CN111505791A - 一种六自由度次镜调校装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种六自由度次镜调校装置，属于光学系统技术领域。所述六自由度次镜调校装置包括支架、次镜框和调节筒；次镜框活动设置在支架小头端的套筒内，次镜可拆卸地装设在次镜框内；调节筒活动套设在套筒内，且其一端与次镜框的一端固定连接；套筒对应于调节筒的位置处沿周向开有若干个第一调节孔；对应于次镜框的位置处沿周向开有若干个第二调节孔。本发明提供的一种六自由度次镜调校装置，在调校过程中，以主镜为装调基准，对次镜同时满足xyz三个方向上的移动和转动，共六个自由度的变化调节，从而实现光学系统的最佳成像效果；且调节简单、操作迅速，可以在较短时间内完成整个调校过程。

Description

一种六自由度次镜调校装置
技术领域
本发明涉及光学系统技术领域，特别涉及一种六自由度次镜调校装置。
背景技术
随着光电行业的不断发展，人们对光学系统成像质量提出了越来越高的要求，在光学设备装调中，光学系统的装调很大程度上影响了成像质量的好坏。在光学系统的装调过程中，通过各种机械机构使各个光学器件达到设计的最佳位置，取得最优状态，就可以获得较为清晰的成像质量。折反式R-C光学系统是光学装备设计过程中最常见的设计思路之一，光学系统主要包括主镜和次镜，折反式光学系统中光学调校过程复杂，从而越来越受到广泛关注和研究。
在大多数光学系统中，光学调校是光学设备制造的一个必要环节。在光学系统特别是折反式R-C光学系统装调中，调节光学镜的位置，可以达到光学系统的最佳状态调节，折反式R-C光学系统自由度调节如图1所示。然而，折反式R-C光学系统中次镜的调校是一个非常复杂的过程，次镜需要满足x、y、z三个方向上的移动和转动共六个自由度的变化，这使得次镜的调校机构一般都较为复杂。实际调校过程也非常复杂、耗时，调校结束后还需要各个自由度随时保持当下状态以便后续固化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种六自由度次镜调校装置，以解决传统的折反式R-C光学系统在调校时，次镜需要满足x、y、z三个方向上的移动和转动共六个自由度的变化，使得次镜的调校过程比较复杂的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种六自由度次镜调校装置，能够满足次镜在x、y、z三个方向上的移动和转动共六个自由度的调节，所述六自由度次镜调校装置包括：
支架；
次镜框，活动设置在所述支架小头端的套筒内，次镜可拆卸地装设在所述次镜框内；所述次镜框的外表面为光滑的球面，能够在所述套筒内作任意方向的转动和移动；
调节筒，活动套设在所述套筒内，且其一端与所述次镜框的一端固定连接；
所述套筒对应于所述调节筒的位置处沿周向开有若干个第一调节孔；所述套筒对应于所述次镜框的位置处沿周向开有若干个第二调节孔。
可选的，所述六自由度次镜调校装置还包括：
第一球形隔圈和第二球形隔圈，两者内侧均开有与所述次镜框外表面相匹配的球形凹槽，并分别活动套设在所述次镜框的两端；
第一次镜压圈和第二次镜压圈，均与所述套筒的内壁螺纹连接，且分别位于所述第一球形隔圈和第二球形隔圈的外侧，用于将所述第一球形隔圈和第二球形隔圈分别压紧在所述次镜框两端的外表面。
可选的，所述第一次镜压圈和第二次镜压圈的外侧均开有外螺纹，所述套筒的内壁开有内螺纹。
可选的，所述第一次镜压圈和第二次镜压圈的端面均开有若干个操作孔，方便插入专用扳手转动所述第一次镜压圈和所述第二次镜压圈。
可选的，所述调节筒与所述次镜框的一端螺纹连接。
可选的，所述第一调节孔和所述第二调节孔沿周向在所述套筒的外表面均开有4个。
可选的，所述次镜通过胶水黏在所述次镜框内。
