潜望式光路集成方法与流程

1.本技术涉及光学设备装调测试技术领域，尤其是涉及一种潜望式光路集成方法。


背景技术：

2.随着半导体制造业朝着智能化方向发展，作为智能装备的核心功能部件，光学对准系统的对准精度和可靠性要求不断提高，而光路系统的集成精度直接影响着系统对准性能。
3.目前，一种光路系统的装调方法，是采取光轴调整组件来实现从仪器外部对仪器内部的光路调整，以及利用添加光学调整架，来实现管理股调节目的，但在装调过程中的操作难度较大，时间成本较高，尤其不易于使用在精度要求较高的智能设备中。
4.另一种光路系统的装调方法，是通过潜望镜租来改变光路位置，主要用于在平行光束的情境下使用，只涉及潜望式光路本身的调试，而未覆盖至潜望镜前后的光路调试，且对于具有非平行光路以及轴向间隔控制的情况下，也不适用。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种潜望式光路集成方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的尚且无法对于具有非平行光路以及轴向间隔控制的光路系统进行有效装调的技术问题。
6.本技术提供了一种潜望式光路集成方法，用于对潜望式光路进行装调集成，所述潜望式光路包括第一光学组件、第二光学组件和沿光路传播方向位于所述第一光学组件与所述第二光学组件之间的潜望镜组；
7.所述潜望式光路集成方法包括以下步骤：
8.安装所述第一光学组件，在所述第一光学组件沿光路方向的后方安装定心仪，将所述定心仪与所述第一光学组件的出射光轴进行准直，以确定所述第一光学组件的绕x向基准以及绕y向基准；
9.移动定心仪，以使所述定心仪对准所述潜望镜组的预定安装位置，所述预定安装位置位于所述第一光学组件与所述定心仪之间；
10.在所述预定安装位置处安装所述潜望镜组；
11.调整所述潜望镜组的镜片角度，直至所述定心仪重新完成与所述第一光学组件的出射光轴绕x向基准以及绕y向基准的准直；
12.沿y向移动所述定心仪，直至所述定心仪完成与所述第一光学组件的出射光轴沿y向基准的准直；
13.在所述潜望镜组沿光路方向的后方安装所述第二光学组件，并对所述第二光学组件进行调整，直至所述第二光学组件的出射光轴与所述定心仪沿y向基准同轴；
14.将定心仪替换为镜面定位仪，并将所述第二光学组件与所述镜面定位仪相固定；
15.沿z方向平移所述第一光学组件，直至完成所述第一光学组件与所述第二光学组
件沿所述z向基准上的准直，将所述第一光学组件固定。
16.在上述技术方案中，进一步地，所述第一光学组件包括球面镜组和平面镜组，所述球面镜组和所述平面镜组沿所述光路方向位于所述第一光学组件的尾部；
17.所述将所述定心仪与所述第一光学组件的出射光轴进行准直，以确定所述第一光学组件的绕x向基准以及绕y向基准的步骤具体包括以下步骤：
18.通过所述定心仪检测所述第一光学组件的球面镜组的球心和所述平面镜组所在平面，将经过所述球面镜组的球心并沿所述第一光学组件的出射光轴方向延伸的轴线作为x向基准，将经过所述球面镜组的球心并与所述x向基准垂直的轴线作为y向基准，将所述平面镜组所在平面作为绕y向基准，将经过所述球面镜组的球心并与所述平面镜组所在平面相垂直的平面作为绕x向基准。
19.在上述任一技术方案中，进一步地，所述沿y向移动所述定心仪，直至所述定心仪完成与所述第一光学组件的出射光轴沿y向基准的准直的步骤具体包括以下步骤：
20.在所述定心仪保持绕x向基准以及绕y向基准的准直的状态下，沿y向移动所述定心仪，直至所述定心仪与所述球面镜组的球心像十字重合。
21.在上述任一技术方案中，进一步地，所述移动定心仪，以使所述定心仪对准所述潜望镜组的预定安装位置，所述预定安装位置位于所述第一光学组件与所述定心仪之间的步骤具体包括以下步骤：
22.在所述潜望镜组的预定安装位置安装平面反射镜，所述平面反射镜沿y向能够覆盖所述潜望镜组；
23.沿x向和y向移动所述定心仪，直至所述定心仪移动至所述潜望镜组的出口高度范围内。
24.在上述任一技术方案中，进一步地，所述在所述预定安装位置处安装所述潜望镜组的步骤具体包括以下步骤：
25.移除所述平面反射镜，在所述第一光学组件与所述定心仪沿所述光路方向的间隔处找到所述潜望镜组的预定安装位置；
26.在所述潜望镜组的预定安装位置安装所述潜望镜组。
27.在上述任一技术方案中，进一步地，所述在所述预定安装位置处安装所述潜望镜组的步骤具体包括以下步骤：
28.移除所述平面反射镜，在所述第一光学组件与所述定心仪沿所述光路方向的间隔处找到所述潜望镜组的预定安装位置；
29.在所述潜望镜组的预定安装位置安装所述潜望镜组。
