[发明专利]一种楔形透镜组件及其加工方法

说明书

技术领域

本发明属于光学制造技术领域，具体涉及一种楔形透镜组件，同时还涉及一种楔形透镜组件的加工方法。

背景技术

像差是指光学中，实际像与根据单透镜理论确定的理想像的偏差，这些偏差是折射作用造成的。像差是由透镜对色光的不同弯曲能力所致，并造成带有色晕的像。与色无关的像差（单色像差）包括使像变形的像差（畸变、像场弯曲）和使像模糊的像差（面像、形像、散光）。像差在光学系统中可以通过透镜的组合减小到最低限度。但是，透镜组合往往会增大光学系统的重量；减少透镜组合的透镜数量，又影响光学系统的成像质量，因此，现有技术中的透镜组合还不能满足光学系统对于重量和成像质量的双重要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种楔形透镜组件，用于校正光学系统的像差，解决现有的透镜组合不能满足光学系统对于重量和成像质量的双重要求的问题。

本发明的第二个目的是提供一种楔形透镜组件的加工方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种楔形透镜组件，包括平凹透镜、楔形镜和平凸透镜，所述平凹透镜和楔形镜同光轴设置，所述楔形镜的一面与光轴垂直，为垂直面，该垂直面与平凹透镜的平面紧密贴合；所述楔形镜上与垂直面相对的斜面与平凸透镜的平面紧密贴合；所述楔形透镜组件左右对称，平凹透镜、楔形镜和平凸透镜的左右两端面平齐，形成与对称面平行的第一面和第二面；平凹透镜、楔形镜和平凸透镜的下端面平齐且形成逐渐远离光轴的斜面。

一种上述的楔形透镜组件的加工方法，包括下列步骤：

1）取待加工组件，设计与对称面平行的虚拟面为设计基准面；

2）将待加工组件粘接在玻璃块的上端面上，使平凹透镜的凹面平台与玻璃块的上端面紧密贴合，待加工组件的外圆边缘与玻璃块的前端面对齐，设计基准面与玻璃块的前端面平行；

3）装夹，编制第一面加工程序，加工第一面；

4）测量第一面距设计基准面的实际距离d1’，将d1’与设计要求d’进行比较，如符合要求，进入步骤5）；

如不符合要求，根据d1’与d’的差值修正第一面加工程序，修正加工第一面至符合要求；

5）将加工组件从玻璃块上拆下后重新粘接在玻璃块的上端面上，使平凹透镜的凹面平台与玻璃块的上端面紧密贴合，加工组件的外圆边缘与玻璃块的前端面对齐，设计基准面及第一面与玻璃块的前端面平行；

6）装夹，编制第二面加工程序，加工第二面；

7）测量第二面距第一面的实际距离d2’，将d2’与设计要求d”进行比较，如符合要求，进入步骤8）；

如不符合要求，根据d2’与d”的差值修正第二面加工程序，修正加工第二面至符合要求；

8）将加工组件从玻璃块上拆下后重新粘接在玻璃块的上端面上，使加工组件的第一面与玻璃块的上端面紧密贴合，平凹透镜的凹面平台与玻璃块的左侧面对齐，外圆与玻璃块的后端面对齐；

9）装夹，编制斜面加工程序，加工斜面；

10）测量斜面与光轴的夹角α，如α符合要求，进入步骤11）；

如α不符合要求，根据实际值与设计要求的差值修正斜面加工程序，修正加工斜面至符合要求；

11）测量平凹透镜与楔形镜的贴合面与斜面的交线距外圆的距离L’，根据L’与设计值L的差值，修改斜面加工程序中的E值，修正加工斜面至L’符合要求；

所述E值为加工程序中机床回转中心至待加工面的距离。

12）将加工组件从玻璃块上拆下，清洗，即得。

所述待加工组件为平凹透镜、楔形镜和平凸透镜粘合而成的透镜组件。所述平凹透镜、平凸透镜为圆形；楔形镜为大半个圆形且存在一个与对称轴平行的基准面。平凹透镜与楔形镜的外圆尺寸相同，平凸透镜的外圆尺寸比平凹透镜的外圆尺寸小2mm。

将待加工组件或加工组件粘接在玻璃块的上端面的方法是：将待加工组件或加工组件、玻璃块加热至70～80℃，在平凹透镜的凹面平台或加工组件的第一面、玻璃块的上端面上涂覆一层蜂蜡，将涂覆蜂蜡的两面紧密贴合，自然冷却至室温，即得。

所述设计要求d’的计算方法为：精确测量待加工组件的外圆尺寸外圆距设计基准面的尺寸dj，计算得设计基准面距对称面的距离设计要求第一面距对称面的距离为d1，则第一面距设计基准面的设计要求

步骤3）和步骤6）中，所述装夹为将玻璃块的前端面与夹具的定位面靠紧，压杆压在玻璃块上。

步骤9）中所述装夹是在玻璃块的底面及夹具上表面涂覆蜂蜡，将玻璃块的底面与夹具的上表面对齐粘接。