CN117192725A - 一种反射棱镜组的胶合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学棱镜胶合技术领域，提供一种反射棱镜组的胶合方法，包括以下步骤：预制中心棱镜组和边缘棱镜组；在胶合盘上设置L型定位工装；在胶合盘上固定底板，然后在底板上贴紧玻璃板工装；在底板上胶合中心棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整中心棱镜组与底板的平行度达到第一预设范围；在底板上贴紧玻璃块工装；在底板上胶合边缘棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整边缘棱镜组与中心棱镜组之间的光束偏转角达到第二预设范围。本方法在进行机械定位的同时，采用边胶合边检测的方式可以拥有更好的确定性，更好的确定光路之间的关系，且光学定位的方式更加具有高精度，提高反射棱镜组的良品率。

Description

一种反射棱镜组的胶合方法

技术领域

本发明涉及光学棱镜胶合技术领域，更具体地说，是涉及一种反射棱镜组的胶合方法。

背景技术

棱镜是光学系统中常用的光学器件之一，棱镜组则是两个或两个以上棱镜组装后通过胶合固定。

现有技术多为通过玻璃柱工装的形式来对棱镜或棱镜组进行胶合，或采用玻璃柱工装接触式或采用非接触式来对棱镜进行定位，缺点即为仅可对棱镜组的机械类定位尺寸保证，棱镜组的光学类指标不能够得以保证，从而影响棱镜组的良品率。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提出一种反射棱镜组的胶合方法，以解决通过现有棱镜胶合方法所胶合的棱镜组的光学类指标不能够得以保证的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种反射棱镜组的胶合方法，包括以下步骤：

S1：预制中心棱镜组和边缘棱镜组；

S2：在胶合盘上设置L型定位工装并构成第一定位角；

S3：通过第一定位角，在胶合盘上固定底板，然后在底板上贴紧玻璃板工装并构成第二定位角；

S4：通过第二定位角的限位，在底板上胶合中心棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整中心棱镜组与底板的平行度达到第一预设范围，对中心棱镜组与底板的胶合处进行固化，构成预制反射棱镜组；

S5：通过玻璃板工装和L型定位工装的限位，在底板上贴紧玻璃块工装并构成第三定位角；

S6：通过第三定位角的限位，在底板上胶合边缘棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整边缘棱镜组与中心棱镜组之间的光束偏转角达到第二预设范围，对边缘棱镜组与底板的胶合处进行固化；

S7：移除L型定位工装、玻璃板工装和玻璃块工装。

进一步地，中心棱镜组和边缘棱镜组均由第一直角棱镜和第二直角棱镜胶合构成，步骤S1具体包括：

在第一直角棱镜的两个直角面镀制增透膜，在其斜面镀制反射膜；

在第二直角棱镜的斜面镀制吸收膜；

将第一直角棱镜和第二直角棱镜的两个侧边面磨砂处理；

将第一直角棱镜和第二直角棱镜的斜面胶合。

进一步地，L型定位工装由三个玻璃柱工装构成，每个玻璃柱工装均设有位置相对的两个底面、两个端面和两个侧面，胶合盘具有光胶面，步骤S2具体包括：

将第一玻璃柱工装的底面光胶在光胶面，将第二玻璃柱工装和第三玻璃柱工装的底面贴紧光胶面，将第二玻璃柱工装的侧面与第一玻璃柱工装的端面贴紧，将第三玻璃柱工装的端面与第一玻璃柱工装的端面贴紧，将第三玻璃柱工装的侧面与第二玻璃柱工装的端面光胶，第二玻璃柱工装和第三玻璃柱工装光胶成L型结构并构成第一定位角。

在一些实施方式中，在胶合盘上固定底板，具体包括：

底板具有上平面、下平面和四个侧壁，将底板相邻的两个侧壁止抵在第一定位角内，两个侧壁分别贴紧在第二玻璃柱工装的端面和第三玻璃柱工装的端面上，底板的下平面贴紧在光胶面上。

进一步地，玻璃板工装具有顶边面、底边面、两个短壁面和两个长壁面，玻璃板工装包括第一玻璃板工装和第二玻璃板工装，在底板上贴紧玻璃板工装，具体包括：

将第一玻璃板工装的底边面贴紧在底板的上平面上并使第一玻璃板工装止抵在第一定位角内，其中，第一玻璃板工装的长壁面和短壁面分别贴紧在第二玻璃柱工装的端面和第三玻璃柱工装的端面上；

