一種光學零件的偏心量測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光學零件的偏心量測量裝置，包含：用于對待測光學元件進行偏心量測量，包含：底座；立柱式導軌，其底面固定在所述底座上；載物臺，與所述立柱式導軌并排設(shè)置在所述底座上，所述載物臺可沿底座前后左右滑動；平行光管，滑動設(shè)置在立柱式導軌上；待測光學元件，設(shè)置在載物臺上，反射平行光管發(fā)出的平行光；圖像傳感器，接收待測光學元件反射平行光；圖像傳感器通過一連接構(gòu)件與立柱式導軌連接，且平行光管與圖像傳感器呈一預(yù)設(shè)夾角；數(shù)據(jù)處理單元，與圖像傳感器連接。本實用新型能夠方便直觀的檢測卡塞格林系統(tǒng)非球面光學零件的偏心量，裝置結(jié)構(gòu)簡單，光路易調(diào)整，且可靠性高、誤差小。
【專利說明】一種光學零件的偏心量測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及中間有孔的卡塞格倫光學檢測偏心量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種非球面中間有孔徑的光學零件偏心量測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]中間有孔的非球面光學零件，被廣泛應(yīng)用于航天、軍事、工業(yè)、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域。由于在各種光學系統(tǒng)中，光軸的共軸性是保證光學系統(tǒng)成像質(zhì)量的基本要求，而在非球面透鏡的加工過程中，由于人為、工藝、機器等因素的影響，會產(chǎn)生中心誤差，從而破壞了光學系統(tǒng)的共軸性，因此非球面透鏡中心誤差也是評價非球面光學系統(tǒng)的光軸不重合的問題，也破壞了光學系統(tǒng)的共軸性，因此研宄和設(shè)計非球面透鏡偏心量的測量系統(tǒng)是主要任務(wù)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，部分非球面透鏡生產(chǎn)廠家對于批量生產(chǎn)的非球面透鏡進行非球面透鏡偏心量的測量時，應(yīng)用比較傳統(tǒng)的測量，類似球面鏡的測量方法，此測量方法的測量誤差大，無法直觀的顯示數(shù)值。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種光學零件的偏心量測量裝置，能夠方便直觀的檢測卡塞格林系統(tǒng)非球面光學零件的偏心量，裝置結(jié)構(gòu)簡單，光路易調(diào)整，且可靠性高、誤差小。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):用于對待測光學元件進行偏心量測量，其特點是，包含:
[0006]底座；
[0007]立柱式導軌，其底面固定在所述底座上；
[0008]載物臺，與所述立柱式導軌并排設(shè)置在所述底座上，所述載物臺可沿底座前后左右滑動；
[0009]平行光管，滑動設(shè)置在立柱式導軌上，且位于載物臺上方，平行光管與載物臺之間的高度可調(diào)；
[0010]待測光學元件，設(shè)置在載物臺上，反射平行光管發(fā)出的平行光；
[0011]圖像傳感器，接收待測光學元件反射的平行光；
[0012]所述圖像傳感器通過一連接構(gòu)件與所述立柱式導軌連接，且所述平行光管與圖像傳感器呈一預(yù)設(shè)夾角；
[0013]數(shù)據(jù)處理單元，與所述圖像傳感器連接。
[0014]所述的平行光管與圖像傳感器的預(yù)設(shè)夾角為30度。
[0015]所述的平行光管中設(shè)有雙十字絲分劃板。
[0016]所述的待測光學元件為非球面中間有孔徑的光學零件。
[0017]所述的圖像傳感器為CXD工業(yè)攝像機。
[0018]所述的連接構(gòu)件包含轉(zhuǎn)接板及平移臺；
[0019]所述的轉(zhuǎn)接板與所述立柱式導軌滑動連接；
[0020]所述的平移臺滑動設(shè)置在轉(zhuǎn)接板上；
