CN112612098A - 光学元件装配组件及其装配方法 - Google Patents

光学元件装配组件及其装配方法 Download PDF

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杨庆华
刘海
杨锡柱
王宏波
李学宽
何俊
苏凡
于闻
曲雯丹霞
段永进
徐志文
杨帆
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Abstract

光学元件装配组件及其装配方法，涉及光学元件装配。本发明包括压圈、垫圈、镜框和光学胶，镜框为中空圆柱体，物镜安装在镜框一端端头内部，物镜外壁与镜框内壁之间留有0.5mm的间隙，压圈与垫圈均为圆环状，垫圈底面覆盖在物镜外表面上，垫圈上表面上设置有一圈凸台，压圈下表面上设置有一圈凹槽，凹槽与凸台匹配，压圈下表面覆盖在垫圈上表面上，垫圈采用聚砜材料一体成型制作；物镜与镜框之间的间隙内填充有光学胶。本发明利用新设计的聚砜材料垫圈配合新设计的压圈，采用压圈法和胶接法来固定光学元件，使得压紧物镜时不会对物镜造成损伤，且贴合更加紧密，消除因松动、变形及移位而发生的变化。

Description

光学元件装配组件及其装配方法
技术领域
本发明涉及光学元件装配，尤其是一种不会损害光学元件，避免光学元件产生形变或位移，保障光学元件可靠性及稳定性的光学元件装配组件及其装配方法。
背景技术
现代光学系统中经常需用到光学元件与机械加工零件的联结，传统光学件联结方法主要有胶接法、压圈法滚边法、弹性元件法以及电镀法等，胶接法采用软装胶粘接光学件与机加件之间的牢固性来保障产品光学件的固定方式、压圈法是用压圈直接把光学件与机加件固定的方式。
光学仪器的零位走动量是指瞄准基线的位置变化，光学仪器的瞄准基线由于物镜及物镜组、分划、热像仪零部件的松动、变形及移位而发生变化，以及运输、射击、环境变化等因素造成的瞄准基线的位置变化，所以光学组件的装配的稳定性和可靠性尤为重要，是整个光学仪器零位走动量指标的核心装调部分。但是现有光学元件的装配结构不合理，在使用过程中容易产生形变和位移，影响光学设备的准确度。
发明内容
本发明所要解决的就是现有光学元件装配结构不合理，容易产生形变和位移，影响光学设备准确度的问题，提供一种不会损害光学元件，避免光学元件产生形变或位移，保障光学元件可靠性及稳定性的光学元件装配组件及其装配方法。
本发明的光学元件装配组件，用于安装物镜，其特征在于该装配组件包括压圈、垫圈、镜框和光学胶，镜框为中空圆柱体，物镜安装在镜框一端端头内部，物镜外壁与镜框内壁之间留有0.5mm的间隙，压圈与垫圈均为圆环状，垫圈底面覆盖在物镜外表面上，垫圈上表面上设置有一圈凸台，压圈下表面上设置有一圈凹槽，凹槽与凸台匹配，压圈下表面覆盖在垫圈上表面上，垫圈采用聚砜材料一体成型制作；物镜与镜框之间的间隙内填充有光学胶。
所述的垫圈下表面设置有内高外低的弧度，该弧度与物镜表面弧度一致。
所述的压圈上表面上设置有数个卡槽，压圈外壁上设置螺纹，该螺纹与镜框内壁的螺纹匹配，便于安装压圈。
所述的凹槽宽度和深度均不小于0.5mm，凹槽与凸台的接触面尺寸相等，以此保证凸台与凹槽接触的稳固性，避免垫圈与压圈之间产生位移。
光学元件装配组件的装配方法，具体步骤如下：
1）装配光学元件物镜前，设计与物镜尺寸相应的聚砜材料制作的垫圈及压圈，并加工成为环状的零件；
（1）聚砜材料垫圈的设计要求：垫圈与物镜的接触面，需要与物镜表面的弧度一致，使之与物镜紧贴在一起，并保证压圈压上时，物镜的表面受力均匀，压紧时能有效起到光学元件的固定作用，并且垫圈的宽度不能挡光，即垫圈的内径大于光学元件的通光口径；
（2）垫圈与压圈的接触面镶嵌在压圈内，使得压圈与垫圈紧密贴合在一起；
（3）通过工具与压圈外边缘留有的卡槽配合使用，使得压圈、垫圈能与镜框内壁紧密接触；
（4）通过压圈的外螺纹使压圈拧到镜框内，并能沉到物镜表面，压紧物镜；
（5）取24质量分Wacker瓦克公司的RT 772型号的双组分硅橡胶，和1质量分T77胶水混合搅拌均与，得到光学胶；
2）光学元件装配过程：
