一种光轴定位装置与方法

摘要

本发明涉及光学设备领域，具体涉及一种光轴定位装置与方法，所述光轴定位装置包括调试模块和偏心测量仪，所述偏心测量仪包括光源、相机、可拆装的聚焦物镜和转台，所述调试模块包括光纤插头模拟治具、设置在光纤插头模拟治具内的光学镜片组以及用于安装光纤插头模拟治具的光学组件，所述光学组件安装在偏心检测仪的转台上，在转台带动下进行倾角调校和/或平移调校，从而获取中心轴；本发明通过设计一种光轴定位装置，使得光学组件在不存在与其光轴同轴的外圆和与其垂直的平台的情况下，依然可获取其中心轴。

权利要求

1.一种光轴定位装置，其特征在于：所述光轴定位装置包括调试模块和偏心测量仪，所述偏心测量仪包括光源、相机、可拆装的聚焦物镜和转台，所述调试模块包括光纤插头模拟治具、设置在光纤插头模拟治具内的光学镜片组以及用于安装光纤插头模拟治具的光学组件，所述光学组件安装在偏心检测仪的转台上，在转台带动下进行倾角调校和/或平移调校，所述光源发射光束并通过聚焦物镜/或直接入射至调试模块上。

2.根据权利要求1所述的光轴定位装置，其特征在于：所述光学镜片组包括设置在光纤插头模拟治具内的平面镜片和平凸镜片。

3.根据权利要求2所述的光轴定位装置，其特征在于：所述平面镜片设置在光纤插头模拟治具的一端，且其平面与光纤插头模拟治具内壁垂直，其偏差小于1'。

4.根据权利要求2所述的光轴定位装置，其特征在于：所述平凸镜片设置在光纤插头模拟治具的另一端，且所述平凸镜片上镀有与探测光源波段相适应的高反膜。

5.根据权利要求2所述的光轴定位装置，其特征在于：所述平凸镜片的光轴相对光纤插头模拟治具内壁平行，并与内壁轴心同轴，其倾角公差小于1'，水平偏差小于0.02mm。

6.根据权利要求1所述的光轴定位装置，其特征在于：所述光学组件包括用于安装光纤插头模拟治具的安装座和光传输件，所述光源发射光束并通过聚焦物镜入射至光纤插头模拟治具后，再通过光纤插头模拟治具的镜片表面反射回相机上并成像。

7.根据权利要求1所述的光轴定位装置，其特征在于：所述聚焦物镜的型号与光纤插头模拟治具入光口径相适应，且与其镜片凸面的顶点至光纤插头模拟治具入光口的距离相适应。

8.一种光轴定位方法，如权利要求1至7任一所述的光轴定位装置用于实现所述光轴定位方法，其特征在于：倾角调校，取下聚焦物镜，调节偏心测量仪转台的倾角，使得偏心测量仪出射光经平面镜表面反射后形成的图像处于相机界面中心；

平移调校，装上聚焦物镜，调整转台水平位置，获取中心轴。

9.根据权利要求8所述的光轴定位方法，其特征在于：所述倾角调校还包括以下步骤，获取十字叉丝，偏心测量仪发射平行光，平行光经平面镜反射后形成十字叉丝；

倾角调整，旋转偏心测量仪转台，相机界面图像呈圆形轨迹运动，调整转台倾角，使得十字叉丝移向圆形轨迹中心。

10.根据权利要求8所述的光轴定位方法，其特征在于：所述平移调校还包括以下步骤，获取十字叉丝，使物镜出射光在平凸镜片的凸面顶点附近聚焦并反射回物镜后的相机上成像；调整转台水平位置，使得相机界面出现十字叉丝；

获取中心轴，转动并调整转台位置，直到转台转动时十字叉丝固定不动且十字叉丝图像呈对称状态。

说明书

一种光轴定位装置与方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学设备领域，具体涉及一种光轴定位装置与方法。

背景技术

[0002] 在光学组件的装配中，由于内部存在多组镜片，每组镜片装配完成后需要将镜组装配到光学组件中；装配完的镜组偏心及镜片中心厚度、空气厚度可以由相应仪器直接测量完成；将镜组装配到光学组件后，需要确定整个系统的光学组件偏心量。

[0003] 测量整个光学组件的偏心，需要先确定光学组件的光轴。在现有的测量仪器中多采用打表的方式确定光学组件的光轴，此时要求光学组件外边缘具有真圆和光滑平台，无法确定外边缘不光滑的光学组件的光轴。

[0004] 因此，设计一种当光学组件不存在与其光轴同轴的外圆和与其垂直的平台时，依然可以确认其光轴位置的定位装置，一直是本领域重点研究的问题。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种适用于外边缘不光滑的光学组件的光轴定位装置，克服了当光学组件不存在与其光轴同轴的外圆和与其垂直的平台时，无法确定其光轴的缺陷。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光轴定位装置，其优选方案在于：所述光轴定位装置包括调试模块和偏心测量仪，所述偏心测量仪包括光源、相机、可拆装的聚焦物镜和转台，所述调试模块包括光纤插头模拟治具、设置在光纤插头模拟治具内的光学镜片组以及用于安装光纤插头模拟治具的光学组件，所述光学组件安装在偏心检测仪的转台上，在转台带动下进行倾角调校和/或平移调校，所述光源发射光束并通过聚焦物镜/或直接入射至调试模块上。

