[发明专利]光学镜头球心偏差测量装置

摘要

本发明涉及一种光学镜头球心偏差测量装置，属于光学系统领域。解决了现有技术中用于光学镜头球心偏差测量的设备测量精度不够高，或者无法测量较大曲率半径的镜面偏心量、测量范围存在盲区的技术问题。本发明的光学镜头球心偏差测量装置，包括：光学照明模块、分光镜、光学准直镜头组、光学聚焦镜头组、光电探测器、直线位移传感器、机械调平台、精密旋转台、直线位移机构和主控计算机。本发明的光学镜头球心偏差测量装置可以达到较高的测量精度，并且同时满足各种曲率半径的光学镜头的球心偏差测量。

主权项

光学镜头球心偏差测量装置，其特征在于，包括：光学照明模块(1)、分光镜(2)、光学准直镜头组(3)、光学聚焦镜头组(4)、光电探测器(5)、直线位移传感器(6)、机械调平台(7)、精密旋转台(8)、直线位移机构(9)和主控计算机(10)，所述光学照明模块(1)、分光镜(2)、光学准直镜头组(3)、光学聚焦镜头组(4)、光电探测器(5)和直线位移传感器(6)构成光学测量头(11)；所述光学聚焦镜头组(4)可拆卸，当光学聚焦镜头组(4)拆下时，光学照明模块(1)产生的十字线靶标光束依次经分光镜(2)和光学准直镜头组(3)聚焦到被测镜面的球心像的位置，十字线靶标光束经被测镜面反射后，依次经光学准直镜头组(3)和分光镜(2)聚焦到光电探测器(5)的靶面；当光学聚焦镜头组(4)安装时，光学照明模块(1)产生的十字线靶标光束依次经分光镜(2)、光学准直镜头组(3)和光学聚焦镜头组(4)聚焦到被测镜面的球心像的位置，十字线靶标光束经被测镜面反射后，依次经光学聚焦镜头组(4)、光学准直镜头组(3)和分光镜(2)聚焦到光电探测器(5)的靶面；所述光电探测器(5)将反射回来的十字线靶标光束的光信号转换为电信号，形成十字线图像，并将十字线图像信息传输至主控计算机(10)；所述直线位移传感器(6)用于测量光学准直镜头组(3)的不同位置，并将此位置信息传送给主控计算机(10)；所述机械调平台(7)连接在精密旋转台(8)之上，用于调节被测光学镜头(12)的光轴与精密旋转台(8)的旋转轴线之间的位置关系；所述精密旋转台(8)带动被测光学镜头(12)绕精密旋转台(8)的轴线旋转；所述直线位移机构(9)带动光学测量头(11)作竖直方向的直线运动，并测量光学测量头(11)的位置，且将此位置信息传送给主控计算机(10)；所述主控计算机(10)用于计算球心偏差，过程是：步骤一、球心偏差测量软件根据输入的被测光学镜头(12)的各个镜面的曲率半径、镜面间隔和镜片折射率，计算被测光学镜头(12)各个镜面的球心相对于其上所有镜面成像之后的球心像的位置和垂轴放大率β2；步骤二、球心偏差测量软件根据计算的被测镜面相对其上所有镜面成像之后的球心像的位置，给出光学准直镜头组(3)的位置信息，或者给出光学聚焦镜头组(4)的焦距信息以及调节直线位移机构(9)的位置信息；步骤三、球心偏差测量软件根据直线位移传感器(6)传送的光学准直透镜组(3)的位置信息计算光学测量头(11)的垂轴放大率β1，或者根据使用的光学聚焦镜头组(4)的焦距计算光学测量头(11)的垂轴放大率β1；步骤四、球心偏差测量软件通过对得到的十字线图像信息进行处理，计算十字线图像圆心轨迹的直径S；步骤五、球心偏差测量软件再通过式(1)计算镜面的球心线偏差α：a=S4β---(1)]]>式(1)中，β＝β1β2；或通过式(2)计算镜面的球心角偏差值χ：χ=14arctan(S/βR)---(2)]]>式(2)中，R是被测镜面的曲率半径，β＝β1β2。