專利名稱：具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀及定中方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀及定中方法。
背景技術(shù)：
隨著光學(xué)儀器的功能增加和性能要求的不斷提高、及光學(xué)零件和機(jī)械零部件加工精度的 日益提高，光學(xué)儀器的裝配變得愈加重要，光學(xué)儀器的裝配主要表現(xiàn)在鏡片間的膠合和鏡片 在殼體中的精密定位，這要求鏡片間的光軸和鏡筒基面軸有很好的匹配。光學(xué)定中儀是光學(xué) 系統(tǒng)的裝配及透鏡的膠合檢測(cè)不可缺少的工具，現(xiàn)今的定中儀更是朝向數(shù)字化、高精度、快 速的方向發(fā)展。在定中儀操作中，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)最后定型前必須進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證的目的是防止 次品元件進(jìn)入裝配、防止操作上的失誤。驗(yàn)證的過(guò)程一般是根據(jù)被膠合鏡片或被安裝鏡片的 第二面曲率進(jìn)行定中驗(yàn)證，對(duì)傳統(tǒng)的單導(dǎo)軌單物鏡架定中系統(tǒng)就要求更換附加物鏡并再聚集， 由于要對(duì)附加物鏡參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算和物鏡架再位移，采用手動(dòng)的方式是很麻煩費(fèi)時(shí)并帶來(lái) 了不穩(wěn)定因素，在膠合安裝過(guò)程中如果要多次變換物鏡幾乎不可能。
因此，如何解決現(xiàn)有光學(xué)定中儀存在的缺點(diǎn)實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課
題

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀，以實(shí)現(xiàn)被定中光學(xué)部件的快 速操作和驗(yàn)證。
本發(fā)明的另一目的在于具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中方法，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)部件裝配的的性價(jià) 比和成品率的提高。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀包括用于裝設(shè)待定中 光學(xué)部件并通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)確定所述待定中光學(xué)部件的定中誤差的空氣軸承轉(zhuǎn)臺(tái)、設(shè)置有多個(gè)受
控電機(jī)及雙導(dǎo)軌，用于裝設(shè)與待定中光學(xué)部件匹配的至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡，并由所述多個(gè)受控 電機(jī)控制所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡分別在相應(yīng)的導(dǎo)軌移動(dòng)的雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)、用于將光線反 射入所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡的一個(gè)的反射鏡、用于提供平行光線至所述反射鏡的自準(zhǔn)直儀、 用于攝取反射分劃像的CCD電子目鏡、及用于提供所述多個(gè)受控電機(jī)需要的電能的電源，其 中，所述待定中光學(xué)部件裝設(shè)于所述透鏡框時(shí)由所述自準(zhǔn)直儀提供的平行光線經(jīng)過(guò)所述反射鏡及相應(yīng)會(huì)聚物鏡后到達(dá)所述待定中光學(xué)部件，并經(jīng)過(guò)所述待定中光學(xué)部件反射后沿所述平 行光線入射來(lái)的路線原路返回進(jìn)入所述自準(zhǔn)直儀即形成所述反射分劃像。