[0007] 其中，较佳方案为所述光学镜片组包括设置在光纤插头模拟治具内的平面镜片和平凸镜片。

[0008] 其中，较佳方案为所述平面镜片设置在光纤插头模拟治具的一端，且其平面与光纤插头模拟治具内壁垂直，其偏差小于1'。

[0009] 其中，较佳方案为所述平凸镜片设置在光纤插头模拟治具的另一端，且所述平凸镜片上镀有与探测光源波段相适应的高反膜。

[0010] 其中，较佳方案为所述平凸镜片的光轴相对光纤插头模拟治具内壁平行，并与内壁轴心同轴，其倾角公差小于1'，水平偏差小于0.02mm。

[0011] 其中，较佳方案为所述光学组件包括用于安装光纤插头模拟治具的安装座和光传输件，所述光源发射光束并通过聚焦物镜入射至光纤插头模拟治具后，再通过光纤插头模拟治具的镜片表面反射回相机上并成像。

[0012] 其中，较佳方案为所述聚焦物镜的型号与光纤插头模拟治具入光口径相适应，且与其镜片凸面的顶点至光纤插头模拟治具入光口的距离相适应。

[0013] 为解决现有技术的问题，本发明还提供一种光轴定位方法，其优选方案在于：

[0014] 倾角调校，取下聚焦物镜，调节偏心测量仪转台的倾角，使得偏心测量仪出射光经平面镜表面反射后形成的图像处于相机界面中心；

[0015] 平移调校，装上聚焦物镜，调整转台水平位置，获取中心轴。

[0016] 其中，较佳方案为所述倾角调校还包括以下步骤，

[0017] 获取十字叉丝，偏心测量仪发射平行光，平行光经平面镜反射后形成十字叉丝；

[0018] 倾角调整，旋转偏心测量仪转台，相机界面上十字叉丝图像呈圆形轨迹运动，调整转台倾角，使得十字叉丝移向圆形轨迹中心。

[0019] 其中，较佳方案为所述平移调校还包括以下步骤，

[0020] 获取十字叉丝，使物镜出射光在平凸镜片的凸面顶点附近聚焦并反射回物镜后的相机上成像；调整转台水平位置，使得相机界面出现十字叉丝；

[0021] 获取中心轴，转动并调整转台位置，直到转台转动时十字叉丝固定不动且十字叉丝图像呈对称状态。

[0022] 本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种光轴定位装置，使得光学组件在不存在与其光轴同轴的外圆和与其垂直的平台的情况下，依然可获取其中心轴。

附图说明

[0023] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0024] 图1是光轴定位装置的结构示意图；

[0025] 图2是光轴定位装置的局部结构示意图；

[0026] 图3是平面镜的结构示意图；

[0027] 图4是平凸镜片的结构示意图；

[0028] 图5是光纤插头模拟治具的安装示意图；

[0029] 图6是偏心测量仪的结构示意图；

[0030] 图7是光学组件的结构示意图；

[0031] 图8是光轴定位方法的步骤图；

[0032] 图9是倾角调校的步骤图；

[0033] 图10是平移调校的步骤图。

具体实施方式

[0034] 现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

[0035] 如图1和图2所示，本发明提供一种光轴定位装置的最佳实施例。

[0036] 参考图1和图2，所述光轴定位装置包括调试模块和偏心测量仪200，所述偏心测量仪200包括光源、相机A、可拆装的聚焦物镜210和转台220，所述调试模块100包括光纤插头模拟治具110、设置在光纤插头模拟治具110内的光学镜片组以及用于安装光纤插头模拟治具110的光学组件120，所述光学组件120安装在偏心检测仪200的转台220上，在转台220带动下进行倾角调校和/或平移调校，所述光源发射光束并通过聚焦物镜210/或直接入射至调试模块上。

[0037] 其中，所述相机A设置在聚焦物镜210的后方，用于接收反射光并成像。

[0038] 具体地，首先，偏心测量仪200发射出平行光，平行光在光纤插头模拟治具110的镜片表面反射回聚焦物镜210后方的相机成像形成十字叉丝图像，其中，所述光学组件120活动设置在转台220上，转动转台220可以带动光学组件120转动，从而进行倾角调校和/或平移调校。

[0039] 其中，所述光源为偏心测量仪出射的平行光。

[0040] 其中，在倾角调校时，取下聚焦物镜210，使得出射的平行光入射在光学镜片上进行反射；在平移调校时，装上聚焦物镜210，可通过选择聚焦物镜210和改变聚焦物镜210的高度，使得出射光在光学镜片附近聚焦。