本发明提供的一种六自由度次镜调校装置，能够满足次镜在xyz三个方向上的移动和转动共六个自由度的调节，所述六自由度次镜调校装置包括支架、次镜框和调节筒；所述次镜框活动设置在所述支架小头端的套筒内，次镜可拆卸地装设在所述次镜框内；所述次镜框的外表面为光滑的球面，能够在所述套筒内作任意方向的转动和移动；所述调节筒活动套设在所述套筒内，且其一端与所述次镜框的一端固定连接；所述套筒对应于所述调节筒的位置处沿周向开有若干个第一调节孔；所述套筒对应于所述次镜框的位置处沿周向开有若干个第二调节孔。所述六自由度次镜调校装置，结构设计简单巧妙，利用较少的零件、较小的体积和稳定的安装方式，能够在调校过程中，以主镜为装调基准，对次镜同时满足xyz三个方向上的移动和转动，共六个自由度的变化调节，从而实现光学系统的最佳成像效果；且调节简单、操作迅速，可以在较短时间内完成整个调校过程，并且在调校完成后方便后续固化使用。
附图说明
图1是主镜和次镜的位置关系示意图；
图2是本发明提供的一种六自由度次镜调校装置的结构示意图；
图3是图2中A局部放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种六自由度次镜调校装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种六自由度次镜调校装置，其结构如图2和图3所示。能够满足次镜在x、y、z三个方向上的移动和转动共六个自由度的调节，所述六自由度次镜调校装置包括支架1、次镜框4和调节筒5，所述支架1固定安装在主镜的主镜座上（图中未示出）；所述次镜框4活动设置在所述支架1小头端的套筒10内，次镜3可拆卸地装设在所述次镜框4内，作为优选，所述次镜3通过胶水黏在所述次镜框4内；所述次镜框4的外表面为光滑的球面，能够在所述套筒10内作任意方向的转动和移动；所述调节筒5活动套设在所述套筒10内，且其一端与所述次镜框4的一端固定连接，作为优选，所述调节筒5与所述次镜框4的一端通过螺纹固定连接；所述套筒10对应于所述调节筒5的位置处沿周向开有若干个第一调节孔6；所述套筒10对应于所述次镜框4的位置处沿周向开有若干个第二调节孔7。作为优选，所述第一调节孔6和所述第二调节孔7沿周向在所述套筒10的外表面均开有4个。
具体地，请继续参照图3，所述六自由度次镜调校装置还包括第一球形隔圈8和第二球形隔圈9，以及第一次镜压圈11和第二次镜压圈12，所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9的外径均小于所述套筒10的内径，使得所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9在所述套筒10内能够沿任意方向的径向移动，且内侧均开有与所述次镜框4外表面相匹配的球形凹槽，并分别活动套设在所述次镜框4的两端；
所述第一次镜压圈11和所述第二次镜压圈12均与所述套筒10的内壁螺纹连接，且分别位于所述第一球形隔圈8和第二球形隔圈9的外侧，用于将所述第一球形隔圈8和第二球形隔圈9分别压紧在所述次镜框4两端的外表面。
所述第一次镜压圈11和所述第二次镜压圈12的外侧均开有外螺纹，所述套筒10的内壁开有内螺纹，两者通过螺纹连接。
所述第一次镜压圈11和所述第二次镜压圈12的端面均开有若干个操作孔（图中未示出），方便插入专用扳手转动所述第一次镜压圈11和所述第二次镜压圈12。
工作原理：
调节x方向上的转动量：将所述次镜3与所述次镜框4之间的胶水清除掉，旋转所述次镜3至合适的位置，滴上胶水，黏好所述次镜3。
调节x方向上的移动量：将所述第一次镜压圈11和所述第二次镜压圈12分别旋下，调节所述次镜3、所述次镜框4、所述调节筒5、所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9在所述套筒10内前后的位置，调节到合适位置后，分别用所述第一次镜压圈11和所述第二次镜压圈12旋紧，使得所述次镜框4、所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9被压紧。