将第二玻璃板工装的底边面贴紧在底板的上平面上，第二玻璃板工装与第一玻璃板工装并排设置，第二玻璃板工装的短壁面贴紧在第一玻璃板工装的长壁面上，第二玻璃板工装的长壁面贴紧在第三玻璃柱工装的端面上，以使第一玻璃板工装和第二玻璃板工装的对接处构成第二定位角。

在一些实施方式中，在底板上胶合中心棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整中心棱镜组与底板的平行度达到第一预设范围，具体包括：

将中心棱镜组止抵在第二定位角内，将第二直角棱镜的直角面胶合在底板的上平面上，第二直角棱镜的侧边面止抵于第一玻璃板工装的长壁面，第一直角棱镜的直角面贴紧于第二玻璃板工装的长壁面；

将比较仪放置在中心棱镜组的上方，在比较仪上找到底板上平面的像，微调中心棱镜组以使中心棱镜组的像与底板上平面的像重合。

进一步地，所述玻璃块工装具有前表面、后表面和四个侧表面，步骤S5具体包括：

在反射镜的反射膜面按照S2的步骤设置L型定位工装并构成第一定位角，将S4步骤的预制反射棱镜组贴紧于反射膜面并止抵在第一定位角内，移除反射棱镜组中的第二玻璃板工装；

将玻璃块工装的相邻两个侧表面分别贴紧在第一玻璃板工装的长壁面和底板的上平面，玻璃块工装的后表面贴紧在第三玻璃柱工装的端面，第一玻璃板工装的长壁面和玻璃块工装的前表面构成第三定位角。

在一些实施方式中，在底板上胶合边缘棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整边缘棱镜组与中心棱镜组之间的光束偏转角达到第二预设范围，具体包括：

将边缘棱镜组止抵在第三定位角内，将第一直角棱镜的直角面胶合在底板的上平面上，第一直角棱镜的侧边面止抵于第一玻璃板工装的长壁面，第二直角棱镜的直角面止抵于玻璃块工装的前表面；

将比较仪放置在中心棱镜组的上方，在比较仪上找到中心棱镜组和边缘棱镜组的像，微调边缘棱镜组以使边缘棱镜组的像与中心棱镜组的像重合。

进一步地，通过贴紧的方式对接的接触面上均涂抹有凡士林；通过胶合的方式对接的接触面上均涂抹有固化胶水，或，通过胶合的方式对接的接触面周缘点涂固化胶水。

在一些实施方式中，对中心棱镜组和边缘棱镜组与底板的胶合处进行固化，具体包括：

采用固定波段的紫外线面光源照射，先初固化20秒，如果比较仪上重合的像未发生移动，则在紫外灯下进行终固化，终固化时长＞12小时。

本发明提供的反射棱镜组的胶合方法的有益效果至少在于：应用光学工装及搭建光路的形式对中心棱镜组和边缘棱镜组采用边胶合边检测的方式，使中心棱镜组出射光与底板之间的垂直度，以及边缘棱镜组入射光与中心棱镜组出射光的平行度达到既定要求，同时还能通过高精度的工装对中心棱镜组和边缘棱镜组的定位尺寸精准控制，对于光路指标后续不需检测。

提高产品加工的稳定性，通过边胶合边检测的方式，这样可以很直观的看到检测结果，对于提升质量有极大地帮助。

可操纵性高，在进行胶合时，对操作人员的微小操作限制没有手动或机械工装控制要求高，通过光学工装与补偿方式极大地提升了操纵性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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反射棱镜组的胶合方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的反射棱镜组的光路图；

图3为本发明实施例提供的第一直角棱镜的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的边缘棱镜组或中心棱镜组的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的底板的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第一玻璃柱工装的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第一玻璃板工装的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的玻璃块工装的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的在胶合盘上设置L型定位工装后的结构示意图；

图10为在图9上设置底板后的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的胶合中心棱镜组的结构示意图；

图12为图11中A区域的放大图；

图13为本发明实施例提供的胶合边缘棱镜组的结构示意图；

图14为图13中B区域的放大图；

图15为本发明实施例提供的胶合后的反射棱镜组的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、中心棱镜组；

