CN115014194B - 一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置 - Google Patents

一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，涉及光学用机械装置技术领域，包括红外光发射机构、干涉反射镜和直线位移机构，在所述直线位移机构的移动端连接有装配座，所述装配座上设置有用于安装干涉反射镜的装配孔，所述红外光发射机构设置在所述装配孔正相对的位置以使得经所述红外光发射机构发射的红外光能够通过所述装配孔的正中心，在所述装配座设置有第一检查机构和第二检查机构，本发明中的第一检查机构用于确保在直线位移机构移动的过程中，经红外发射机构投射的红外光光斑位置能够固定不变，同时第二检查机构用于检查装配座的水平度，排除了装配座本身倾斜的可能性，进一步保证了光路共轴的准确性。

Description

一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置
技术领域
本发明涉及光学用机械装置技术领域，尤其是涉及一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置。
背景技术
目前国内外红外干涉装置中高精度位移干涉系统是采用套筒或摆式运动机构配合激光干涉仪方法实现。该方法中套筒结构要求配合精度高，否则会产生偏摆误差，同时易造成磨损，影响精度；摆式结构最重要的扭转轴承易发生变形，且易发生由于过载造成的损坏；同时目前方法有红外干涉和激光干涉两套光路干涉系统，两套系统光路必须精确重合，否则将产生测量误差。
当移动干涉反射镜入射光光斑中心高度为h1，反射光光斑中心高度为h2，动镜干涉光路等效光轴高度为hretro = (h1 + h2)/2，直线位移机构运动轴高度为hmotor时，为了消除阿贝误差的影响，必须保证动镜干涉光路等效光轴高度hretro等于直线位移机构运动轴高度hmotor，因此需要借助于检查装置以确保光路共轴。
公开号为CN101446485A的专利文件公开了一种可见与红外光波光轴平行度检测仪，采用Matlab图像分析软件提取红外CCD的图像，并计算出出射的红外光斑和返回的红外光斑的距离，根据公式计算出可见与红外共光路系统后的可见与红外光波光轴平行度误差，但是该种检查方式过于复杂，同样的，现有技术也可以直接在反射镜的后方装设红外相机等装置，在反射镜拆卸后直接实时拍摄光斑的位置，确保在直线位移机构移动的过程中，光斑位置不变即可，但这种光斑定位的方式是借助于安装反射镜的支架结构本身处于水平的状态下，一旦支架结构本身倾斜，即使光斑位置不发生变化，红外光入射反射镜的角度也会发生变化，从而影响了测量的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，以解决现有技术中光路检查装置只能保证光斑位置不变而无法保证用于安装反射镜的支架的水平度的技术问题。
本发明提供一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，包括红外光发射机构、干涉反射镜和直线位移机构，在所述直线位移机构的移动端连接有装配座，所述装配座上设置有用于安装干涉反射镜的装配孔，所述红外光发射机构设置在所述装配孔相对的位置以使得经所述红外光发射机构发射的红外光能够通过所述装配孔的中心，在所述装配座上位于所述装配孔的后方安装有用于检查光斑位置的第一检查机构，在所述装配座的下方设置有用于检查所述装配座水平度的第二检查机构。
进一步，在所述装配座的底部开设有孔槽，在所述孔槽内滑动安装有穿设柱，所述穿设柱的上端延伸至所述装配座的内部并与所述第一检查机构连接，所述穿设柱的下端延伸至所述装配座的外部并连接有间歇式驱动机构，所述间歇式驱动机构能够驱动所述穿设柱周期性上下移动，所述第一检查机构用于间歇式检查经所述红外光发射机构投射的光斑位置。
进一步，所述第一检查机构为热释电位置探测器或红外CCD相机。
