CN101975560A - 一种面阵ccd靶面与安装定位面平行度的光学检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法,涉及CCD靶面与机械安装面平行的光学检测方法,它解决了现有CCD机械安装定位面和CCD靶面的平行度差,且很难实现光学系统的焦深要求,进而影响了CCD成像质量的问题,本发明通过把矩形CCD靶面任意一个直角顶点设定为直角坐标系的原点,相应的两个直角边分别为X轴和Y轴。用工具显微镜分别读取CCD靶面的四个顶点与相应的机械安装面之间距离的数值,将测得的四个数值中的三个与原点数值相互作差Δh,再分别除以X,Y方向边长及对角线方向距离l,就可分别得出CCD靶面与安装定位面两平面在X,Y及对角线方向上的夹角。本发明原理简单,精度高,易于实现。

Description

一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法。 背景技术
[0002] 面阵CCD靶面封装在壳体内后,其安装定位面和CCD靶面应严格平行。这种平行
应满足光学系统焦深的要求Δ5 = 4/ί(-)2。即焦深Δ δ等于4倍波长光学系统数值孔径的
平方。对于数值孔径小于2的可见光波段的光学系统其焦深小于0.01mm。目前大部分CCD 安装定位面和CCD靶面的平行度可以满足这个焦深Δ δ的要求。而对于一些新研制的CCD 由于各种原因,其平行度达不到这个焦深Δ δ的要求。这会使光学系统通过CCD成像时造 成同一幅画面形成虚实两个部分,严重影响了成像质量。
[0003] 由此可见对于小数值孔径光学系统,在安装CCD前,测定CCD安装定位面和CCD靶 面的平行度是非常必要的。由于CCD靶面是封装在机械壳体内,其工作面前加有保护玻璃, 没有办法直接测量,只有采用非接触光学测量方式。目前还没有看到国内相关报道。但此 测量方法,现有技术却无法实现。
发明内容
[0004] 本发明为解决现有CCD机械安装定位面和CCD靶面的平行度差,且很难实现光学 系统的焦深要求,进而影响了 CCD成像质量的问题。提供一种面阵CCD靶面与安装定位面 平行度的光学检测方法。
[0005] 一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法,该方法由以下步骤实 现:
[0006] 步骤一、采用高精度直线位移平台将CCD靶面和机械安装面分别移至工具显微镜 的焦面上;
[0007] 步骤二、采用千分表测量高精度直线位移平台移动的距离,将所述高精度直线位 移平台移动的距离作为CCD靶面与机械安装面之间的距离;
[0008] 步骤三、将CCD靶面的任意一个直角顶点作为直角坐标系的原点,对应的两个直 角边分别作为直角坐标系的X轴和Y轴,采用工具显微镜分别读取CCD靶面的四个顶点与 对应的机械安装面之间的距离值,将其中的三个距离值与原点距离值作差,获得三个距离 差值;然后采用工具显微镜读取X轴、Y轴以及X轴和Y轴的对角线的长度值,获得CXD靶 面的X轴和Y轴方向的边长以及对角线的长度值;
[0009] 步骤四、将步骤三获得的三个距离差值分别除以CXD靶面的X轴、Y轴方向的边长 值和对角线的长度值,分别获得CCD靶面与机械安装面在X轴、Y轴以及对角线方向上的夹 角值;
[0010] 步骤五、对步骤四获得的夹角分别求反正切函数,所述夹角的度数不为零,则返回 步骤一,否则,确定CCD靶面与机械安装面平行。
3[0011] 本发明的原理:本发明所述的面阵CCD靶面封装在机械壳体内,因在其工作面前 加有保护玻璃,所以采用非接触光学测量方式。采用高精度直线位移平台将面阵CCD靶面 和机械安装面分别移至工具显微镜的焦面上,利用千分表测量出高精度直线位移平台移动 的距离,既是CCD靶面与机械安装面间的距离。测量四个角点上的距离,分别求出距离差 值,将差值除以靶面边长即得夹角的正切值。求反函数可得两平面的夹角,如果所述两平面 的夹角度数不为零,则重新测量,否则,确定两平面平行。
[0012] 本发明的有益效果:本发明所述方法简单,与现有星校法比较,操作容易,不需要 进行复杂的数学计算,易于实现,是一种方便、快捷、可靠的测量方法;本发明方法满足了光 学系统的焦深要求,提高了系统的成像质量。
附图说明
[0013] 图1为本发明所述的一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法原理 图;
[0014] 图2为本发明所述一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法的具体 实施方式二的检测装置示意图。
[0015] 图中:1、人眼,2、工具显微镜,3、C⑶保护玻璃,4、千分表,5、机械安装面,6、C⑶靶
面,7、CXD,8、高精度直线位移平台,9、大理石平台。
具体实施方式
[0016] 具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式,一种面阵CCD靶面6与安装定 位面平行度的光学检测方法,该方法由以下步骤完成:
[0017] 步骤一、采用高精度直线位移平台8将CCD靶面6和机械安装面5分别移至工具 显微镜2的焦面上;
[0018] 步骤二、采用千分表4测量高精度直线位移平台8移动的距离,将所述高精度直线 位移平台8移动的距离作为CCD靶面6与机械安装面5之间的距离;
[0019] 步骤三、将CCD靶面6的任意一个直角顶点作为直角坐标系的原点,对应的两个直 角边分别作为直角坐标系的X轴和Y轴,采用工具显微镜2分别读取CCD靶面6的四个顶 点与对应的机械安装面5之间的距离值,将其中的三个距离值与原点距离值作差,获得三 个距离差值;然后采用工具显微镜2读取X轴、Y轴以及X轴和Y轴的对角线的长度值,获 得CCD靶面6的X轴和Y轴方向的边长以及对角线的长度值;
[0020] 步骤四、将步骤三获得的三个距离差值分别除以CXD靶面6的X轴、Y轴方向的边 长值和对角线的长度值,分别获得CCD靶面6与机械安装面5在X轴、Y轴以及对角线方向 上的夹角值;
[0021] 步骤五、对步骤四获得的夹角分别求反正切函数,所述夹角的度数不为零,则返回 步骤一,否则,确定CCD靶面6与机械安装面5平行。
[0022] 具体实施方式二、结合图2说明本实施方式,本实施方式为具体实施方式一所述 的一种面阵CCD靶面6与安装定位面平行度的光学检测方法的具体实施例:
[0023] 本实施例的测量工具为:工具显微镜2、千分表4、高精度直线位移平台8 ;所述高 精度直线位移平台8的位移分辨率0. 005 ;将所述测量工具置于大理石平台9上,在矩形面阵CCD靶面6前设置有CCD保护玻璃3,采用非接触光学测量方式,通过人眼1观察工具显 微镜2读取的数值以及计算CCD靶面6与机械安装面5在X轴、Y轴和对角线方向上的夹 角角度,进而判定两平面的平行度。
[0024] 所述以CXD 7窗口的机械安装面5的两个垂直边为直角坐标系的两个轴分别为X 轴和Y轴,以两个垂直边的交点作为零点。这里以C点作为零点,也可将其它三点A、B或D 作为零点;采用工具显微镜2分别测量AA' ,BB' XC'、DD'两点间距离,即C⑶靶面6的 四个顶点与机械安装面5间距离,为了减少在测量过程中出现的误差,反复测量三次以上, 然后将测量值分别与CC'做差,分别获得三组差值,BB' -CC'、DD' -CC'和AA' -CC', 结合表1 ο
[0025] 表 1
[0026]
Figure CN101975560AD00051
[0027] 将表1中所述的三组差值分别除以X轴方向距离BC,Y轴方向距离DC,对角线方 向距离AC,再求反正切函数分别得出C⑶靶面6所在平面A' B' C' D'与机械安装面5 所在平面两平面分别与X轴、Y轴及对角线方向的夹角;结合表2。
[0028]表 2
[0029]
Figure CN101975560AD00052
[0030] 由表2可算知CXD靶面6与机械安装面5在X、Y及对角线方向上的夹角角度,进 而判定CCD靶面6与机械安装面5间的平行度。

