[發明專利]光學鏡頭輔助裝調裝置

有效

• 申請號: 201410115050.4
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN104007560B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 郭幫輝;王健;張建忠;李燦;孫強
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;G01B11/14;G01B11/27
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 王丹陽

技術領域

本發明涉及一種光學鏡頭輔助裝調裝置，屬于光學系統領域。

背景技術

光學系統已經廣泛用于國防軍事、工業生產及日常生活等各個領域，在許多應用場合中，對光學系統的性能要求越來越高。為了達到高性能，要求光學鏡頭具有高裝調精度，并且裝調過程嚴格可控，保證光學系統性能一致性。在光學鏡頭裝調過程中，必須精確測量光學鏡片的偏心量和光學鏡片之間的空氣間隔。

現有技術中，也已有分別用于光學鏡頭的中心偏差和鏡片間隔測量的設備，但是，還沒有在同一平臺上實現光學鏡頭中心偏差和鏡片間隔測量的光學鏡頭輔助裝調設備。在兩個不同的平臺上分別測量光學鏡頭的中心偏差和鏡片間隔會產生一些問題：第一，在中心偏差測量和鏡片間隔測量過程中，使用不同的基準軸，會降低光學鏡頭裝調精度；第二，被測鏡頭從一個測量平臺移動到另一個測量平臺，每次都必須重新調整機械支撐平臺，從而降低光學鏡頭裝調效率；第三，光學鏡頭的中心偏差測量設備和鏡片間隔測量設備，存在相同的功能模塊，分開測量，增加了硬件成本。使用兩個設備分開測量光學鏡頭的中心偏差和鏡片間隔，由于存在技術缺陷和硬件成本高，已不能滿足很多領域的光學鏡頭高精度裝調的要求。

并且，現有技術中已有的用于光學鏡頭中心偏差測量的設備，主要采用兩種技術方案：一種方案是采用光學鏡頭內調焦的方式，調節光學測量鏡頭組中正透鏡和負透鏡之間的間距，來改變光束聚焦點的位置，從而測量不同曲率半徑鏡面的偏心量。但是該方案由于正負透鏡之間的間距改變，導致光學測量鏡頭組的放大倍率顯著變化，從而在計算被測鏡片的偏心量時，產生較大誤差。另一種方案是采用切換光學鏡頭的方式，通過更換不同焦距的光學鏡頭，來改變光束聚焦點的位置，從而測量不同曲率半徑鏡面的偏心量。該方案雖然測量精度比較高，但由于被切換的光學鏡頭的焦距是固定值，而且數量有限，從而決定了光束聚焦點的范圍，只能測量球心在此范圍內的鏡面偏心量，導致該方案無法測量較大曲率半徑的鏡面偏心量，測量范圍存在盲區。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中分別檢測光學鏡頭的中心偏差和鏡片間隔測量精度低、成本高；并且現有用于光學鏡頭中心偏差測量的設備測量精度不夠高，或者無法測量較大曲率半徑的鏡面偏心量、測量范圍存在盲區的技術問題，提供一種光學鏡頭輔助裝調裝置和方法。

本發明的光學鏡頭輔助裝調裝置，包括鏡片間隔測量模塊，還包括中心偏差測量模塊、反射鏡、直線導軌、精密旋轉臺、機械調平臺和主控計算機；

所述反射鏡用于切換中心偏差測量模塊和鏡片間隔測量模塊工作；

所述中心偏差測量模塊包括光學照明模塊、分光鏡、準直鏡組、聚焦鏡組、第一光電探測器和第一直線位移傳感器；

所述聚焦鏡組可拆卸，當聚焦鏡組拆下時，光學照明模塊產生的十字線靶標光束依次經分光鏡和準直鏡組聚焦到被測鏡面的球心像的位置，十字線靶標光束經被測鏡面反射后，依次經準直鏡組和分光鏡聚焦到第一光電探測器的靶面；當聚焦鏡組安裝時，光學照明模塊產生的十字線靶標光束依次經分光鏡、準直鏡組和聚焦鏡組聚焦到被測鏡面的球心像的位置，十字線靶標光束經被測鏡面反射后，依次經聚焦鏡組、準直鏡組和分光鏡聚焦到第一光電探測器的靶面；

所述第一光電探測器將反射回來的十字線靶標光束的光信號轉換為電信號，形成十字線圖像，并將十字線圖像信息傳輸至主控計算機；

第一直線位移傳感器用于實時測量準直鏡組的不同位置，并將此位置信息傳送給主控計算機；

所述直線導軌帶動中心偏差測量模塊作豎直方向的直線運動，并且測量中心偏差測量模塊的位置，并將此位置信息傳送給主控計算機；

所述精密旋轉臺可以帶動被測光學鏡頭繞精密旋轉臺的軸線旋轉；

所述機械調平臺連接在精密旋轉臺之上，用于調節被測光學鏡頭的光軸與精密旋轉臺的旋轉軸線的位置關系；

所述主控計算機用于計算鏡片間隔和中心偏差。

進一步的，所述光學照明模塊包括光源、毛玻璃和十字線靶標。

進一步的，所述分光鏡為直角膠合棱鏡，第一光電探測器的靶面位于分光鏡的上側，十字線靶標位于分光鏡的右側，且第一光電探測器的靶面到分光鏡的上表面的距離等于十字線靶標到分光鏡右表面的距離。

進一步的，所述準直鏡組的位置可以調節。

進一步的，所述聚焦鏡組可以切換不同焦距的光學鏡頭。

進一步的，所述主控計算機計算中心偏差的過程是：