（1）物镜装配到镜框内后，调试物镜角度，保证物镜的中心轴与镜框的机械中心轴一致；
（2）在物镜与镜框的间隙处点上光学胶，点胶高度不能高于物镜上表面；
（3）然后把垫圈的凸台装配到压圈的凹槽内；
（4）等光学胶凝固24小时后，再把压圈和垫圈装配到镜框内，并紧固即可。
本发明的光学元件装配组件及其装配方法，结构简单，设计科学，使用方便，利用新设计的聚砜材料垫圈配合新设计的压圈，采用压圈法和胶接法来固定光学元件，在采用两个紧固方法的同时进一步采用的垫圈具有一定弹性、并具有高强度、高硬度和冲击强度较高的聚砜材料作为压圈的垫圈，使得压紧物镜时不会对物镜造成损伤，设计的聚砜材料垫圈配合压圈的固定使得物镜与机械零件贴合更加紧密，同时还加上胶接法同时消除光学镜片在环境试验下松动、变形及移位而发生变化，以及运输、射击、环境变化等因素的变化造成镜片的移位或形变等变化；除此之外，还具有以下优点：
1）设计聚砜材料作为压圈的垫圈，使得聚砜材料垫圈能与光学元件有效接触，压紧时能防止光学元件移动，并在上压圈时避免压圈与光学元件直接接触受力时损坏光学件及光学件表面的膜层；
2）设计的压圈与聚砜材料垫圈连接时能有效防止聚砜材料垫圈产生相对位移即聚砜材料垫圈与压圈连接可靠；
3）设计的压圈与光学元件的镜框采用螺纹联接防止位移，也就形成压圈与光学元件的镜框固定，聚砜材料垫圈与压圈固定，聚砜材料垫圈与光学元件固定，形成光学元件的镜框、压圈、聚砜材料垫圈、光学元件间防止移动；
4）在传统的光学件的联结方法的基础上加上聚砜材料作为压圈的垫圈，保障了光学仪器的光学元件及组件的可靠性和稳定性；
5）普遍适用于各种结构形式的光学元件及光学组件的装调。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2本发明截面结构示意图。
图3为本发明压圈截面结构示意图。
图4为本发明垫圈截面结构示意图。
其中，压圈1，垫圈2，物镜3，镜框4，光学胶5，凹槽6，卡槽7，凸台8。
具体实施方式
实施例1：一种光学元件装配组件，用于安装物镜3，该装配组件包括压圈1、垫圈2、镜框4和光学胶5，镜框4为中空圆柱体，物镜3安装在镜框4一端端头内部，物镜3外壁与镜框4内壁之间留有0.5mm的间隙，压圈1与垫圈2均为圆环状，垫圈2底面覆盖在物镜3外表面上，垫圈2上表面上设置有一圈凸台8，压圈1下表面上设置有一圈凹槽6，凹槽6与凸台8匹配，压圈1下表面覆盖在垫圈2上表面上，垫圈2采用聚砜材料一体成型制作；物镜3与镜框4之间的间隙内填充有光学胶5。垫圈2下表面设置有内高外低的弧度，该弧度与物镜3表面弧度一致。压圈1上表面上设置有数个卡槽7，压圈1外壁上设置螺纹，该螺纹与镜框4内壁的螺纹匹配，便于安装压圈1。凹槽6宽度和深度均不小于0.5mm，凹槽6与凸台8的接触面尺寸相等，以此保证凸台8与凹槽6接触的稳固性，避免垫圈2与压圈1之间产生位移。
光学元件装配组件的装配方法，具体步骤如下：
1）装配光学元件物镜3前，设计与物镜3尺寸相应的聚砜材料制作的垫圈2及压圈1，并加工成为环状的零件；
（1）聚砜材料垫圈2的设计要求：垫圈2与物镜3的接触面，需要与物镜3表面的弧度一致，使之与物镜3紧贴在一起，并保证压圈1压上时，物镜3的表面受力均匀，压紧时能有效起到光学元件的固定作用，并且垫圈2的宽度不能挡光，即垫圈2的内径大于光学元件的通光口径；
（2）垫圈2与压圈1的接触面镶嵌在压圈1内，使得压圈1与垫圈2紧密贴合在一起；
（3）通过工具与压圈1外边缘留有的卡槽7配合使用，使得压圈1、垫圈2能与镜框4内壁紧密接触；
（4）通过压圈1的外螺纹使压圈1拧到镜框4内，并能沉到物镜3表面，压紧物镜3；
（5）取24质量分Wacker瓦克公司的RT 772型号的双组分硅橡胶，和1质量分T77胶水混合搅拌均与，得到光学胶5；
2）光学元件装配过程：
（1）物镜3装配到镜框4内后，调试物镜3角度，保证物镜3的中心轴与镜框4的机械中心轴一致；
（2）在物镜3与镜框4的间隙处点上光学胶5，点胶高度不能高于物镜3上表面；
（3）然后把垫圈2的凸台8装配到压圈1的凹槽6内；
（4）等光学胶5凝固24小时后，再把压圈1和垫圈2装配到镜框4内，并紧固即可。

