专利名称：一种自转式光学系统对心装置及其调整方法
技术领域：
本发明涉及光学系统对心装置及其调整的技术领域，尤其涉及一种自转式光学系统对心装置及其调整方法。
背景技术：
对于高精度的光学系统，中心误差会破坏光学设计的基础-旋转对称性，使光 学器件的实际光轴偏离设计光轴，破坏了光学设计的像差校正状态，从而严重影响光学系统的分辨力、畸变和对比度等成像性能。光学系统对心装置是用来测量并校正光学器件的中心误差，目前一般采用如图I所示的中心偏测量仪，主要由基座11、转台12、内调焦定心仪13和立柱14组成，待调整光学器件15固定在转台12上可随转台旋转，内调焦定心仪13固定在立柱14上，位于转台12上方用来测量待调整光学器件15中心误差。所采用内调焦定心仪13如图2所示，包括内调焦物镜的固定组I’、调焦组2’、聚光镜与球面分划板3’、照明灯4’、反射聚光镜5’、转向显微镜组6’、转向反射镜7’、测量分划板8’、目镜9’、附加物镜10’、待调整光学器件11’。照明灯4’发出的光，经反射聚光镜5’和聚光镜照明球面分划板3’，分划板的十字线经调焦组2’和固定组I’成像于无穷远处，如果改变调焦组2’的位置，则分划板的像也被调整，如果某一球面像将按相反的方向返回，返回的光线有经过内调焦物镜系统成像于测量分划板8’上，观察者通过目镜9’可看清这个像，然后根据所看到的像来调整光学器件，即可完成光学器件的对心工作。该对心装置由于采用转台，所以体积大，重量重，不便于移动；待调整的光学器件需要放置固定在转台上，并且其外形尺寸受限于立柱尺寸，重量不能超过转台转轴的承重。随着光学技术的不断发展，上述技术由于其局限性不能满足现有对心调整要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种自转式光学系统对心装置及其调整方法，该装置体积�。亓壳幔阌谝贫淮髡墓庋骷恍枰贫恢茫膊皇芷涮寤�、重量重的限制。本发明的目的是这样实现的一种自转式光学系统对心装置，包括底座、支架、转轴、内调焦定心仪和反射镜；底座上连接支架，转轴的外圈内嵌在支架中，内调焦定心仪内嵌在转轴的内圈中，所述转轴的中心轴线与内调焦定心仪的光轴重合，反射镜位于待调整光学器件上方用来折转测量光路；转轴为圆柱形转轴，由所述的外圈、所述的内圈、保持架、滚动体组成，所述的外圈与所述的内圈通过滚动体可相对滚动，其所述的外圈内嵌在支架的中心圆孔中；当转轴旋转时，内调焦定心仪也随之旋转；反射镜可根据实际工作状态调整角度；待调整光学器件位置随意，能够进行径向平移和倾斜调整，能够通过调整该对心装置达到最佳测量位置。进一步的，底座形状为长方形，采用铸铁铸造；支架形状为长方形，中心有圆孔，采用铝材料，支架位于底座上，二者以螺钉连接。进一步的，所述转轴为一个或多个。进一步的，所述反射镜的数量可根据实际应用情况调整，可为一块、两块或多块，也可不米用。另一方面，提供一种上述的自转式光学系统对心装置的对心调整方法，所述的自转式光学系统对心装置的光学系统对心调整方法如下步骤SI :根据实际装调要求确立对心基准轴；步骤S2 :调整底座和反射镜使得内调焦定心仪的光轴与确立的对心基准轴同轴；步骤S3 :旋转内调焦定心仪找到待调整的光学器件的表面球心像，通过旋转转轴带动内调焦定心仪旋转，观测待调整光学器件的一个表面球心像的划圆量；·步骤S4 :调整待调整的光学器件径向移动来消除该表面球心像的划圆量；步骤S5 :旋转内调焦定心仪找到待调整的光学器件的表面球心像，通过旋转转轴带动内调焦定心仪旋转，观测待调整的光学器件另一个表面球心像划圆量；步骤S6 :调整待调整的光学器件倾斜消除该表面球心像划圆量，完成光学器件对心调整工作。本发明与现有技术相比具有的优点是(I)、本发明体积�。亓壳幔阌谝贫�(2)、本发明待调整的光学器件不需要移动位置，也不受其体积大、重量重的限制，不仅适用于一般的光学设备，也适用于大型光学设备；(3)、本发明不仅适用于可见光光学器件，也适用于红外波段光学器件和紫外波段光学器件。
图I为中心偏测量仪的结构示意图；图2为内调焦定心仪的结构示意图；图3为本发明对心装置的结构示意图；图4为本发明中所采用转轴的结构示意图；图5为本发明对心调整方法的流程图；图6为本发明对心装置中采用两个转轴的结构示意图；图7为本发明对心装置中采用两块反射镜的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地描述。如图3所示，本发明的自转式光学系统对心装置包括底座I、支架2、转轴3、内调焦定心仪4和反射镜5。底座I形状为长方形，采用铸铁铸造；支架2形状为长方形，中心有圆孔，采用铝材料，支架2位于底座I上，二者以螺钉连接；转轴3为圆柱形转轴，如图4所示，由外圈31、内圈32、保持架33、滚动体34组成，外圈31与内圈32通过滚动体34可相对滚动，其外圈31内嵌在支架2的中心圆孔中；内调焦定心仪4内嵌在转轴3内圈32中，当转轴3旋转时，内调焦定心仪4也随之旋转；反射镜5可根据实际工作状态调整角度或不用；待调整光学器件6位置随意，可以通过调整对心装置达到最佳测量位置，待调整光学器件6可以进行径向平移和倾斜调整为内调焦定心仪4的光轴；8为对心基准轴；6a为待调整光学器件6的一个表面球心像，当该球心像6a不在内调焦定心仪光轴7上,旋转转轴3带动内调焦定心仪4旋转，此时观测到的该球心像6a移动轨迹为一个圆，通过径向平移待调整光学器件6使该球心像6a位于内调焦定心仪光轴7上即可消除该划圆量；6b为待调整光学器件6的另一个表面球心像，当该球心像6b不在内调焦定心仪光轴7上,旋转转轴3带动内调焦定心仪4旋转，此时观测到的该球心像6b移动轨迹为一个圆，通过调整待调整光学器件6的倾斜使该球心像6b位于内调焦定心仪光轴7上即可消除该划圆量。