一种可伸缩式间隔测量装置及方法与流程

本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种可伸缩式间隔测量装置及方法。

背景技术：

在非球面镜加工检测过程中，经常会借助补偿器实现干涉检测。补偿器按类型可分为折射式光学补偿器、反射式光学补偿器和衍射式光学补偿器，都是采用激光干涉仪配备合适F数的球面标准镜头实现非球面面形的干涉检测。

在光学非球面的设计制造中，顶点曲率半径R、二次常数K等几何参数是表述非球面的重要参数，然而这两个几何参数不能直接测量，只有通过测量激光干涉仪标准镜头焦点、补偿元件与被测非球面镜之间的光学间隔，并将其带入到光学设计软件进行复算得到顶点曲率半径R、二次常数K，所以说只有将这些检测光路中的光学间隔控制在其设计的公差范围内，并能精确测量，这样才能够满足非球面的加工制造检测及使用要求。

目前，对于非球面检测光路光学间隔通常采用钢卷尺或固定长度的间隔测量装置(木质或石英管定做)等工具进行测量，所使用的测量装置尺寸唯一，通用性差，通过人为估读，手感来判断是否接触到被测物，准确性低，而且也存在由于测量装置长度固定无法放置到光路中去的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种通用性好，使用灵活、测量精度较高的可伸缩式间隔测量装置。

本发明的技术解决方案是提供一种可伸缩式间隔测量装置，其特别之处在于：包括石英管1、两个镶嵌螺套2、伸缩杆一3、十字分划板4、伸缩杆二5和接触式感应测针6；

两个镶嵌螺套2分别嵌入石英管1的两端；

上述伸缩杆一3为“十”字型，上述伸缩杆一3的一端和一个镶嵌螺套2螺纹联接；上述伸缩杆一3的另一端和十字分划板4固连；

上述伸缩杆二5为“T”型，包括螺杆和头部，螺杆和另一个镶嵌螺套2螺纹联接，头部上设置有细牙内螺纹5-1；

上述接触式感应测针6通过螺纹与伸缩杆二5的头部联接。

上述十字分划板4一面的中心处刻划有一φ0.5mm的中心圆环4-1，另一面设置有中心圆形沉台4-2；中心圆环4-1与中心圆形沉台4-2的同心度为φ0.05mm。

优选的，十字分划板4的中心圆形沉台4-2与伸缩杆一3胶粘固定。上述镶嵌螺套2通过胶粘固定在石英管内壁1的两端。

上述镶嵌螺套2为T型螺套。

上述接触式感应测针6的测头为红宝石测头。

为了能够测量光路中两个实体光学元件之间的间隔，本发明还提供另外一种可伸缩式间隔测量装置，其特别之处在于：包括石英管1、两个镶嵌螺套2、两个伸缩杆二5和两个接触式感应测针6；

两个镶嵌螺套2分别嵌入石英管1的两端；

上述伸缩杆二5为“T”型，包括头部和螺杆，螺杆分别和两个镶嵌螺套2螺纹联接，头部上设置有细牙内螺纹5-1；

两个接触式感应测针6通过螺纹分别与两个伸缩杆二5的头部联接。

上述镶嵌螺套2通过胶粘固定在石英管内壁1的两端。

本发明还提供了一种利用上述的可伸缩式间隔测量装置测量光路中一个焦点与一个实体光学元件之间的间隔的方法，包括以下步骤：

步骤一：将可伸缩式间隔测量装置中石英管1的任意部位固定在五维调整架7上，并将该装置放置在光路中；

步骤二：旋动伸缩杆一3，调整五维调整架7使得十字分划板4的中心圆环4-1与激光干涉仪标准镜头的焦点精密重合；

步骤三：旋动伸缩杆二5，使接触式感应测针6的红宝石测头6-2与光学元件中心接触，接触式感应测针6产生声响，间隔测量结束；

步骤四：取下可伸缩式间隔测量装置，使用测高仪测量其总长，即得间隔实际尺寸。

本发明还提供了应用上述另一种可伸缩式间隔测量装置测量光路中两个实体光学元件之间的间隔的方法，包括以下步骤：

步骤一：旋动伸缩杆二5，使两个接触式感应测针6的红宝石测头6-2与两个光学元件中心接触，接触式感应测针6产生声响，间隔测量结束；

步骤二：取下可伸缩式间隔测量装置，使用测高仪测量其总长，即得间隔实际尺寸。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种通用性好，使用灵活方便的可伸缩式间隔测量装置，具有步骤简单、原理清晰、易操作等优点，为非球面检测、加工制造提供了保障，本发明的测量精度约为0.10mm，检测精度较高，不仅可以应用于Offner补偿检测光路，也可应用于无像差点法检测光路的间隔测量。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是镶嵌螺套的结构示意图。

