[發(fā)明專利]一種透鏡組件及具有其的激光位移傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110985306.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113721346B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 初明璋;趙慧斌;殷伯華;許廣鹿;韓立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯中科電工先進(jìn)電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究院;中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): G02B13/00
• 分類號(hào): G02B13/00;G02B27/00;G01B11/02
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 鄭越

本發(fā)明涉及激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透鏡組件及具有其的激光位移傳感器。一種透鏡組件，包括：沿光線傳輸方向依次同軸設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，所述第一透鏡和第三透鏡均為雙凸透鏡，第二透鏡為雙凹透鏡，且所述第一透鏡和第三透鏡的折射率均大于第二透鏡的折射率，所述第一透鏡和第三透鏡的阿貝數(shù)均小于第二透鏡的阿貝數(shù)。本發(fā)明測(cè)量精度較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透鏡組件及具有其的激光位移傳感器。

背景技術(shù)

激光位移傳感器是一種高精度測(cè)量特定距離范圍的儀器，其基本原理是光學(xué)三角法：以激光發(fā)射點(diǎn)、被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)、接收點(diǎn)三者構(gòu)成一個(gè)三角形，已知發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)兩者的角度和位置信息，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的位置。在使用中，通過(guò)記錄傳感器量程范圍內(nèi)的光電位置信息，讀取標(biāo)定數(shù)據(jù)的方式來(lái)給出被測(cè)物體的位移量。這種原理的測(cè)距儀一般是用來(lái)測(cè)量2000毫米以下短程距離(行業(yè)稱之為位移)，常用在鐵軌、產(chǎn)品厚度、平整度和尺寸等方面。現(xiàn)有的激光位移傳感器測(cè)量量程與精度是多種多樣的，但基本在110—190毫米的寬量程范圍內(nèi)，精度往往達(dá)不到6微米。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的激光位移傳感器測(cè)量精度較低的缺陷，從而提供一種測(cè)量精度較高的透鏡組件及具有其的激光位移傳感器。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種透鏡組件，包括：

沿光線傳輸方向依次同軸設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，所述第一透鏡和第三透鏡均為雙凸透鏡，第二透鏡為雙凹透鏡，且所述第一透鏡和第三透鏡的折射率均大于第二透鏡的折射率，所述第一透鏡和第三透鏡的阿貝數(shù)均小于第二透鏡的阿貝數(shù)。

可選地，所述第一透鏡和第三透鏡的折射率相等且均大于1.75，所述第二透鏡的折射率小于1.5；所述第一透鏡和第三透鏡的阿貝數(shù)相等且均小于40，所述第二透鏡的阿貝數(shù)大于60。

可選地，所述第一透鏡和第二透鏡的第一組合焦距與透鏡組件的總焦距的比值小于－6且大于－7，所述第二透鏡和第三透鏡的第二組合焦距與透鏡組件的總焦距的比值小于3且大于2。

還提供了一種激光位移傳感器，包括所述的透鏡組件。

可選地，還包括位于透鏡組件出射方向上的傳感器，所述傳感器相對(duì)光線傳輸方向傾斜設(shè)置。

可選地，所述傳感器相對(duì)光線傳輸方向的傾斜角小于43°且大于40°。

可選地，還包括位于所述第三透鏡和所述傳感器之間的反射鏡，所述反射鏡相對(duì)光線傳輸方向傾斜設(shè)置，所述第三透鏡靠近所述反射鏡的鏡面與所述反射鏡的第一中心距離小于17毫米且大于14毫米，所述反射鏡與傳感器的第二中心距離小于22毫米且大于19毫米。

可選地，還包括底座和激光器組件，所述激光器組件和透鏡組件均設(shè)于所述底座上，且所述激光器組件與所述底座活動(dòng)連接。

可選地，所述激光器組件與底座的安裝面上設(shè)有第一轉(zhuǎn)動(dòng)件和第二轉(zhuǎn)動(dòng)件，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)件的第一轉(zhuǎn)軸與底座的安裝面垂直，且同時(shí)與第二轉(zhuǎn)動(dòng)件的第二轉(zhuǎn)軸垂直，以分別調(diào)節(jié)所述激光器組件的激光出射角度和激光出射俯仰角度。

可選地，所述激光器組件還包括聚光鏡和激光器，所述聚光鏡與所述激光器同軸設(shè)置，且所述聚光鏡通過(guò)調(diào)節(jié)件朝向或遠(yuǎn)離所述激光器運(yùn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)聚光鏡和激光器之間的距離。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明提供的透鏡組件，包括沿光線傳輸方向依次同軸設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，且第一透鏡和第三透鏡均采用高折射率低阿貝數(shù)材質(zhì)，第二透鏡則采用低折射率高阿貝數(shù)材質(zhì)，從而減少了系統(tǒng)球差和慧差，具有一定的對(duì)稱性，自由度高，以校正球差、慧差和像散等畸變；且景深較大，像面光斑相對(duì)較小且較均勻，從而能夠在量程150mm±40mm內(nèi)，獲得4微米的測(cè)量精度，提高了測(cè)量精度。