30.在上述任一技术方案中，进一步地，所述对所述第二光学组件进行调整，直至所述第二光学组件的出射光轴与所述定心仪沿y向基准同轴的步骤具体包括以下步骤：
31.对所述第二光学组件进行转动和平移，直至所述第二光学组件的出射光轴与所述定心仪同轴。
32.在上述任一技术方案中，进一步地，所述定心仪为内调焦定心仪。
33.在上述任一技术方案中，进一步地，所述将所述定心仪与所述第一光学组件的出射光轴进行准直，以确定所述第一光学组件的绕x向基准以及绕y向基准的步骤所确定的绕x向基准的精度和绕y向基准的精度均不大于5
″
。
34.在上述任一技术方案中，进一步地，所述调整所述潜望镜组的镜片角度，直至所述定心仪重新完成与所述第一光学组件的出射光轴绕x向基准以及绕y向基准的准直的步骤所确定的绕x向基准的精度以及绕y向基准的精度均不大于2
″
。
35.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
36.本技术提供的潜望式光路集成方法先固定第一光学组件，以第一光学组件为基准，通过定位仪确定绕x向基准以及绕y向基准，再相对于第一光学组件调整潜望镜组，直至潜望镜组的姿态满足绕x向基准以及绕y向基准的要求，再基于确定的第一光学组件和潜望镜组，也就是在满足绕x向基准以及绕y向基准的前提下，对定位仪的姿态进行调整，确保定心仪与第一光学组件沿y向基准对准，再基于调整后的定位仪调整第二光学组件的位置，直至第二光学组件与定位仪同轴，也即第二光学组件同时满足y向基准、绕x向基准以及绕y向基准，最后，调整第一光学组件的沿z向的位置，直至潜望式光路同时满足z向基准、y向基准、绕x向基准以及绕y向基准的精度要求，即可将第一光学组件、潜望镜组以及第二光学组件的位置固定，完成该潜望式光路的装调集成。
37.该潜望式光路集成方法，可以在z向基准、y向基准、绕x向基准以及绕y向基准上均进行高精度调试，能够有效解耦多自由度的调节串扰，实现高精度高效率的光路调试，适用于对潜望式光路进行装调集成，尤其适用于将潜望镜组应用在非平行光路传输路径的情形下。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。
39.图1为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第一装调状态示意图；
40.图2为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第二装调状态示意图；
41.图3为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第三装调状态示意图；
42.图4为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第四装调状态示意图；
43.图5为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第五装调状态示意图；
44.图6为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第六装调状态示意图；
45.图7为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法的第七装调状态示意图；
46.图8为本技术实施例一提供的潜望式光路集成方法所组装得到的潜望式光路的结构示意图。
47.附图标记：
48.10-第一光学组件；1-物面；2-第一镜组；3-反射棱镜；4-球面镜组；5-平面镜组；6-潜望镜组；20-第二光学组件；7-第三镜组；8-定心仪；9-平面反射镜；11-镜面定位仪；12-ccd相机。
具体实施方式
49.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是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发明中的具体含义。
52.实施例一
53.参见图1至图8所示，本技术的实施例提供了一种潜望式光路集成方法，用于对潜望式光路进行装调集成。潜望式光路包括第一光学组件10、第二光学组件20和沿光路传播方向位于第一光学组件10与第二光学组件20之间的潜望镜组6，其中，第一光学组件10、潜望镜组6件以及第二光学组件20中的至少一个部件中存在非平行光路，通过该潜望式光路集成方法能够将该潜望式光路集成至最终出射光路也就是第二光学组件20的出射光路符合z轴基准、y轴基准、绕x向基准以及绕y向基准的要求。