[0021]所述的圖像傳感器設(shè)置在平移臺上。
[0022]所述的數(shù)據(jù)處理單元為計算機。
[0023]本實用新型一種光學零件的偏心量測量裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:由于設(shè)有載物臺及平移臺，光路易調(diào)整，裝置結(jié)構(gòu)簡單，誤差小，可靠性高，測量精度可達到10";采用不共線三點即可確定一個圓的原理，通過計算機對三次測量數(shù)據(jù)的擬合，確定偏心量，具有較為廣闊的使用價值，可應(yīng)用于卡塞格倫系統(tǒng)中光學零件偏心量的測量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型一種光學零件的偏心量測量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實用新型實施例的光學系統(tǒng)原理圖。

【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本實用新型做進一步闡述。
[0027]如圖1所示，一種光學零件的偏心量測量裝置，用于對待測光學元件5進行偏心量測量，待測光學元件5為非球面中間有孔徑的光學零件，偏心量測量即光學主反射鏡拋物面光學軸心與磁鋼幾何中心的不同軸度測量，測量裝置包含:底座1，起支撐作用；立柱式導軌2，其底面固定在所述底座I上；載物臺3，與所述立柱式導軌2并排設(shè)置在所述底座I上，所述載物臺3可沿底座I前后左右滑動，即實際上載物臺3為一個可二維平移的平臺，可微調(diào)前后左右的距離；平行光管4，用于將光源發(fā)出的光為平行光射出，滑動設(shè)置在立柱式導軌2上，便于平行光管4與載物臺3之間的高度可調(diào)，且位于載物臺3上方；待測光學元件5，設(shè)置在載物臺3上，反射平行光管4發(fā)出的平行光；圖像傳感器6，接收待測光學元件5反射的平行光，進行光電轉(zhuǎn)換，成像于CCD鏡面上；所述圖像傳感器6通過一連接構(gòu)件7與所述立柱式導軌2連接，連接構(gòu)件7包含轉(zhuǎn)接板71及平移臺72 ;所述的轉(zhuǎn)接板71與所述立柱式導軌2滑動連接；所述的平移臺72滑動設(shè)置在轉(zhuǎn)接板71上，平移臺72只能在水平方向移動；所述的圖像傳感器6設(shè)置在平移臺72上，因此，當需要改變圖像傳感器6的位置時，需要同時操作轉(zhuǎn)接板71和平移臺72，平行光管4與圖像傳感器6呈一預(yù)設(shè)夾角設(shè)置，設(shè)置夾角是方便圖像傳感器6接收待測光學元件的反射光，數(shù)據(jù)處理單元，與所述圖像傳感器6連接，圖像傳感器6接收到的像點信號為模擬信號，經(jīng)過圖像板進行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元為一計算機，計算機中裝有數(shù)據(jù)處理軟件，用于對像點進行比較、判斷、分析，使其能準確顯示像點大小、采集像斑距離中心軸線偏差角度等重要性能指標以定量確定像質(zhì)好壞，最終使用打印機打印輸出測試結(jié)果O
[0028]在本實用新型的較佳實施例中，立柱式導軌2采用齒輪棒的結(jié)構(gòu)，平行光管4及轉(zhuǎn)接板71均設(shè)有齒輪夾持器，便于改變平行光管4及轉(zhuǎn)接板71的位置。在一個可選實施例中，立柱式導軌2采用伸縮結(jié)構(gòu)，通過伸縮改變平行光管4及轉(zhuǎn)接板71的位置。
[0029]在本實用新型的較佳實施例中，為了方便圖像顯示及數(shù)據(jù)采集，平行光管4中設(shè)有雙十字絲分劃板，提供直觀測量效果。平行光管4選用昂科平行光管系列產(chǎn)品，直徑大于Φ 20，平行度10"，內(nèi)置雙豎線“十字絲”，光源能量可調(diào)節(jié)。
[0030]在本實用新型的較佳實施例中，圖像傳感器6選用CXD工業(yè)攝像機。選用德國公司的工業(yè)照相機，分辯率為1360 X 1024像數(shù)。
[0031]在本實用新型的較佳實施例中，數(shù)據(jù)處理單元采用研華公司的IPC系列型高性能工控機。