其中，所述具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀還包括分析平臺(tái)，其與所述CCD電子目鏡相連 接，用于分析所述待定中光學(xué)部件的參數(shù)以確定與所述待定中光學(xué)部件匹配的會(huì)聚物鏡參數(shù)， 還用于控制相應(yīng)受控電機(jī)使所述受控電機(jī)控制相應(yīng)會(huì)聚物鏡在對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌上的移動(dòng)、以及所述 至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡間的會(huì)聚切換，同時(shí)還用于對(duì)所述CCD電子目鏡采集的圖像進(jìn)行分析以得 到反射分劃像的運(yùn)動(dòng)情況，所述通過(guò)數(shù)碼相機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置和軟件分析系統(tǒng)監(jiān)測(cè)從被安裝鏡 片表面反射回來(lái)的自準(zhǔn)直儀十字劃線像的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而獲得所述待定中光學(xué)部件的調(diào)整狀 況，所述分析平臺(tái)采用LabVIEW軟件完成相應(yīng)分析功能，所述多個(gè)受控電機(jī)包括移動(dòng)步進(jìn)電 機(jī)和切換電機(jī)。
再有，本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中方法包括步驟1)設(shè)定待定中的光學(xué)部件的 參數(shù)；2)根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)確定與所述待定中的光學(xué)部件匹配的第一會(huì)聚物鏡的參數(shù)；3) 根據(jù)所確定的會(huì)聚物鏡的參數(shù)選擇相應(yīng)的第一會(huì)聚物鏡，并將其裝設(shè)在雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)第 一軌道上，同時(shí)將所述待定中的光學(xué)部件裝設(shè)在空氣軸承工作臺(tái)上，并使其中心軸和自準(zhǔn)直 儀提供的平行光及空氣軸承工作臺(tái)的軸分別重合；4)分析平臺(tái)控制受控電機(jī)使所述第一會(huì)聚 物鏡在所述第一導(dǎo)軌上移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)反射鏡反射至的所述平行光的自動(dòng)聚焦；5)轉(zhuǎn)動(dòng)所述 空氣軸承工作臺(tái)時(shí)，CCD電子目鏡采集在所述自準(zhǔn)直儀中形成的相應(yīng)分劃像，其中，所述自準(zhǔn) 直儀提供的平行光線經(jīng)過(guò)反射鏡及所述第一會(huì)聚物鏡后到達(dá)所述待定中光學(xué)部件，并經(jīng)過(guò)所 述待定中光學(xué)部件反射后沿所述平行光線入射來(lái)的路線原路返回進(jìn)入所述自準(zhǔn)直儀即會(huì)形成 相應(yīng)分劃像；6)分析平臺(tái)分析所采集的各分劃像以計(jì)算出所述待定中的光學(xué)部件的定中誤差； 7)根據(jù)所述定中誤差調(diào)節(jié)所述待定中的光學(xué)部件以減小所述定中誤差；8)根據(jù)所述待定中 的光學(xué)部件其他表面的參數(shù)確定相應(yīng)的第二會(huì)聚物鏡，并將其裝設(shè)在所述雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái) 第二軌道上，同時(shí)控制相應(yīng)受控電機(jī)進(jìn)行會(huì)聚物鏡的切換使所述平行光進(jìn)入所述第二會(huì)聚物 鏡；9)分析平臺(tái)控制相應(yīng)受控電機(jī)使所述第二會(huì)聚物鏡在所述第二導(dǎo)軌上移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)反 射鏡反射至的所述平行光的自動(dòng)聚焦，然后重復(fù)步驟5)及6)以驗(yàn)證所述待定中的光學(xué)部件 的其他表面定中誤差是否符合要求。
綜上所述，本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀及定中方法采用基于LabVIEW軟件平 臺(tái)控制下的雙導(dǎo)軌雙附加會(huì)聚物鏡，并以空氣軸承為工作平臺(tái)，且具有自動(dòng)信號(hào)采集分析系 統(tǒng)，如此既可以在保證高精度高靈敏度定中條件下實(shí)現(xiàn)被定中光學(xué)系統(tǒng)的快速操作和驗(yàn)證， 同時(shí)也提高了裝配的性價(jià)比和成品率。