进一步，所述间歇式驱动机构包括冂型架、伸缩柱和转动齿轮，所述冂型架的顶部与所述装配座的底部固定连接，所述冂型架的底部的两端分别与所述转动齿轮的两个端面转动连接，所述穿设柱的下端贯穿所述冂型架并与所述伸缩柱的一端连接，所述伸缩柱的另一端连接有伸缩块，所述伸缩块靠近所述转动齿轮的一面为斜面，所述伸缩块与所述冂型架之间通过伸缩弹簧连接，在所述转动齿轮转动时，所述转动齿轮的齿牙能够沿着所述斜面运动以使得所述伸缩块能够向上移动。
进一步，所述第二检查机构包括滚轮板，所述滚轮板设置有两块，两块所述滚轮板分别与所述转动齿轮的两个端面同心连接，所述冂型架与所述滚轮板转动连接，在所述转动齿轮转动时，所述伸缩块的斜面最低点能够与所述转动齿轮的最高点接触。
进一步，在所述直线位移机构的移动端连接有截面呈L型的滑动座，所述装配座为镂空状的框架式结构，且所述装配座转动安装在所述滑动座的下表面，所述干涉反射镜可拆卸式地安装在所述装配孔内，在所述装配座水平转动九十度时，经所述红外光发射机构发射的红外光能够投射在所述第一检查机构上。
进一步，在所述滑动座内部设置有空腔，在所述滑动座的下表面开设有通孔，所述通孔与所述空腔互通，在所述滑动座的内底面开设有内沉槽，所述通孔位于所述内沉槽的中心，在所述装配座的上表面设置有圆柱状的连接块，所述连接块转动安装在所述通孔内，且在所述连接块的顶部设置有与所述内沉槽相匹配的卡位块。
进一步，在所述空腔的内部设置有压迫板，所述压迫板与所述空腔的顶部之间通过挤压弹簧连接。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
（1）本发明设置了第一检查机构和第二检查机构联合作用，用于检查动镜干涉光路等效光轴高度等于直线位移机构运动轴高度，第一检查机构用于确保在直线位移机构移动的过程中，经红外发射机构投射的红外光光斑位置能够固定不变，同时第二检查机构用于检查装配座的水平度，排除了装配座本身倾斜的可能性，进一步保证了光路共轴的准确性；
（2）本发明中的第一检查机构间歇式上下移动能够在直线位移机构移动的过程中间歇式的检查光斑位置的稳定性，同时由于间歇式驱动机构中的所述转动齿轮转动时，与第一检查机构连接的伸缩块的斜面最低点能够与所述转动齿轮的最高点接触，因此一旦装配座本身发生微小的倾斜，与装配座连接的转动齿轮会向上移动，转动齿轮无法迫使伸缩块向上移动指定的距离，第一检查机构检测到光斑位置发生变化，从而使得装配座本身的微小倾斜便于检测，降低了第一检查机构的精密度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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检查装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的装配座的剖视图；
图3为本发明实施例提供的装配座的侧视图；
图4为本发明实施例提供的滑动座的剖视图。
附图标记：
10、干涉反射镜；20、直线位移机构；30、装配座；40、第一检查机构；50、第二检查机构；
21、滑动座；22、通孔；23、内沉槽；24、压迫板；25、挤压弹簧；
31、装配孔；32、伸缩块；33、穿设柱；34、冂型架；35、伸缩柱；36、转动齿轮；37、伸缩弹簧；38、连接块；39、卡位块；
51、滚轮板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1至图4所示，本发明实施例提供了一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，包括红外光发射机构、干涉反射镜10和直线位移机构20，在所述直线位移机构20的移动端连接有装配座30，所述装配座30上设置有用于安装干涉反射镜10的装配孔31，所述红外光发射机构设置在所述装配孔31相对的位置以使得经所述红外光发射机构发射的红外光能够通过所述装配孔31的中心，在所述装配座30上位于所述装配孔31的后方安装有用于检查光斑位置的第一检查机构40，当干涉反射镜10拆卸后，在直线位移机构20带动装配座30移动的同时，通过第一检查机构40可以检查经红外光发射机构投射的光斑位置是否位于第一检查机构40的中心并保持不变，可以确定光路共轴。
