专利名称：一种新型光学系统穿轴对心方法
技术领域：
本发明涉及一种新型光学系统穿轴对心装置，可用于一般光学系统以及大口径光学系统的穿轴对心工作，本发明属于光学、机械综合技术领域。
背景技术：
在以往的大型光电设备装配调整时，对于主次镜穿轴对心工作，一般用采用小光管发出的光经主次镜反射，进入测微目镜后，然后旋转主次镜其中的一个所产生的划圆量来进行穿轴对心，该技术如图1所示工具小光管1，次镜2，测微目镜3，主镜4，如图1，其特点是工具小光管1发出的光经过主镜4、次镜2，到达测微目镜3中，然后旋转工具小光管1与测微目镜3，观察测微目镜3中的像的划圆量的大小，通过调整测微目镜3中的像的划圆量的大小来对主次镜进行穿轴对心工作，当测微目镜3中像的划圆量基本为零时，说明主镜4与次镜2基本完成穿轴对心工作。在这里需要说明的是此时主次镜的穿轴对心是以主镜的旋转轴为基准，然后对次镜进行调整，即此时主镜已经通过其它装调方法调整完毕。
以往的主次镜装调对心技术对装调对心工作检验的标准是通过人眼进行粗略的观察，穿轴对心的精度往往取决于操作人的经验积累，而且上面方法只能对次镜是单片反射镜的情况下适用，如果次镜是由几个光学件构成，此种方法就不适用；随着光学技术的不断发展，对光学仪器提出越来越高的技术要求，其中对大口径光学仪器来说，主次镜穿轴对心的精度要求越来越高，但现有技术不能满足相关的穿轴对心调整要求。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术中的不足，通过对现有技术的改进，提供一种新型大口径光学系统的穿轴对心方法，它不但可以满足目前大口径光学仪器所提出的穿轴对心要求，而且可以解决未来大口径光学仪器更高的穿轴对心要求。
本发明的技术解决方案是一种新型光学系统穿轴对心方法，其特点在于本发明在工作之前，主镜的装调必须完成，也即整个装调过程是以装调完毕的主镜为基准，它包括下列步骤(1)首先运用内调焦定心仪，使得五棱镜的入射面a与内调焦定心仪的光轴垂直；(2)其次，同时调整内调焦定心仪与五棱镜，使得由五棱镜入射面a返回的像与主镜表面返回的像在一根轴上，也即在主镜确定的基准轴上；(3)将五棱镜旋转180°，把次镜反射回的像与五棱镜入射面a返回的像穿起来，这样主次镜的对心工作完成。
此外，如果次镜是由几个光学件构成，运用同样道理，也可把次镜镜组中的各个像找到并穿起；最后五棱镜加上辅助的22.5°棱镜构成直通式光学件，这样可以把垂直轴系的光学件的球心穿起来，完成对垂直轴系镜组的穿轴，由于在五棱镜的位置必然存在一个反射镜，所以在最后把五棱镜去除后，同样可以通过内调焦定心仪对反射镜进行调整，此时，带有垂直轴系镜组的光学系统穿轴对心完毕。
本发明的原理是五棱镜产生90°的偏转时，其误差最多只有几弧秒，但其最重要的特性是五棱镜沿图2中的平面轴旋转时能精确保持同样的偏转精度，而且在直角平面内，五棱镜旋转具有平面反射镜的特点；如果在五棱镜上装有22.5°锲形棱镜可构成直通式，图2的半反半透面c上镀铝有50％的反射率。
所述的五棱镜具有的45°平面反射镜与加入锲形棱镜构成直通式光学件的特点，内调焦定心仪通过对反射镜以及轴系镜组的光学像的观察，可以完成对主次镜以及轴系镜组的穿轴对心工作。
本发明在工作之前，主镜的装调必须完成，也即整个装调过程是以装调完毕的主镜为基准，首先运用内调焦定心仪，使得五棱镜的入射面a与内调焦定心仪的光轴垂直；其次，同时调整内调焦定心仪与五棱镜，使得由五棱镜入射面a返回的像与主镜表面返回的像在一根轴上，也即在主镜确定的基准轴上；然后五棱镜旋转180°，把次镜反射回的像与五棱镜入射面a返回的像穿起来，这样主次镜的对心工作完成，如果次镜是由几个光学件构成，运用同样道理，也可把次镜镜组中的各个像找到并穿起；最后五棱镜加上辅助的22.5°棱镜构成直通式光学件，这样可以把垂直轴系的光学件的球心穿起来，完成对垂直轴系镜组的穿轴，由于在五棱镜的位置必然存在一个反射镜，所以在最后把五棱镜去除后，同样可以通过内调焦定心仪对反射镜进行调整，此时，带有垂直轴系镜组的光学系统穿轴对心完毕。
