可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統的製作方法

2023-11-09 21:48:32

可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，該系統包括成像測量裝置、立式轉臺、連接板、二維平移臺以及光柵尺；二維平移臺通過連接板設置在立式轉臺上並隨立式轉臺繞立式轉臺的旋轉軸進行旋轉；待測離軸反射鏡設置在二維平移臺上並在二維平移臺上進行二維運動；光柵尺的一端固定在連接板上，另一端止靠在平移臺上；成像測量裝置的光軸與立式轉臺的轉軸是重合的。本實用新型提供了一種測量精度高的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統。
【專利說明】可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於光學檢測領域，涉及一種離軸量測量的系統，尤其涉及一種可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統。
【背景技術】
[0002]隨著航天、航空事業的不斷發展，光學系統形式從傳統的同軸系統向離軸多反射式光學系統發展。對於離軸多反射光學系統，由於離軸反射鏡中心光軸部分缺失，給系統穿心帶來困難，造成系統同軸度降低，像質較難達到設計要求。如果已知離軸反射鏡的離軸量大小，通過機械精確定位的方式實現反射鏡的初始定位，定位精度約為0.05mm ;再通過計算機輔助裝調的方法即可實現反射鏡的精確定位。但是離軸反射鏡的離軸量在加工過程中的測量精度為mm量級，使得初始定位精度太低，不能滿足使用計算機輔助裝調的條件，從而難以實現反射鏡的精確定位。因此，通過精確測量離軸反射鏡的離軸量大小對於離軸反射鏡的裝配是十分必要的。
實用新型內容
[0003]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種測量精度高的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:本實用新型提供了一種可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，其特殊之處在於:所述系統包括成像測量裝置、立式轉臺、連接板、二維平移臺以及光柵尺；所述二維平移臺通過連接板設置在立式轉臺上並隨立式轉臺繞立式轉臺的旋轉軸進行旋轉；待測離軸反射鏡設置在二維平移臺上並在二維平移臺上進行二維運動；所述光柵尺的一端固定在連接板上，另一端止靠在平移臺上；所述成像測量裝置的光軸與立式轉臺的轉軸是重合的。
[0005]上述成像測量裝置包括十字分劃板目標、CCD、附加鏡以及相對於十字分劃板的位置可進行調整的自準直光管；所述十字分劃板目標、自準直光管以及附加鏡依次設置在同一光軸上；所述自準直光管與CCD電性相連。
[0006]上述成像測量裝置還包括直線運動導軌，所述自準直光管至於直線運動導軌上並沿導軌是軸向進行直線移動。
[0007]上述附加鏡是具有會聚功能的透鏡或透鏡組。
[0008]上述二維平移臺的精度不低於0.005mm ;所述光柵尺的精度不低於0.0lmm ;所述
自準直光管的自準精度不低於0.5」。
[0009]本實用新型的優點是:本實用新型基於自準直原理，提出一種離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，使用自準直光管找到離軸反射鏡的球心自準像，通過調節離軸反射鏡的位置使得離軸反射鏡光軸與車床旋轉軸重合，再通過平移離軸反射鏡的位置，使得離軸反射鏡切斷面母線與車床旋轉軸重合，此平移距離即為離軸反射鏡的離軸量。本實用新型將不可見的離軸反射鏡光軸通過自準直光路進行識別，並將光軸基準轉換到車床主軸上，再將切斷面母線基準轉換到車床主軸上，巧妙的實現了離軸量的精確測量，可操作性強，測量精度高。本實用新型所提供的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，該系統包括十字分劃板目標、自準直光管、附加鏡、高精度二維平移臺、連接板、高精度立式轉臺以及光柵尺等部件，本實用新型通過調整自準直光管以及自準直原理實現離軸量的精確測量，可精確測量離軸反射鏡離軸量大小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型所提供的測量系統的結構示意圖；
[0011]圖2a是採用本實用新型所提供的測量系統在以離軸凹面反射鏡為例進行測量時的第一光學原理示意圖；
[0012]圖2b是採用本實用新型所提供的測量系統在以離軸凹面反射鏡為例進行測量時的第二光學原理示意圖；
[0013]圖3是連接板的結構示意圖；
[0014]圖4是圖3的俯視圖；
[0015]其中:
[0016]1-十字分劃板目標；2_自準直光管；3_CCD ；4-附加鏡；5_離軸反射鏡；6_ 二維平移臺；7_連接板；8_立式轉臺；9_光柵尺。
【具體實施方式】
[0017]參見圖1，本實用新型提供了一種可實現離軸反射鏡5離軸量精確測量的系統，該測量系統包括成像測量裝置、立式轉臺8、連接板7、二維平移臺6以及光柵尺9 ;二維平移臺6通過連接板7設置在立式轉臺8上並隨立式轉臺8繞立式轉臺8的旋轉軸進行旋轉；待測離軸反射鏡5設置在二維平移臺6上並在二維平移臺6上進行二維運動；光柵尺9的一端固定在連接板7上，另一端止靠在平移臺側面，可測量平移臺的移動距離；成像測量裝置的光軸與立式轉臺8的轉軸是重合的；成像測量裝置包括十字分劃板目標I目標、(XD3、附加鏡4以及相對於十字分劃板目標I的位置可進行調整的自準直光管2 ;十字分劃板目標I目標、自準直光管2以及附加鏡4依次設置在同一光軸上；自準直光管2與CCD3電性相連。二維平移臺6是高精度二維平移臺，其精度不低於0.005mm ;在本實用新型中選擇精度是0.005mm高精度二維平移臺；立式轉臺8是高精度立式轉臺。
