国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法
【專利摘要】凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法，涉及非球面檢測(cè)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有方法存在的精度低、重復(fù)性差、不準(zhǔn)確的問(wèn)題。該方法為調(diào)整干涉儀、Hindle球反射鏡和凸雙曲面對(duì)凸雙曲面干涉檢測(cè)，使面形誤差均方根值最小；將激光跟蹤儀靶標(biāo)球放在凸雙曲面外焦點(diǎn)，對(duì)其表面干涉檢測(cè)，并將傾斜和離焦調(diào)至最小，測(cè)量其空間坐標(biāo)；采用激光跟蹤儀測(cè)量凸雙曲面表面特征；移開凸雙曲面，對(duì)Hindle球反射鏡干涉檢測(cè)，并將傾斜和離焦調(diào)至最小；將激光跟蹤儀靶標(biāo)球放在凸雙曲面內(nèi)焦點(diǎn)，對(duì)其表面干涉檢測(cè)，并將傾斜和離焦調(diào)至最小，測(cè)量其空間坐標(biāo)；構(gòu)建檢測(cè)光軸直線和間隔計(jì)算出幾何量。本發(fā)明測(cè)量精度約為0.05mm，精度高，重復(fù)性好。
【專利說(shuō)明】凸雙曲面H i nd I e檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非球面檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在光學(xué)非球面的制造中，頂點(diǎn)曲率半徑R、二次常數(shù)K等幾何參數(shù)是表述非球面的重要參數(shù)，只有幾何參數(shù)控制在其設(shè)計(jì)的公差范圍內(nèi)，才能夠滿足非球面的制造要求并應(yīng)用到高質(zhì)量的成像系統(tǒng)中。不同的非球面面形測(cè)量結(jié)構(gòu)，需要采用不同的測(cè)量方法來(lái)完成。
[0003]在凸雙曲面檢測(cè)中，Hindle檢測(cè)是經(jīng)常采用的一種面形檢測(cè)方法。Hindle檢測(cè)屬于無(wú)像差點(diǎn)檢測(cè)方法的一種，根據(jù)雙曲面的特點(diǎn)，位于雙曲面外焦點(diǎn)的點(diǎn)光源發(fā)出的球面波經(jīng)過(guò)理想雙曲面反射，出射的發(fā)散光束為理想球面波，其匯聚中心位于雙曲面的內(nèi)焦點(diǎn)；設(shè)計(jì)一個(gè)球面反射鏡(Hindle球)，使其球心位于雙曲面的內(nèi)焦點(diǎn)，則上述的發(fā)散光束經(jīng)過(guò)Hindle球反射后沿原路返回，最后匯聚至初始的點(diǎn)光源。采用干涉儀配備合適的球面標(biāo)準(zhǔn)鏡即可實(shí)現(xiàn)凸雙曲面的干涉檢測(cè)。
[0004]目前，對(duì)于小口徑、小曲率半徑的凸雙曲面，Hindle檢測(cè)中的幾何量測(cè)量通常采用鋼尺或固定長(zhǎng)度的間隔桿等工具進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量方法采用人為估讀的方式，并且鋼尺等工具測(cè)量的精度較低；由于不能直接測(cè)量外焦點(diǎn)，導(dǎo)致測(cè)量重復(fù)性差；Hindle球存在中心孔，其與凸雙曲面之間的距離測(cè)量難以操作，存在系統(tǒng)誤差；測(cè)量中Hindle球的頂點(diǎn)曲率半徑會(huì)耦合到測(cè)量的誤差當(dāng)中，影響到測(cè)量的結(jié)果。這種方法的測(cè)量精度約為0.5mm，只能在幾何量公差較大時(shí)能夠滿足測(cè)量精度要求，并且不適合應(yīng)用在大口徑、長(zhǎng)曲率半徑的凸雙曲面的測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有凸雙曲面幾何量測(cè)量方法存在的測(cè)量精度(約為0.5mm)低、測(cè)量重復(fù)性差、測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適合大口徑、長(zhǎng)曲率半徑凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法，主要測(cè)量凸雙曲面的頂點(diǎn)曲率半徑R和二次常數(shù)K。