反射鏡半徑檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種反射鏡半徑檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置包括同軸設(shè)置的平行光管和輔助鏡筒；平行光管和輔助鏡筒之間設(shè)置有精密導(dǎo)軌，精密導(dǎo)軌上安裝有CCD攝像機(jī)。本實(shí)用新型通過(guò)被測(cè)反射鏡把平行光管發(fā)出的十字絲目標(biāo)成像在其像面上，再由CCD攝像機(jī)通過(guò)監(jiān)視器顯示出來(lái)，比較被測(cè)反射鏡像面位置和輔助工裝基準(zhǔn)面像面位置的差值，計(jì)算出被測(cè)反射鏡的焦距值，進(jìn)而確定其半徑值，具有裝置簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的特點(diǎn)，能夠滿足高品質(zhì)成像鏡頭對(duì)主反射鏡半徑測(cè)量精度的實(shí)際使用要求。
【專利說(shuō)明】
反射鏡半徑檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種反射鏡半徑檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]中口徑光學(xué)成像鏡頭在森林防火、邊防以及國(guó)防等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前常用的口徑400mm左右的光學(xué)鏡頭，由于像差校正、外形尺寸、重量以及造價(jià)等原因，通常采用折反射式光學(xué)結(jié)構(gòu)，即主反射鏡和次反射鏡的組合結(jié)構(gòu)。光學(xué)鏡頭的相關(guān)性能的好壞主要取決于主反射鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)。主反射鏡半徑是主反射鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)中最為主要的一項(xiàng)，其準(zhǔn)確程度對(duì)于系統(tǒng)像質(zhì)、焦距、其后面的光學(xué)元件的空間位置偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)以及指導(dǎo)裝調(diào)工作、提高裝調(diào)效率有著非凡的意義。因此，對(duì)主反射鏡半徑的測(cè)量準(zhǔn)確性在高品質(zhì)成像鏡頭制造中顯得尤其重要。目前對(duì)于反射鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)中半徑的檢測(cè)，常用的方法有測(cè)量桿測(cè)量法和自準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡測(cè)量法兩種。然而這兩種檢測(cè)方法的測(cè)量精度均在毫米量級(jí)以上，難以滿足高品質(zhì)成像鏡頭對(duì)測(cè)量精度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量精度高的反射鏡半徑檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:所提供的反射鏡半徑檢測(cè)裝置包括同軸設(shè)置的平行光管和輔助鏡筒;所述平行光管和輔助鏡筒之間設(shè)置有精密導(dǎo)軌，所述精密導(dǎo)軌上安裝有CCD攝像機(jī)。通過(guò)測(cè)量焦距的方式精確計(jì)算被測(cè)反射鏡的半徑。
[0005]上述平行光管的焦平面上安裝有分劃板，通過(guò)平行光管成像到無(wú)窮遠(yuǎn)。
[0006]上述精密導(dǎo)軌上安裝有光柵尺，用于記錄CCD攝像機(jī)在導(dǎo)軌上的移動(dòng)距離。
[0007]上述檢測(cè)裝置還包括與CCD攝像機(jī)相連的監(jiān)視器，用于觀察CCD攝像機(jī)捕捉到的圖像。
[0008]上述檢測(cè)裝置還包括與精密導(dǎo)軌相連的控制計(jì)算機(jī)，用于精確控制CCD攝像機(jī)在導(dǎo)軌上的移動(dòng)。
[0009]上述精密導(dǎo)軌的測(cè)量精度為0.001mm，光柵尺的反饋精度高。
[0010]上述C⑶攝像機(jī)的光圈值為FS 4，圖像清晰度判讀精度高。
[0011 ]上述輔助鏡筒的深度為L(zhǎng)S lm，輔助鏡筒的加工精度在0.05mm以內(nèi)，加工誤差小，
加工精度高。
[0012]本實(shí)用新型還提供一種基于上述反射鏡半徑檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:
[0013]I】將被測(cè)反射鏡安裝于輔助鏡筒內(nèi)，使其反射面朝向CCD攝像機(jī)；
[0014]2】打開(kāi)平行光管，安裝在平行光管焦平面上的分劃板通過(guò)平行光管成像在無(wú)窮遠(yuǎn)處，再通過(guò)被測(cè)反射鏡成像在被測(cè)反射鏡的焦平面上；
[0015]3】移動(dòng)C⑶攝像機(jī)捕捉分劃板的像；
[0016]4】沿精密導(dǎo)軌的安裝軸線橫向移動(dòng)CCD攝像機(jī)，直至監(jiān)視器得到清晰的分劃板的像；
[0017]5】將光柵尺反饋的精密導(dǎo)軌當(dāng)前位置數(shù)值置零；
[0018]6】縱向移動(dòng)CCD攝像機(jī)，使其對(duì)準(zhǔn)輔助鏡筒的一端側(cè)面；
[0019]7】沿精密導(dǎo)軌的安裝軸線橫向移動(dòng)CXD攝像機(jī)，直至監(jiān)視器得到清晰的端面的像；
[0020]8】記錄精密導(dǎo)軌的當(dāng)前位置數(shù)值Δ ;
[0021]9】計(jì)算被測(cè)反射鏡的焦距值:f= Δ+L-d;其中Δ為精密導(dǎo)軌的位置數(shù)值，L為輔助鏡筒的深度，d為被測(cè)反射鏡的中心厚度；