2、边缘棱镜组；21、第一直角棱镜；22、第二直角棱镜；23、直角面；23a、直角面；23b、直角面；23c、直角面；23d、直角面；24、斜面；25、侧边面；

3、胶合盘；31、光胶面；

4、底板；41、上平面；42、下平面；43、侧壁；

5、比较仪；

6、第一玻璃柱工装；61、第二玻璃柱工装；62、第三玻璃柱工装；63、底面；64、端面；65、侧面；

7、第一玻璃板工装；71、第二玻璃板工装；72、顶边面；73、底边面；74、短壁面；75、长壁面；

8、玻璃块工装；81、前表面；82、后表面；83、侧表面；

90、第一定位角；91、第二定位角；92、第三定位角；

10、反射镜；101、反射膜面。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施方式中的反射棱镜组包括结构相同的中心棱镜组1和边缘棱镜组2，参阅图3和图4，中心棱镜组1和边缘棱镜组2均由第一直角棱镜21和第二直角棱镜22胶合构成，第一直角棱镜21和第二直角棱镜22的胶合面具有反射膜，中心棱镜组1设置在底板4的中心区域，边缘棱镜组2设置在底板4的边缘区域。

参阅图2，胶合后的反射棱镜组所能达到的效果为：光束垂直入射边缘棱镜组2，光束经边缘棱镜组2的反射膜反射后出射并垂直进入中心棱镜组1，光束经中心棱镜组1的反射膜反射后垂直出射，也就是说，需保证中心棱镜组1的出射光与边缘棱镜组2的入射光平行，并且，中心棱镜组1出射光与底板4垂直，同时还能通过玻璃工装使反射棱镜组的定位尺寸得以控制。

下面结合附图，描述本发明实施例的反射棱镜组的胶合方法，在此，该胶合方法参照图1的流程图进行说明，具体步骤如下：

S1：预制中心棱镜组1和边缘棱镜组2；

S2：在胶合盘3上设置L型定位工装并构成第一定位角90；

S3：通过第一定位角90，在胶合盘3上固定底板4，然后在底板4上贴紧玻璃板工装并构成第二定位角91；

S4：通过第二定位角91的限位，在底板4上胶合中心棱镜组1，在中心棱镜组1上方采用比较仪5边测量边调整中心棱镜组1与底板4的平行度达到第一预设范围，对中心棱镜组1与底板4的胶合处进行固化，构成预制反射棱镜组；

S5：通过玻璃板工装和L型定位工装的限位，在底板4上贴紧玻璃块工装8并构成第三定位角92；

S6：通过第三定位角92的限位，在底板4上胶合边缘棱镜组2，在中心棱镜组1上方采用比较仪5边测量边调整边缘棱镜组2与中心棱镜组1之间的光束偏转角达到第二预设范围，对边缘棱镜组2与底板4的胶合处进行固化；

S7：移除L型定位工装、玻璃板工装和玻璃块工装8。

本实施方式中，应用光学工装及搭建光路的形式，对反射棱镜组进行边胶合边检测，以保障中心棱镜组1的出射光与底板4垂直，并且边缘棱镜组2的入射光与中心棱镜组1的出射光平行度达到既定要求。

对比以往先通过机械定位的方式胶合，再进行检测的方案，本实施方式在进行机械定位的同时，采用边胶合边检测的方式可以拥有更好的确定性，避免了因为零件或者工装等微弱的误差导致产品的光学指标达不到要求的情况，能够更好的确定光路之间的关系，且光学定位的方式更加具有高精度，提高反射棱镜组的良品率。

在一些实施方式中，参阅图3和图4，中心棱镜组1和边缘棱镜组2均由第一直角棱镜21和第二直角棱镜22胶合构成，在预制中心棱镜组1和边缘棱镜组2时，首先在第一直角棱镜21的两个直角面23镀制增透膜，并在其斜面24镀制反射膜，然后在第二直角棱镜22的斜面24镀制吸收膜，这样，在第一直角棱镜21和第二直角棱镜22的斜面24胶合在一起后，入射光从镀制有增透膜的直角面23垂直入射后，光束可以达到理想的光反射效果，并且不透杂散光。

进一步地，在上述镀膜操作之前，还需要对第一直角棱镜21和第二直角棱镜22的各表面进行加工，具体包括：

对直角面23进行加工，使其面形精度N≤0.2，表面面形精度误差△N≤0.1；

对斜面24进行加工，使其面形精度N≤0.2，表面面形精度误差△N≤0.1，工艺要求45°±10″，角度指标缩延便于后续胶合时控制胶合指标；

将第一直角棱镜21和第二直角棱镜22的两个侧边面25磨砂处理，控制侧边面25的平行度＜0.005。

经过进行上述加工步骤后，第一直角棱镜21和第二直角棱镜22在镀膜胶合构成的中心棱镜组1和边缘棱镜组2的光反射精度和胶合精度更高，产品的良品率也会得到提高。

值得说明的是，本实施方式包括下述实施方式中所提及的面形检测所用的设备均为在633nm的激光器检测。

在对第一直角棱镜21和第二直角棱镜22的各表面加工完成后，将第一直角棱镜21和第二直角棱镜22的斜面24胶合，胶合时采用基片角度互补的基片进行胶合，胶合后直角面胶合面的面形精度N≤0.3，其中，第一平行差＜1.5′，第二平行差＜1.5′，以提高胶合后构成的中心棱镜组1和边缘棱镜组2的光反射精度。