[0041] 其中，所述光纤插头模拟治具用来模拟光纤插头，对光束进行一个聚焦。

[0042] 如图3、图4和图5所示，本发明提供光学镜片组的最佳实施例。

[0043] 所述光学镜片组包括平面镜片111和平凸镜片112，所述平面镜片111设置在光纤插头模拟治具110的一端，且其平面与光纤插头模拟治具110的内壁垂直偏差小于1'，所述平凸镜片112设置在光纤插头模拟治具110的另一端，且所述平凸镜片112上镀有与探测光源波段相适应的高反膜。

[0044] 其中，所述平凸镜片112可以为反射镜片，且其光轴相对光纤插头模拟治具110内壁平行，倾角公差小于1'，水平偏差小于0.02mm。

[0045] 如图6所示，本发明提供偏心测量仪的最佳实施例。

[0046] 所述偏心测量仪200上包括光源、相机A、可拆装的聚焦物镜210、转台220以及用于安装聚焦透镜210和转台220的底座，其中，所述聚焦物镜210的型号与光纤插头模拟治具入光口径相适应，且与凸面的顶点至光纤插头模拟治具入光口的距离相适应。

[0047] 其中，转台220用于支撑光学组件120并绕聚焦物镜210的出射光旋转。

[0048] 如图7所示，本发明提供一种光学组件的最佳实施例。

[0049] 所述光学组件120包括用于安装光纤插头模拟治具110的安装座121和光传输件122，所述光源发射光束并通过聚焦物镜210入射至光纤插头模拟治具110后，在模拟治具
110的镜片反射回聚焦物镜210，并在聚焦物镜210后面的相机A上成像。

[0050] 其中所述安装座121上设置有用于安装光纤插头模拟治具110的安装槽，所述光纤插头模拟治具110通过安装槽与安装座121固定。

[0051] 如图8至图10所示，本发明提供一种光轴定位方法的最佳实施例。

[0052] 一种光轴定位方法，所述方法包括以下步骤，

[0053] S1:倾角调校，取下聚焦物镜，调节偏心测量仪200的转台220的倾角，使得偏心测量仪200出射光处于相机界面A中心；

[0054] S2：平移调校，装上聚焦物镜，调整转台220水平位置，获取中心轴。

[0055] 进一步，所述倾角调校还包括以下步骤，

[0056] S1.1:获取十字叉丝，偏心测量仪200发射平行光，平行光经平面镜111反射后形成十字叉丝；

[0057] S1.2:倾角调整，旋转偏心测量仪200的转台220，相机界面A图像呈圆形轨迹，调整转台倾角，使得十字叉丝移向圆形轨迹中心。

[0058] 更进一步地，所述平移调校还包括以下步骤，

[0059] S2.1:获取十字叉丝，使聚焦物镜210出射光在平凸镜片112的凸面顶点附近聚焦；调整转台220水平位置，使得相机界面出现十字叉丝；

[0060] S2.2：获取中心轴，转动并调整转台220位置，直到转台220转动时十字叉丝固定不动。

[0061] 具体地，将平面镜片111设置在光纤插头模拟治具110的一端，且其平面与光纤插头模拟治具110的内壁垂直，偏差小于1’，将所述平凸镜片112设置在光纤插头模拟治具110的另一端，且其光轴相对光纤插头模拟治具110内壁平行，倾角公差小于1'，水平偏差小于0.02mm，将光纤插头模拟治具通过安装座121安装在偏心测量仪200的转台上。

[0062] 进一步地，进行倾角调校，首先，将偏心测量仪200的聚焦物镜210取下，使得偏心测量仪200出射光为平行光，平行光经过平面镜111反射后，相机界面A上形成清晰十字叉丝，然后，旋转偏心测量仪200的转台220，界面上的图像呈圆形轨迹，然后，调整转台220倾角，使得十字叉丝向圆形轨迹中心移动，直到当转动转台200时，所述十字叉丝位置保持固定不动状态。

[0063] 更进一步地，进行平移调校，首先，将偏心测量仪200的聚焦物镜210装上，通过选择聚焦物镜210和改变光源高度，使得聚焦物镜210出射光在平凸镜片112的凸面顶点附近聚焦，调整转台220水平位置，使偏心测量仪200界面上呈现清晰的十字叉丝，然后，转动转台220水平位置，使得十字叉丝向圆形轨迹中心移动，直到当转动转台220时，所述十字叉丝位置保持固定不动状态。

[0064] 其中，平面镜111应确保平面与光纤插头模拟治具110内壁垂直，偏差小于1’，平凸镜片112需镀针对探测光源波段的高反膜，可用反射镜片代替，应保证凸面光轴相对光纤插头模拟治具110内壁平行，倾角公差小于1'，水平偏差小于0.02mm。

[0065] 其中，光纤插头模拟治具110外形尺寸必须满足QBH接口协议标准，偏心测量仪200的聚焦物镜210选择应与光纤插头模拟治具110入光口径和入光口到镜片凸面的顶点距离配合，确保足够的光通量，使相机界面的十字叉丝足够明亮和清晰。

[0066] 以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。