圖1為本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀的基本架構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀采用的LabVIEW軟件操作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖l，本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀至少包括空氣軸承轉(zhuǎn)臺(tái)、雙導(dǎo)軌物 鏡調(diào)節(jié)臺(tái)、反射鏡、自準(zhǔn)直儀、CCD電子目鏡、電源、及分析平臺(tái)。
所述空氣軸承轉(zhuǎn)臺(tái)用于裝設(shè)待定中光學(xué)部件并通過(guò)旋轉(zhuǎn)并通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)確定所述待定中光 學(xué)部件的定中誤差。
所述雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)設(shè)置有多個(gè)受控電機(jī)及雙導(dǎo)軌，用于裝設(shè)與待定中光學(xué)部件匹配 的至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡，并由所述多個(gè)受控電機(jī)控制所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡分別在相應(yīng)的導(dǎo)軌 移動(dòng)，在本實(shí)施方式中，所述多個(gè)受控電機(jī)包括移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)l、移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)2、切換電機(jī) l和切換電機(jī)2，須注意的是，所述移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)l、移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)2、切換電機(jī)l和切換電 機(jī)2分別設(shè)有控制電路，用于接收所述分析平臺(tái)傳送至的控制信號(hào)，由于本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì) 所述控制電路已經(jīng)熟悉，在此不再予以贅述。
所述反射鏡用于將光線反射入所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡的一個(gè)。
所述自準(zhǔn)直儀用于提供平行光線至所述反射鏡。
所述CCD電子目鏡用于攝取反射分劃像，其中，所述待定中光學(xué)部件裝設(shè)于所述透鏡框 時(shí)由所述自準(zhǔn)直儀提供的平行光線經(jīng)過(guò)所述反射鏡及相應(yīng)會(huì)聚物鏡后到達(dá)所述待定中光學(xué)部 件，并經(jīng)過(guò)所述待定中光學(xué)部件反射后沿所述平行光線入射來(lái)的路線原路返回進(jìn)入所述自準(zhǔn) 直儀即形成所述反射分劃像。
所述電源用于提供所述多個(gè)受控電機(jī)需要的電能，為簡(jiǎn)化圖示，在圖1中并將所述電源 予以顯示。
所述分析平臺(tái)與所述CCD電子目鏡相連接，用于分析所述待定中光學(xué)部件的參數(shù)以確定 與所述待定中光學(xué)部件匹配的會(huì)聚物鏡參數(shù)，還用于控制相應(yīng)受控電機(jī)使所述受控電機(jī)控制 相應(yīng)會(huì)聚物鏡在對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌上的移動(dòng)、以及所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡間的會(huì)聚切換，同時(shí)還用于 對(duì)所述CCD電子目鏡采集的圖像進(jìn)行分析以得到反射分劃像的運(yùn)動(dòng)情況，所述通過(guò)數(shù)碼相機(jī) 數(shù)據(jù)采集裝置和軟件分析系統(tǒng)監(jiān)測(cè)從被安裝鏡片表面反射回來(lái)的自準(zhǔn)直儀十字劃線像的運(yùn)動(dòng) 情況，進(jìn)而獲得所述待定中光學(xué)部件的調(diào)整狀況，在本實(shí)施方式中，所述分析平臺(tái)采用LabVIEW軟件完成相應(yīng)分析功能，在LabVIEW軟件程序主界面中，主要包括五個(gè)子對(duì)話框，具體操作 流程請(qǐng)參見圖2:
1、 登陸(Login)對(duì)話框，即參數(shù)初始化注冊(cè)界面，在該目錄下，可以對(duì)參數(shù)的初始化重 新定義和更改，其包括對(duì)會(huì)聚透鏡切換及參數(shù)設(shè)置、望遠(yuǎn)鏡配置的設(shè)置、待定中的部件ID的 設(shè)置及操作者ID的設(shè)置，其中在對(duì)會(huì)聚透鏡切換時(shí)，若操作者先要采用第一會(huì)聚透鏡，則分 析平臺(tái)需要判斷此時(shí)采用的是否是第一會(huì)聚透鏡，若不是，則返回重新進(jìn)行透鏡切換，若是 則完成會(huì)聚透鏡切換及參數(shù)設(shè)置，還有，操作者設(shè)置了 ID后，分析平臺(tái)需要判斷操作者ID 是否正確，若不正確則需要重新輸入操作者ID，若正確則完成操作者ID的設(shè)置，當(dāng)參數(shù)初始 化完成后即進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定界面(即Configure對(duì)話框)
2、 參數(shù)配置(Configure)對(duì)話框，在所述Configure對(duì)話框中完成指定CCD電子目鏡的 配置、調(diào)整CCD電子目鏡參數(shù)設(shè)置。根據(jù)需要，對(duì)CCD電子目鏡的視場(chǎng)大小進(jìn)行控制，由 亮暗程度，調(diào)整CCD電子目鏡的曝光時(shí)間和曝光量，選定恰當(dāng)值，判斷成像是否清晰，若成 像清晰即完成CCD電子目鏡的參數(shù)設(shè)定，否則重新設(shè)定恰當(dāng)值，然后輸入自準(zhǔn)直儀焦距和分 劃刻度信息，再進(jìn)入校準(zhǔn)和檢測(cè)對(duì)話框(即Aligning and Test對(duì)話框)；
3、 校準(zhǔn)和檢測(cè)(Aligning and Test)對(duì)話框，計(jì)算附加物鏡參數(shù)，在校準(zhǔn)窗口中，通 過(guò)修改調(diào)整校準(zhǔn)參數(shù)X， Y的坐標(biāo)值，來(lái)獲得理想的十字劃線像的位置；在測(cè)試窗口中，通 過(guò)修改圓環(huán)的數(shù)值來(lái)改變十字劃線的間距。當(dāng)兩項(xiàng)設(shè)置都好的情況下，校準(zhǔn)與檢測(cè)對(duì)話框的 結(jié)果確認(rèn)鍵會(huì)顯示激活狀態(tài)，此時(shí)即可進(jìn)行測(cè)量，否則需要重新調(diào)整檢測(cè)對(duì)話框的參數(shù)設(shè)置， 直到滿足要求，當(dāng)校準(zhǔn)和檢測(cè)完畢，還需要判斷是否需要重新對(duì)參數(shù)進(jìn)行初始化，若是則返 回Login對(duì)話框，否則進(jìn)入測(cè)量階段(即Measruing對(duì)話框)。
4、 測(cè)量(Measruing)對(duì)話框，利用空氣軸承控制器，轉(zhuǎn)換空氣軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，將該參 數(shù)輸入該對(duì)話框中對(duì)應(yīng)位置，并設(shè)定每圈的處理點(diǎn)數(shù)，運(yùn)行該對(duì)話框，即可獲得當(dāng)前被測(cè)量 透鏡的定中誤差(偏心和傾斜)和所測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，看是否滿足要 求，若不滿足要求，則調(diào)試待定中的部件位置，直到滿足為止，當(dāng)滿足要求后，則對(duì)測(cè)量數(shù) 據(jù)進(jìn)行保存。
結(jié)果保存后，還需要確定是否還要重新進(jìn)行驗(yàn)證，即是否需要采用第二會(huì)聚透鏡或第一 會(huì)聚透鏡重新測(cè)量，若需要對(duì)第一會(huì)聚透鏡進(jìn)行再次驗(yàn)證，若是則返回參數(shù)配置(Configure) 對(duì)話框，否則判斷是否需要采用第二會(huì)聚透鏡進(jìn)行測(cè)量，若是則返回登陸(Login)對(duì)話框進(jìn) 行會(huì)聚透鏡參數(shù)的設(shè)置，否則推出程序。本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中方法主要包括步驟-
第一步設(shè)定待定中的光學(xué)部件的參數(shù)，即將待定中的光學(xué)部件，如鏡片各面的曲率半徑， 折射率和間隔，測(cè)量單位、允許誤差值等，輸入到所述分析平臺(tái)。