在中心棱镜组1和边缘棱镜组2预制完成后，将L型定位工装设置在胶合盘3上，其中，参阅图6和图9，L型定位工装由三个玻璃柱工装构成，每个玻璃柱工装均设有位置相对的两个底面63、两个端面64和两个侧面65，胶合盘3具有光胶面31，可以理解，玻璃柱工装为长方体结构，光胶面31为平面。

参阅图9，将第一玻璃柱工装6的底面63和光胶面31擦拭干净，将第一玻璃柱工装6的底面63光胶在光胶面31，第一玻璃柱工装6的位置固定，在后续安装中起到限位的作用。

将第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62擦拭干净，将第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的底面63贴紧光胶面31，直到看到光圈，由此现象可以直到第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的底面63近乎在一个平面上，类似地，将第二玻璃柱工装61的侧面65与第一玻璃柱工装6的端面64贴紧并直到看到光圈，将第三玻璃柱工装62的端面64与第一玻璃柱工装6的端面64贴紧并直到看到光圈，由此可以保障第二玻璃柱工装61的侧面65能与第三玻璃柱工装62的端面64在同一平面。

然后将第三玻璃柱工装62的侧面65与第二玻璃柱工装61的端面64光胶，第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62光胶成L型结构并构成第一定位角90，第一定位角90为由第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的端面64围设构成的90°内角。

其中，通过贴紧的方式对接的接触面上均涂抹有凡士林，示例性地，第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的底面63贴紧光胶面31，是指在第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的底面63涂抹有凡士林，或者在光胶面31上涂抹有凡士林，凡士林为具有一定粘性的软性材料，可以起到固定的作用，当然，通过外力也可以使第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62脱离光胶面31，此外，凡士林还可以提供弹性接触，为接触面的调整提供移动和转动的空间，使得第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62可以定位到光胶面31上，并且可以根据实际情况对第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的位置进行微调。

为方便描述，本申请的实施方式中，通过贴紧的方式对接的接触面上均涂抹有凡士林。

一些实施方式中，为提高安装精度，在设置L型定位工装之前，先对玻璃柱工装进行面形加工，包括：

对玻璃柱工装的底面63进行加工，使其面形精度N≤0.2，表面面形精度误差△N≤0.1；

对玻璃柱工装的端面64进行加工，使其面形精度N≤0.2，表面面形精度误差△N≤0.1，同时L型定位工装设置完成后的端面64与底面63之间的垂直度≤5″，两个端面64之间的平行度≤5″；

对玻璃柱工装的侧面65进行加工，使其面形精度N≤0.2，表面面形精度误差△N≤0.1，同时L型定位工装设置完成后的侧面65与底面63之间的垂直度以及侧面65与端面64之间的垂直度均≤5″。

在加工完成L型定位工装后，在胶合盘3上固定底板4，其中，参阅图5，底板4为长方体结构并具有上平面41、下平面42和四个侧壁43，参阅图10，将底板4相邻的两个侧壁43止抵在第一定位角90内，也就是说，两个侧壁43分别贴紧在第二玻璃柱工装61的端面64和第三玻璃柱工装62的端面64上，通过L型定位工装的限位作用，可以快速定位安装底板4，最后按压底板4，将底板4的下平面42贴紧在光胶面31上。

其中，在安装底板4之前，首先对底板4的各表面进行面形加工，包括：

对上平面41进行加工，使其面形精度N≤0.3，表面面形精度误差△N≤0.2；

对下平面42进行加工，使其面形精度N≤0.3，表面面形精度误差△N≤0.2，下平面42和上平面41之间的平行度≤5″，缩延指标便于胶合；

对侧壁43进行加工，使其垂直度≤1′。

其中，底板4为透光板，对底板4的各个面形进行加工可以提高后续与中心棱镜组1及边缘棱镜组2定位胶合时接触面的平行度，进而提高胶合后的产品精度。

进一步地，将底板4的下平面42贴紧在光胶面31上时，首先，将光胶盘上光胶面31靠近第一定位角90的区域涂抹凡士林，涂抹区域的面积约等于底板4的下平面42的面积，凡士林在这个过程中起到固定零件的作用，然后，将底板4的下平面42与涂有凡士林的光胶盘的光胶面31贴紧，此时将底板4固定。

