单管目镜组胶合棱镜的检校装置及其检校方法与流程

1.本发明涉及光学目镜组的检校领域，尤其涉及一种单管目镜组胶合棱镜的检校装置及其检校方法。


背景技术：

2.目镜组是用来观察前方光学系统所成图像的目视光学器件，是望远镜、显微镜等目视光学仪器的组成部分，主要作用是将由物镜放大所得的实像再次放大。为消像差，目镜通常由若干个透镜组合而成，具有较大的视场和视角放大率。
3.胶合透镜是由一件凸透镜与一件带凹边的直角棱镜胶合而成。光学棱镜的胶合主要是为了让光学元器件改善光学系统像质，减少光能损失，增加成像清晰度，进一步优化加工流程达到设计要求。
4.胶合棱镜自身角度的检测有着专业的检测手段，但胶合棱镜的应用往往需要安装到镜框中，对于安装后的胶合棱镜，安装基准面以及安装角度变得尤为的主要，所以胶合棱镜安装后的自身精度及安装误差精度还能否达到使用要求，这就需要一定的检校装置进行检查和辅助调校，以满足胶合棱镜安装后的使用要求。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术中缺少胶合棱镜经过安装(装配)后能否达到使用要求的检校装置，提供一种单管目镜组胶合棱镜的检校装置及其检校方法，其目的在于通过该装置既能检查棱镜本身的加工精度，也能通过该装置进行棱镜装配后的精度调校，并且能使目镜组件装配调校的效率大幅度提升，产品质量得到有效保证。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种单管目镜组胶合棱镜检校装置，包括校正座、旋转板、分划板、定位轴、螺盖、弹簧、分划板座、支杆、平板、视度筒、直角棱镜及待检含胶合棱镜的目镜前组；所述校正座连接固定在平板的大面上，结构为内空，侧面设置切口，所述切口的大小能够确保调整胶合棱镜转动辅具的深入；所述支杆为实体结构，连接固定在平板的另一端；所述旋转板的固定端通过销子与支杆连接，其另一端(带孔的装夹端)是螺钉式锁紧结构；所述分划板座以螺纹连接的方式拧入校正座中；所述分划板用胶粘牢在分划板座中；所述弹簧套入定位轴，再用螺盖将定位轴压入旋转板的固定端；所述视度筒连接旋转板的带孔装夹端；所述标准直角棱镜用于装置的校准；所述校正座的内空部位通过螺钉与待检查含胶合棱镜的目镜前组的目镜框连接。
8.进一步地，所述视度筒采用bj-025视度筒(或称视度管)。
9.进一步地，所述校正座的下端面有三个φ5.5的过孔，用于校正座与平板的连接固定；所述校正座的上端面有四个m5的螺纹孔，用于校正座与待检含胶合棱镜的目镜前组的连接固定；所述校正座的两侧面开了两个椭圆形孔，用于对目镜前组中的胶合棱镜进行调整且符合人体工程学。
10.进一步地，所述旋转板通过销子与支杆连接，另一端是带孔螺钉式锁紧结构；所述孔的内径符合满足bj-025视度筒外径的装入并锁紧。
11.进一步地，所述的分划板用胶平稳粘牢在分划板座中；所述分划板中心位置刻制有同心圆，其为目标分划板，目标分划板的成像和bj-025视度筒分划板十字像形成重合度对比的双分划板检查结构。
12.进一步地，所述分划板座以螺纹连接加点胶辅助的稳固方式装入校正座中；所述分划板座装入校正座中后，目镜前组的透镜表面不与分划板产生干涉；所述分划板座装入校正座中后，高度差要能满足与目镜前组中的胶合棱镜组的内反射光轴中心完全一致，从而保证所述分划板接收来的目标成像在bj-025视度筒的像分划板上。
13.进一步地，所述直角棱镜将入射光线平行像经过其斜边反射面的反射，最终转为垂直像，从而将目标成像在bj-025视度筒分划板上。
