方设有用于提拉的提手。

优选地，还包括用于支撑所述镜筒本体的工装底座，所述工装底座包括工装底盘和设于其上的工装立柱和手动调节台。

优选地，所述工装立柱上设有用于支撑所述镜筒本体的V型块，所述镜筒本体的底部设有与所述V型块配合的支撑球，所述支撑球沿所述镜筒本体的周向均匀设置。

本发明还提供了一种干涉仪，包括如上述任一实施例所述的缩束镜装置。

本发明提供的干涉仪的缩束镜装置，包括密封盖和与其配合的镜筒本体，镜筒本体自上至下依次设有中心线共线的平凸镜组件、弯月镜组件和双凹镜组件，平凸镜组件和弯月镜组件间、弯月镜组件和双凹镜组件间分别设有用于调整空气间隔的补偿隔圈，平凸镜组件的上方设有用于与干涉仪连接的光学接口，双凹镜组件的下方连接有用于扩展连接的机械接口。

应用本发明提供的缩束镜装置，通过平凸镜组件、望月镜组件和双凹镜组件的配合，并对上述光学镜组件的曲率半径、通光口径、焦距、中心厚和空气间隔进行调整，能够实现对不同口径的光学元件的检测，可根据光学元件对检测光线口径的需要进行光束口径的转换而无需重复采购，大幅度减小使用成本并提高工作效率，且无需频繁对光学检测具进行拆装，操作简单，减小研发成本，且通过机械接口可进行缩束镜的后期拓展，增大缩束镜的工作范围。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种干涉仪，该干涉仪包括上述任一种缩束镜装置，由于上述的缩束镜装置具有上述技术效果，具有该缩束镜装置的干涉仪也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的缩束镜装置的安装结构示意图；

图2为本发明实施例提供的平凸镜组件的局部放大结构示意图；

图3为发明实施例提供的弯月镜组件的局部放大结构示意图。

附图中标记如下：

提手1、密封盖2、光学接口3、平凸镜框4、平凸镜5、第一镜筒6、弯月镜框7、弯月镜8、支撑球9、V型块10、工装立柱11、工装底盘12、手动调节台13、机械接口14、双凹镜框15、双凹镜16、补偿隔圈17、注胶孔18、第二镜筒19。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种干涉仪的缩束镜装置，以解决现有干涉仪在检测不同口径光时需多次购买、增加作业成本等问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的缩束镜装置的安装结构示意图；图2为本发明实施例提供的平凸镜组件的局部放大结构示意图；图3为发明实施例提供的弯月镜组件的局部放大结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供的干涉仪的缩束镜装置，包括密封盖2和与其配合的镜筒本体，镜筒本体自上至下依次设有中心线共线的平凸镜5、弯月镜组件和双凹镜组件，平凸镜5和弯月镜组件间、弯月镜组件和双凹镜组件间分别设有用于调整空气间隔的补偿隔圈17，平凸镜5的上方设有用于与干涉仪连接的光学接口3，双凹镜组件的下方连接有用于扩展连接的机械接口14。

可以理解的是，密封盖2和镜筒本体一般为可拆卸的固定连接，如通过螺钉等进行连接，密封盖2和镜筒本体间设有密封件，密封件可具体为密封圈，在其他实施例中，其具体的密封件的形式不作限定，只要能够达到相同的技术效果即可，对具体的实现方式不作限定，均在本发明的保护范围内。

在使用时，需对平凸镜5、弯月镜组件和双凹镜组件的通光孔径、焦距、中心后以及空气间隔等参数指标进行计算，其中，空气间隔的调整也可以通过补偿隔圈17进行微调，在确定好缩束镜的光学方案后，对像差进行分析，如球差、彗差以及像散等，在矫正完像差后，对光学系统的允差进行分配，包括上述光学镜片的通光孔、中心厚、曲率半径和空气间隔等参数进行公差分析；通过镜筒本体对平凸镜5、弯月镜组件和双凹镜组件进行支撑，并对机械加工的公差进行分配，其主要参照光学设计中的公差分配结果，对镜框的厚度以及补偿隔圈17的厚度进行尺寸约束，其中，平凸镜5、弯月镜组件和双凹镜组件一般可由镜框进行支撑，二者固定连接。

其中，机械接口14的光学口径优选为1英寸，机械接口14便于缩束镜装置的后期扩展且增大缩束镜的工作范围，即其可实现最小为1英寸的光学检测，当然，在其他实施例中，也可以选择其他形式的机械接口14，均在本发明的保护范围内。其中，光学接口3与干涉仪连接，干涉仪的出射光口径为12英寸，此时光学接口3的尺寸为174.6.mm，优选地在其外圆柱面的周向设置两个定位销，用于与干涉仪配合安装以提供定位基准，可以理解的是，该光学接口3可与多台用于光学检测领域的立式干涉仪配合使用，增加缩束镜装置的适用性。在其他实施例中，光学接口3和机械接口14的具体尺寸可根据实际需要进行设置。