在安装底板4后，在底板4上贴紧玻璃板工装，其中，参阅图7，玻璃板工装为长方体结构，具有顶边面72、底边面73、两个短壁面74和两个长壁面75，并且玻璃板工装的长壁面75和短壁面74的高度小于玻璃柱工装端面64的高度，长壁面75的长度大于短壁面74的长度，玻璃板工装包括规格相同的第一玻璃板工装7和第二玻璃板工装71。

参阅图11，首先安装第一玻璃板工装7，将第一玻璃板工装7的底边面73贴紧在底板4的上平面41上并使第一玻璃板工装7止抵在第一定位角90内，使第一玻璃板工装7的长壁面75和短壁面74分别贴紧在第二玻璃柱工装61的端面64和第三玻璃柱工装62的端面64上。

然后安装第二玻璃板工装71，将第二玻璃板工装71的底边面73贴紧在底板4的上平面41上，第二玻璃板工装71与第一玻璃板工装7并排设置，将第二玻璃板工装71的短壁面74贴紧在第一玻璃板工装7的长壁面75上，第二玻璃板工装71的长壁面75贴紧在第三玻璃柱工装62的端面64上直至看到光圈条纹，以使第一玻璃板工装7和第二玻璃板工装71的对接处构成第二定位角91，参阅图11和图12，第二定位角91为由第一玻璃板工装7和第二玻璃板工装71的长壁面75围设构成的90°内角。

通过第二玻璃柱工装61和第三玻璃柱工装62的限位，使第一玻璃板工装7和第二玻璃板工装71可以快速定位安装。

并且，为保障后续安装的机械精确度和光学精确度，在安装玻璃板工装前，对玻璃板工装的各表面进行加工，包括：

对底边面73、长壁面75和短壁面74进行面形加工，使其面形精度N≤0.3，表面面形精度误差△N≤0.1；

并且，使长壁面75和短壁面74与底边面73的垂直度≤5″，两个长壁面75之间的平行度以及两个短壁面74之间的平行度均≤5″，以使后续安装的中心棱镜组1和边缘棱镜组2的定位更加精确，使两个长壁面75的尺寸在中差以内0.05mm，以便于后续补偿凡士林尺寸。

在玻璃板工装安装完成后，在玻璃板工装的顶边面72涂抹凡士林，防止有像干扰胶合，然后在底板4上胶合中心棱镜组1，需要说明的是，中心棱镜组和边缘棱镜组虽然结构相同，但在胶合时摆放的位置和方向并不相同，为方便描述，对第一直角棱镜和第二直角棱镜的直角面进行区分，第一直角棱镜的两个直角面分别为直角面23a和直角面23b，第二直角棱镜的两个直角面分别为直角面23c和直角面23d。

参阅图11和图12，在胶合中心棱镜组1时，在第二直角棱镜22的直角面23c涂抹固化胶水，比如NOA61胶，将中心棱镜组1止抵在第二定位角91内，将中心棱镜组1的第二直角棱镜22的直角面23c胶合在底板4的上平面41上，中心棱镜组1的第二直角棱镜22的侧边面25止抵于第一玻璃板工装7的长壁面75，中心棱镜组1的第一直角棱镜21的直角面23b贴紧于第二玻璃板工装71的长壁面75，因为底板4的上平面41、第一玻璃板工装7及第二玻璃板工装71的长壁面75上均涂抹有凡士林，具有弹性，可以供后面中心棱镜组1微调角度。

将精度为15″的比较仪5放置在中心棱镜组1的上方，在比较仪5上找到底板4上平面41的像，微调中心棱镜组1以使中心棱镜组1上直角面23a的像与底板4上平面41的像重合，这样就可以以光学的方法来保证中心棱镜组1镀制有增透膜的直角面23a与底板4的上平面41保持平行，本申请的中心棱镜组1的45°角度要求公差值为±10″，一束光经中心棱镜组1的镀制有增透膜的直角面23b垂直入射，经中心棱镜组1的第一直角棱镜21的斜面24上的反射膜反射，由中心棱镜组1的第一直角棱镜21另一个直角面23a出射，光束经过中心棱镜组1的偏折，可以实现出射光的光束偏转角<40^″，由此显著提高了胶合过程中棱镜组的光学精准度，且完成了产品中其中一处要求。

