平行度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可快速、高效地檢測(cè)被測(cè)平面透鏡兩側(cè)表面平行度的平行度檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。該平行度檢測(cè)裝置，平行光光源、變倍鏡頭位于同一光軸上；在光源與變倍鏡頭之間有與光軸傾斜一定角度的反射鏡；有十字槽的反射膜在與變倍鏡頭相對(duì)的反射鏡表面上；在與反射膜垂直的方向上設(shè)置有放大物鏡和圖像傳感器，圖像傳感器的輸出接圖像顯示器；平行光光源發(fā)出的光束透過反射鏡的十字槽、變倍鏡頭后以平行光入射到被測(cè)透鏡上，被測(cè)透鏡上下表面反射的光束經(jīng)反射膜反射再經(jīng)過放大物鏡形成兩個(gè)十字像并在圖像顯示器上顯示。平行度檢測(cè)方法，是以顯示的兩個(gè)十字像的最大距離，確定被測(cè)透鏡的上下表面的平行度。
【專利說明】平行度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透鏡平行度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，具體地說，是利用光學(xué)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)平面透鏡上下表面的平行度進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于平面透鏡來說，透鏡兩側(cè)的表面的平行度是個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)。如果兩側(cè)表面的平行度偏差較大，穿過透鏡的光束偏離光軸。目前一般采用三坐標(biāo)法進(jìn)行檢測(cè)，每次測(cè)量讀取數(shù)據(jù)比較吃力，耗時(shí)比較長(zhǎng)，效率低，而且精度不高。目前還沒有簡(jiǎn)單、有效的檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可快速、高效地檢測(cè)被測(cè)平面透鏡兩側(cè)表面平行度的平行度檢測(cè)裝置。
[0004]該平行度檢測(cè)裝置，包括平行光光源、變倍鏡頭、反射鏡、放大物鏡、圖像傳感器、圖像顯示器；平行光光源、變倍鏡頭位于同一光軸上；在光源與變倍鏡頭之間有與光軸傾斜一定角度的反射鏡；反射鏡的反射膜在與變倍鏡頭相對(duì)的表面上，且反射膜上具有十字槽；在與反射膜垂直的方向上設(shè)置有位于變倍鏡頭一側(cè)的放大物鏡和有用于記錄放大物鏡放大后圖像信息的圖像傳感器，圖像傳感器的輸出接圖像顯示器；
平行光光源發(fā)出的光束透過反射鏡的十字槽、變倍鏡頭后以平行光入射到被測(cè)透鏡上，被測(cè)透鏡上下表面反射的光束經(jīng)反射膜反射再經(jīng)過放大物鏡形成兩個(gè)十字像并在圖像顯示器上顯示。
[0005]上述的平行度檢測(cè)裝置，在放大物鏡與圖像傳感器之間的光路上設(shè)置有把從放大物鏡出來的光線反射到圖像傳感器的平面反射鏡。優(yōu)選，所述放大物鏡和平面反射鏡設(shè)置在同一個(gè)鏡筒中，該鏡筒與由平行光光源、反射鏡、變倍鏡頭、圖像傳感器組成的主體裝置之間形成可拆卸連接。最好，所述鏡筒有多個(gè)，各鏡筒外形尺寸相同，但各鏡筒內(nèi)的放大物鏡的放大倍率不同；主體裝置與任一鏡筒均可連接。這樣可以根據(jù)需要更換不同的鏡筒，使用不同倍率的放大物鏡。
[0006]上述的平行度檢測(cè)裝置，變倍鏡頭包括動(dòng)鏡組和靜鏡組，動(dòng)鏡組可相對(duì)于靜鏡組沿著光軸移動(dòng)。變倍鏡頭屬于現(xiàn)有技術(shù)，通過動(dòng)鏡組的移動(dòng)，可以使得通過變倍鏡頭形成會(huì)聚光、發(fā)散光或者平行光。本裝置即是利用通過變倍鏡頭形成的平行光對(duì)平面透鏡的兩側(cè)表面平行度進(jìn)行檢測(cè)。
