[发明专利]一种可快速装调的全金属望远物镜及其装调方法

权利要求书

1.一种可快速装调的全金属望远物镜，包括有效光学面主镜(1)、次镜(2)、三镜(3)、四镜(4)、第一支架零件(11)与第二支架零件(12)，其特征在于：所述主镜(1)内边缘与所述三镜(3)外边缘轴向位置靠近且无径向重叠，光机设计将所述主镜(1)与所述三镜(3)组合为第一光学元件(5)，所述四镜(4)为第二光学元件(6)，所述次镜(2)为第三光学元件(7)，所述第一光学元件(5)在所述三镜(3)中心孔镶嵌一可拆卸的第一球面(8)，所述第二光学元件(6)背部设计有环形孔径的第二球面(9)，所述第三光学元件(7)背部设计有第三球面(10)，所述第一球面(8)、第二球面(9)与第三球面(10)的共同球心(13)位于光轴上所述第三光学元件(7)后，所述第一支架零件(11)用于安装所述第一光学元件(5)，所述第二支架零件(12)用于连接所述第一光学元件(5)、第二光学元件(6)与第三光学元件(7)。

2.根据权利要求1所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述第一光学元件(5)、第二光学元件(6)与第三光学元件(7)同时包含至少一个有效光学面和一个装调辅助球面，以装调辅助球面作为有效光学面的装调基准，通过装调辅助球面镜球心位置的测量和调整，替代有效光学面的测量和调整。

3.根据权利要求2所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述第一光学元件(5)、第二光学元件(6)与第三光学元件(7)包含的多个所述装调辅助球面，球心位于同一点，且所述装调辅助球面为反射面，面形为球面或带中心孔的球面。

4.根据权利要求2所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述第一光学元件(5)、第二光学元件(6)与第三光学元件(7)包含的多个所述有效光学面为反射面，且面形为球面、二次曲面或高次非球面。

5.根据权利要求2所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述第一光学元件(5)、第二光学元件(6)与第三光学元件(7)采用金刚石单点车工艺加工，有效光学面和装调辅助球面镜的加工同轴度和间隔尺寸误差可直接满足光学系统公差要求。

6.根据权利要求1所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述第一球面(8)、第二球面(9)与第三球面(10)的曲率半径值R1、R2、R3的大小关系为R1＞R2＞R3。

7.根据权利要求1所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述可快速装调的全金属望远物镜采用同轴反射光学系统。

8.根据权利要求1所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述可快速装调的全金属望远物镜的所用材料包括但不限于铝合金、镁合金、化学镍、硅、陶瓷玻璃。

9.根据权利要求1所述的可快速装调的全金属望远物镜，其特征在于：所述可快速装调的全金属望远物镜为凹-凸-凹-凸结构，且所述主镜(1)、次镜(2)、三镜(3)、四镜(4)光学面均为非球面，光学系统有效口径200mm，焦距为1400mm，F数为7，全视场角1.3°，光机结构全重1.65kg，结构长度240mm，直径206mm。

10.一种可快速装调的全金属望远物镜装调方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，将第一支架零件(11)安装至工装装置，第一光学元件(5)与第一支架零件(11)通过螺钉连接安装为一体；

步骤二，将点源显微设备(13)置于光轴，调整设备位置对准第一光学元件(5)的中心第一球面(8)的球心，球心自准直像对焦并调整至设备像面中心，第一球面(8)自准直像位置，锁定设备位置，记录第一球面(8)球心图像和位置数据作为装调基准；

步骤三，将第二支架零件(12)安装至第一光学元件(5)；

步骤四，将第二光学元件(6)安装至第二支架零件(12)，通过点源显微成像设备，获取第二光学元件(6)背部的第二球面(9)球心自准直像，记录第二球面(9)球心的图像和以像元数为单位的位置数据x2、y2，半径尺寸数据r2，计算以mm为单位的第二光学元件(6)的径向偏移量X2，Y2，轴向偏移量Z2；

步骤五，将第三光学元件(7)安装至第二支架零件(12)，通过点源显微成像设备，获取第三光学元件(7)背部的第三球面(10)球心自准直像，记录第二球面(9)球心的图像和位置数据x3、y3，半径尺寸数据r3，计算第三光学元件(9)的径向偏移量X3，Y3，轴向偏移量Z3；

步骤六，拆卸第二光学元件(6)、第三光学元件(7)和支架零件(12)，根据轴向偏移量Z2、Z3，使用金刚石单点车工艺车修第二支架零件(12)安装端面；

步骤七，重新安装第二支架零件(12)和第二光学元件(6)，通过点源显微成像设备确认轴向偏移量Z1减小至满足装配公差要求；

步骤八，调整第二光学元件(6)径向偏移量X2、Y2，使满足装配公差要求，固定第二光学元件(6)；

步骤九，第三光学元件(7)通过点源显微成像设备测量并确认轴向偏移量Z2减小至满足装配公差要求；

步骤十，第三光学元件(7)径向偏移量X3、Y3，使满足装配公差要求，固定第三光学元件(7)；

步骤十一，拆除工装、第一光学元件(5)中心镶嵌件，完成装调。