在确定中心棱镜组1的位置后，采用固定波段的紫外线面光源照射中心棱镜组1与底板4的胶合处，先初固化20秒，如果比较仪5上重合的像未发生移动，则在紫外灯下进行终固化，终固化时长＞12小时，将中心棱镜组1固定在底板4上。

在中心棱镜组1胶合完成后，进行边缘棱镜组2的胶合，先预制反射镜10，参阅图12，反射镜10为长方体结构，具有反射膜面101和围绕反射膜面101设置的加工平面，对加工平面进行面形加工，使其面形精度N≤0.3，表面面形精度误差△N≤0.1，相对的两个加工平面的平行度≤1′，对反射膜面101进行面形加工，使其面形精度N≤0.3，表面面形精度误差△N≤0.1，在反射膜面101上镀制加强铝反射膜。

然后在反射镜10的反射膜面101按照上述S2的步骤设置L型定位工装并构成第一定位角90，将S4步骤的预制反射棱镜组贴紧于反射膜面101并止抵在第一定位角90内，移除反射棱镜组中的第二玻璃板工装71。

在反射镜10上安装预制反射棱镜组时，将反射膜面101靠近第一定位角90的区域涂抹凡士林，在涂抹凡士林时避开棱镜组胶合的区域，涂抹区域的面积约等于底板4下平面42的面积，凡士林在这个过程中起到固定零件的作用，然后，将底板4的下平面42与涂有凡士林的反射膜面101贴紧，此时将底板4固定。

继续参阅图13和图14，再通过玻璃板工装和L型定位工装的限位，在底板4上贴紧玻璃块工装8并构成第三定位角92，其中，玻璃块工装8具有前表面81、后表面82和四个侧表面83。

继续参阅图13和图14，将玻璃块工装8的相邻两个侧表面83分别贴紧在第一玻璃板工装7的长壁面75和底板4的上平面41，玻璃块工装8的后表面82贴紧在第三玻璃柱工装62的端面64，第一玻璃板工装7的长壁面75和玻璃块工装8的前表面81构成第三定位角92，相互贴紧的接触面之间涂抹凡士林，涂抹的凡士林可以为边缘棱镜组2提供弹性接触，并且为后续边缘棱镜组2的安装调整提供移动和转动空间。

然后在底板4上胶合边缘棱镜组2，在边缘棱镜组2的第一直角棱镜21的直角面23a涂抹固化胶水，比如NOA61胶，将边缘棱镜组2止抵在第三定位角92内，将边缘棱镜组2的第一直角棱镜21的直角面23a胶合在底板4的上平面41上，边缘棱镜组2的第一直角棱镜21的侧边面25止抵于第一玻璃板工装7的长壁面75，边缘棱镜组2的第二直角棱镜22的直角面23c贴紧于玻璃块工装8的前表面81，因为底板4的上平面41、第一玻璃板工装7的长壁面75及玻璃块工装8的前表面81上均涂抹有凡士林，具有弹性，可以供后面边缘棱镜组2微调角度。

继续参阅图13和图14，将精度为15″的比较仪5放置在中心棱镜组1的上方，通过底板4下面的反射镜10，将中心棱镜组1及边缘棱镜组2在比较仪的作用下构成光路，光束在中心棱镜组1和边缘棱镜组2之间出射和入射，在比较仪5上找到中心棱镜组1和边缘棱镜组2的像，微调边缘棱镜组2以使中心棱镜组1的像与边缘棱镜组2的像重合，这样就可以以光学的方法来保证中心棱镜组1镀制有增透膜的直角面23a与底板4的上平面41保持平行，控制边缘棱镜组2及中心棱镜组1的光束偏转在一定预设值内，进而控制边缘棱镜组2的入射光与中心棱镜组1的出射光之间平行，或者，将光束偏转角控制在一定范围内，达到几近平行的效果，提高胶合过程中反射棱镜组的光学精准度。

可以理解地，因为中心棱镜组1的直角面23a已经与底板4的上平面41平行，棱镜角精度在10″，所以可以推测光路出射光与底板1的光束偏转角小于1′；这样就可以推断产品的出射光如果能垂直入射在中心棱镜组1的直角面23b，就能满足中心棱镜组1的直角面23a的出射光与底板4上平面41的垂直度达到一定数值，可以满足中心棱镜组1的直角面23a的出射光与底板4的垂直要求。

在中心棱镜组1的直角面23a的出射光与底板4垂直的前提下，现在需要满足边缘棱镜组2的入射光与中心棱镜组1的出射光平行，目前状态是中心棱镜组1固定，比较仪5是光源，同时也作为检测设备，反射镜10就是反射作用。

