[发明专利]共轴透镜精密定轴方法

说明书

技术领域

本发明涉及到光学工程技术领域，具体地说，是一种共轴透镜精密定轴方法。

背景技术

目前，公知的透镜定轴方法是靠将透镜元件装配到机械加工的基准孔、基准面来保证，或者通过近场准直来实现定轴，使得透镜定轴的精度有限。另外，市场上的焦距仪和定心仪也只能实现短曲率半径、小口径的共轴透镜定轴，操作不便，且无法推广使用于不同口径、不同曲率半径的多类型共轴透镜的精密定轴。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种共轴透镜精密定轴方法，该方法利用基于反射成像的原理，利用望远镜出射锥光对透镜前后表面进行迭代自准直，实现共轴透镜定轴，保证了定出的共轴透镜光轴的精确性。

为达到上述目的，本发明表述一种共轴透镜精密定轴方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤1：将待定轴的共轴透镜放置在一平台上，在共轴透镜右侧架设可见光准直光源，调整可见光准直光源的姿态，使共轴透镜前后表面反射回的光点与可见光准直光源的出口重合；

步骤2：在共轴透镜左侧的平台上架设一块标准镜，调整标准镜的姿态，使标准镜表面反射回的光点与可见光准直光源出口的重合；

步骤3：在标准镜左侧的平台上架设一个内调焦望远镜，对内调焦望远镜进行调焦，使标准镜反射回的叉丝像像与内调焦望远镜自准直叉丝重合，接着对内调焦望远镜进行调焦和平移，使其自准直叉丝与可见光准直光源出口中心基本重合，至此完成粗调；

步骤4：去掉标准镜，对内调焦望远镜进行调焦，使共轴透镜前后表面反射回的叉丝像在内调焦望远镜的视场内；

步骤5：调整内调焦望远镜的平移与转角或调整共轴透镜的平移与转角，使共轴透镜前后表面反射回的叉丝像均与内调焦望远镜内的固有自准直叉丝重合，即内调焦望远镜轴线与共轴透镜光轴耦合，从而实现共轴透镜定轴。

本方法基于反射成像的原理，通过基准传递、粗调和精调的方式，利用望远镜出射锥光对透镜前后表面进行迭代自准直，最终实现共轴透镜定轴，将定轴精度最终过渡到内调焦望远镜的测量精度，即透镜定轴精度内调焦望远镜精度一致。该方法还可实现其它诸如平凸透镜、平凹透镜、双凹透镜、弯月形透镜等类型元件的定轴。

本发明的显著效果是：本发明将定轴精度最终过渡到内调焦望远镜的测量精度，即透镜定轴精度内调焦望远镜精度一致，保证了定出的共轴透镜光轴的精确性；可实现不同口径、不同曲率半径的共轴透镜精密定轴，具有很高的通用性和实用性。

附图说明

图1是本发明的基准架设示意图；

图2是本发明的共轴透镜定轴示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

参见附图1-附图2，一种共轴透镜精密定轴方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤1：如图1所示，将待定轴的共轴透镜3放置在一平台上，在共轴透镜3右侧架设可见光准直光源4，调整可见光准直光源4的姿态，使共轴透镜3前后表面反射回的光点与可见光准直光源4的出口重合；

步骤2：在共轴透镜3左侧的平台上架设一块标准镜2，如图1所示，调整标准镜2的姿态，使标准镜2表面反射回的光点与可见光准直光源4的出口重合；

步骤3：在标准镜2左侧的平台上架设一个内调焦望远镜1，如图1所示，对内调焦望远镜1进行调焦，使标准镜2反射回的叉丝像像与内调焦望远镜1自准直叉丝重合，接着对内调焦望远镜1进行调焦和平移，使其自准直叉丝与可见光准直光源4出口中心基本重合，至此完成粗调；

本例中，所述内调焦望远镜采用NWJ-3型内调焦望远镜，其具有近场准直和远场准直功能，配外置CCD替代肉眼观测。其主要性能指标参数：自准直精度与测角精度优于6″，测角范围约3°。

步骤4：去掉标准镜2，如图2所示，对内调焦望远镜1进行调焦，使共轴透镜3前后表面反射回的叉丝像在内调焦望远镜1的视场内；

步骤5：微调内调焦望远镜1的平移与转角或微调共轴透镜3的平移与转角，使共轴透镜3前后表面反射回的叉丝像均与内调焦望远镜1内的固有自准直叉丝重合，即内调焦望远镜1轴线与共轴透镜3光轴耦合，即内调焦望远镜1出射的锥光顶点分别与共轴透镜3前后表面的曲率中心重合，此位置唯一，至此内调焦望远镜1的轴线与透镜共轴3的光轴耦合，从而实现共轴透镜3定轴。

共轴透镜3前后表面法线有无数条，但前后表面指向一致的法线有且仅只有一条，即透镜光轴，因此通过单个内调焦望远镜1便可实现共轴透镜3定轴。本方案基于光学成像原理，采用锥光准直曲面和平行光准直平面的方法，借助内调焦望远镜1，并对内调焦望远镜1进行调焦，使内调焦望远镜1出射锥光对共轴透镜3前后表面进行迭代自准直，最终来完成共轴透镜3定轴。