Claims (5)

1.一种光学元件装配组件，用于安装物镜（3），其特征在于该装配组件包括压圈（1）、垫圈（2）、镜框（4）和光学胶（5），镜框（4）为中空圆柱体，物镜（3）安装在镜框（4）一端端头内部，物镜（3）外壁与镜框（4）内壁之间留有0.5mm的间隙，压圈（1）与垫圈（2）均为圆环状，垫圈（2）底面覆盖在物镜（3）外表面上，垫圈（2）上表面上设置有一圈凸台（8），压圈（1）下表面上设置有一圈凹槽（6），凹槽（6）与凸台（8）匹配，压圈（1）下表面覆盖在垫圈（2）上表面上，垫圈（2）采用聚砜材料一体成型制作；物镜（3）与镜框（4）之间的间隙内填充有光学胶（5）。
2.如权利要求1所述的光学元件装配组件，其特征在于所述的垫圈（2）下表面设置有内高外低的弧度，该弧度与物镜（3）表面弧度一致。
3.如权利要求1所述的光学元件装配组件，其特征在于所述的压圈（1）上表面上设置有数个卡槽（7），压圈（1）外壁上设置螺纹，该螺纹与镜框（4）内壁的螺纹匹配，便于安装压圈（1）。
4.如权利要求1所述的光学元件装配组件，其特征在于所述的凹槽（6）宽度和深度均不小于0.5mm，凹槽（6）与凸台（8）的接触面尺寸相等，以此保证凸台（8）与凹槽（6）接触的稳固性，避免垫圈（2）与压圈（1）之间产生位移。
5.如权利要求1所述的光学元件装配组件，其特征在于该装配组件的装配方法，具体步骤如下：
1）装配光学元件物镜（3）前，设计与物镜（3）尺寸相应的聚砜材料制作的垫圈（2）及压圈（1），并加工成为环状的零件；
（1）聚砜材料垫圈（2）的设计要求：垫圈（2）与物镜（3）的接触面，需要与物镜（3）表面的弧度一致，使之与物镜（3）紧贴在一起，并保证压圈（1）压上时，物镜（3）的表面受力均匀，压紧时能有效起到光学元件的固定作用，并且垫圈（2）的宽度不能挡光，即垫圈（2）的内径大于光学元件的通光口径；
（2）垫圈（2）与压圈（1）的接触面镶嵌在压圈（1）内，使得压圈（1）与垫圈（2）紧密贴合在一起；
（3）通过工具与压圈（1）外边缘留有的卡槽（7）配合使用，使得压圈（1）、垫圈（2）能与镜框（4）内壁紧密接触；
（4）通过压圈（1）的外螺纹使压圈（1）拧到镜框（4）内，并能沉到物镜（3）表面，压紧物镜（3）；
（5）取24质量分Wacker瓦克公司的RT 772型号的双组分硅橡胶，和1质量分T77胶水混合搅拌均与，得到光学胶（5）；
2）光学元件装配过程：
（1）物镜（3）装配到镜框（4）内后，调试物镜（3）角度，保证物镜（3）的中心轴与镜框（4）的机械中心轴一致；
（2）在物镜（3）与镜框（4）的间隙处点上光学胶（5），点胶高度不能高于物镜（3）上表面；
（3）然后把垫圈（2）的凸台（8）装配到压圈（1）的凹槽（6）内；
（4）等光学胶（5）凝固24小时后，再把压圈（1）和垫圈（2）装配到镜框（4）内，并紧固即可。
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