[0007]為了方便固定被測(cè)透鏡，上述的平行度檢測(cè)裝置，它還包括用于放置被測(cè)透鏡的被測(cè)透鏡支座。優(yōu)選，被測(cè)透鏡支座包括支撐被測(cè)透鏡下表面的支撐板、用于帶動(dòng)支撐板在垂直于光軸的平面內(nèi)移動(dòng)的水平調(diào)節(jié)裝置、用于帶動(dòng)支撐板繞一樞軸擺動(dòng)的垂直度調(diào)節(jié)裝置；所述樞軸與支撐板共面。通過水平調(diào)節(jié)裝置，可以帶動(dòng)支撐板(和被測(cè)透鏡)水平移動(dòng)到光軸的下方。通過垂直度調(diào)節(jié)裝置，可以帶動(dòng)支撐板(和被測(cè)透鏡)繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)支撐板(和被測(cè)透鏡)與光軸的垂直度。具有水平調(diào)節(jié)裝置和垂直度調(diào)節(jié)裝置的被測(cè)透鏡支座均屬于現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0008]本發(fā)明同時(shí)提供了一種可快速、高效地檢測(cè)被測(cè)透鏡兩側(cè)表面平行度的平行度檢測(cè)方法。
[0009]本平行度檢測(cè)方法，使用上述的平行度檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)，以顯示的兩個(gè)十字像的最大距離，確定被測(cè)透鏡的上下表面的平行度。
[0010]上述的平行度檢測(cè)方法，通過調(diào)節(jié)變倍鏡頭動(dòng)鏡組改變光路發(fā)散角大小，使得光束垂直于被測(cè)透鏡表面。
[0011]本發(fā)明的有益效果:檢測(cè)時(shí)，先把被測(cè)平面透鏡放置在支座上，然后打開光源開關(guān)，平行光光源發(fā)出的平行光照亮反射鏡。因在反射鏡與變倍鏡頭相對(duì)的表面上有反射膜，反射膜上開有十字槽；所以只有反射鏡的十字槽部分是透光區(qū)域。透過十字槽的光束通過變倍鏡頭。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)變倍鏡頭，使得從變倍鏡頭出來的平行光打在被測(cè)透鏡上。光束分別被測(cè)透鏡的上下表面反射至反射鏡形成兩個(gè)十字反射像，經(jīng)反射膜反射再經(jīng)過放大物鏡形成兩個(gè)十字像，并在圖像顯示器上顯示。如果被測(cè)透鏡的上下表面是平行的，兩個(gè)十字反射像是完全重合的，當(dāng)然兩個(gè)十字像也是完全重合的。如果被測(cè)透鏡的上下表面是不平行的，兩個(gè)十字反射像就會(huì)分離，當(dāng)然兩個(gè)十字像也是分離的。而且，上下表面的不平行度越大，兩個(gè)十字反射像(或者兩個(gè)十字像)分離的程度越大，即兩個(gè)十字反射像(或者兩個(gè)十字像)之間的距離越大。本裝置即是通過測(cè)試十字反射像(或者兩個(gè)十字像)之間的距離來反應(yīng)平面透鏡上下表面的平行度。
[0012]一般情況下，因平面透鏡的兩側(cè)表面的平行度誤差很小，在反射鏡內(nèi)形成的兩個(gè)十字反射像及兩個(gè)十字反射像之間距離均很小，如果不通過放大物鏡放大，難于分辨。因此，通過反射膜反射后再經(jīng)放大物鏡的放大后，形成了放大的圖像，便于觀察。
[0013]因此，本平行度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，本檢測(cè)方法操作方便，可快速、高效地檢測(cè)被測(cè)透鏡兩側(cè)表面的平行度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是平行度檢測(cè)裝置的示意圖。
[0015]圖2是圖1中的反射鏡、反射膜等放大示意圖。
[0016]圖3是反射鏡、反射膜等的放大示意圖。
[0017]圖4是另外一個(gè)鏡筒等的示意圖。
[0018]圖5是曲槽筒44的示意圖。
[0019]圖6是直槽筒43的示意圖。
[0020]圖7是連續(xù)變倍鏡頭在另一種狀態(tài)的示意圖。