本发明与现有技术相比具有的的积极效果是对大口径光学系统的穿轴对心工作，现有的装调技术已几乎不能满足越来越高的穿轴对心要求，而使用此方法后，可以有效的解决主次镜之间的穿轴要求，而且对于垂直轴系镜组以及反射镜的装调都有很大的帮助。本发明不但适用于大型光学设备，也适用于一般光学设备的光学装校与调整。
图1为已有技术的示意图；图2为五棱镜与22.5°辅助棱镜的结构示意图；图3为本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施例方式
如图2、3所示，本发明由为内调焦定心仪1，次镜2，五棱镜3，垂直轴系镜组4，主镜5组成，内调焦定心仪1采用中国科学院光电技术研究所生产的内调焦定心仪；五棱镜3不但要求有较高的偏转精度，而且需要一个22.5°的辅助棱镜。
本发明实施例的工作过程本实施例的基准轴是装调完毕的主镜5的光轴，为了完成光学器件的对心调整，首先运用内调焦定心仪1，通过对五棱镜3的入射面a返回的像的调整，使得五棱镜3的入射面a与内调焦定心仪1的光轴垂直；由于装调完毕的主镜5光轴是基准轴，所以通过五棱镜3入射面a返回的像与主镜表面返回的像，同时调整五棱镜3与内调焦定心仪1，可以使内调焦定心仪1的光轴与基准轴垂直；五棱镜3旋转180°，通过次镜2表面返回的像与五棱镜3的入射面a返回的像，调整次镜2，把次镜2的光轴与基准轴穿起来；然后五棱镜3加上22.5°的辅助棱镜，这样五棱镜3就构成了直通式，同样道理，把垂直轴系镜组4上的球心像也穿起来；最后把五棱镜3去除，换上反射镜，通过内调焦定心仪1可以调整反射镜，这样此光学系统的穿轴对心工作完毕。
此外，如果次镜2是由几个光学件构成，与只有一个反射面的次镜相比，只是需要通过内调焦定心仪1找到多个球心像并穿起来，首先通过内调焦定心仪调整各个光学件的球心像，然后调整各个光学件的位置尽可能的把球心像穿在一根轴上，这样可把次镜镜组中的各个像找到并穿起。
在五棱镜加上辅助的22.5°棱镜构成直通式光学件，使得光束能通过半反半透面c与出射面d，这样通过内调焦定心仪1可以找到垂直轴系4各个光学件的球心像，尽可能的把这些球心像穿在一根轴上，这样可以把垂直轴系4的光学件的球心穿起来，完成对垂直轴系镜组4的穿轴，由于在五棱镜3的位置必然存在一个反射镜，所以在最后把五棱镜3去除后，同样可以通过内调焦定心仪1对反射镜进行调整，此时，带有垂直轴系镜组4的光学系统穿轴对心完毕。
权利要求
1.一种新型光学系统穿轴对心方法，其特征在于包括下列步骤(1)首先运用内调焦定心仪，使得五棱镜的入射面a与内调焦定心仪的光轴垂直；(2)其次，同时调整内调焦定心仪与五棱镜，使得由五棱镜入射面a返回的像与主镜表面返回的像在一根轴上，也即在主镜确定的基准轴上；(3)将五棱镜旋转180°，把次镜反射回的像与五棱镜入射面a返回的像穿起来，这样主次镜的对心工作完成。
2.根据权利要求1所述的新型光学系统穿轴对心方法，其特征在于当所述的次镜是由几个光学件构成，通过内调焦定心仪调整各个光学件的球心像，尽可能的把球心像穿在一根轴上，这样即把次镜镜组中各个像找到并穿起。
3.根据权利要求1所述的新型光学系统穿轴对心方法，其特征在于在所述的五棱镜加上辅助的22.5°棱镜构成直通式光学件，通过半反半透面c的透射光束，可以在内调焦定心仪上把垂直轴系的光学件的球心像穿起来，完成对垂直轴系镜组的穿轴。
全文摘要
一种新型光学系统穿轴对心方法，在工作之前，主镜的装调必须完成，也即整个装调过程是以装调完毕的主镜为基准，它包括下列步骤(1)首先运用内调焦定心仪，通过调整入射面a的像，使得五棱镜的入射面a与内调焦定心仪的光轴垂直；(2)其次，同时调整内调焦定心仪与五棱镜，使得由五棱镜入射面a返回的像与主镜表面返回的像在一根轴上，也即在主镜确定的基准轴上；(3)将五棱镜旋转180°，把次镜反射回的像与五棱镜入射面a返回的像穿起来，这样主次镜的对心工作完成。它不但可以满足目前大口径光学仪器所提出的穿轴对心要求，而且可以解决未来大口径光学仪器更高的穿轴对心要求。
文档编号G02B7/00GK1629673SQ20031012137
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月16日 优先权日2003年12月16日
发明者程刚, 蒋世磊, 雷江 申请人:中国科学院光电技术研究所