参考图2中的光路图，并结合光路可逆的原理，可以得到，光从比较仪5打出，垂直从中心棱镜组1的直角面23a打入光，经过第一直角棱镜21的斜面24及中心棱镜组1的直角面23b转到边缘棱镜组2的直角面23b，及边缘棱镜组2的斜面24，经过边缘棱镜组2的直角面23a射出，这是第一束光，再由反射镜10的反射膜面101反射这束光，反射膜面101反射的光由边缘棱镜组2的直角面23a经边缘棱镜组2的斜面24反射，转到边缘棱镜组2的直角面23b，照射到中心棱镜组1的直角面23b，经中心棱镜组1的斜面24反射，到中心棱镜组1的直角面23a射出，得到第二条光束，两条光束在比角仪5呈现不同的像，也就是呈现不同的差值，对于该种情况，需要将两组光束的像调节在一起，即可保证光束之间的平行，也就可以保证边缘棱镜组2的入射光与中心棱镜组1的出射光之间平行。

本申请的中心棱镜组1的45°角度要求公差值为±10″，参阅图2，一束光经边缘棱镜组2的镀制有增透膜的直角面23a垂直入射，经边缘棱镜组2的第一直角棱镜21的斜面24上的反射膜反射，由边缘棱镜组2的第一直角棱镜21的另一个直角面23b出射，出射的光束再从中心棱镜组1的第一直角棱镜21镀制有增透膜的直角面23b垂直入射，经过中心棱镜组1的第一直角棱镜21的斜面24上反射膜的反射，由中心棱镜组1的第一直角棱镜21的另一直角面23a出射，当中心棱镜组1和边缘棱镜组2的像重合时，入射光和出射光的平行度可达到＜3′，极大地满足加工需求，显著提高了胶合过程中反射棱镜组的光学精准度。

在确定边缘棱镜组2的位置后，采用固定波段的紫外线面光源照射边缘棱镜组2与底板4的胶合处，先初固化20秒，如果比较仪5上重合的像未发生移动，则在紫外灯下进行终固化，终固化时长＞12小时，将边缘棱镜组2固定在底板4上。

在中心棱镜组1和边缘棱镜组2胶合固定后，移除通过贴紧方式固定的L型定位工装、玻璃板工装和玻璃块工装8，参阅图15，将底板4以及底板4上的中心棱镜组1和边缘棱镜组2取下，完成反射棱镜组的胶合。

综上所述，本反射棱镜组的胶合方法具有良好的加工确定性，应用光学工装及搭建光路的形式对中心棱镜组1和边缘棱镜组2采用边胶合边检测的方式，使中心棱镜组1出射光与底板4之间的垂直度，以及边缘棱镜组2入射光与中心棱镜组1出射光的平行度达到既定要求，同时还能通过高精度的工装来将中心棱镜组1和边缘棱镜组2的定位尺寸控制在0.05mm以内，对于光路指标后续不需检测。

提高产品加工的稳定性，通过边胶合边检测的方式，这样可以很直观的看到检测结果，对于提升质量有极大地帮助。

可操纵性高，在进行胶合时，对操作人员的微小操作限制没有手动或机械工装控制要求高，通过光学工装与补偿方式极大地提升了操纵性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：预制中心棱镜组和边缘棱镜组；

S2：在胶合盘上设置L型定位工装并构成第一定位角；

S3：通过第一定位角，在胶合盘上固定底板，然后在底板上贴紧玻璃板工装并构成第二定位角；

S4：通过第二定位角的限位，在底板上胶合中心棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整中心棱镜组与底板的平行度达到第一预设范围，对中心棱镜组与底板的胶合处进行固化，构成预制反射棱镜组；

S5：通过玻璃板工装和L型定位工装的限位，在底板上贴紧玻璃块工装并构成第三定位角；

S6：通过第三定位角的限位，在底板上胶合边缘棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整边缘棱镜组与中心棱镜组之间的光束偏转角达到第二预设范围，对边缘棱镜组与底板的胶合处进行固化；

S7：移除L型定位工装、玻璃板工装和玻璃块工装。

2.根据权利要求1的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述中心棱镜组和所述边缘棱镜组均由第一直角棱镜和第二直角棱镜胶合构成，所述步骤S1具体包括：

在第一直角棱镜的两个直角面镀制增透膜，在其斜面镀制反射膜；

在第二直角棱镜的斜面镀制吸收膜；

将第一直角棱镜和第二直角棱镜的两个侧边面磨砂处理；

将第一直角棱镜和第二直角棱镜的斜面胶合。

3.根据权利要求2的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述L型定位工装由三个玻璃柱工装构成，每个玻璃柱工装均设有位置相对的两个底面、两个端面和两个侧面，胶合盘具有光胶面，所述步骤S2具体包括：