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明的凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0008]步驟一、調(diào)整第一干涉儀、Hindle球反射鏡和凸雙曲面的相對(duì)位置和角度，使第一干涉儀對(duì)凸雙曲面進(jìn)行干涉檢測(cè)，繼續(xù)調(diào)整第一干涉儀和凸雙曲面使面形誤差的均方根值最小；
[0009]步驟二、將激光跟蹤儀的靶標(biāo)球放置在凸雙曲面的外焦點(diǎn)處，調(diào)整靶標(biāo)球使第一干涉儀對(duì)靶標(biāo)球表面進(jìn)行干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小，同時(shí)采用激光跟蹤儀測(cè)量此時(shí)祀標(biāo)球的空間坐標(biāo)；
[0010]步驟三、采用激光跟蹤儀測(cè)量凸雙曲面的表面特征；
[0011]步驟四、移開凸雙曲面，調(diào)整第二干涉儀對(duì)Hindle球反射鏡進(jìn)行干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小；
[0012]步驟五、將激光跟蹤儀的靶標(biāo)球放置在凸雙曲面的內(nèi)焦點(diǎn)處，調(diào)整靶標(biāo)球使第二干涉儀對(duì)靶標(biāo)球表面進(jìn)行干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小，同時(shí)采用激光跟蹤儀測(cè)量此時(shí)祀標(biāo)球的空間坐標(biāo)；
[0013]步驟六、根據(jù)步驟二、三、五中的測(cè)量結(jié)果，利用激光跟蹤儀中的軟件構(gòu)建檢測(cè)光軸直線和間隔，計(jì)算出頂點(diǎn)曲率半徑R和二次常數(shù)K。
[0014]步驟一中，所述調(diào)整第一干涉儀、Hindle球反射鏡和凸雙曲面的相對(duì)位置和角度，指的是調(diào)整第一干涉儀使其發(fā)出的檢測(cè)光經(jīng)過(guò)Hindle球反射鏡的中心孔后覆蓋凸雙曲面的整個(gè)孔徑，調(diào)整Hindle球反射鏡使得檢測(cè)光返回至第一干涉儀的視場(chǎng)內(nèi)并形成干涉條紋，實(shí)現(xiàn)對(duì)凸雙曲面面形的干涉檢測(cè)。
[0015]工作原理:干涉儀對(duì)靶標(biāo)球?qū)崿F(xiàn)對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)并將傾斜和離焦調(diào)整至接近零后(受檢測(cè)環(huán)境影響不能恰好為零)，干涉儀出射光的匯聚中心就是靶標(biāo)球的球心，而激光跟蹤儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)的空間坐標(biāo)就是靶標(biāo)球的球心坐標(biāo)，因此激光跟蹤儀測(cè)量得到的就是干涉儀出射光的匯聚中心。根據(jù)凸雙曲面的Hindle檢測(cè)原理，上述的兩臺(tái)干涉儀出射光匯聚中心分別是凸雙曲面的外焦點(diǎn)和內(nèi)焦點(diǎn)，連接兩個(gè)焦點(diǎn)的直線就是檢測(cè)光路中的光軸；構(gòu)建光軸與鏡面的交點(diǎn)即為凸雙曲面的頂點(diǎn)，并計(jì)算內(nèi)外焦點(diǎn)到鏡面頂點(diǎn)距離，根據(jù)凸雙曲面的定義就能夠計(jì)算出頂點(diǎn)曲率半徑R和二次常數(shù)K。