如图5所示，本发明的工作步骤是I、根据实际装调要求确立对心基准轴8 ；2、调整底座I和反射镜5，使得内调焦定心仪4的光轴7与确立的对心基准轴8同轴； 3、调焦内调焦定心仪4找到待调整的光学器件6的表面球心像6a，通过旋转转轴3带动内调焦定心仪4旋转，观测待调整的光学器件6的表面球心像6a的划圆量；4、调整待调整的光学器件6径向移动来消除表面球心像6a的划圆量；5、调焦内调焦定心仪4找到待调整的光学器件6的表面球心像6b，通过旋转转轴3带动内调焦定心仪4旋转，观测待调整的光学器件6的表面球心像6b划圆量；6、调整待调整的光学器件6倾斜来消除表面球心像6b划圆量，完成光学器件对心调整。在本发明中，转轴3可以采用一个转轴，两个或多个，图6给出了本发明对心装置采用两个转轴的情形，采用多个转轴时与此类似；反射镜5的数量可根据实际应用情况取舍，可用一块、两块或多块，也可不采用，图7给出了本发明对心装置采用两块反射镜的情形，采用多块反射镜时与此类似。目前应用的对心装置，需要将待调整的光学器件放置在带有转轴的转台上进行对心调整，因而待调整的光学器件的外形尺寸受立柱尺寸的限制，其重量也不能超过转台转轴的承载，其应用受限。而采用本发明装置，对待调整的光学器件放置位置没用特殊要求，不受待调整光学器件外形、体积、重量及场地的限制。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例变化，变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种自转式光学系统对心装置，包括底座(I)、支架(2)、转轴(3)、内调焦定心仪(4)和反射镜(5);其特征在于底座(I)上连接支架(2)，转轴(3)的外圈(31)内嵌在支架(2)中，内调焦定心仪(4)内嵌在转轴(3 )的内圈(32 )中，所述转轴(3 )的中心轴线与内调焦定心仪(4)的光轴重合，反射镜(5)位于待调整光学器件(6)上方用来折转测量光路；转轴(3)为圆柱形转轴，由所述的外圈(31)、所述的内圈(32)、保持架(33)、滚动体(34)组成，所述的外圈(31)与所述的内圈(32 )通过滚动体(34 )可相对滚动，其所述的外圈(31)内嵌在支架(2)的中心圆孔中；当转轴(3)旋转时，内调焦定心仪(4)也随之旋转；反射镜(5)可根据实际工作状态调整角度；待调整光学器件(6)位置随意，能够进行径向平移和倾斜调整，能够通过调整该对心装置达到最佳测量位置。
2.根据权利要求I所述的光学系统对心装置，其特征在于底座(I)形状为长方形，采用铸铁铸造；支架(2)形状为长方形，中心有圆孔，采用铝材料，支架(2)位于底座(I)上，二者以螺钉连接。
3.根据权利要求I所述的光学系统对心装置，其特征在于所述转轴(3)为一个或多个。
4.根据权利要求I所述的光学系统对心装置，其特征在于所述反射镜(5)的数量可根据实际应用情况调整，可为一块、两块或多块，也可不采用。
5.一种根据权利要求I所述的自转式光学系统对心装置的对心调整方法，其特征在于，所述的自转式光学系统对心装置的光学系统对心调整方法如下 步骤SI :根据实际装调要求确立对心基准轴(8)； 步骤S2 :调整底座(I)和反射镜(5)使得内调焦定心仪(4)的光轴(7)与确立的对心基准轴(8)同轴； 步骤S3 :旋转内调焦定心仪(4)找到待调整的光学器件(6)的表面球心像(6a)，通过旋转转轴(3)带动内调焦定心仪(4)旋转，观测待调整光学器件(6)的一个表面球心像(6a)的划圆量； 步骤S4 :调整待调整的光学器件(6)径向移动来消除该表面球心像(6a)的划圆量； 步骤S5 :旋转内调焦定心仪(4)找到待调整的光学器件(6)的表面球心像(6b)，通过旋转转轴(3)带动内调焦定心仪(4)旋转，观测待调整的光学器件(6)另一个表面球心像(6b)划圆量； 步骤S6 :调整待调整的光学器件(6)倾斜消除该表面球心像(6b)划圆量，完成光学器件(6)对心调整工作。
全文摘要
本发明提供一种自转式光学系统对心装置及其调整方法，该装置包括底座、支架、转轴、内调焦定心仪、反射镜，其中内调焦定心仪的光轴与转轴的轴线重合。首先通过调整底座和反射镜使得内调焦定心仪的光轴与给定的基准轴同轴，然后旋转内调焦定心仪测得待调整光学器件的失调量，最后通过调整待调整光学器件消除该失调量完成光学器件对心工作。本发明不仅可以对透可见光光学器件进行对心工作，而且可以对透红外光学器件和透紫外光学器件进行对心工作，不仅适用于一般的光学设备，也适用于大型光学设备的光学装调。
文档编号G01B11/27GK102879880SQ20121038355
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者徐祺瑞, 马天梦, 付新国 申请人:中国科学院光电技术研究所
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