第二步所述分析平臺(tái)根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)確定與所述待定中的光學(xué)部件匹配的第一會(huì)聚物鏡 的參數(shù)，確定所述第一會(huì)聚物鏡的參數(shù)的方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，在此不再詳述。 第三步根據(jù)所確定的會(huì)聚物鏡的參數(shù)選擇相應(yīng)的第一會(huì)聚物鏡，并將其裝設(shè)在雙導(dǎo)軌物鏡 調(diào)節(jié)臺(tái)第一軌道上，同時(shí)將所述待定中的光學(xué)部件裝設(shè)在空氣軸承工作臺(tái)上，并使其中心軸 和自準(zhǔn)直儀提供的平行光及空氣軸承工作臺(tái)的軸分別重合。
第四步分析平臺(tái)控制受控電機(jī)使所述第一會(huì)聚物鏡在所述第一導(dǎo)軌上移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)反射 鏡反射至的所述平行光的自動(dòng)聚焦。
第五步轉(zhuǎn)動(dòng)所述空氣軸承工作臺(tái)時(shí)，CCD電子目鏡采集在所述自準(zhǔn)直儀中形成的相應(yīng)分劃像， 其中，所述自準(zhǔn)直儀提供的平行光線經(jīng)過(guò)反射鏡及所述第一會(huì)聚物鏡后到達(dá)所述待定中光學(xué) 部件，并經(jīng)過(guò)所述待定中光學(xué)部件反射后沿所述平行光線入射來(lái)的路線原路返回進(jìn)入所述自 準(zhǔn)直儀即會(huì)形成相應(yīng)分劃像，在本實(shí)施方式中，由分析平臺(tái)的信號(hào)采集分析系統(tǒng)軟件(Lens Centering LabView VI)對(duì)鏡片進(jìn)行定中操作，即在空氣軸承工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中監(jiān)測(cè)從所述待 定中的鏡片表面反射回來(lái)的自準(zhǔn)直儀十字劃線的像的運(yùn)動(dòng)情況，CCD電子目鏡將十字劃線像 送入到分析平臺(tái)的LabV正W的圖像處理和分析界面中，測(cè)量圖由十字線和表示誤差大小的同 心圓環(huán)組成，測(cè)量?jī)?nèi)部子程序檢測(cè)到自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡十字劃線像的中心，調(diào)整邊緣探測(cè)參數(shù)， 直到十字劃線的像被成功探測(cè)。
第六步分析平臺(tái)分析所采集的各分劃像以計(jì)算出所述待定中的光學(xué)部件的定中誤差，即分 析平臺(tái)根據(jù)十字分劃像中心的轉(zhuǎn)動(dòng)直徑，自動(dòng)計(jì)算鏡片定中殘余誤差和其標(biāo)準(zhǔn)偏差。
第七步根據(jù)所述定中誤差調(diào)節(jié)所述待定中的光學(xué)部件以減小所述定中誤差，即操作人員根 據(jù)誤差和相應(yīng)的夾具調(diào)節(jié)被安裝鏡片位置，直到滿足標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以文本形式保存所述測(cè)量 結(jié)果。
第八步根據(jù)所述待定中的光學(xué)部件其他表面的參數(shù)確定相應(yīng)的第二會(huì)聚物鏡，并將其裝設(shè)
在所述雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)第二軌道上，同時(shí)控制相應(yīng)受控電機(jī)進(jìn)行會(huì)聚物鏡的切換使所述平 行光進(jìn)入所述第二會(huì)聚物鏡。
第九步分析平臺(tái)控制相應(yīng)受控電機(jī)使所述第二會(huì)聚物鏡在所述第二導(dǎo)軌上移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)反射鏡反射至的所述平行光的自動(dòng)聚焦，然后重復(fù)步驟5)及6)以驗(yàn)證所述待定中的光學(xué)部 件的其他表面定中誤差是否符合要求，即移動(dòng)所述第二會(huì)聚物鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待定中的光學(xué)部 件其他表面(例如下表面)的平行光原路反射調(diào)節(jié)，出現(xiàn)清晰的十字分劃像后，轉(zhuǎn)動(dòng)空氣軸 承工作臺(tái)，根據(jù)十字分劃中心的轉(zhuǎn)動(dòng)直徑可以驗(yàn)證被裝配部件的其他光學(xué)表面是否滿足指標(biāo) 要求。
