[发明专利]一种应用于轴孔直径测量的光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及先进光学设计与精密测量技术领域，特别涉及一种应用于轴孔直径测量的光学系统。

背景技术

随着测量技术的发展，现有技术中提出了多种应用于内径测量的光学系统，通过这些光学系统能够实现测量，初步满足了实际应用中的需要。

发明人在实现本发明的过程中，发现上述现有技术至少存在以下缺点和不足：现有技术中的测量方法不能对无法正向观察或正向成像的待测几何量进行准确的成像测量。

发明内容

为了实现对无法正向观察或正向成像的待测几何量进行准确的成像测量，满足实际应用中对内径测量的需要，本发明实施例将离轴成像技术应用到测量技术领域，提供了一种应用于轴孔直径测量的光学系统，所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种应用于轴孔直径测量的光学系统，所述光学系统包括：待测几何量(轴孔直径变化或其它无法正向观察的几何量)、光电探测装置、基准装置、固定调整装置、成像装置、照明装置；

所述待测几何量、所述光电探测装置、所述固定调整装置、所述成像装置、所述照明装置相对于所述基准装置对称放置；所述待测几何量与所述成像装置的光轴不垂直；所述光电探测装置固定在所述固定调整装置上；所述成像装置沿所述固定调整装置的斜面方向固定在所述固定调整装置上；所述照明装置沿水平面方向固定在所述固定调整装置上；所述固定调整装置固定在所述基准装置上。

所述待测几何量的平面与所述光电探测装置的平面共轭。

所述成像装置和/或所述照明装置采用光学面朝下的放置方式。

所述成像装置中的物镜采用3组4片的透镜。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过使成像装置的光轴与待测几何量不垂直，将离轴成像技术运用到轴孔测量中，实现了对无法正向观察或正向成像的待测几何量进行准确的成像测量，满足实际应用中对轴孔直径测量的需要；并且通过采用离轴光学设计，解决了待测几何量某一部位成像清楚、某一部位成像不清楚及测量精度不高等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的光学系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的光学系统的光线追迹示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-1：待测几何量；1-2：光电探测装置；1-3：基准装置；1-4固定调整装置；1-5：成像装置；1-6：照明装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了实现对无法正向观察或正向成像的待测几何量进行准确的成像测量，满足实际应用中对轴孔直径测量的需要，将离轴成像技术应用到本发明实施例中，本发明实施例提供了一种应用于轴孔直径测量的光学系统，参见图1，该系统主要包括：待测几何量1-1、光电探测装置1-2、基准装置1-3、固定调整装置1-4、成像装置1-5、照明装置1-6；

待测几何量1-1、光电探测装置1-2、固定调整装置1-4、成像装置1-5、照明装置1-6相对于基准装置1-3对称放置；待测几何量1-1与成像装置1-5的光轴不垂直；光电探测装置1-2固定在固定调整装置1-4上；成像装置1-5沿固定调整装置1-4的斜面方向固定在固定调整装置1-4上；照明装置1-6沿水平面方向固定在固定调整装置1-4上，并保持照明装置1-6的光束水平；固定调整装置1-4固定在基准装置1-3上。

其中，待测几何量主要是指轴孔直径变化或其它无法正向观察的几何量。

具体实现时，成像装置1-5的光轴与待测几何量1-1不垂直，使得成像装置1-5的光轴与待测几何量1-1之间有一定的夹角，实现了对离轴成像技术的应用，该夹角的度数和待测几何量的实际尺寸有关，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。成像装置1-5沿固定装置1-4的斜面方向固定在固定调整装置1-4上，该斜面方向由离轴成像物镜的设计参数决定，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。

上述固定调整装置1-4用于固定待测几何量1-1、光电探测装置1-2、成像装置1-5和照明装置1-6，该固定方式可以为卡槽固定、螺栓固定或其他的固定方式，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。