调节y（z）方向上的转动量：将所述第一次镜压圈11稍微调松，使用工具从不同方向的所述第一调节孔6处对所述调节筒5施加一个力，使得所述次镜框4带动所述次镜3在y（z）方向上发生转动，转动至合适位置后，旋紧所述第一次镜压圈11，使得所述次镜框4、所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9被压紧。
调节y（z）方向上的移动量：将所述第二次镜压圈12稍微旋松，使用工具从不同方向的所述第二调节孔7处对所述次镜框4施加一个力，使得所述次镜框4、所述次镜3、所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9在y（z）方向上产生位移，选取合适的位置后，旋紧所述第二次镜压圈12，使得所述次镜框4、所述次镜3、所述第一球形隔圈8和所述第二球形隔圈9被压紧。
本发明提供的一种六自由度次镜调校装置，结构设计简单巧妙，利用较少的零件、较小的体积和稳定的安装方式，能够在调校过程中，以主镜为装调基准，对次镜同时满足xyz三个方向上的移动和转动，共六个自由度的变化调节，从而实现光学系统的最佳成像效果；且调节简单、操作迅速，可以在较短时间内完成整个调校过程，并且在调校完成后方便后续固化使用。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种六自由度次镜调校装置，能够满足次镜在x、y、z三个方向上的移动和转动共六个自由度的调节，其特征在于，所述六自由度次镜调校装置包括：
支架（1）；
次镜框（4），活动设置在所述支架（1）小头端的套筒（10）内，次镜（3）可拆卸地装设在所述次镜框（4）内；所述次镜框（4）的外表面为光滑的球面，能够在所述套筒（10）内作任意方向的转动和移动；
调节筒（5），活动套设在所述套筒（10）内，且其一端与所述次镜框（4）的一端固定连接；
所述套筒（10）对应于所述调节筒（5）的位置处沿周向开有若干个第一调节孔（6）；所述套筒（10）对应于所述次镜框（4）的位置处沿周向开有若干个第二调节孔（7）。
2.如权利要求1所述的一种六自由度次镜调校装置，其特征在于，所述六自由度次镜调校装置还包括：
第一球形隔圈（8）和第二球形隔圈（9），两者内侧均开有与所述次镜框（4）外表面相匹配的球形凹槽，并分别活动套设在所述次镜框（4）的两端；
第一次镜压圈（11）和第二次镜压圈（12），均与所述套筒（10）的内壁螺纹连接，且分别位于所述第一球形隔圈（8）和第二球形隔圈（9）的外侧，用于将所述第一球形隔圈（8）和第二球形隔圈（9）分别压紧在所述次镜框（4）两端的外表面。
3.如权利要求2所述的一种六自由度次镜调校装置，其特征在于，所述第一次镜压圈（11）和第二次镜压圈（12）的外侧均开有外螺纹，所述套筒（10）的内壁开有内螺纹。
4.如权利要求2所述的一种六自由度次镜调校装置，其特征在于，所述第一次镜压圈（11）和第二次镜压圈（12）的端面均开有若干个操作孔，方便插入专用扳手转动所述第一次镜压圈（11）和所述第二次镜压圈（12）。
5.如权利要求1所述的一种六自由度次镜调校装置，其特征在于，所述调节筒（5）与所述次镜框（4）的一端螺纹连接。
6.如权利要求1所述的一种六自由度次镜调校装置，其特征在于，所述第一调节孔（6）和所述第二调节孔（7）沿周向在所述套筒（10）的外表面均开有4个。
7.如权利要求1所述的一种六自由度次镜调校装置，其特征在于，所述次镜（3）通过胶水黏在所述次镜框（4）内。
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