Claims (2)

  1. 一种面阵CCD靶面与安装定位面平行度的光学检测方法,其特征是,该方法由以下步骤实现:步骤一、采用高精度直线位移平台(8)将CCD靶面(6)和机械安装面(5)分别移至工具显微镜(2)的焦面上;步骤二、采用千分表(4)测量高精度直线位移平台(8)移动的距离,将所述高精度直线位移平台(8)移动的距离作为CCD靶面(6)与机械安装面(5)之间的距离;步骤三、将CCD靶面(6)的任意一个直角顶点作为直角坐标系的原点,对应的两个直角边分别作为直角坐标系的X轴和Y轴,采用工具显微镜(2)分别读取CCD靶面(6)的四个顶点与对应的机械安装面(5)之间的距离值,将其中的三个距离值与原点距离值作差,获得三个距离差值;然后采用工具显微镜(2)读取X轴、Y轴以及X轴和Y轴的对角线的长度值,获得CCD靶面(6)的X轴和Y轴方向的边长以及对角线的长度值;步骤四、将步骤三获得的三个距离差值分别除以CCD靶面(6)的X轴、Y轴方向的边长值和对角线的长度值,分别获得CCD靶面(6)与机械安装面(5)在X轴、Y轴以及对角线方向上的夹角值;步骤五、对步骤四获得的夹角分别求反正切函数,所述夹角的度数不为零,则返回步骤一,否则,确定CCD靶面(6)与机械安装面(5)平行。
  2. 2.根据权利要求1所述的一种面阵CCD靶面(6)与安装定位面平行度的光学检测方 法,其特征在于,所述面阵CCD靶面(6)和机械安装面(5)分别为矩形。
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