[發明專利]一種光學鏡頭中心偏差測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201910185724.0
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109855844B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 牛文靜;馬韜
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

本發明公開了一種光學鏡頭中心偏差測量裝置，包括光學測量模塊、機械調整模塊、主控計算機以及光學平臺，光學測量模塊與機械調整模塊連接，光學測量模塊及所述機械調整模塊均與所述主控計算機電連接，光學測量模塊包括兩組物鏡和輔助物鏡，切換兩組物鏡和輔助物鏡，并通過機械調整模塊進行調焦，使得被測凹面或凸面鏡頭的曲率半徑在“共焦模式”下有較大的測量范圍，從而可以獲得更高的測量精度。采用兩組切換鏡頭的方式，在保證測量精度的同時，降低了成本且使得操作過程簡單，提高了工作效率。

技術領域

本發明涉及光學測量儀器技術領域，更準確的說涉及一種光學鏡頭中心偏差測量裝置及方法。

背景技術

光學系統廣泛的應用在民用、工業檢測、醫療、科研、航空航天以及國防軍事等領域。而且，隨著技術的不斷進步，光學系統更加復雜，對光學系統的成像質量要求也不斷提高。光學系統中的透鏡數量不斷增加，公差也越來越嚴格。具體的，光學系統一般由光學鏡頭、機械結構和光電探測器組成，其中，光學鏡頭中的透鏡的定心裝調精度直接決定了光學鏡頭的成像質量?？梢?，為了提高光學系統的整體性能，必須嚴格控制光學鏡頭的中心偏差。而光學鏡頭中心偏差需要使用專門的裝置進行測量?，F有技術中，測量光學鏡頭中心偏差有兩種可選方案。第一種方案時是采用反射式自準直法，為調焦法和切換鏡頭法相結合的方案：調焦法是沿光軸方向上下移動光學測量模塊內的準直鏡頭組，來實現靶標聚焦點在較遠范圍內連續調節；切換鏡頭法是將調焦鏡頭組置于產生平行光的位置，通過切換不同焦距的鏡頭，并配合豎直導軌的移動來實現靶標聚焦點在較近的范圍內連續調節；結合使用調焦法和切換鏡頭法，能夠在全范圍內實現靶標聚焦，并連續調節，從而實現全范圍球面半徑的測量；采用反射式自準直法的方案，測量范圍不存在盲區，但是測量精度不夠高，且根據待測鏡F數所需切換的鏡頭數量較多，操作復雜，測量效率低，設備成本較高。第二種方案是采用反射式焦點成像和反射式頂點成像兩種工作方式，并采用離焦測量方法進行測量：對于單個待測面，激光聚焦點聚焦到待測面曲率中心之后會在曲率中心之前成像，或者激光焦點聚焦到待測面頂點之后在頂點之前成像，激光焦平面和經待測面成像之后的像平面之間的距離記為ΔT，此時探測器平面和像平面之間產生的固定距離記為L；反射式焦點離焦成像稱為“共焦模式”，反射式頂點離焦成像稱為“常規模式”，“常規模式”的測量范圍不受限制，但是“共焦模式”在后工作距以及調焦行程一定的情況下測量范圍有限。第二種方案的光學測量模塊僅需一個物鏡，且此方案的曲率半徑測量范圍不存在盲區，但是其中“共焦模式”的測量范圍很小，無法獲得更高的測量精度。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種光學鏡頭中心偏差測量裝置，包括光學測量模塊、機械調整模塊、主控計算機以及光學平臺，光學測量模塊與機械調整模塊連接，光學測量模塊及所述機械調整模塊均與所述主控計算機電連接，光學測量模塊包括兩組物鏡和輔助物鏡，切換兩組物鏡和輔助物鏡，并通過機械調整模塊進行調焦，使得被測凹面或凸面鏡頭的曲率半徑在“共焦模式”下有較大的測量范圍，從而可以獲得更高的測量精度。

為了實現上述目的，本發明提供一種光學鏡頭中心偏差測量裝置，用于測量光學鏡頭的中心偏差，所述光學鏡頭中心偏差測量裝置包括一光學測量模塊、一機械調整模塊、一主控計算機以及一光學平臺，所述機械調整模塊設置在所述光學平臺上，所述光學測量模塊與所述機械調整模塊連接，且所述光學測量模塊受所述機械調整模塊的驅動移動，所述光學測量模塊及所述機械調整模塊均與所述主控計算機電連接，所述主控計算機控制所述光學測量模塊和所述機械調整模塊的工作狀態，所述光學鏡頭放置在所述機械調整模塊上，所述機械調整模塊調節所述光學鏡頭的方位，與所述光學測量模塊對位，所述主控計算機接受參數輸入以及所述光學測量模塊和所述機械調整模塊測得的參數，并計算出所述光學鏡頭的中心偏差。

優選地，所述光學測量模塊1包括一光源模塊、一聚光鏡、一分光棱鏡、一物鏡、一輔助物鏡、一電子目鏡以及一光電探測器；

所述聚光鏡與所述光源模塊出射光共光軸的相鄰設置，所述聚光鏡將所述光源模塊出射的光束轉換為平行光；