将第一玻璃柱工装的底面光胶在光胶面，将第二玻璃柱工装和第三玻璃柱工装的底面贴紧光胶面，将第二玻璃柱工装的侧面与第一玻璃柱工装的端面贴紧，将第三玻璃柱工装的端面与第一玻璃柱工装的端面贴紧，将第三玻璃柱工装的侧面与第二玻璃柱工装的端面光胶，第二玻璃柱工装和第三玻璃柱工装光胶成L型结构并构成第一定位角。

4.根据权利要求3的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述在胶合盘上固定底板，具体包括：

所述底板具有上平面、下平面和四个侧壁，将底板相邻的两个侧壁止抵在第一定位角内，两个侧壁分别贴紧在所述第二玻璃柱工装的端面和所述第三玻璃柱工装的端面上，底板的下平面贴紧在所述光胶面上。

5.根据权利要求4的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述玻璃板工装具有顶边面、底边面、两个短壁面和两个长壁面，所述玻璃板工装包括第一玻璃板工装和第二玻璃板工装，所述在底板上贴紧玻璃板工装，具体包括：

将第一玻璃板工装的底边面贴紧在底板的上平面上并使第一玻璃板工装止抵在第一定位角内，其中，第一玻璃板工装的长壁面和短壁面分别贴紧在第二玻璃柱工装的端面和第三玻璃柱工装的端面上；

将第二玻璃板工装的底边面贴紧在底板的上平面上，第二玻璃板工装与第一玻璃板工装并排设置，第二玻璃板工装的短壁面贴紧在第一玻璃板工装的长壁面上，第二玻璃板工装的长壁面贴紧在第三玻璃柱工装的端面上，以使第一玻璃板工装和第二玻璃板工装的对接处构成第二定位角。

6.根据权利要求7的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述在底板上胶合中心棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整中心棱镜组与底板的平行度达到第一预设范围，具体包括：

将中心棱镜组止抵在第二定位角内，将第二直角棱镜的直角面胶合在底板的上平面上，第二直角棱镜的侧边面止抵于第一玻璃板工装的长壁面，第一直角棱镜的直角面贴紧于第二玻璃板工装的长壁面；

将比较仪放置在中心棱镜组的上方，在比较仪上找到底板上平面的像，微调中心棱镜组以使中心棱镜组的像与底板上平面的像重合。

7.根据权利要求6的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述玻璃块工装具有前表面、后表面和四个侧表面，所述步骤S5具体包括：

在反射镜的反射膜面按照所述S2的步骤设置L型定位工装并构成第一定位角，将所述S4步骤的预制反射棱镜组贴紧于反射膜面并止抵在第一定位角内，移除反射棱镜组中的第二玻璃板工装；

将玻璃块工装的相邻两个侧表面分别贴紧在第一玻璃板工装的长壁面和底板的上平面，玻璃块工装的后表面贴紧在第三玻璃柱工装的侧面，第一玻璃板工装的长壁面和玻璃块工装的前表面构成第三定位角。

8.根据权利要求7的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述在底板上胶合边缘棱镜组，在中心棱镜组上方采用比较仪边测量边调整边缘棱镜组与中心棱镜组之间的光束偏转角达到第二预设范围，具体包括：

将边缘棱镜组止抵在第三定位角内，将第一直角棱镜的直角面胶合在底板的上平面上，第一直角棱镜的侧边面止抵于第一玻璃板工装的长壁面，第二直角棱镜的直角面止抵于玻璃块工装的前表面；

将比较仪放置在中心棱镜组的上方，在比较仪上找到中心棱镜组和边缘棱镜组的像，微调边缘棱镜组以使边缘棱镜组的像与中心棱镜组的像重合。

9.根据权利要求1-8中任意一项的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述通过贴紧的方式对接的接触面上均涂抹有凡士林；

所述通过胶合的方式对接的接触面上均涂抹有固化胶水，或，通过胶合的方式对接的接触面周缘点涂固化胶水。

10.根据权利要求1的反射棱镜组的胶合方法，其特征在于，所述对中心棱镜组和边缘棱镜组与底板的胶合处进行固化，具体包括：

采用固定波段的紫外线面光源照射，先初固化20秒，如果比较仪上重合的像未发生移动，则在紫外灯下进行终固化，终固化时长＞12小时。