54.可选地，第一光学组件10包括沿y向顺次排布的物面1、第一镜组2、反射棱镜3、球面镜组4以及平面镜组5，其中，物面1至第一镜组2形成的光路沿y向延伸，经过反射棱镜3进行反射，沿x向朝向球面镜组4入射，最终沿x向由平面镜组5向潜望镜组6出射非平行光。
55.第二光学组件20包括第三镜组7和ccd相机12，潜望镜组6向第三镜组7出射非平行光，经过第三镜组7投射至ccd相机12中，使得物面1在ccd相机12内成像。
56.本技术的实施例提供的潜望式光路集成方法包括以下步骤：
57.步骤s100，安装第一光学组件10，在第一光学组件10沿光路方向的后方安装定心仪8，将定心仪8与第一光学组件10的出射光轴进行准直，以确定第一光学组件10的绕x向基准以及绕y向基准；
58.步骤s200，移动定心仪8，以使定心仪8对准潜望镜组6的预定安装位置，预定安装位置位于第一光学组件10与定心仪8之间；
59.步骤s300，在预定安装位置处安装潜望镜组6；
60.步骤s400，调整潜望镜组6的镜片角度，直至定心仪8重新完成与第一光学组件10的出射光轴绕x向基准以及绕y向基准的准直；
61.步骤s500，沿y向移动定心仪8，直至定心仪8完成与第一光学组件10的出射光轴沿y向基准的准直；
62.步骤s600，在潜望镜组6沿光路方向的后方安装第二光学组件20，并对第二光学组件20进行调整，直至第二光学组件20的出射光轴与定心仪8沿y向基准同轴；
63.步骤s700，将定心仪8替换为镜面定位仪11，并将第二光学组件20与镜面定位仪11相固定；
64.步骤s800，沿z方向平移第一光学组件10，直至完成第一光学组件10与第二光学组件20沿z向基准上的准直，将第一光学组件10固定。
65.其中，定心仪8是一种高精度的非接触式透镜中心偏差测量仪器，能够对镜头组的机械同轴度进行检测，基于定心仪8的该功能，在潜望式光路的第一光学组件10、潜望镜组6以及第二光学组件20之间的装调集成过程使用定心仪8实现装调。具体而言，定心仪8可以为具有自准直功能的内调焦定心仪。
66.在步骤s100中，如图1所示，能够对定心仪8的位置进行第一次调整，使得定心仪8能够接收第一光学组件10的出射光路，并且将第一光学组件10暂时固定，以通过定心仪8确定第一光学组件10的绕x向基准以及绕y向基准。
67.在步骤s200中，通过对定心仪8的位置进行第二次调整，能够确保定心仪8能够接收潜望镜组6的出射光路，以便于在步骤s300和步骤s400中对潜望镜组6进行安装和调整。
68.在步骤s400中，如图3和图4所示，由于在步骤s300中潜望镜组6的加入会导致光轴偏差，对潜望镜组6的镜片角度进行调整，能够消除由于潜望镜组6的加热而引起的光轴偏差，确保潜望镜组6安装后，定心仪8仍能够与第一光学组件10的出射光轴保持在绕x向基准以及绕y向基准的自准直的状态。
69.从而确保在组装第二光学组件20之间，潜望镜组6的出射光路符合绕x向基准以及绕y向基准的自准直要求，通过先对第一光学组件10进行自准直，再对第一光学组件10与潜望镜组6组成的整体进行自准直，实现了第一光学组件10与潜望镜组6的自由度解耦。
70.在步骤s500中，如图5所示，通过对定心仪8进行第三次位置调整，使得调整后的定心仪8沿y向与第一光学组件10的出射光轴自准直。
71.在步骤s600中，如图6所示，固定调试完成的潜望镜组6和第一光学组件10，直接以潜望镜组6的出射光轴(也就是定位仪的光轴)为基准仅对第二光学组件20进行调试，确保第二光学组件20组装后仍能够满足y向基准、绕x向基准以及绕y向基准的要求。
72.在步骤s700中，如图7所示，将定心仪8直接替换为镜面定位仪11，使得潜望镜光路的所有部件均就位，将第二光学组件20与镜面定位仪11连接成整体。其中，镜面定位仪11是使用激光干涉远离测量镜片之间的间隔的仪器，用于在步骤s800中保证被测量的镜片之间沿z向基准的间隔数值。z向基准与x向基准垂直，且z向基准与y向基准垂直。
73.在步骤s800中，如图8所示，由于当前的潜望镜光路尚且不满足z向基准的要求，沿z向平移第一光学组件10，直至平面镜组5与第二光学组件20之间沿z向的光轴距离达到设定值，才认为第一光学组件10与第二光学组件20沿z向基准上完成自准直，因而通过移动第一光学组件10，使得潜望镜光路同时满足z向基准、y向基准、绕x向基准以及绕y向基准的要求。
74.其中，之所以仅调整第一光学组件10是因为，可以在保持潜望镜光路、第二光学组件20以及镜像定位仪固定的情况下，对z向光轴距离进行调整，进而确保z向光轴调整不影响前述步骤以调定的自准直状态。此外，镜像定位仪作为该步骤中的测量设备固定使用，有利于提高测量精度。