图3是伸缩杆一的结构示意图。

图4是十字分划板的结构示意图。

图5是伸缩杆二的结构示意图。

图6是接触式感应测针的结构示意图。

图7是本发明实施例二的结构示意图。

图中附图标记为：1-石英管，2-镶嵌螺套，2-2-细牙内螺纹一，3-伸缩杆一，3-1-连接圆柱凸台，3-2-细牙外螺纹一，4-十字分划板，5-伸缩杆二，5-1-细牙内螺纹二，5-2-细牙外螺纹二，6-接触式感应测针，6-1-细牙外螺纹三，6-2-红宝石测头，7-五维调整架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

实施例一

如图1所示，本实施例可伸缩式间隔测量装置由石英管1、镶嵌螺套2、伸缩杆一3、十字分划板4、伸缩杆二5和接触式感应测针6组成。

如图2所示，镶嵌螺套2为“T”型，螺套2上具有细牙内螺纹一2-2；如图3所示，伸缩杆一3为“十”字型，其一端为连接圆柱凸台3-1，另一端外壁设置有细牙外螺纹一3-2；如图5所示，伸缩杆二5为“T”型，包括头部和螺杆，螺杆上设置有细牙外螺纹二5-2，头部中心设置有细牙内螺纹二5-1；如图6所示，接触式感应测针6两端分别设置有细牙外螺纹三6-1和红宝石测头6-2；如图4所示，十字分划板4一面的中心处刻划有一φ0.5mm的中心圆环4-1，另一面设置有中心圆形沉台4-2；中心圆环4-1与中心圆形沉台4-2的同心度为φ0.05mm。

石英管1的两端分别与镶嵌螺套2间隙配合并胶粘固定；伸缩杆一3和伸缩杆二5分别通过细牙外螺纹一3-2和细牙外螺纹二5-2与镶嵌螺套2的细牙内螺纹一2-2联接，十字分划板4的中心圆形沉台4-2与伸缩杆一3的连接圆柱凸台3-1间隙配合并胶粘固定；接触式感应测针6通过细牙外螺纹三6-1与伸缩杆二5的细牙内螺纹二5-1联接；测量装置的两端都可通过伸缩杆一3和伸缩杆二5伸缩。

当需测量光路中一个焦点与一个实体光学元件之间的间隔时，按照以下步骤进行：

步骤一：按照各部件之间的联接关系组装可伸缩式间隔测量装置；

步骤二：将可伸缩式间隔测量装置中石英管1的任意部位固定在五维调整架7上，并放置在光路中；

步骤三：旋动伸缩杆一3，使十字分划板4移动至激光干涉仪标准镜头的焦点附近，即“猫眼”位置，通过粗调五维调整架7使中心圆环4-1与激光干涉仪标准镜头的焦点大致重合，取下标准镜头，此时激光干涉仪出射平行光，微调五维调整架7使得十字分划板4的法线与激光干涉仪出射光束光轴平行，然后再加上标准镜头微调五维调整架7使中心圆环4-1与标准镜头的焦点重合，并实时观察PC机面形测量界面待出现干涉条纹时微调结束，这样不仅保证了十字分划板4与最佳检测光路光轴垂直，中心圆环4-1位于最佳检测光路光轴上，而且使十字分划板4精确放置在“猫眼”位置，即中心圆环4-1与标准镜头的焦点精密重合；

步骤四：旋动伸缩杆二5，使接触式感应测针6的红宝石测头6-2接近光学元件中心，当两者轻微接触时，接触式感应测针6产生声响，间隔测量结束；

步骤五：取下可伸缩式间隔测量装置，使用测高仪测量其总长，即间隔实际尺寸。

实施例二

如图7所示，本实施例二可伸缩式间隔测量装置和实施例一不同的是，它包括两个伸缩杆二5和两个接触式感应测针6，两个伸缩杆二5通过细牙外螺纹二5-2与两个镶嵌螺套2的细牙内螺纹一2-2联接，两个接触式感应测针6通过细牙外螺纹三6-1与伸缩杆二5的细牙内螺纹二5-1联接。

当需测量光路中两个实体光学元件之间的空气间隔时，将伸缩杆二(5)分别安装于石英管(1)两端的镶嵌螺套(2)上，形成本实施例中的可伸缩式间隔测量装置；重复实施例一中的步骤(4)和步骤(5)即可。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。