[0021]圖8是顯示器顯示示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0023]參見圖1的平行度檢測(cè)裝置，在機(jī)座I上部具有發(fā)出白光的led燈21、聚光鏡22等組成的平行光光源2，在機(jī)座I的下部具有連續(xù)變倍鏡頭4。[0024]參見圖1、7，連續(xù)變倍鏡頭包括螺釘40、設(shè)置在動(dòng)鏡組套48內(nèi)的動(dòng)鏡組41、靜鏡組42、具有三個(gè)直槽47的直槽筒43、具有三個(gè)螺旋槽49的曲槽筒44、三個(gè)導(dǎo)柱45、轉(zhuǎn)套46等。直槽筒43上端通過螺紋連接固定在機(jī)座I上。直槽筒43的外周是曲槽筒44，曲槽筒44的外周是轉(zhuǎn)套46。直槽筒43內(nèi)設(shè)置動(dòng)鏡組套48。動(dòng)鏡組套48、直槽筒43、曲槽筒44、轉(zhuǎn)套46均同軸。曲槽筒44與轉(zhuǎn)套通過螺釘40固定連接。曲槽筒44 (和轉(zhuǎn)套46)可以繞軸線相對(duì)于直槽筒43轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)鏡組套48可以沿軸線相對(duì)于直槽筒43滑動(dòng)。導(dǎo)柱45沿著的動(dòng)鏡組套48的徑向延伸。每個(gè)導(dǎo)柱45穿過一個(gè)螺旋槽49、一個(gè)直槽47與動(dòng)鏡組套48相固定連接，導(dǎo)柱45可沿螺旋槽49滑動(dòng)，同時(shí)可沿直槽47滑動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)套46 (和曲槽筒44)時(shí)，導(dǎo)柱45即沿著直槽47在平行于軸線的方向上上下移動(dòng)(導(dǎo)柱45同時(shí)在螺旋槽49內(nèi)滑動(dòng))，在導(dǎo)柱45的帶動(dòng)下，動(dòng)鏡組套48沿軸線上下移動(dòng)。從而改變動(dòng)鏡組41相對(duì)于靜鏡組42的相對(duì)距離。如圖1中，動(dòng)鏡組41相對(duì)于靜鏡組42的距離較遠(yuǎn)；而圖7中，動(dòng)鏡組41相對(duì)于靜鏡組42的距離較近。
[0025]led燈21、聚光鏡22、動(dòng)鏡組41、靜鏡組42位于同一光軸上,動(dòng)鏡組沿著光軸的上下移動(dòng)，可以改變動(dòng)鏡組和靜鏡組之間的空氣層，從而可以改變光線從連續(xù)變倍鏡頭出來時(shí)的發(fā)射角。
[0026]參見圖2、3，反射鏡與光軸傾斜一定角度。在反射鏡與連續(xù)變倍鏡頭相對(duì)的表面上鍍有反射膜32，反射膜上開有十字槽33。
[0027]與反射膜垂直的方向上有與機(jī)座可插拔連接的鏡筒5，鏡筒內(nèi)有放大物鏡51和平面反射鏡52。鏡筒5有多個(gè),另外一個(gè)鏡筒參見圖4,各鏡筒尺寸相同,但各鏡筒內(nèi)的放大物鏡51的放大倍率不同(如3倍、5倍、10倍);機(jī)座與任一鏡筒均可插拔連接。ccd圖像傳感器(或者cmos圖像傳感器)6和鏡筒5分別位于連續(xù)變倍鏡頭的兩側(cè)。平面反射鏡52把從放大物鏡出來的光線反射到圖像傳感器。圖像傳感器的輸出接圖像顯示器。
[0028]參見圖1、7，在連續(xù)變倍鏡頭4的下部有一個(gè)支座8，支座包括座體、設(shè)置在座體上可相對(duì)于座體水平滑動(dòng)的滑板、固定在滑板上的樞軸、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在樞軸上的支撐板；樞軸在支撐板同軸。被測(cè)透鏡7放置在支撐板上。通過移動(dòng)滑板、繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)支撐板，調(diào)節(jié)支撐板上的被測(cè)透鏡與變倍鏡頭的相對(duì)位置(粗調(diào))，使得被測(cè)透鏡位于光軸上，并和光軸基本垂直。
[0029]平行光光源發(fā)出的平行光打到反射鏡，照亮帶有十字槽的反射鏡。透過十字槽的光束通過連續(xù)變倍鏡頭形成平行光80，打在被測(cè)平面透鏡7上。被被測(cè)透鏡下表面71反射的光線81再經(jīng)變倍鏡頭在反射鏡內(nèi)形成十字反射像91’ (可以理解為放大物鏡的物方之一十字反射動(dòng)像91’)。被被測(cè)透鏡上表面72反射的光線82再經(jīng)變倍鏡頭在反射鏡內(nèi)形成十字反射像92’(可以理解為放大物鏡的物方之一十字反射動(dòng)像92’)。十字反射像91’、92’再經(jīng)放大物鏡放大后，被平面反射鏡反射到圖像傳感器并在顯示器中顯示出放大后的十字像(十字動(dòng)像)91、92。通過調(diào)節(jié)變倍鏡頭，在顯示器中會(huì)看到三個(gè)十字像，其中兩個(gè)即是前述的十字像(十字動(dòng)像)91、92 ;另外一個(gè)是透光的十字槽(可以理解為放大物鏡