75.可以理解的是，该潜望式光路集成方法在对该潜望式光路进行集成安装的过程中，主要需要控制z向基准、y向基准、绕x向基准以及绕y向基准的准直精度，而无需对x向基准以及绕z向基准进行控制。
76.本实施例中，步骤s100中确定第一光学组件10与定心仪8在绕x向基准的准直精度和绕y向基准的准直精度均不大于5
″
，例如为2
″
、3
″
、4
″
或5
″
等，为步骤s100之后对于定心仪8以及潜望镜组6的调节提供更加精准的参考基准，从而提高对于定心仪8以及潜望镜组6的调节精度，进而确保该潜望式集成光路集成方法能够实现高精度装调。
77.本实施例中，在步骤s400中确定的第一光学组件10与定心仪8在绕x向基准上的准直精度以及在绕y向基准上的准直精度均不大于2
″
，例如为1
″
或2
″
等，为步骤s400之后对于第二光学组件20以及镜面定位仪11的安装提供了更加精准的参考基准，从而能够提高第一光学组件10、第二光学组件20与镜面定位仪11之间的组装精度，进而确保该潜望式集成光路集成方法能够实现高精度装调。
78.本实施例的可选方案中，第一光学组件10包括球面镜组4和平面镜组5，球面镜组4和平面镜组5沿光路方向位于第一光学组件10的尾部。具体而言，球面镜组4的主轴与平面镜组5的主轴均与第一光学组件10的出射光轴同轴设置。
79.在此基础上，步骤s100中确定的绕x向基准以及绕y向基准分别为：将经过球面镜组4的球心并沿第一光学组件10的出射光轴方向延伸的轴线作为x向基准，将经过球面镜组4的球心并与x向基准垂直的轴线作为y向基准，将平面镜组5所在平面作为绕y向基准，将经过球面镜组4的球心并与平面镜组5所在平面相垂直的平面作为绕x向基准。
80.从而使得定位仪易于确定x轴基准、y轴基准、绕x轴基准以及绕y轴基准，降低调试难度。
81.有鉴于此，本实施例中，在定心仪8保持绕x向基准以及绕y向基准的准直的状态下，沿y向移动定心仪8，直至定心仪8与球面镜组4的球心像十字重合，如此达到步骤s500中的使定心仪8完成与第一光学组件10的出射光轴沿y向基准的准直的目的。
82.本实施例的可选方案中，步骤s200具体包括以下步骤：
83.步骤s210，在潜望镜组6的预定安装位置安装平面反射镜9，平面反射镜9沿y向能够覆盖潜望镜组6；
84.步骤s211，沿x向和y向移动定心仪8，直至定心仪8移动至潜望镜组6的出口高度范围内。
85.具体而言，在步骤s210中，如图2所示，需要将平面反射镜9以其光轴与第一光写组件的出光光轴以及定心仪8的光轴平行的姿态安装在预定安装位置。
86.在步骤s211中，需要先预估潜望镜组6的出口高度范围，然后将平面反射镜9保持不动，再对定心仪8进行移动调整。
87.从而通过设置平面反射镜9并对定心仪8的位置进行移动调整，不仅能够将定位仪调整至合适的y向高度，而且能够缩短内调焦定心仪8与第一光学组件10之间的沿x向的距离。
88.本实施例的可选方案中，步骤s300具体包括以下步骤：
89.步骤s310，移除平面反射镜9，在第一光学组件10与定心仪8沿光路方向的间隔处找到潜望镜组6的预定安装位置；
90.步骤s311，在潜望镜组6的预定安装位置安装潜望镜组6。
91.先将平面反射镜9移除后再对潜望镜组6进行组装，能够避免平面反射镜9继续将潜望镜组6与第一光学组件10切断，便于定位仪对第一光学组件10和潜望镜组6耦合后的出
射光路进行检测。
92.本实施例的可选方案中，步骤s400具体包括以下步骤：调整潜望镜组6的上方镜片，直至定心仪8重新完成与第一光学组件10的出射光轴绕x向基准以及绕y向基准的准直。
93.具体而言，潜望镜组6包括沿y向并排间隔设置的上方反射镜及下方反射镜，由于潜望镜组6的机械加工的垂直度分别与下方反射镜安装表面以及上方反射镜安装表面之间存在角度偏差，且会存在较大的y向偏差，因而仅调整上方反射镜与下方反射镜中的一者能够减小上述偏差对于调节结果的影响，且下方反射镜不利于调试，故将下方反射镜固定，只调整上方反射镜，以便于对潜望镜组6的镜片进行调整操作。
94.本实施例的可选方案中，步骤s600具体为对第二光学组件20进行转动和平移，具体而言，至少绕x轴基准、绕y轴基准均转动第二光学组件20，并沿y轴移动第二光学组件20，直至第二光学组件20的出射光轴与定心仪8同轴。
95.本实施例的可选方案中，在步骤s800之后还包括以下步骤：
96.步骤s910，将镜面定位仪11取下；
97.步骤s911，在镜面定位仪11的位置安装ccd相机12。
98.如图8所示，从而将起到光轴距离测量功能的镜面定位仪11拆卸下来，并且通过该潜望式光路集成方法得到一个还包括ccd相机12的潜望式光路。
99.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。