应用本发明提供的缩束镜装置，通过平凸镜5、望月镜组件和双凹镜组件的配合，并对上述光学镜组件的曲率半径、通光口径、焦距、中心厚和空气间隔进行调整，能够实现对不同口径的光学元件的检测，可根据光学元件对检测光线口径的需要进行光束口径的转换而无需重复采购，大幅度减小使用成本并提高工作效率，且无需频繁对光学检测具进行拆装，操作简单，减小研发成本，且通过机械接口14可进行缩束镜的后期拓展，增大缩束镜的工作范围。

在一种实施例中，平凸镜5包括平凸镜框4和嵌于其内部的平凸镜5，平凸镜框4的侧壁上设有用于支撑平凸镜5的第一定位凸台；

弯月镜组件包括弯月镜框7和嵌于其内部的弯月镜8，弯月镜框7的侧壁上设有用于支撑弯月镜8的第二定位凸台；

双凹镜组件包括双凹镜框15和嵌于其内部的双凹镜16，双凹镜框15的侧壁上设有用于支撑双凹镜16的第三定位凸台。由此设置，以分别实现对平凸镜5、弯月镜8和双凹镜16在镜筒本体内的定位，在安装时，通过各光学镜的底部平面作为安装基准面，各镜框中内部的定位凸台作为安装基准面，以各光学镜的外圆柱面作为径向的定位面，通过设置定位凸台实现对上述各光学镜的预定位，进一步地，可上述光学镜和镜框间可通过粘接固定，当然在其他实施例中，也可以选择螺纹压圈的连接方式，但上述设置方式在使用中容易发生松动，装置的稳定性较差，且螺纹加工不能够保证压圈定位端面的平面度，对光学镜片的面型造成影响，优选地，通过在平凸镜框4、弯月镜框7和双凹镜框15上设置注胶孔18实现粘接，更为优选地，注胶孔18分别在平凸镜框4、弯月镜框7和双凹镜框15的侧壁上均匀设置，如可在各镜框的周向设置2-12个，可根据镜框的大小自行设置注胶孔18的个数，优选为8个。当然在其他实施例中，也可以设置为1个，此种设置方式其固定效果可能存在差异，可根据实际情况进行设置。通过有机硅粘胶对镜片和镜框进行固定，以避免镜片因采用机械连接而受到机械外力所产生的微小形变，确保镜片不受外部应力的影响，从而确保检测光线和像质的要求。

其中，平凸镜框4以上下表面为基准面，分别与干涉仪的光学接口3和补偿隔圈17固定连接，其中，优选为经螺钉固定连接，同样的，弯月镜8在其下底面加工与弯月镜框7内部的第二定位凸台配合的配合面，作为基准安装面，弯月镜8的外圆柱面作为径向安装定位面，并通过偏心调节孔实现弯月镜光轴与弯月镜框7机械轴间的偏差，自然，双凹镜16下底面也加工有安装基准面，与双凹镜框15中的第三定位凸台配合，并在双凹镜16的周向侧壁设有径向定位基准面。

在安装完成后，平凸镜5、弯月镜8和双凹镜16的光轴与镜框机械轴间可能产生由安装造成的偏差，为了解决上述技术问题，可在平凸镜框4、弯月镜框7和双凹镜框15的侧壁上分别设置偏心调节孔，偏心调节孔的个数在一种实施例中可具体为4个，其中，优选为螺纹孔，此时可通过设置螺钉以水平方向对其进行偏心调节，其结构简单便于实现，当然，在其他实施例中，也可以通过固定杆等结构实现，在实现安装和偏心调节后，通过粘胶固定。

具体的，镜筒本体包括第一镜筒6和第二镜筒19，平凸镜5与弯月镜组件间螺纹连接有第一镜筒6，弯月镜组件与双凹镜组件间螺纹连接有第二镜筒19。将平凸镜5与平凸镜框4进行胶粘固定、弯月镜8与弯月镜框7进行粘接固定、双凹镜16和双凹镜框15进行粘接固定后，将平凸镜5与干涉仪的光学接口3进行螺纹连接，并在其下方螺纹连接第一镜筒6，将弯月镜组件和双凹镜框15间通过第二镜筒19连接，再将上述部件进行组装，得到缩束镜装置。

