一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒，包括：镜一框压圈、镜一框、镜一框注胶槽、镜一压圈、镜一、镜一密封圈、镜筒、镜二、镜二框、镜二框透气孔、调心顶丝、镜二压圈、镜二调心圈、镜二框压圈、镜二框压圈透气孔、连接螺钉、镜筒密封圈、箱体、单向进气阀、单向排气阀。本发明结构简单可靠；可对光学镜进行精密装调；机构内部具有良好的气体流动性，可使保护气氛均匀填充在机构内部；机构外部无缝隙、空隙，具有良好的气密性。
【专利说明】一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密光学仪器，具体涉及一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒。
【背景技术】
[0002]高精度光学镜头、镜筒是现代精密仪器的重要组成部件。针对光学系统装调，往往要求各光学镜中心距准确、镜面与光轴尽量垂直、偏心量尽可能小。同时，某些高精度镜头、镜筒还需要气氛保护，如:某镜头需要在-50°C?O°C工作，为防止腔内低温结露，需用氮气(或其它纯净气体)置换出镜头、镜筒腔内空气；又如:某镜筒中光学镜采用了特种镀膜，该膜层长期暴露于空气中易损坏，因此需要用特种气体置换出镜筒腔内空气。该特征要求保护气氛能均匀填充于镜头、镜筒腔内；且镜头、镜筒密闭性好，防止保护气氛泄露。
[0003]现有技术的镜管密封结构中，采用外端盖将密封圈压紧在镜筒外圆，保证镜筒密封。该结构外端盖无通光孔，适用于镜筒外圆镀膜等情况，不能在光学系统中使用；不含进气排气结构，因此不能进行气氛保护。
[0004]现有技术还公开了高精度光学元件的装配装置及无应力装配方法，该方法采用柔性机构对光学镜进行支撑和装调，调节精度高，且对光学镜无附加应力。该结构较为复杂，柔性机构可靠性略低；且无气氛保护。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其结构稳定可靠，可通过修研镜框调整光学镜中心距、镜面与光轴垂直度，通过顶丝结构调整镜面中心偏；可填充保护气氛，采用密封圈、粘胶等对腔体进行保压。
[0007]( 二 )技术方案
[0008]为达成所述目的，本发明提供的一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒，包括:镜一框压圈、镜一框、镜一框注胶槽、镜一压圈、镜一、镜一密封圈、镜筒、镜二、镜二框、调心顶丝、镜二压圈、镜二调心圈、镜二框压圈、连接螺钉、镜筒密封圈、箱体、单向进气阀、单向排气阀；其中:镜一装入镜一框中，用镜一压圈对镜一的轴向紧固，通过镜一框注胶槽注入粘胶对镜一的径向紧固，镜一框装有镜一密封圈，通过粘胶的胶层和镜一密封圈对镜一框内外环进行气体密封；由镜一框压圈将镜一框其整体安装在镜筒中；镜二装在镜二框中，并由镜二压圈紧固；在镜二框外围圆周均布的四只调心顶丝与镜二调心圈螺纹配合，并顶紧镜二框；镜二框压圈将镜二框紧固在镜筒中；连接螺钉将镜筒与箱体相连，镜筒密封圈用于对镜筒与箱体之间进行气体密封；单向进气阀、单向排气阀安装在箱体上。
[0009](三)技术效果
[0010]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0011](I)本发明中，通过修研等加工保证光学件间距、与光轴垂直度，依靠调心顶丝对光学件进行调心，能提高光学系统装配精度，且装调机构无柔性件、装调好后能锁死，具有较高的可靠性；
[0012](2)本发明中，镜筒内部的分压圈、镜框设有透气孔，可提高腔内气体流动性，使得保护气氛能均匀填充腔体、无死角；
[0013](3)本发明中，光学件调整机构设置于镜筒内，不破环镜筒外圆完整性，同时，通过密封圈弹性变形、粘胶流动性填充缝隙，可提高气密性，防止整个系统漏气。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的总体示意图；
[0015]符号说明:
[0016]1、镜一框压圈，2、镜一框，2.1、镜一框注胶槽，
[0017]3、镜一压圈，4、镜一，5、镜一密封圈，
[0018]6、镜筒，7、镜二，8、镜二框，