14.进一步地，所述待检目镜前组中的胶合棱镜将入射光线平行像经过其斜边内反射面的反射，最终转为垂直像，从而将目标成像在bj-025视度筒分划板上。
15.更进一步地，所述旋转板在支杆的相对位置通过左右两组定位轴、弹簧、螺盖的弹性机构调节、保证。
16.更进一步地，所述bj-025视度筒通过镜筒外径与旋转板内径的配合安装至旋转板的相应孔中，通过螺钉11的拧入和拧出调节夹紧程度。
17.更进一步地，所述bj-025视度筒由接目镜部分、镜管部分、带有对物镜的滑筒部分组成；所述接目镜部分包含了接目透镜、场镜和分划板，在接目镜视度调整圈上刻有
±
5个视度；所述镜管部分的镜管表面刻有12个格值的纵分划尺；所述带有对物镜的滑筒部分其表面的光滑圆柱与镜管内孔滑动配合，通过滑筒表面直线指标在镜管纵向分划尺上所在位置，确定视度值。
18.更进一步地，所述分划板设置同心圆，用于与bj-025视度筒分划板十字像相重合调节并对比。
19.更进一步地，所述的单管目镜组胶合棱镜的检校装置，经过目镜前组中的透镜和胶合棱镜的反射后，入射光线与出射光线垂直，从而方便检测经过胶合棱镜后的光线变化情况。
20.本发明还提供一种胶合棱镜检校装置的检校方法，所述校正座中的分划板与bj-025视度筒分划板形成双分划板检查结构；从bj-025视度筒目镜方观察，把被测目镜前组中的胶合棱镜看作反光镜，当胶合棱镜有偏角时，则反射的像与分划板中心像就不重合，通过调整胶合棱镜调节螺钉来改变胶合棱镜的位置；观察bj-025视度筒分划板十字像和校正座中分划板的同心圆的圆心重合度，就表示了胶合棱镜的偏离程度。
21.具体的检校方法包括：
22.首先将胶合棱镜、透镜按给定的工艺方法装入目镜框内，用压圈压紧光学零件，将含胶合棱镜的目镜前组锁紧在校正座1上。
23.分划板的目标分划像通过含胶合棱镜的目镜前组的内反射面反射回bj-025视度筒15，成像在bj-025视度筒分划板上。从bj-025视度筒的目镜方观察，能观察到两个像(bj-025视度筒分划板为十字像，分划板为同心圆)，若两个像中心重合或者十字像中心不超出同心圆，说明被检含胶合棱镜的目镜前组经装配后出射光与入射光垂直，符合使用要求。若
两个像的十字像中心超出了同心圆，可以通过调整含胶合棱镜的目镜前组上的调节螺钉使胶合棱镜变换保证两个像中心重合或者十字像中心不超出同心圆，即保证装配后的含胶合棱镜的目镜前组的出射光与入射光垂直。
24.本发明中的胶合棱镜的检校装置及其检校方法，与现有技术相比，其有益效果为：
25.1、采用与含胶合棱镜的目镜前组的使用状态一致的装夹方式，能保证使用时的精度；
26.2、装夹方便简单、调校快捷；
27.3、通过使用本发明，既能检查胶合棱镜本身的加工精度也能通过该装置进行胶合棱镜装配后的精度调校；
28.4、通过使用本发明，使工件装配调校的效率大幅提升，产品质量得到有效保证。
附图说明
29.图1是本发明中胶合棱镜检校装置的结构示意图。
30.图2是图1的主视图。
31.图3是图2的剖视图。
32.图4是图2沿a-a处的剖视图。
33.图5是视度筒(管)的结构示意图。
34.图6是胶合棱镜检校装置原理图
35.图7-图10是视度筒的视度d的几何示意图。
36.图中的附图标记分别为：
37.1：校正座；2：旋转板；3：分划板；4：定位轴；5：螺盖；6：弹簧；7：分划板座；8：支杆；9：平板；10：第一螺钉；11：第二螺钉；12：第三螺钉；13：销子；14：视度筒分划板；15：视度筒；16：待检含胶合棱镜的目镜前组；17：直角棱镜。
具体实施方式
38.下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
