一种镜片检测治具的制作方法

1.本实用新型属于光学镜头技术领域，尤其涉及一种镜片检测治具。


背景技术：

2.随着高像素、高像质、高通光量光学系统的需求发展，系统内部镜片表面形状的要求也越来越高，尤其是含有非对称结构自由曲面镜片的光学系统中，面形对系统性能的影响至关重要。常规接触式检测面形手段受限于低效率及低分辨率，其精确性和检测效率必须进行取舍，难以在生产中进行稳定快速的面形监测。相较于接触式检测手段，零位干涉法测面型的方式因其高效和高精度而备受好评。然而，该方法对镜片相对于干涉仪的准直位置要求极高，传统治具无法保证检测样品与干涉仪的相对位置，使检测结果受样品倾斜的影响，无法准确表征样品面型真实水平。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型旨在提供一种可保证与干涉仪对正镜片检测治具，可以迅速通过光学干涉条纹判断台阶面与干涉仪发出的球面波的相对倾斜。
4.本实用新型提出一种镜片检测治具，包括：基座，其表面与底面之间贯通设置一开孔；所述开孔具有一处以上台阶面；一个以上镜片夹持机构，其设置于所述开孔周围，所述镜片夹持机构用于将镜片夹持在所述开孔之中；一个以上对准光学机构，设置在所述基座之中。
5.根据本技术的一个实施方式，所述镜片夹持机构包括：固定螺母，其安装在所述基座的表面，位于所述开孔周围；及弹簧片，其一端通过所述固定螺母固定在所述基座的表面，其另一端延伸至所述开孔处用于夹持镜片。
6.根据本技术的一个实施方式，所述一处以上台阶面的直径自所述基座的表面向底面逐阶收缩。
7.根据本技术的一个实施方式，所述对准光学机构包括：通孔，其贯通设置于所述基座的表面与底面之间；及反射元件，其固定在所述通孔内。
8.根据本技术的一个实施方式，所述通孔中设有一固定部，所述固定部用于与所述反射元件的外缘配合。
9.根据本技术的一个实施方式，所述固定部为一个朝所述通孔轴心凸出的台阶部，或朝所述通孔轴心收缩的倾斜部。
10.根据本技术的一个实施方式，所述倾斜部的纵截面呈朝所述通孔轴心均匀倾斜的斜面或均匀过渡的曲面。
11.根据本技术的一个实施方式，所述反射元件为曲面反射元件，采用一反射镜或光滑球体制成。
12.根据本技术的一个实施方式，所述一个以上对准光学机构中各个反射元件朝向所
述基座表面的上表面处于同一高度。
13.根据本技术的一个实施方式，所述各个反射元件上表面同一高度所处的平面与所述台阶面平行。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型可以适应不同形状、大小的镜片样品(双凸、平凸、双凹、平凹、不规则曲面或圆形平板)，夹持机构易于更换以适应不同镜片尺寸。
16.本实用新型可以迅速通过光学干涉条纹判断台阶面与干涉仪发出的球面波的相对倾斜。
17.本实用新型通过设计对准光学机构的通孔结构设计使其易于加工，并控制3个反射面形成的面与台阶面平行。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1示出了一实施例中镜片检测治具。
20.图2示出了一平凸结构的待检镜片被夹持的示意图。
21.图3示出了一双凸结构待检镜片被夹持的示意图。
22.图4示出了一实施例中镜片夹持机构的示意图。
23.图5示出了一实施例中对准光学机构的剖视图。
24.图6示出了固定部为朝所述通孔轴心凸出的台阶部的截面示意图。
25.图7示出了固定部为朝所述通孔轴心收缩的倾斜部的截面示意图。
26.图8示出了镜片检测治具在使用时的示意图。
27.图9a示出了检测治具准直时干涉仪检测校准机构位置的干涉条纹；图9b和图9c示出了检测治具倾斜时一个或多个干涉仪检测校准机构位置的干涉条纹。
28.附图标号说明：
29.1-基座；
30.2-开孔；
31.3-台阶面；
32.4-镜片夹持机构；
33.5-对准光学机构；
34.6-通孔；
35.7-反射元件；
36.8-弹簧片；
37.9-固定螺母；
38.10-干涉仪；
39.20-波前补偿元件；
40.30-镜片检测治具。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“相连”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.图1示出了一实施例中镜片检测治具，该镜片检测治具具有一个基座1，该基座1的表面与底面之间贯通设置一开孔2。该开孔2具有一处以上台阶面3。该基座1上还设有一个以上镜片夹持机构4，镜片夹持机构4设置在开孔2的周围，用于将镜片夹持在所述开孔2之中。基座1中还设有一个以上对准光学机构5。