[0019]8.1、镜二框透气孔，9、调心顶丝，10、镜二压圈，
[0020]11、镜二 调心圈，12、镜二框压圈，12.1、镜二框压圈透气孔，
[0021]13、连接螺钉，14、镜筒密封圈，15、箱体，
[0022]16、单向进气阀，17、单向排气阀。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]如图1所示，本发明实例包含镜一框压圈1、镜一框2、镜一框注胶槽2.1、镜一压圈3、镜一 4、镜一密封圈5、镜筒6、镜二 7、镜二框8、调心顶丝9、镜二压圈10、镜二调心圈
11、镜二框压圈12、连接螺钉13、镜筒密封圈14、箱体15、单向进气阀16、单向排气阀17 ;其中:镜一 4装入镜一框2中，用镜一压圈3对镜一 4的轴向紧固，通过镜一框注胶槽2.1注入粘胶对镜一 4的径向紧固；镜一框2装有镜一密封圈5，通过粘胶的胶层和镜一密封圈5对镜一框2内外环进行气体密封；由镜一框压圈I将镜一框2其整体安装在镜筒6中；镜二7装在镜二框8中，并由镜二压圈10紧固；在镜二框8外围圆周均布的四只调心顶丝9与镜二调心圈11螺纹配合，并顶紧镜二框8 ;镜二框压圈12将镜二框8紧固在镜筒6中；连接螺钉13将镜筒6与箱体I 5相连，镜筒密封圈14用于对镜筒6与箱体15之间进行气体密封；单向进气阀16、单向排气阀17安装在箱体15上，分别用于进气、排气。
[0025]其中，镜一密封圈5，密封住镜一框2与镜筒6之间的缝隙。所述调心顶丝9完全置于镜筒6内部，不对镜筒6的外壁造成破环。镜二框8设有镜二框透气孔8.1。镜二框压圈12设有镜二框压圈透气孔12.1。镜筒密封圈14与镜筒6、箱体15采用轴向过盈配合，依靠预紧力产生弹性变形，用于填补镜筒6与箱体15连接处的缝隙。
[0026]本发明的原理:依靠密封圈弹性变形、粘胶流动性，填充缝隙，提高气密性；依靠透气孔，提高腔内气体流动性，防止死角；依靠顶丝对圆台面的顶紧，产生位移，调整光学零件。
[0027]请参见图1，光学装调的步骤包括:[0028]步骤1:先将镜一 4装入镜一框2中，作为整个光学系统基准，并用镜一压圈3对镜一 4紧固，同时通过镜一框注胶槽2.1注入粘胶，注入的粘胶均匀密实；在镜一框2上装入镜一密封圈5,再由镜一框压圈I将镜一框2整体安装在镜筒6中。
[0029]步骤2:以镜一 4为基准，装调镜二 7。先将镜二 7装入镜二框8中，再用镜二压圈10对其紧固。测试镜一 4距镜二框8与镜筒6的安装面的距离、镜二 7距图示镜二框8的左端面的距离，以此修切图示镜二框8的左端面，以保证安装后镜一 4与镜二 7的间隔。同时，以镜一 4的光轴为基准，修研图示镜二框8的左端面，确保安装后镜二 7与光轴垂直。加工完毕后，将装好镜二 7的镜二框8放入镜筒6中，此时，镜一 4与镜二 7的光学间隔、镜二 7的镜面与光轴垂直度依靠前述加工得以保障。
[0030]依次装入镜二调心圈11和调心顶丝9，调心顶丝9与镜二框8的圆台面相切，调节调心顶丝9向图示左方运动时，将推动镜二框8在镜二框8与镜筒6的配合面内径向平移。调整镜二框8外围圆周均布的四只调心顶丝9，使得镜二 7的光轴靠近镜一 4的光轴，并最终使得镜一4和镜二7的中心偏达到公差允许范围以内。至此，镜一4与镜二7的间隔、光轴垂直度、中心偏调整完毕。
[0031]步骤3:加入镜二框压圈12，将已调整好机构压紧锁死。如果镜筒6中含有多面光学镜时，均可采用此方法装调。
[0032]请参见图1，光学镜筒往往还需要和其它组件连接使用。在镜筒6内装入镜筒密封圈14，再通过连接螺钉13将镜筒6与箱体15相连。
[0033]请参见图1，为了对整个内腔置换保护气体，在箱体15上安装有单向进气阀16和单向排气阀17。置换时，开启两只阀门，由保护气体进入腔体，对腔内气体进行稀释。为保证稀释均匀，腔内气体流动需无死角，其工作过程如下:气体首先进入箱体15中，并向镜筒
6扩散。通过镜二框压圈透气孔12.1，气体可扩散至镜二框8与镜筒6的夹腔内，对该部分气体进行稀释。通过镜二框透气孔8.1，气体可扩散至镜一 4与镜二 7的夹腔内，并对该部分气体进行稀释。当腔内保护气氛浓度达到所需比例时，关闭单向进气阀16和单向排气阀17，即完成气体置换过程，解决了传统光学镜筒的腔内气体难以得到全面置换的问题，可使得所需气氛均匀地填充在光学镜筒的内腔。
