CN203365812U

CN203365812U - 单透镜光学光轴定位装置

Info

Publication number: CN203365812U
Application number: CN201320377284.7U
Authority: CN
Inventors: 付兴; 屈桂花; 刘军鹏; 秦星; 耿波
Original assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Current assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-06-27

Abstract

本实用新型涉及单透镜光学光轴定位装置，包括旋转车床主轴、姿态控制工装、镜框、内调焦望远镜、CCD相机以及PC机，姿态调整工装设置在旋转车床主轴上，镜框设置在姿态调整工装的一端，内调焦望远镜位于镜框的出射窗口的正前方，且与CCD相机连接；CCD相机接收内调焦望远镜观察到的像点，所述CCD相机的另一端与PC机连接，透镜固定在镜框内，透镜的B面朝向内调焦望远镜。本实用新型针对现有透镜光轴确定方法空白的技术问题，本实用新型的透镜光学光轴定轴系统，结构简单，定心精度高。

Description

单透镜光学光轴定位装置

技术领域

本实用新型属于光学定心领域，具体涉及一种单透镜光学光轴定位装置。

背景技术

透镜作为一种光学元器件，在军事、天文、地理、航天等各个方面发挥着举足轻重的作用。

确定透镜的光轴，在透镜的使用中非常重要。但是现有技术中没有一种能够精准确定的透镜光轴的方法，影响透镜的使用精度。

发明内容

针对现有透镜光轴确定方法空白的技术问题，本实用新型提供一种单透镜光学光轴定位装置。

本实用新型的技术解决方案：

单透镜光学光轴定位装置，其特殊之处在于：包括旋转车床主轴、姿态控制工装、镜框、内调焦望远镜、CCD相机以及PC机，

所述姿态调整工装设置在旋转车床主轴上，所述镜框设置在姿态调整工装的一端，所述内调焦望远镜位于镜框的出射窗口的正前方，且与CCD相机连接；所述CCD相机接收内调焦望远镜观察到的像点，所述CCD相机的另一端与PC机连接，透镜固定在镜框内，所述透镜的B面朝向内调焦望远镜。

本实用新型所具有的优点：

1、本实用新型的透镜光学光轴定轴系统，结构简单，定心精度高。

2、本实用新型完全采用光学非接触式测量方式，寻找透镜A面的球心自准直像点和B面的球心自准直像点，通过反复调整姿态控制工装改变透镜的空间姿态，控制两像点在内调焦望远镜内的跳动量，保证光轴与旋转车床主轴的重合精度。

3、本实用新型为透镜的再装配奠定了基础。

附图说明

图1为本实用新型的角锥棱镜立式光学定轴系统的结构示意图；

其中附图标记为：1-旋转车床主轴，2-姿态控制工装，3-内调焦望远镜，4-CCD相机，5-PC机，6-透镜，7-镜框，8-A面球心，9-B面球心。

具体实施方式

如图1所示，单透镜光学光轴定位装置，包括旋转车床主轴1、姿态控制工装2、镜框7、内调焦望远镜3、CCD相机4以及PC机5，

姿态调整工装设置在旋转车床主轴上，镜框设置在姿态调整工装的一端，内调焦望远镜位于镜框的出射窗口的正前方，且与CCD相机连接；CCD相机接收内调焦望远镜观察到的像点，CCD相机的另一端与PC机连接，透镜6固定在镜框内，透镜的B面朝向内调焦望远镜。

通过内调焦望远镜寻找单透镜两个球面的球心自准直像，要求旋转车床主轴并调整姿态控制工装，使两球心像均不晃动，此时单透镜光轴已经确定，即其光轴和车床主轴中心重合。车削结构件相关部位，保证其与透镜光轴的同心度与垂直度。

具体步骤：

1】将内调焦望远镜调焦到透镜B面球心位置，需找透镜B面的球心自准直像点；

2】将内调焦望远镜调焦到透镜A面球心位置，需找透镜A面的球心自准直像点；

3】通过调整工装的水平和俯仰姿态，控制透镜A、B面球心像的晃动量，使两像点不晃动；

4】此时透镜的光轴已经可以确定，即其光轴和高精度回转轴的回转中心重合。

球面透镜可分为平凸透镜、平凹透镜、双凸透镜、双凹透镜、正弯月透镜、负弯月透镜，任何一种透镜都可以进行光学定心加工。球面透镜有两个球面，一个面朝向内调焦望远镜，另一个面背向内调焦望远镜。朝向定心仪的球面球心像的位置不需要计算，其位置就是此球面的曲率半径，而背向定心仪的球面球心像因光线的折射需要计算球心像的位置。针对不同类型的球面透镜，需要应用不同的计算公式。

球心像计算公式：

当透镜为平凸透镜时，A面的球心位置L为：

L = R_{2} \frac{1}{1 - N}

当透镜为平凹透镜时，A面的球心位置L为：

L = R_{2} \frac{1}{1 - N}

当透镜为双凸透镜时，A面的球心位置L为：

L = \frac{R_{2} (R_{1} - d)}{{NR}_{2} + (1 - N) (R_{1} - d)}

当透镜为双凹透镜时，A面的球心位置L为：

L = \frac{R_{2} (R_{1} - d)}{{NR}_{2} + (1 - N) (R_{1} - d)}

当透镜为正弯月透镜时，A面的球心位置L为：

L = \frac{R_{2} (R_{1} - d)}{{NR}_{2} + (1 - N) (R_{1} - d)}

当透镜为负弯月透镜，A面的球心位置L为：

L = \frac{R_{2} (R_{1} - d)}{{NR}_{2} + (1 - N) (R_{1} - d)}

其中：R₁为透镜A面的曲率半径，R₂为透镜B面的曲率半径，N为透镜材料折射率，d为透镜中心厚度。

Claims

1.单透镜光学光轴定位装置，其特征在于：包括旋转车床主轴、姿态控制工装、镜框、内调焦望远镜、CCD相机以及PC机，