但是上述操作过程忽略了装配座30本身的影响，一旦装配座30本身发生倾斜，在直线位移机构20移动的过程中，光斑位置也可能保持不变，而这样的情况则会导致红外光与干涉反射镜10的入射角度发生变化，从而直接影响了红外干涉装置的测量准确性，因此为了解决上述问题，本发明实施例在所述装配座30的下方设置有用于检查所述装配座30水平度的第二检查机构50。
具体地，在所述装配座30的底部开设有孔槽，在所述孔槽内滑动安装有穿设柱33，所述穿设柱33的上端延伸至所述装配座30的内部并与所述第一检查机构40连接，所述穿设柱33的下端延伸至所述装配座30的外部并连接有间歇式驱动机构，所述间歇式驱动机构能够驱动所述穿设柱33周期性上下移动，所述第一检查机构40用于间歇式检查经所述红外光发射机构投射的光斑位置。
这里的第一检查机构40可以是热释电位置探测器或红外CCD相机等任何一种可以直接测定光斑位置的装置，测试的方式可以是上述的间歇式测定也可以是连续性的测定，其中采用间歇式测定的方式可以降低第一检查机构40的工作负荷，同时第一检查机构40的间歇式工作方式可以采用定时测量等方式配合间歇式驱动机构工作。
本发明实施例中的间歇式驱动机构包括冂型架34、伸缩柱35、转动齿轮36，所述冂型架34的顶部与所述装配座30的底部固定连接，所述冂型架34的两端分别与所述转动齿轮36的两个端面转动连接，所述穿设柱33的下端贯穿所述冂型架34并与所述伸缩柱35的一端连接，所述伸缩柱35的另一端连接有伸缩块32，所述伸缩块32靠近所述转动齿轮36的一面为斜面，所述伸缩块32与所述冂型架34之间通过伸缩弹簧37连接，在所述转动齿轮36转动时，所述转动齿轮36的齿牙能够沿着所述斜面运动以使得所述伸缩块32能够向上移动固定的距离。
进一步，所述第二检查机构50包括滚轮板51，所述滚轮板51设置有两块，两块所述滚轮板51分别与所述转动齿轮36的两个端面同心连接，所述冂型架34与所述滚轮板51转动连接，在所述转动齿轮36转动时，所述伸缩块32的斜面最低点能够与所述转动齿轮36的最高点接触。
这里需要特别说明的是，滚轮板51的直径应大于转动齿轮36的直径，在直线位移机构20移动的过程中滚轮板51直接与水平的操作台面接触并发生滚动，由于滚轮板51与转动齿轮36的固定连接，因此转动齿轮36同步发生转动，在装配座30处于水平状态时，伸缩块32的斜面最低点刚好能够与转动齿轮36的最高点接触，从而迫使伸缩块32能够向下移动指定的距离，当第一检查机构40移动到最高点时开启工作检测光斑位置，一旦装配座30本身发生微小的倾斜时，由于滚轮板51直接与水平的操作台面接触，因此装配座30与冂型架34的连接位点不会出现向下的倾斜，当发生向上微小的倾斜时，伸缩块32的斜面最低点无法与转动齿轮36的最高点接触，转动齿轮36会和伸缩块32发生干涉，无法迫使伸缩块32向上移动，因此光斑位置自然也无法位于第一检查机构40的检查中心处，通过上述操作可以使得装配座30本身微小的变化转化为第一检查机构40较大的距离变化，从而降低了第一检查机构40的精密度要求。
另外，在进行光路共轴检查之前，需要手动的将干涉反射镜10拆卸掉，本发明实施例在所述直线位移机构20的移动端连接有截面呈L型的滑动座21，所述装配座30为镂空状的框架式结构，且所述装配座30转动安装在所述滑动座21的下表面，所述干涉反射镜10可拆卸式地安装在所述装配孔31内，在所述装配座30水平转动九十度时，经所述红外光发射机构发射的红外光能够投射在所述第一检查机构40上。
具体地，在所述滑动座21内部设置有空腔，在所述滑动座21的下表面开设有通孔22，所述通孔22与所述空腔互通，在所述滑动座21的内底面开设有内沉槽23，所述通孔22位于所述内沉槽23的中心，在所述装配座30的上表面设置有圆柱状的连接块38，所述连接块38转动安装在所述通孔22内，且在所述连接块38的顶部设置有与所述内沉槽23相匹配的卡位块39，当需要调整装配座30的角度时，直接将装配座30向上移动并脱离内沉槽23，然后转动装配座30九十度，再回归至内沉槽23内即可。