此外，上述操作流程僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中方法的操作過(guò)程， 但并非用于限制本發(fā)明，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實(shí)際需要將所述第八步及第九步穿 插于第五步及第六步中進(jìn)行，再有，本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中方法可應(yīng)用于鏡片 和鏡片間的定位膠合，還可用于鏡片和鏡筒間的定位裝配，也可用于多個(gè)鏡片與鏡筒的組合 裝配。
綜上所述，本發(fā)明的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀及定中方法利用LabView軟件平臺(tái)強(qiáng) 大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能和測(cè)量分析功能，依靠其直觀的圖形化編程語(yǔ)言方式，對(duì)自準(zhǔn)直儀的 反射像進(jìn)行了采集分析，實(shí)時(shí)監(jiān)視檢測(cè)裝配中各鏡片面與面或鏡片與鏡框的位置狀態(tài)，快速 方便獲得高精度、直觀而量化可控的定中精度。此外，其應(yīng)用于雙膠合透鏡，或鏡片和鏡筒 的裝配時(shí)，包括驗(yàn)證，整個(gè)操作速度提高3倍，定中精度提高一個(gè)量級(jí)，可達(dá)f!/f^larcsec(其 中，f1:自準(zhǔn)直儀焦距，f2:會(huì)聚物鏡的焦距)。
權(quán)利要求
1.一種具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀，其特征在于包括空氣軸承轉(zhuǎn)臺(tái)，用于裝設(shè)待定中光學(xué)部件并通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)確定所述待定中光學(xué)部件的定中誤差；雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)，設(shè)置有多個(gè)受控電機(jī)及雙導(dǎo)軌，用于裝設(shè)與待定中光學(xué)部件匹配的至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡，并由所述多個(gè)受控電機(jī)控制所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡分別在相應(yīng)的導(dǎo)軌移動(dòng)；反射鏡，用于將光線反射入所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡的一個(gè)；自準(zhǔn)直儀，用于提供平行光線至所述反射鏡；CCD電子目鏡，用于攝取反射分劃像，其中，所述待定中光學(xué)部件裝設(shè)于所述透鏡框時(shí)由所述自準(zhǔn)直儀提供的平行光線經(jīng)過(guò)所述反射鏡及相應(yīng)會(huì)聚物鏡后到達(dá)所述待定中光學(xué)部件，并經(jīng)過(guò)所述待定中光學(xué)部件反射后沿所述平行光線入射來(lái)的路線原路返回進(jìn)入所述自準(zhǔn)直儀即形成所述反射分劃像；電源，用于提供所述多個(gè)受控電機(jī)需要的電能。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀，其特征在于還包括分析平臺(tái)，與 所述CCD電子目鏡相連接，用于分析所述待定中光學(xué)部件的參數(shù)以確定與所述待定中 光學(xué)部件匹配的會(huì)聚物鏡參數(shù)，還用于控制相應(yīng)受控電機(jī)使所述受控電機(jī)控制相應(yīng)會(huì) 聚物鏡在對(duì)應(yīng)導(dǎo)軌上的移動(dòng)、以及所述至少兩個(gè)會(huì)聚物鏡間的會(huì)聚切換，同時(shí)還用于 對(duì)所述CCD電子目鏡采集的圖像進(jìn)行分析以得到反射分劃像的運(yùn)動(dòng)情況，所述通過(guò)數(shù) 碼相機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置和軟件分析系統(tǒng)監(jiān)測(cè)從被安裝鏡片表面反射回來(lái)的自準(zhǔn)直儀十 字劃線像的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)而獲得所述待定中光學(xué)部件的調(diào)整狀況。
3. 如權(quán)利要求2所述的所述的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀，其特征在于所述分析平 臺(tái)采用LabVIEW軟件完成相應(yīng)分析功能。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀，其特征在于所述多個(gè)受控電機(jī) 包括移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和切換電機(jī)。