45.示例性的，开孔2中台阶面3的数量为一个或多个。开孔2的形状为圆柱形孔，其内部设有的台阶面3的直径自所述基座1的表面向底面逐阶收缩。
46.具体的，若台阶面3的数量为一个，则台阶面3的直径小于开孔2位于基座1表面的最大直径。若台阶面3的数量为多个，则台阶面3的直径自所述基座1的表面向底面逐阶收缩。不同数量和直径的台阶面3可以使得开孔2适应不同形状(双凸、平凸、双凹、平凹、不规则曲面或圆形平板)、大小的镜片样品。图2示出了一平凸结构的待检镜片被夹持的示意图，图中该待检镜片的平面承靠与开孔2及一阶台阶面3上，凸面由镜片夹持机构4固定。图3示出了一双凸结构待检镜片被夹持的示意图，图中待检镜片的下表面凸起被嵌于开孔2中，上表面凸起由镜片夹持机构4固定。
47.图4示出了一实施例中镜片夹持机构4的示意图。本实施例中镜片夹持机构包括固定螺母9和弹簧片8。固定螺母9安装在所述基座1的表面，位于所述开孔2周围，弹簧片8一端通过所述固定螺母9固定在所述基座1的表面，其另一端延伸至所述开孔2处用于夹持镜片。在夹持待检镜片时，弹簧片8向上方受压从而产生向下的弹性恢复力。
48.示例性的，弹簧片8本体可具有或不具有一处或多处弯折。本实施例提供的弹簧片8具有三段弯折，且从固定螺母9处向开孔2延伸过程中宽度不断变短，直至与待检镜片夹持时形成点接触而非面接触，以降低对试验的影响。
49.图5示出了一实施例中对准光学机构5的剖视图。该对准光学机构5包括通孔5和反射元件7。通孔6贯通设置于所述基座1的表面与底面之间。反射元件7固定在所述通孔6内，反射元件7为曲面反射元件，采用一反射镜或光滑球体制成。
50.示例性的，对准光学机构5的数量为一个或多个。如图1所示，本实施例中对准光学
机构5的数量为三个，且三个对准光学机构5环绕开孔2设置。三个对准光学机构5对干涉仪发出的球面波进行反射，判断反射与出射参考光线可以确定台阶面相对于干涉仪的相对位置，从而保证样品基准面与球面波平行。
51.优选的，反射元件7可通过粘结剂与通孔6内的固定部相固定，该固定部的作用对反射元件7位置的限位与固定。具体的，该固定部为一个朝所述通孔6轴心凸出的台阶部，或朝所述通孔6轴心收缩的倾斜部。
52.图6示出了固定部为朝所述通孔6轴心凸出的台阶部的截面示意图，图中的凸出的台阶部起到对于反射元件7的限位并通过粘结剂固定。若反射元件7为曲面反射镜，则其平面与台阶部配合由粘结剂固定。各个对准光绪而机构5中台阶部相距于基座1表面的深度a一致，从而使得反射元件7的上表面高度一致，且与基座1表面、开孔2平面和/或台阶面3的平面相互平行。最重要的是，反射元件7的上表面与台阶面3的平面平行。
53.图7示出了固定部为朝所述通孔6轴心收缩的倾斜部的截面示意图。图中朝向通孔6中心倾斜的漏斗状倾斜部与反射元件7相互卡紧后起到限位作用，然后由粘结剂固定。若反射元件7为曲面反射镜，则也能同样使其与漏斗状倾斜部卡紧后固定。优选的，所述倾斜部的纵截面呈朝所述通孔6轴心均匀倾斜的斜面，或呈均匀过渡的曲面。各个对准光绪而机构5中漏斗状倾斜部相距于基座1表面的深度b一致，从而使得反射元件7的上表面高度一致，且与基座1表面、开孔2平面和/或台阶面3的平面相互平行。最重要的是，反射元件7的上表面与台阶面3的平面平行。
54.使用上述镜片检测治具时，如图8所示，干涉仪10发出的波前经波前补偿机构20矫正，汇聚于镜片检测治具30的对准光学机构5的上表面，因反射元件7的上表面设计位于同一水平面，理想的镜片检测治具30与干涉仪10对准状态时，经反射元件70反射的波前与干涉仪10发出波前形成干涉，形成稀疏平行条纹参见图9a；光学检测治具30倾斜使用时，经反射元件7反射波前与干涉仪10发出波前形成干涉，形成较密/弯曲条纹参见图9b、9c；针对不同状态条纹调整，可保证镜片检测治具与干涉仪对正。
55.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、改进、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。