的物方之--h字槽93’ )直接經(jīng)過放大物鏡后再將平面反射鏡至圖像傳感器形成的放大
的十字像(十字靜像)93。在移動(dòng)被測(cè)透鏡時(shí)，十字反射像91’、92’、十字像91、92的位置會(huì)變化(所以也可以稱他們?yōu)槭址瓷鋭?dòng)像91’、92’、十字動(dòng)像91、92)，而十字像93卻是不動(dòng)的(所以也可以稱之為十字靜像93)，以此可以區(qū)分十字動(dòng)像與十字靜像。圖1、2中，為了表示清楚，放大物鏡的物方即十字反射動(dòng)像91’、92’和十字槽93’均以一根線代替，實(shí)際上它們均是十字形。
[0030]顯示器的顯示參見圖8，可以看到三個(gè)十字像即十字動(dòng)像91、十字動(dòng)像92、十字靜像93。顯示器中還顯示有參考方格。根據(jù)兩個(gè)十字動(dòng)像之間的最大距離，確定被測(cè)透鏡的上下表面的平行度。圖6中，十字動(dòng)像91、十字動(dòng)像92之間的距離約為2個(gè)方格。
【權(quán)利要求】
1.平行度檢測(cè)裝置，其特征是:它包括平行光光源、變倍鏡頭、反射鏡、放大物鏡、圖像傳感器、圖像顯不器；平行光光源、變倍鏡頭位于同一光軸上；在光源與變倍鏡頭之間有與光軸傾斜一定角度的反射鏡；反射鏡的反射膜在與變倍鏡頭相對(duì)的表面上，且反射膜上具有十字槽；在與反射膜垂直的方向上設(shè)置有位于變倍鏡頭一側(cè)的放大物鏡和有用于記錄放大物鏡放大后圖像信息的圖像傳感器，圖像傳感器的輸出接圖像顯示器； 平行光光源發(fā)出的光束透過反射鏡的十字槽、變倍鏡頭后以平行光入射到被測(cè)透鏡上，被測(cè)透鏡上下表面反射的光束經(jīng)反射膜反射再經(jīng)過放大物鏡形成兩個(gè)十字像并在圖像顯示器上顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的平行度檢測(cè)裝置，其特征是:在放大物鏡與圖像傳感器之間的光路上設(shè)置有把從放大物鏡出來的光線反射到圖像傳感器的平面反射鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的平行度檢測(cè)裝置，其特征是:所述放大物鏡和平面反射鏡設(shè)置在同一個(gè)鏡筒中，該鏡筒與由平行光光源、反射鏡、變倍鏡頭、圖像傳感器組成的主體裝置之間形成可拆卸連接。
4.如權(quán)利要求3所述的平行度檢測(cè)裝置，其特征是:所述鏡筒有多個(gè)，各鏡筒外形尺寸相同，但各鏡筒內(nèi)的放大物鏡的放大倍率不同；主體裝置與任一鏡筒均可連接。
5.如權(quán)利要求1所述的平行度檢測(cè)裝置，其特征是:變倍鏡頭包括動(dòng)鏡組和靜鏡組，動(dòng)鏡組可相對(duì)于靜鏡組沿著光軸移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的平行度檢測(cè)裝置，其特征是:它還包括用于放置被測(cè)透鏡的被測(cè)透鏡支座。
7.如權(quán)利要求6所述的平行度檢測(cè)裝置，其特征是:被測(cè)透鏡支座包括支撐被測(cè)透鏡下表面的支撐板、用于帶動(dòng)支撐板在垂直于光軸的平面內(nèi)移動(dòng)的水平調(diào)節(jié)裝置、用于帶動(dòng)支撐板繞一樞軸擺動(dòng)的垂直度調(diào)節(jié)裝置；所述樞軸與支撐板共面。
8.平行度檢測(cè)方法，其特征是:使用權(quán)利要求1所述的平行度檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)，以顯示的兩個(gè)十字像的最大距離，確定被測(cè)透鏡的上下表面的平行度。
9.如權(quán)利要求8所述的平行度檢測(cè)方法，其特征是:通過調(diào)節(jié)變倍鏡頭動(dòng)鏡組改變光路發(fā)散角大小，使得光束垂直于被測(cè)透鏡表面。
【文檔編號(hào)】G01B11/26GK103453854SQ201310411983
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】趙躍東 申請(qǐng)人:南京東利來光電實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司