[0022]10】計(jì)算被測(cè)反射鏡的半徑:r = 2f。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0024](I)本實(shí)用新型通過(guò)被測(cè)反射鏡把平行光管發(fā)出的十字絲目標(biāo)成像在其像面上，再由CCD攝像機(jī)通過(guò)監(jiān)視器顯示出來(lái)，比較被測(cè)反射鏡像面位置和輔助工裝基準(zhǔn)面像面位置的差值，計(jì)算出被測(cè)反射鏡的焦距值，進(jìn)而確定其半徑值，具有裝置簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的特點(diǎn)，能夠滿足高品質(zhì)成像鏡頭對(duì)主反射鏡半徑測(cè)量精度的實(shí)際使用要求。
[0025](2)本實(shí)用新型將CCD攝像機(jī)設(shè)置在精密導(dǎo)軌上，位置信息由光柵尺反饋，其
0.0Olmm的測(cè)量精度確保了位置調(diào)節(jié)和測(cè)量輸出的準(zhǔn)確性。
[0026](3)本實(shí)用新型使用CCD攝像機(jī)將被測(cè)反射鏡對(duì)分劃板成的像由CCD攝像機(jī)鏡頭成在CCD光敏面上，并由監(jiān)視器顯示出來(lái)，這有利于對(duì)目標(biāo)成像清晰程度的判斷和相關(guān)操作。
[0027](4)本實(shí)用新型所使用的輔助鏡筒為測(cè)量提供一個(gè)基準(zhǔn)面，是被測(cè)反射鏡球面中心的位置的外延機(jī)構(gòu)，可以明顯降低對(duì)精密導(dǎo)軌工作長(zhǎng)度的要求，提高檢測(cè)裝置的經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的檢測(cè)裝置由平行光管1、精密導(dǎo)軌2、輔助鏡筒
5、CCD攝像機(jī)3及監(jiān)視器8構(gòu)成。精密導(dǎo)軌2上安裝有光柵尺，用于反饋其位置信息。精密導(dǎo)軌2與控制計(jì)算機(jī)7相連，精密控制CCD攝像機(jī)的移動(dòng)距離。被測(cè)反射鏡4安裝于輔助鏡筒5中，緊貼輔助鏡筒5底部。
[0030]平行光管I為被測(cè)反射鏡4提供一個(gè)無(wú)窮遠(yuǎn)的目標(biāo)物，被測(cè)反射鏡4將物成像到其像面上，再由CCD攝像機(jī)3成像在其焦平面上，由監(jiān)視器8上顯示出來(lái)，沿精密導(dǎo)軌的安裝軸線橫向移動(dòng)精密導(dǎo)軌2上的CCD攝像機(jī)3使監(jiān)視器8上圖像清晰，并對(duì)此時(shí)精密導(dǎo)軌2的數(shù)值清零?？v向移動(dòng)CCD攝像機(jī)3使其對(duì)準(zhǔn)輔助鏡筒5—側(cè)邊緣，然后橫向移動(dòng)精密導(dǎo)軌2上的CCD攝像機(jī)3使輔助鏡筒5邊緣的像在監(jiān)視器上清晰，此時(shí)精密導(dǎo)軌輸出的數(shù)值△。輔助鏡筒5的長(zhǎng)度和被測(cè)反射鏡4的相對(duì)關(guān)系已知，由此就可以計(jì)算出被測(cè)反射鏡4的焦距，最后由被測(cè)反射鏡的半徑是焦距2倍的物理關(guān)系計(jì)算出被測(cè)反射鏡的半徑。
[0031]本實(shí)用新型所提供的反射鏡半徑檢測(cè)方法的檢測(cè)精度由3部分決定:
[0032](I)精密導(dǎo)軌2的測(cè)量精度，這里是光柵尺反饋，精度S1 = O-OOlmm;
[0033](2)圖像清晰度的判讀精度，為一倍焦深4AF2，其中λ為測(cè)量光波中心波長(zhǎng)，取0.00055!11111，？為(^0攝像機(jī)鏡頭？數(shù)，一般實(shí)驗(yàn)室測(cè)量!^ = 4或更小，這里取4計(jì)算得32 =0.0352mm；
[0034](3)輔助鏡筒加工誤差，一般筒長(zhǎng)I米以內(nèi)加工精度在0.05mm以內(nèi)，S卩加工精度δ3= 0.05mmo
[0035]所以焦距值測(cè)量精度Sf = S^dS3 = 0.001+0.0352+0.05 = 0.0862mm，進(jìn)而半徑測(cè)量精度δΓ = 2 5f = 0.1724mm0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)裝置包括同軸設(shè)置的平行光管和輔助鏡筒;所述平行光管和輔助鏡筒之間設(shè)置有精密導(dǎo)軌，所述精密導(dǎo)軌上安裝有CCD攝像機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述平行光管的焦平面上安裝有分劃板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述精密導(dǎo)軌上安裝有光柵尺。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)裝置還包括與C⑶攝像機(jī)相連的監(jiān)視器。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)裝置還包括與精密導(dǎo)軌相連的控制計(jì)算機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述精密導(dǎo)軌的測(cè)量精度為0.0Olmm07.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述CCD攝像機(jī)的光圈值為 FS4。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反射鏡半徑檢測(cè)裝置，其特征在于:所述輔助鏡筒的深度為L(zhǎng)S Im，輔助鏡筒的加工精度在0.05mm以內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK205448979SQ201521098468
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】李剛, 軟萍, 郝偉, 段晶
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所