[0034]请参见图1，该结构气密性工作过程如下:气体泄露需要有缝隙、孔隙等条件。镜筒6与箱体15连接处容易产生缝隙，因此采用镜筒密封圈14。工程中，镜筒密封圈14与镜筒6、箱体15采用轴向过盈配合，依靠预紧力产生弹性变形，填补缝隙。因此，气体不能透过镜筒6与箱体15的连接处向外泄露。镜一 4处于镜筒6的最外端，也容易产生缝隙。一方面，采用镜一密封圈5，密封住镜一框2与镜筒6之间的缝隙；一方面，在安装光学件时，通过镜一框注胶槽2.1，对镜一 4外圆注入了均匀密实的粘胶，胶体在固化前具有较好的流动性，可填充缝隙。因此，气体不能透过镜一 4组件向外泄露。为了保证所有的光学镜片光轴一致，往往需要以镜一 4为光学基准，调整镜二 7以及后续光学镜片，使得镜二 7以及后续光学镜片与镜一 4同轴；工程中，一般采用在镜筒6上钻制螺纹孔，运用顶丝顶动镜二框8以带动镜二 7，实现光轴的调整，但是螺纹孔将导致气体的泄漏。本结构将调心顶丝9设置在镜筒6内，镜筒6的外壁无螺纹孔，因此即可以实现光轴的调整，又不会造成气体泄漏，保证了系统的气密性，并解决了传统光学镜筒的光轴调整机构对气密性的破坏的问题。
[0035]以上所述，仅为本发明中的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。
【权利要求】
1.一种气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其特征在于包括:镜一框压圈(I)、镜一框(2)、镜一框注胶槽(2.1)、镜一压圈(3)、镜一(4)、镜一密封圈(5)、镜筒(6)、镜二(7)、镜二框(8)、调心顶丝(9)、镜二压圈(10)、镜二调心圈(11)、镜二框压圈(12)、连接螺钉(13)、镜筒密封圈(14)、箱体(15)、单向进气阀(16)、单向排气阀(17);其中: 镜一(4)装入镜一框(2)中，用镜一压圈(3)对镜一(4)的轴向紧固，通过镜一框注胶槽(2.1)注入粘胶对镜一(4)的径向紧固，镜一框(2)装有镜一密封圈(5)，通过粘胶的胶层和镜一密封圈(5)对镜一框(2)内外环进行气体密封；由镜一框压圈⑴将镜一框(2)其整体安装在镜筒(6)中；镜二(7)装在镜二框⑶中，并由镜二压圈(10)紧固；在镜二框(8)外围圆周均布的四只调心顶丝(9)与镜二调心圈(11)螺纹配合，并顶紧镜二框(8);镜二框压圈(12)将镜二框⑶紧固在镜筒(6)中；连接螺钉(13)将镜筒(6)与箱体(15)相连，镜筒密封圈(14)用于对镜筒(6)与箱体(15)之间进行气体密封；单向进气阀(16)、单向排气阀(17)安装在箱体(15)上。
2.根据权利要求1所述的气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其特征在于:用镜一密封圈(5),密封住镜一框(2)与镜筒(6)之间的缝隙。
3.根据权利要求1所述的气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其特征在于:所述调心顶丝(9)完全置于镜筒(6)内部，不对镜筒(6)的外壁造成破环。
4.根据权利要求1所述的气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其特征在于:镜二框(8)设有镜二框透气孔(8.1)。
5.根据权利要求1所述的气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其特征在于:镜二框压圈(12)设有镜二框压圈透气孔(12.1)。
6.根据权利要求1所述的气氛保护高气密性高精度光学镜筒，其特征在于:镜筒密封圈(14)与镜筒(6)、箱体(15)采用轴`向过盈配合，依靠预紧力产生弹性变形，用于填补镜筒(6)与箱体(15)连接处的缝隙。
【文档编号】G02B7/02GK103823287SQ201410062023
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】翟嘉, 谭大川, 赵文川, 张灿 申请人:中国科学院光电技术研究所