5. —種具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中方法，其特征在于包括步驟1) 設(shè)定待定中的光學(xué)部件的參數(shù)；2) 根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)確定與所述待定中的光學(xué)部件匹配的第一會(huì)聚物鏡的參數(shù)；3) 根據(jù)所確定的會(huì)聚物鏡的參數(shù)選擇相應(yīng)的第一會(huì)聚物鏡，并將其裝設(shè)在雙導(dǎo)軌物 鏡調(diào)節(jié)臺(tái)第一軌道上，同時(shí)將所述待定中的光學(xué)部件裝設(shè)在空氣軸承工作臺(tái)上， 并使其中心軸和自準(zhǔn)直儀提供的平行光及空氣軸承工作臺(tái)的軸分別重合；4) 分析平臺(tái)控制受控電機(jī)使所述第一會(huì)聚物鏡在所述第一導(dǎo)軌上移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)反 射鏡反射至的所述平行光的自動(dòng)聚焦；5) 轉(zhuǎn)動(dòng)所述空氣軸承工作臺(tái)時(shí)，CCD電子目鏡采集在所述自準(zhǔn)直儀中形成的相應(yīng)分 劃像，其中，所述自準(zhǔn)直儀提供的平行光線經(jīng)過(guò)反射鏡及所述第一會(huì)聚物鏡后到 達(dá)所述待定中光學(xué)部件，并經(jīng)過(guò)所述待定中光學(xué)部件反射后沿所述平行光線入射 來(lái)的路線原路返回進(jìn)入所述自準(zhǔn)直儀即會(huì)形成相應(yīng)分劃像；6) 分析平臺(tái)分析所采集的各分劃像以計(jì)算出所述待定中的光學(xué)部件的定中誤差；7) 根據(jù)所述定中誤差調(diào)節(jié)所述待定中的光學(xué)部件以減小所述定中誤差；8) 根據(jù)所述待定中的光學(xué)部件其他表面的參數(shù)確定相應(yīng)的第二會(huì)聚物鏡，并將其裝 設(shè)在所述雙導(dǎo)軌物鏡調(diào)節(jié)臺(tái)第二軌道上，同時(shí)控制相應(yīng)受控電機(jī)進(jìn)行會(huì)聚物鏡的 切換使所述平行光進(jìn)入所述第二會(huì)聚物鏡；9) 分析平臺(tái)控制相應(yīng)受控電機(jī)使所述第二會(huì)聚物鏡在所述第二導(dǎo)軌上移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)經(jīng) 過(guò)反射鏡反射至的所述平行光的自動(dòng)聚焦，然后重復(fù)步驟5)及6)以驗(yàn)證所述待 定中的光學(xué)部件的其他表面定中誤差是否符合要求。
全文摘要
一種具有雙聚焦透鏡的光學(xué)定中儀及定中方法，首先根據(jù)待膠合或安裝的光學(xué)部件的參數(shù)的輸入，通過(guò)LabVIEW分析平臺(tái)自動(dòng)生成雙附加會(huì)聚物鏡參數(shù)，由此選擇相應(yīng)的會(huì)聚物鏡并分別裝設(shè)在由移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制的雙導(dǎo)軌上，再對(duì)各會(huì)聚物鏡進(jìn)行定位聚焦并且根據(jù)需要通過(guò)兩個(gè)切換電機(jī)進(jìn)行會(huì)聚物鏡的切換，然后通過(guò)CCD電子目鏡和分析平臺(tái)監(jiān)測(cè)從待安裝鏡片表面反射回的自準(zhǔn)直儀十字劃線像的運(yùn)動(dòng)情況，并采用動(dòng)態(tài)圖像處理算法對(duì)像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行精確劃分并根據(jù)成像幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為被測(cè)量的變化情況。本發(fā)明本質(zhì)上即是傳統(tǒng)儀器發(fā)展的另一個(gè)方向——虛擬儀器，其具有功能強(qiáng)，精度高，測(cè)量速度快，自動(dòng)化程度高和良好的人機(jī)界面，尤其具有高度的靈活性。
文檔編號(hào)G01M11/00GK101285939SQ200710039270
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月9日
發(fā)明者敏 徐 申請(qǐng)人:上海遠(yuǎn)超微納技術(shù)有限公司