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用激光跟蹤儀實(shí)現(xiàn)了凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量，解決了現(xiàn)有測(cè)量方法誤差復(fù)雜、測(cè)量精度低的問(wèn)題，測(cè)量結(jié)果中不包含Hindle球的頂點(diǎn)曲率半徑誤差，適合在大口徑、長(zhǎng)曲率半徑的凸雙曲面的測(cè)量中應(yīng)用，具有原理清晰、易操作的優(yōu)點(diǎn)，為凸雙曲面反射鏡的制造提供了保障，本發(fā)明的測(cè)量方法測(cè)量精度約為0.05mm，精度高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為采用本發(fā)明的方法利用激光跟蹤儀測(cè)量凸雙曲面表面特征和凸雙曲面外焦點(diǎn)的示意圖。
[0018]圖2為采用本發(fā)明的方法測(cè)量凸雙曲面內(nèi)焦點(diǎn)的示意圖。
[0019]圖中:1、第一干涉儀，2、激光跟蹤儀，3、Hindle球反射鏡，4、凸雙曲面，5、外焦點(diǎn)，5 ^、第一干涉儀出射光的匯聚點(diǎn)，6、內(nèi)焦點(diǎn)W、第二干涉儀出射光的匯聚點(diǎn)，6"、Hindle球反射鏡的球心，7、第二干涉儀。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明的凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法，所說(shuō)的幾何量指的是凸雙曲面4的頂點(diǎn)曲率半徑R和二次常數(shù)K，該方法包括以下步驟:
[0022]步驟一、如圖1所示，調(diào)整第一干涉儀I使其發(fā)出的檢測(cè)光經(jīng)過(guò)Hindle球反射鏡3的中心孔后覆蓋凸雙曲面4的整個(gè)孔徑，調(diào)整Hindle球反射鏡3使得檢測(cè)光返回至第一干涉儀I的視場(chǎng)內(nèi)并形成干涉條紋，實(shí)現(xiàn)對(duì)凸雙曲面4面形的干涉檢測(cè)；繼續(xù)調(diào)整第一干涉儀I和凸雙曲面4使面形誤差均方根最小，并且傾斜和離焦也較小，記錄此時(shí)傾斜和離焦的系數(shù)以進(jìn)行誤差補(bǔ)償；
[0023]步驟二、將激光跟蹤儀2放置到檢測(cè)光路的側(cè)面，并保證激光跟蹤儀2能夠測(cè)量到第一干涉儀I出射光的匯聚點(diǎn)5 '、凸雙曲面4的表面和側(cè)面、第二干涉儀7出射光的匯聚點(diǎn)6丨;將激光跟蹤儀2的靶標(biāo)球放置在球座上并安裝在調(diào)整架上，然后將靶標(biāo)球放置在第一干涉儀I出射光的匯聚點(diǎn)5 '附近，調(diào)整靶標(biāo)球使得第一干涉儀I對(duì)靶標(biāo)球球面進(jìn)行干涉檢測(cè)，繼續(xù)調(diào)整靶標(biāo)球使得傾斜和離焦最小，此時(shí)，第一干涉儀I出射光的匯聚點(diǎn)5丨與凸雙曲面4的外焦點(diǎn)5重合，采用激光跟蹤儀2測(cè)量此時(shí)靶標(biāo)球的空間坐標(biāo)，即凸雙曲面4的外焦點(diǎn)5的空間坐標(biāo)(x5, j5, z5)；
[0024]步驟三、采用激光跟蹤儀2測(cè)量凸雙曲面4的表面S ；
[0025]步驟四、如圖2所示，移開凸雙曲面4，調(diào)整第二干涉儀7實(shí)現(xiàn)對(duì)Hindle球反射鏡3的干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小，此時(shí)，第二干涉儀7出射光的匯聚點(diǎn)6 ’與Hindle球反射鏡3的球心6"重合，注意保持Hindle球反射鏡3不動(dòng)，這個(gè)過(guò)程只調(diào)整第二干涉儀7 ；
[0026]步驟五、將激光跟蹤儀2的靶標(biāo)球放置在球座上并安裝在調(diào)整架上，然后將靶標(biāo)球放置在第二干涉儀7出射光的匯聚點(diǎn)6 ’附近，調(diào)整靶標(biāo)球使得第二干涉儀7對(duì)靶標(biāo)球球面進(jìn)行干涉檢測(cè)，繼續(xù)調(diào)整靶標(biāo)球使得傾斜和離焦最小，此時(shí)，第二干涉儀7的匯聚點(diǎn)6 '與凸雙曲面4的內(nèi)焦點(diǎn)6重合；采用激光跟蹤儀2測(cè)量此時(shí)靶標(biāo)球的空間坐標(biāo)，即凸雙曲面4的內(nèi)焦點(diǎn)6的空間坐標(biāo)(x6, y6, z6)；