进一步地，为了避免装配座30向上移动，在所述空腔的内部设置有压迫板24，所述压迫板24与所述空腔的顶部之间通过挤压弹簧25连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，包括红外光发射机构、干涉反射镜(10)和直线位移机构(20)，其特征在于，在所述直线位移机构(20)的移动端连接有装配座(30)，所述装配座(30)上设置有用于安装干涉反射镜(10)的装配孔(31)，所述红外光发射机构设置在所述装配孔(31)相对的位置以使得经所述红外光发射机构发射的红外光通过所述装配孔(31)的中心，在所述装配座(30)上位于所述装配孔(31)的后方安装有用于检查光斑位置的第一检查机构(40)，在所述装配座(30)的下方设置有用于检查所述装配座(30)水平度的第二检查机构(50)；在所述装配座(30)的底部开设有孔槽，在所述孔槽内滑动安装有穿设柱(33)，所述穿设柱(33)的上端延伸至所述装配座(30)的内部并与所述第一检查机构(40)连接，所述穿设柱(33)的下端延伸至所述装配座(30)的外部并连接有间歇式驱动机构，所述间歇式驱动机构驱动所述穿设柱(33)周期性上下移动，所述第一检查机构(40)用于间歇式检查经所述红外光发射机构投射的光斑位置；所述间歇式驱动机构包括冂型架(34)、伸缩柱(35)和转动齿轮(36)，所述冂型架(34)的顶部与所述装配座(30)的底部固定连接，所述冂型架(34)的底部的两端分别与所述转动齿轮(36)的两个端面转动连接，所述穿设柱(33)的下端贯穿所述冂型架(34)并与所述伸缩柱(35)的一端连接，所述伸缩柱(35)的另一端连接有伸缩块(32)，所述伸缩块(32)靠近所述转动齿轮(36)的一面为斜面，所述伸缩块(32)与所述冂型架(34)之间通过伸缩弹簧(37)连接，在所述转动齿轮(36)转动时，所述转动齿轮(36)的齿牙沿着所述斜面运动以使得所述伸缩块(32)向上移动；
所述第二检查机构(50)包括滚轮板(51)，所述滚轮板(51)设置有两块，两块所述滚轮板(51)分别与所述转动齿轮(36)的两个端面同心连接，所述冂型架(34)与所述滚轮板(51)转动连接，在装配座(30)处于水平状态时，所述伸缩块(32)的斜面最低点刚好能够与所述转动齿轮(36)的最高点接触。
2.根据权利要求1所述的用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，其特征在于，所述第一检查机构(40)为热释电位置探测器或红外CCD相机。
3.根据权利要求1所述的用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，其特征在于，在所述直线位移机构(20)的移动端连接有截面呈L型的滑动座(21)，所述装配座(30)为镂空状的框架式结构，且所述装配座(30)转动安装在所述滑动座(21)的下表面，所述干涉反射镜(10)可拆卸式地安装在所述装配孔(31)内，在所述装配座(30)水平转动九十度时，经所述红外光发射机构发射的红外光投射在所述第一检查机构(40)上。
4.根据权利要求3所述的用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，其特征在于，在所述滑动座(21)内部设置有空腔，在所述滑动座(21)的下表面开设有通孔(22)，所述通孔(22)与所述空腔互通，在所述滑动座(21)的内底面开设有内沉槽(23)，所述通孔(22)位于所述内沉槽(23)的中心，在所述装配座(30)的上表面设置有圆柱状的连接块(38)，所述连接块(38)转动安装在所述通孔(22)内，且在所述连接块(38)的顶部设置有与所述内沉槽(23)相匹配的卡位块(39)。
5.根据权利要求4所述的用于消除阿贝误差的光路共轴检查装置，其特征在于，在所述空腔的内部设置有压迫板(24)，所述压迫板(24)与所述空腔的顶部之间通过挤压弹簧(25)连接。
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