39.实施例1
40.如图1至图3所示，本发明中的胶合棱镜检校装置包括校正座1、支杆8、旋转板2、分划板3、分划板座7、bj-025视度筒15和待检含胶合棱镜的目镜前组16，所述校正座1、支杆8两部分固定在平板9上。
41.校正座1通过3颗第一螺钉10固定在平板9上；分划板3用胶平稳粘牢在分划板座7中；分划板座7以螺纹连接加点胶辅助的稳固方式装入校正座1中。
42.支杆8通过3颗第一螺钉10固定在平板9上；旋转板2通过销子13固定在支杆8上，并通过左右两组定位轴4、弹簧6、螺盖5组成的弹性机构调节旋转板2的相对位置。
43.bj-025视度筒15通过镜筒外径与旋转板内径的配合安装至旋转板2的相应孔中，通过第二螺钉11的拧入和拧出调节其夹紧程度。
44.待检含胶合棱镜的目镜前组16按胶合棱镜内反射面朝校正座1中的分划板3的方
向通过4颗第一螺钉10连接在校正座1上。
45.所述校正座1为内空结构，用于安装待检含胶合棱镜的目镜前组16，也用于胶合棱镜检校装置校准时放置标准直角棱镜17；校正座1的分划板3上方两侧面开了两个椭圆形孔，用于对目镜前组中的胶合棱镜进行调整且符合人体工程学。
46.所述分划板座7装入校正座1后，安装距离需能保证待检含胶合棱镜的目镜前组16的透镜表面不与分划板3产生干涉；所述分划板座7装入校正座1后，高度差要能满足与待检含胶合棱镜的目镜前组16中的胶合棱镜内反射光轴中心完全一致，从而保证所述分划板3接收来的目标成像在bj-025视度筒分划板14上。
47.所述直角棱镜17将分划板3接收来的平行像经过其斜边反射面的反射，最终转为垂直像，从而将目标成像在bj-025视度筒分划板14上。
48.所述待检含胶合棱镜的目镜前组16将分划板3接收来的平行像经过胶合棱镜斜边内反射面的反射，最终转为垂直像，从而将目标成像在bj-025视度筒分划板14上。
49.在本实施例中，所述第一螺钉10为m5
×
16、第二螺钉11为m4
×
12、第三螺钉12为m4
×
15、销子13为a5
×
40。
50.本发明的胶合棱镜检校装置的工作原理：
51.如图5所示，本发明所述的bj-025视度筒15可以采用市售的视度检查镜(视度镜)，如北方光电的产品。
52.所述的bj-025视度筒15由接目镜部分、镜管部分、带有对物镜的滑筒部分组成；所述接目镜部分包含了接目透镜、场镜和分划板14，在接目镜视度调整圈上刻有
±
5个视度，使用时借以调整视度；所述镜管部分的镜管表面刻有12个格值的纵分划尺，中间刻有“∞”符号，在
±
4格处有“1”字，表示一个视度值，每一格值为0.25视度；所述带有对物镜的滑筒部分其表面的光滑圆柱与镜管内孔滑动配合，通过滑筒表面直线指标在镜管纵向分划尺上所在位置，确定视度值。
53.bj-025视度筒15结构原理：分划板14与目镜能相对物镜做轴向调焦运动，当分划板的分划面处于物镜后焦面上时，视度读数为零。而当靠近物镜时为正，远离物镜时为负。
54.如图7所示，光学仪器的视度d可由射出光束的顶点p到出射光瞳(眼点到象点)的距离l下式确定：
55.或
[0056][0057]
如图8所示，当无穷远物点通过光学仪器物镜成像在物镜象焦点f
′
物
上时，若物镜象焦点f
′
物
与目镜物焦点f
目
重合时，射出目镜的光束为平行光束，此时l＝∞，则视度
[0058]
如图9所示，当无穷远物点通过光学仪器物镜成像在物镜象焦点f
′
物
上时，若物镜象焦点f
′
物
落在目镜物焦点f
目
之外，射出的光束为会聚光束，此时l为+，则视度
[0059]