[0032]本實用新型采用的原理是光線經(jīng)過主反射鏡(待測光學元件5)的反射后進入CCD,經(jīng)CCD放大后清晰的顯示平行光管里的十字絲，光學原理圖如圖2所述，轉(zhuǎn)動主反射鏡時，十字絲繞一個封閉的圓周運動，數(shù)據(jù)處理單元自動計算出圓的直徑，即完成了主反射鏡不同軸度的測量。
[0033]待測光學元件5采用內(nèi)孔兩點定位，平行光管4發(fā)出一束平行光至待測光學元件5，經(jīng)拋物面反射，反射像點不能按原光路返回，與垂直光線成一定角度斜射出，由圖像傳感器6接收。
[0034]結(jié)合圖2所示，為了便于描述測量裝置，公開一種光學零件的偏心量測量方法，包含以下步驟:
[0035]S1、將待測光學元件5的光學鏡面朝上，采用內(nèi)孔兩點定位方式放置到載物臺3上;
[0036]S2、微調(diào)載物臺3及平移臺72，使得圖像傳感器6與待測光學元件5對焦后接收待測光學元件5反射的光斑十字絲像點；
[0037]S3、圖像傳感器6將光斑十字絲像點發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；
[0038]S4、轉(zhuǎn)動待測光學元件5，重復(fù)步驟S1-S2-S3 ；
[0039]S5、再次轉(zhuǎn)動待測光學元件5，重復(fù)步驟S1-S2-S3 ；
[0040]S6、數(shù)據(jù)處理單元以三次接收到的光斑十字絲像點的十字中心線擬合一個圓，采用不共線的三點即可確定一個圓的原理，圓的直徑即為偏心量。
[0041]所述的轉(zhuǎn)動待測光學元件5的角度大于60度。
[0042]盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種光學零件的偏心量測量裝置，用于對待測光學元件(5)進行偏心量測量，其特征在于，包含: 底座(I); 立柱式導軌(2)，其底面固定在所述底座(I)上； 載物臺(3 )，與所述立柱式導軌(2 )并排設(shè)置在所述底座(I)上，所述載物臺(3 )可沿底座(I)如后左右滑動； 平行光管(4)，滑動設(shè)置在立柱式導軌(2)上，且位于載物臺(3)上方，平行光管(4)與載物臺(3)之間的高度可調(diào)； 待測光學元件(5 )，設(shè)置在載物臺(3 )上，反射平行光管(4)發(fā)出的平行光； 圖像傳感器(6)，接收待測光學元件(5)反射的平行光； 所述圖像傳感器(6)通過一連接構(gòu)件(7)與所述立柱式導軌(2)連接，且所述平行光管(4)與圖像傳感器(6)呈一預(yù)設(shè)夾角； 數(shù)據(jù)處理單元，與所述圖像傳感器(6)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的偏心量測量裝置，其特征在于，所述的平行光管(4)與圖像傳感器(6)的預(yù)設(shè)夾角為30度。
3.如權(quán)利要求1所述的偏心量測量裝置，其特征在于，所述的平行光管(4)中設(shè)有雙十字絲分劃板。
4.如權(quán)利要求1所述的偏心量測量裝置，其特征在于，所述的待測光學元件(5)為非球面中間有孔徑的光學零件。
5.如權(quán)利要求1所述的偏心量測量裝置，其特征在于，所述的圖像傳感器(6)為CCD工業(yè)攝像機。
6.如權(quán)利要求1所述的偏心量測量裝置，其特征在于，所述的連接構(gòu)件(7)包含轉(zhuǎn)接板(71)及平移臺(72)； 所述的轉(zhuǎn)接板(71)與所述立柱式導軌(2)滑動連接； 所述的平移臺(72)滑動設(shè)置在轉(zhuǎn)接板(71)上； 所述的圖像傳感器(6)設(shè)置在平移臺(72)上。
7.如權(quán)利要求1所述的偏心量測量裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理單元為計算機。
【文檔編號】G01B11/27GK204255311SQ201420768335
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】高云霞, 陳騰芳, 李建強 申請人:上海新躍儀表廠