在上述各实施例的基础上，机械接口14与双凹镜组件间螺纹连接，机械接口14具体为1英寸的标准镜头接口，其中机械接口14与双凹镜组件通过螺钉固定连接，当然，在其他实施例中，也可以自行选择合适的螺纹连接方式，均在本发明的保护范围内。

具体的，密封盖2和光学接口3间设有密封圈，密封圈可具体为格莱圈等，可根据实际需要进行设置，密封盖2与平凸镜框4可拆卸的固定连接，优选为螺纹连接，密封盖2的上方设有用于提拉的提手1，以便于携带及搬运缩束镜，提手1可与密封盖2通过螺纹连接或者焊接固定，可自行设置，在此不再赘述。

在一种实施例中，还包括用于支撑镜筒本体的工装底座，工装底座包括工装底盘12和设于其上的工装立柱11和手动调节台13。工装立柱11与工装底盘12间优选为螺钉固定，优选地，工装立柱11上设有用于支撑镜筒本体的V型块10，镜筒本体的底部设有与V型块10配合的支撑球9，支撑球9沿镜筒本体的周向均匀设置。其中，通过上述结构实现对缩束镜装置的支撑，在作业时便于对光学器件进行检测，并可通过提手1实现提拉，当然，在其他实施例中，也可以不通过V型块10和支撑球9的设置方式，选择其他合适的支撑结构均在本发明的保护范围内，其中，V型块10可在工装立柱11的周向均匀设置，相应的，支撑球9也在镜筒本体的周向均匀设置，以保证二者的配合，其具体的个数可具体为4-12个，对其具体的个数不作限定。

该装置在满足检测光线传播光路、同时消除各种像差的前提下，采用较少数量的光学元件实现缩束镜的集成，结构简单，可对不同尺寸光束口径进行光学检测，在检测过程中无需多次拆装，且具备扩展性，可与其他标准镜头配合使用；且该装置结构紧凑的同时保证光学结构的稳定性，从而保证检测结果的准确性和可靠性。

基于上述实施例中提供的缩束镜装置，本发明还提供了一种干涉仪，该干涉仪包括上述实施例中任意一种缩束镜装置，由于该干涉仪采用了上述实施例中的缩束镜装置，所以该干涉仪的有益效果请参考上述实施例。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，包括密封盖和与其配合的镜筒本体，所述镜筒本体自上至下依次设有中心线共线的平凸镜组件、弯月镜组件和双凹镜组件，所述平凸镜组件和所述弯月镜组件间、所述弯月镜组件和所述双凹镜组件间分别设有用于调整空气间隔的补偿隔圈，所述平凸镜组件的上方设有用于与干涉仪连接的光学接口，所述双凹镜组件的下方连接有用于扩展连接的机械接口。

2.根据权利要求1所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述平凸镜组件包括平凸镜框和嵌于其内部的平凸镜，所述平凸镜框的侧壁上设有用于支撑所述平凸镜的第一定位凸台；

所述弯月镜组件包括弯月镜框和嵌于其内部的弯月镜，所述弯月镜框的侧壁上设有用于支撑所述弯月镜的第二定位凸台；

所述双凹镜组件包括双凹镜框和嵌于其内部的双凹镜，所述双凹镜框的侧壁上设有用于支撑所述双凹镜的第三定位凸台。

3.根据权利要求2所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述平凸镜框、所述弯月镜框和所述双凹镜框的侧壁上分别均匀设有多个用于注胶以对镜片进行粘接固定的注胶孔。

4.根据权利要求3所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述平凸镜框、所述望月镜框和所述双凹镜框的侧壁上均分别设有用于调节镜片光轴与镜框机械轴间偏差的偏心调节孔。

5.根据权利要求4所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述镜筒本体包括第一镜筒和第二镜筒，所述平凸镜组件与所述弯月镜组件间螺纹连接有所述第一镜筒，所述弯月镜组件与所述双凹镜组件间螺纹连接有所述第二镜筒。

6.根据权利要求1-5任一项所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述机械接口与所述双凹镜组件间螺纹连接，所述机械接口具体为1英寸的镜头接口。

7.根据权利要求6所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述密封盖和所述光学接口间设有密封圈，所述密封盖的上方设有用于提拉的提手。

8.根据权利要求7所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，还包括用于支撑所述镜筒本体的工装底座，所述工装底座包括工装底盘和设于其上的工装立柱和手动调节台。

9.根据权利要求8所述的干涉仪的缩束镜装置，其特征在于，所述工装立柱上设有用于支撑所述镜筒本体的V型块，所述镜筒本体的底部设有与所述V型块配合的支撑球，所述支撑球沿所述镜筒本体的周向均匀设置。

10.一种干涉仪，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的缩束镜装置。