如图10所示，当无穷远物点通过光学仪器物镜成像在物镜象焦点f
′
物
上时，若物镜
象焦点f
′
物
落在目镜物焦点f
目
之内，射出的光束为发散光束，此时l为－，则视度
[0060]
如图6所示，该装置采用视度检查镜(视度镜)原理，主要由bj-025视度筒15、标准直角棱镜17(待检含胶合棱镜的目镜前组16)、分划板3组成。
[0061]
胶合棱镜检校装置的原理：
[0062]
首先，入射光线经过目标分划板3到达标准直角棱镜17的反射面，标准直角棱镜17将光线反射到bj-025视度筒15上，通过bj-025视度筒15目镜观察，能观察到两个像(bj-025视度筒分划板14为十字像，分划板3为同心圆)。若bj-025视度筒分划板14十字像与分划板3同心圆像的中心重合，说明胶合棱镜检校装置已校准，可以用于待检含胶合棱镜的目镜前组16的检校；若bj-025视度筒分划板14十字像与分划板3同心圆像的中心不重合，则调整第三螺钉12保证垂直方向、调整定位轴4、弹簧6、螺盖5组成的弹性机构保证水平方向，直至两个像的中心重合为止。至此，胶合棱镜检校装置校准完毕，在后续装置的运用过程中不可再调整第三螺钉12和定位轴4、弹簧6、螺盖5组成的弹性机构。
[0063]
其次，取下标准直角棱镜17，安装待检含胶合棱镜的目镜前组16，入射光线经过目标分划板3到达待检含胶合棱镜的目镜前组16的胶合棱镜反射面上，再通过待检胶合棱镜的内反射面的反射，将目标成像在bj-025视度筒分划板14上。
[0064]
本发明的胶合棱镜检校装置主要用于胶合棱镜装配于目镜前组后胶合棱镜本身相对于镜框的装配精度。
[0065]
具体使用方法：先将胶合棱镜、透镜按给定的工艺方法装入目镜框内，胶合棱镜与透镜间用隔圈保证光学尺寸，最终用压圈压紧所有光学零件在目镜框中，将待检含胶合棱镜的目镜前组16按胶合棱镜内反射面朝校正座1中的分划板3的方向通过4颗第一螺钉10连接在校正座1上。
[0066]
入射光线经过目标分划板3到达待检含胶合棱镜的目镜前组16的胶合棱镜反射面上，再通过胶合棱镜的内反射面将目标水平像反射为垂直像，最终成像在bj-025视度筒分划板14上。
[0067]
通过bj-025视度筒15目镜观察，能观察到两个像(bj-025视度筒分划板14为十字像，分划板3为同心圆)。若两个像中心重合或者十字像中心不超出同心圆，说明被检含胶合棱镜的目镜前组16经装配后出射光与入射光垂直，符合使用要求。若两个像的十字像中心超出了同心圆，可以通过调整含胶合棱镜的目镜前组16上的调节螺钉使胶合棱镜装配位置变化保证两个像中心重合或者十字像中心不超出同心圆，即保证装配后的含胶合棱镜的目镜前组16的出射光与入射光垂直，符合使用要求。
[0068]
针对某含胶合棱镜的目镜前组装配的精度要求为：
±
25
′
。因此，设计的胶合棱镜检测装置的像分划板13设计成2个同心圆，检测精度分别对应
±
15
′
、
±
25
′
。
[0069]
例如：精度
±
15
′
对应的分划板直径d1的计算方法：
[0070]
根据d1＝y＝f
′
tg2α，已知待检含胶合棱镜的目镜前组的焦距f
′
＝44.84mm，α＝15
′
/60
′
＝0.25
°
，则d1＝44.84
×
tg(2
×
0.25)≈0.39mm。即所述像分划板13上直径为0.39mm的圆对应的精度为
±
15
′
。
[0071]
同理，若需要更高的精度，重新设计相应的像分划板13即可实现。
[0072]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。