[0027]步驟六、根據(jù)步驟二中測(cè)量得到的凸雙曲面4的外焦點(diǎn)5的坐標(biāo)(x5，y5，z5)和步驟五中測(cè)量得到的凸雙曲面4的內(nèi)焦點(diǎn)6的坐標(biāo)(x6，y6，z6)構(gòu)建出檢測(cè)光軸直線L，光軸直線L與步驟三中測(cè)量得到的凸雙曲面4表面S的交點(diǎn)設(shè)為C，交點(diǎn)C的坐標(biāo)設(shè)為(X。，y。，zc)，分別計(jì)算凸雙曲面4的外焦點(diǎn)5、凸雙曲面4的內(nèi)焦點(diǎn)6與交點(diǎn)C的距離，外焦點(diǎn)5與交點(diǎn)C的距離設(shè)為dl，內(nèi)焦點(diǎn)6與交點(diǎn)C的距離設(shè)為d2，則根據(jù)雙曲面的定義，頂點(diǎn)曲率半徑R和二次常數(shù)K分別由下面兩個(gè)公式計(jì)算得到:

【權(quán)利要求】
1.凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法，其特征在于，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、調(diào)整第一干涉儀(I)、Hindle球反射鏡(3)和凸雙曲面(4)的相對(duì)位置和角度，使第一干涉儀⑴對(duì)凸雙曲面⑷進(jìn)行干涉檢測(cè)，繼續(xù)調(diào)整第一干涉儀⑴和凸雙曲面(4)使面形誤差的均方根值最小； 步驟二、將激光跟蹤儀⑵的靶標(biāo)球放置在凸雙曲面⑷的外焦點(diǎn)(5)處，調(diào)整靶標(biāo)球使第一干涉儀(I)對(duì)靶標(biāo)球表面進(jìn)行干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小，同時(shí)采用激光跟蹤儀(2)測(cè)量此時(shí)靶標(biāo)球的空間坐標(biāo)； 步驟三、采用激光跟蹤儀⑵測(cè)量凸雙曲面⑷的表面特征； 步驟四、移開凸雙曲面(4)，調(diào)整第二干涉儀(7)對(duì)Hindle球反射鏡(3)進(jìn)行干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小； 步驟五、將激光跟蹤儀⑵的靶標(biāo)球放置在凸雙曲面⑷的內(nèi)焦點(diǎn)(6)處，調(diào)整靶標(biāo)球使第二干涉儀(7)對(duì)靶標(biāo)球表面進(jìn)行干涉檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果中的傾斜和離焦調(diào)整至最小，同時(shí)采用激光跟蹤儀(2)測(cè)量此時(shí)靶標(biāo)球的空間坐標(biāo)； 步驟六、根據(jù)步驟二、三、五中的測(cè)量結(jié)果，利用激光跟蹤儀(2)中的軟件構(gòu)建檢測(cè)光軸直線和間隔，計(jì)算出頂點(diǎn)曲率半徑R和二次常數(shù)K。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸雙曲面Hindle檢測(cè)中的高精度幾何量測(cè)量方法，其特征在于，步驟一中，所述調(diào)整第一干涉儀(I)、Hindle球反射鏡(3)和凸雙曲面(4)的相對(duì)位置和角度，指的是調(diào)整第一干涉儀(I)使其發(fā)出的檢測(cè)光經(jīng)過(guò)Hindle球反射鏡(3)的中心孔后覆蓋凸雙曲面(4)的整個(gè)孔徑，調(diào)整Hindle球反射鏡(3)使得檢測(cè)光返回至第一干涉儀(I)的視場(chǎng)內(nèi)并形成干涉條紋，實(shí)現(xiàn)對(duì)凸雙曲面(4)面形的干涉檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK104075668SQ201410311670
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】陳新東, 張斌智 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所