一种测量方法技术

本发明专利技术适用于物镜系统相对位置关系的测量领域，公开了一种测量方法，用于测量物镜系统元件的相对位置，物镜系统包括主框架、组件框架和元件，测量方法包括以下步骤：建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系；建立元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系；根据组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系以及元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系换算得到元件坐标系与主框架坐标系的相对位置关系；该测量方法可以在不进行物镜整体集成的情况下获取集成后元件坐标系在物镜系统主框架坐标系中的位置，可以大幅缩减装配的任务量，降低装配过程中损坏光学元件的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种测量方法
本专利技术涉及物镜系统相对位置关系的测量
，尤其涉及一种用于测量物镜系统元件的相对位置的测量方法。
技术介绍
对于物镜系统而言，元件位置偏差会对成像效果和波相差产生很大的影响，为了保证物镜系统的成像质量，需要保证物镜系统内部元件的相对位置偏差在允许的范围内，因此需要对物镜系统内部元件的位置进行测量，再根据测量结果对元件位置进行精密调整。对于离轴非球面物镜光学系统来讲，由于光学元件多，物镜系统内部结构复杂，要实现离轴非球面光学元件的安装定位、精确位置测量有很大困难。为了实现离轴非球面元件相对位置精确测量，需要一种行之有效的离轴非球面元件高精度空间定位测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量方法，其可以在不进行物镜整体集成的情况下获取集成后元件坐标系在物镜系统主框架坐标系中的位置。为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：一种测量方法，用于测量物镜系统元件的相对位置，所述物镜系统包括主框架、组件框架和元件，所述测量方法包括以下步骤：步骤S10：建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系；步骤S20：建立元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系；步骤S30：根据组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系以及元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系换算得到元件坐标系与主框架坐标系的相对位置关系。优先地，所述步骤S10中建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系的具体实施方式为：步骤S11：将组件框架装配到主框架上，并测量主框架的定位基准，建立主框架坐标系；步骤S12：测量组件框架的定位基准，建立组件框架坐标系，并获取组件框架坐标系在主框架坐标系中的位置Pos_ZJ。优先地，所述步骤S11中测量主框架的定位基准，建立主框架坐标系的具体实施方式为：定义主框架的第一定位基准面、第二基准定位面和第三基准定位面，并通过激光跟踪仪分别测量第一定位基准面的位置、第二基准定位面的位置和第三基准定位面的位置；根据第一定位基准面的位置、第二基准定位面的位置和第三基准定位面的位置确定主框架坐标系的位置。优先地，所述步骤S11中测量主框架的定位基准，建立主框架坐标系的具体实施方式为：在主框架配置三个以上定位基准球，并通过激光跟踪仪测量所述定位基准球的球心位置、以及根据测量得到的球心位置确定主框架坐标系。优先地，所述建立组件框架坐标系的具体实施方式和建立主框架坐标系的具体实施方式相同。优先地，所述步骤S20中建立元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系的具体实施方式为：步骤S21：将元件装配到组件框架上，并测量组件框架的定位基准，建立组件框架坐标系；步骤S22：测量元件的定位基准，建立元件坐标系，并获取元件坐标系在主框架坐标系中的位置Pos_YJ。优先地，所述步骤S22中建立元件坐标系的具体实施方式为：定义元件的第四定位基准面、第五基准定位面和第六基准定位面，并通过激光跟踪仪或三坐标测量仪分别测量第四定位基准面的位置、第五基准定位面的位置和第六基准定位面的位置；根据第四定位基准面的位置、第五基准定位面的位置和第六基准定位面的位置确定元件坐标系的位置。优先地，所述步骤S30中，定义元件坐标系与主框架坐标系的相对位置关系为Pos_ZKJ，则：Pos_ZKJ＝Pos_ZJ+Pos_YJ。本专利技术提供的测量方法可以在不进行物镜整体集成的情况下获取集成后元件坐标系在物镜系统主框架坐标系中的位置，可以大幅缩减装配的任务量，降低装配过程中损坏光学元件的风险。而且，本专利技术的测量方法可以实现对结构尺寸大，内部结构复杂，物镜系统内部元件位置的精确测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的测量方法的流程框图；图2是本专利技术实施例提供的间接测量物镜系统元件相对位置的示意图；图3是本专利技术实施例提供的建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系的流程框图；图4是本专利技术实施例提供的建立元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系的流程框图；图5是物镜系统的结构示意图；图6是直接测量物镜系统元件相对位置的示意图。附图标号说明：100、物镜系统；10、主框架；10.1、第一基准定位面；10.2、第二基准定位面；10.3、第三基准定位面；10.5、主框架坐标系；200、第一反射镜组件；205、反射镜元件；200.1、第四基准定位面；200.2、第五基准定位面；200.3、第六基准定位面；200.5、元件坐标系；208、支撑和调整机构；210、组件框架；210.5、组件框架坐标系；300、第二反射镜组件；400、第三反射镜组件；500、第四反射镜组件；101、定位基准球；105、光线；120、物面模块；140、像面模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。另外，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。如图1至图5所示，其为本专利技术的一种实施例的一种测量方法，用于测量物镜系统100元件的相对位置。如图5所示，物镜系统100包括主框架10、第一反射镜组件200、第二反射镜组件300、第三反射镜组件400和第四反射镜组件500，第一反射镜组件200通过第一联接机构刚性地联接到主框架10上，第二反射镜组件300通过第二联接机构刚性地联接到主框架10上，第三反射镜组件400通过第一联接机构刚性地联接到主框架10上，第四反射镜组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量方法，用于测量物镜系统元件的相对位置，所述物镜系统包括主框架、组件框架和元件，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：/n步骤S10：建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系；/n步骤S20：建立元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系；/n步骤S30：根据组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系以及元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系换算得到元件坐标系与主框架坐标系的相对位置关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量方法，用于测量物镜系统元件的相对位置，所述物镜系统包括主框架、组件框架和元件，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：
步骤S10：建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系；
步骤S20：建立元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系；
步骤S30：根据组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系以及元件坐标系与组件框架坐标系的相对位置关系换算得到元件坐标系与主框架坐标系的相对位置关系。


2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S10中建立组件框架坐标系与主框架坐标系的相对位置关系的具体实施方式为：
步骤S11：将组件框架装配到主框架上，并测量主框架的定位基准，建立主框架坐标系；
步骤S12：测量组件框架的定位基准，建立组件框架坐标系，并获取组件框架坐标系在主框架坐标系中的位置Pos_ZJ。


3.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S11中测量主框架的定位基准，建立主框架坐标系的具体实施方式为：
定义主框架的第一定位基准面、第二基准定位面和第三基准定位面，并通过激光跟踪仪分别测量第一定位基准面的位置、第二基准定位面的位置和第三基准定位面的位置；
根据第一定位基准面的位置、第二基准定位面的位置和第三基准定位面的位置确定主框架坐标系的位置。


4.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S11中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李渊明，王辉，周烽，金春水，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22