[0018]成像測量裝置還包括直線運動導軌，自準直光管2至於直線運動導軌上並沿導軌是軸向進行直線移動。
[0019]附加鏡4是具有會聚功能的透鏡或透鏡組。
[0020]光柵尺9的精度不低於0.01mm。
[0021]下面以離軸凹面反射鏡為例，對本實用新型進行詳細說明:
[0022]自準直光管2安裝在直線運動導軌上，通過自準直光管2的直線運動可以實現附加鏡焦點位置的變化，自準直光管2的自準精度為0.5」。
[0023]參見圖3以及圖4，是本實用新型所採用的連接板7的結構示意圖。連接板7的圓周方向的6個螺孔用於與高精度立式轉臺連接，其餘四個螺孔用於與高精度二維平移臺進行連接。[0024]基於本實用新型所提供的測量系統的測量方法是:
[0025]1、將連接板7通過螺孔與高精度立式轉臺進行螺釘連接，保證連接正確穩固；高精度立式轉臺的主軸的迴轉精度越高，由迴轉誤差引入的測量誤差越小，使得測量精度越高。
[0026]2、將高精度二維平移臺通過螺孔與連接板7進行螺釘連接，保證連接正確穩固；
[0027]3、將離軸反射鏡5放置在高精度二維平移臺上，在離軸反射鏡5周邊三點處點適量的洋乾漆，使得離軸反射鏡5固定在高精度二維平移臺上，高精度二維平移臺的精度為0.005mm ;
[0028]4、參見圖2a，調節自準直光管2的高度，使得附加鏡4聚焦在離軸反射鏡5的切斷面上；
[0029]5、通過高精度二維平移臺調整離軸反射鏡5的位置，使得高精度立式轉臺在旋轉過程中，切斷面稜邊在CCD3靶面上的成像靜止，從而保證離軸反射鏡5切斷面母線與高精度立式轉臺的旋轉軸重合。CCD像元大小越小，對於自準像的晃動越敏感，測量精度也越高。
[0030]6、通過光柵尺9讀數記錄此時離軸反射鏡5的位置D1，光柵尺的讀數精度為
0.0lmm ；
[0031]7、參見圖2b，調節自準直光管2的高度，使得附加鏡4的焦點與離軸反射鏡5的球心重合，此時自準直光管2發出的十字分劃板目標I經過離軸反射鏡5反射後原路返回，在CCD3可以觀察到離軸反射鏡5所反射的自準像；此時，旋轉高精度立式轉臺，若高精度立式轉臺的轉軸與離軸反射鏡5光軸不重合，此時自準像在CCD3靶面呈劃圓變化；其中附加鏡4需滿足D』 /f>D/R，D』為附加鏡4的通光口徑，f為附加鏡4的焦距，D為離軸反射鏡5的離軸量，R為離軸反射鏡5的半徑；
[0032]8、通過高精度二維平移臺調整離軸反射鏡5的位置，使得自準像在望遠鏡視場中靜止，此時離軸反射鏡5的光軸與高精度立式轉臺的旋轉軸重合；
[0033]9、通過光柵尺9讀數記錄此時離軸反射鏡5的位置D2 ；
[0034]10、使用遊標卡尺測量離軸反射鏡5的通光口徑D3，遊標卡尺的測量精度為
0.0lmm ；
[0035]11、根據待測離軸反射鏡5離軸量的定義，離軸量D是離軸反射鏡5中心到理想光軸的距離，即離軸量D= ID2-D11 +D3/2，即可得到離軸反射鏡5的離軸量D。
[0036]12、在反射鏡周邊的洋乾漆上點適量酒精-乙醚混合液(混合比例3:1)進行輕度浸泡，浸泡時間為1-2小時，浸泡完成後擦除洋乾漆，將離軸反射鏡5從高精度二維平移臺上取下保存。
[0037]對於凸面離軸反射鏡其離軸量的測量方法同上。
【權利要求】
1.一種可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，其特徵在於:所述系統包括成像測量裝置、立式轉臺、連接板、二維平移臺以及光柵尺；所述二維平移臺通過連接板設置在立式轉臺上並隨立式轉臺繞立式轉臺的旋轉軸進行旋轉；待測離軸反射鏡設置在二維平移臺上並在二維平移臺上進行二維運動；所述光柵尺的一端固定在連接板上，另一端止靠在平移臺上；所述成像測量裝置的光軸與立式轉臺的轉軸是重合的。
2.根據權利要求1所述的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，其特徵在於:所述成像測量裝置包括十字分劃板目標、CCD、附加鏡以及相對於十字分劃板的位置可進行調整的自準直光管；所述十字分劃板目標、自準直光管以及附加鏡依次設置在同一光軸上；所述自準直光管與CCD電性相連。
3.根據權利要求2所述的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，其特徵在於:所述成像測量裝置還包括直線運動導軌，所述自準直光管置於直線運動導軌上並沿導軌進行直線移動。
4.根據權利要求2或3所述的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，其特徵在於:所述附加鏡是具有會聚功能的透鏡或透鏡組。
5.根據權利要求2或3所述的可實現離軸反射鏡離軸量精確測量的系統，其特徵在於:所述二維平移臺的精度不低於0.005mm ;所述光柵尺的精度不低於0.0lmm ;所述自準直光管的自準精度不低於0.5」。
【文檔編號】G01B11/02GK203605906SQ201320643073
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】張學敏, 段戰軍, 閆肅, 魏儒義, 段嘉友, 李華, 張志軍 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所