专利名称：非接触式光学系统空气间隔测量工作方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学系统检测，属精密测量技术领域。
光学仪器生产中，光学系统的装校，特别是物镜的装校直接影响光学仪器成像质量和性能，是非常关键的工艺。物镜的装校过程主要有三个方面的要求(1)校正每个面的偏心误差，(2)保证空气间隔，(3)在安装牢固的前提下，保证镜面不变形。如果空气间隔不能严格控制，会带来球差、色差、以及影响焦距、倍率等，甚至严重影响物镜的成像质量。因此，空气间隔的测量和控制是物镜生产的关键工艺之一。
在实际装校中，空气间隔的测量方法通常有两种一是测量前一透镜的上顶点与后一透镜的上顶点的距离，然后减去透镜厚度。二是测量球面顶点到镜座端面的距离。这两种方法我们均称之为间隔测量。测量仪器大多数是采用百分表、千分表或光栅测微仪等，属于接触式测量。接触式测量的主要缺点是容易划伤透镜表面。为避免划伤，通常在测量头与被测表面之间加一层保护纸，因此测量精度比较低。有些镀有特殊膜层的表面，严禁接触式测量，因此必须采用非接触测量。
本发明目的是提供一种非接触式光学系统空气间隔测量工作方法，采用干涉定位的原理，实现空气间隔的无接触检测。
本发明的目的还在于，设计一种非接触式光学系统空气间隔测量设备，采用干涉定位的原理，用光栅位移传感器作为读数系统。并使之具有测量精度高，误差小，既便于观察，又不损伤膜层的优点。
本发明可以通过以下技术措施实现由Fizeau干涉仪构成主要光学检测系统，使干涉仪标准镜头的焦点聚于被测透镜的顶点上，通过一光电成像转换器将被测透镜镜面顶点波前翻转自准干涉而予以定位；指示光栅与干涉仪的标准镜头联动，通过光栅传感器和数显表组成的读数系统读取标准镜头的移动量而获取光学系统的空气间隔值。
采用非接触式光学系统空气间隔检测工作方法的检测设备，由载放被测镜头的平台1、立柱、可沿立柱上下移动的干涉仪、由光电成像转换器和监视器组成的观测对准系统、由与干涉仪标准镜头联动的光栅传感系统等组成。其光路设置由被测透镜而上依次为标准镜头、准直镜、分光镜、光电成像转换器；由激光器、缩系统、小孔光栏构成检测光源。
本发明相对于现有技术有如下特点由标准镜头的焦点定位，通过调整干涉条纹的弯曲度，其定位精度可达λ/20以上，大大提高了测量精度；光栅位移测量系统与标准镜头联动，从数显表上读取标准镜头的位移量，简化劳动量，消除人为读数误差。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明
图1为本测量仪器的外形图。其中，1是花岗石平台，2是立柱，3是CCD摄像机，4是监视器，5是干涉仪主体，6是光栅传感器，7是数显表，8是被测透镜。
图2为本测量仪器光学系统图。其中，3是CCD摄像机，4是监视器，8是被测透镜，9是He-Ne激光器，10是扩束系统，11是小孔光栏，12是分光棱镜，13是准直镜，14是标准镜。
如图1所示，被测透镜8置于花岗石平台1上，干涉仪主体5由立柱2安装于花岗石平台1上，可沿立柱2上下移动以适应不同的被测镜头。干涉图形由CCD摄像机3成像于监视器4上，光栅传感器6与干涉仪主体5与标准镜头14刚性连接，从数显表7上读取标准镜头14的移动量。
如图2所示，He-Ne激光器9产生的激光经扩束系统10、小孔光栏11、分光棱镜12、准直镜13、标准镜14形成标准参考光束聚焦点处，标准镜14的最后一个面的曲率半径与标准镜14顶焦距相同，一部分光经标准镜14的最后一个面反射形成参考光束，当标准镜头的焦点位于被测透镜8的顶点时，光束被被测透镜8反射形成检测光束，检测光束与参考光束通过标准镜14、准直镜13、分光镜12在CCD摄像机3像面上形成干涉，在监视器4上看到直的干涉条纹。如果有离焦则条纹发生弯曲。在球面干涉仪标准镜头质量高，仪器调整好的情况下，目视对离焦量的判读精度可以达到λ/20。
权利要求
1.一种非接触式光学系统空气间隔测量工作方法，其特征在于，由Fizeau干涉仪构成主要光学检测系统，使干涉仪标准镜头的焦点聚于被测透镜的顶点上，通过一光电成像转换器将被测透镜镜面顶点波前翻转自准干涉而予以定位；指示光栅与干涉仪的标准镜头联动，通过光栅传感器和数显表组成的读数系统读取标准镜头的移动量而获取光学系统的空气间隔值。
2.一种实现权利要求1所述非接触式光学系统空气间隔测量工作方法的光学检测设备，其特征在于，由载放被测镜头的平台1、立柱2、可沿立柱2上下移动的干涉仪、由光电成像转换器和监视器组成的观测对准系统、由与干涉仪标准镜头联动的光栅传感系统等组成，其光路设置由被测透镜8而上依次为标准镜头14、准直镜13、分光镜12、光电成像转换器3；由激光器9、扩束系统10、小孔光栏11构成检测光源。
3.根据权利要求2所述之非接触式光学系统空气间隔测量装置，其特征在于，所述光电成像转换器3为CCD摄像机。
全文摘要
本发明公开了一种非接触式光学系统空气间隔测量工作方法及设备，由Fizeau干涉仪构成主要光学检测系统，使干涉仪标准镜头的焦点聚于被测透镜的顶点上，通过一光电成像转换器将被测透镜镜面顶点波前翻转自准干涉而予以定位；指示光栅与干涉仪的标准镜头联动，通过光栅传感器和数显表组成的读数系统读取标准镜头的移动量而获取光学系统的空气间隔值。本发明具有对被检镜头无损伤、测量精度高、使用方便等优点。
文档编号G02B27/62GK1428627SQ01133730
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月24日 优先权日2001年12月24日
发明者魏全忠 申请人:中国科学院光电技术研究所