CN109883361A - 一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，采用高精度自准直仪或采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，测量时采用反射法找取单透镜或光学镜组的每个透镜表面的反射像，根据各个表面像的位置得出偏心，从而进行光学透镜组的装配和调试。本发明解决了现有仪器由于必须旋转才能进行偏心测量的测量限制和不足，本发明的特点是采用高精度气浮导轨，并配备高精度自准直仪，将测量精度提高了多个等级；测试过程中不需要用旋转装置对被测组件旋转；界面友好、功能齐全的测试软件，使测量直观化，并能直接得出测试值。
Description
技术领域
本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法。
背景技术
光学领域技术飞速发展的今天，很多要求具有衍射极限分辨本领、测量或成像精度要求极高的系统，如投影光刻物镜、卫星摄影测量系统等都需要高水平、高稳定性、高可靠性以及高难度的工艺技术来支持。而目前市场上的偏心测试设备都需要结合旋转装置使被测组件旋转，这无疑会带入不小的测试误差，大大降低测试精度。因此，消除这种误差是势在必行的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，包括如下步骤：采用高精度自准直仪或采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，测量时采用反射法找取单透镜或光学镜组的每个透镜表面的反射像，根据各个表面像的位置得出偏心，从而进行光学透镜组的装配和调试。
作为本发明进一步的方案，当采用高精度自准直仪做测量头时，高精度自准直仪安装在高精度气浮导轨上，测量时可以精确运动，测量过程中，进行透镜或镜头的偏心测量校准，从而实现非接触式精密测量。
作为本发明进一步的方案，当采用高精度自准直仪做测量头时，自准直仪出射平行光束，配合附加镜头将光束会聚，其内置的分划板像被被测透镜表面反射回自准直仪内部的光电探测器采集成像显示到计算机上，通过控制精确上下平移气浮导轨，使分划板像被被测透镜或透镜组各个表面反射，从而得到被测透镜或透镜组各个表面像的位置，当被测透镜光学表面不存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像位置不变；反之，若被测透镜光学表面存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像之间存在偏离，利用最小包容法结合各个十字表面像的位置参数，得到每个透镜的偏心及组合偏心。
作为本发明进一步的方案，当采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，超高精度全自动内调焦自准直仪内部采用高精度气浮导轨，其光轴稳定度优于4″。
作为本发明进一步的方案，当采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，通过调节调焦组使超高精度全自动内调焦自准直仪出射光束可以在不同位置进行会聚，将会聚点调节到被测透镜组的各个表面，那么其内置的分划板像在被测透镜表面所成的表面像，反射回自准直仪内部的光电探测器采集成像显示到计算机上，如果被测透镜光学表面不存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像位置不变；反之，若被测透镜光学表面存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像之间存在偏离，利用最小包容法结合各个十字表面像的位置参数，得到每个透镜的偏心及组合偏心。
本发明的有益效果是：本发明解决了现有仪器由于必须旋转才能进行偏心测量的测量限制和不足，本发明的特点是采用高精度气浮导轨，并配备高精度自准直仪，将测量精度提高了多个等级；测试过程中不需要用旋转装置对被测组件旋转；界面友好、功能齐全的测试软件，使测量直观化，并能直接得出测试值。
附图说明
图1为本发明实施例1光路原理图；
图2为本发明实施例2光路原理图；
图3为本发明偏心测试原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1
如图1、3所示，一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，包括如下步骤：采用高精度自准直仪做测量头，高精度自准直仪安装在高精度气浮导轨上，测量时可以精确运动，测量过程中，进行透镜或镜头的偏心测量校准，从而实现非接触式精密测量。测量时采用反射法找取单透镜或光学镜组的每个透镜表面的反射像，根据各个表面像的位置得出偏心，从而进行光学透镜组的装配和调试。
自准直仪出射平行光束，配合附加镜头将光束会聚，其内置的分划板像被被测透镜表面反射回自准直仪内部的光电探测器采集成像显示到计算机上，通过控制精确上下平移气浮导轨，使分划板像被被测透镜或透镜组各个表面反射，从而得到被测透镜或透镜组各个表面像的位置，当被测透镜光学表面不存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像位置不变；反之，若被测透镜光学表面存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像之间存在偏离，利用最小包容法结合各个十字表面像的位置参数，得到每个透镜的偏心及组合偏心。
实施例2
如图2、3所示，当采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，超高精度全自动内调焦自准直仪内部采用高精度气浮导轨，其光轴稳定度优于4″。通过调节调焦组使超高精度全自动内调焦自准直仪出射光束可以在不同位置进行会聚，将会聚点调节到被测透镜组的各个表面，那么其内置的分划板像在被测透镜表面所成的表面像，反射回自准直仪内部的光电探测器采集成像显示到计算机上，如果被测透镜光学表面不存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像位置不变；反之，若被测透镜光学表面存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像之间存在偏离，利用最小包容法结合各个十字表面像的位置参数，得到每个透镜的偏心及组合偏心。
图3中，“十”字表示每个透镜表面的反射十字像，短斜线表示透镜的偏心，长斜线表示整个透镜组的偏心。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：采用高精度自准直仪或采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，测量时采用反射法找取单透镜或光学镜组的每个透镜表面的反射像，根据各个表面像的位置得出偏心，从而进行光学透镜组的装配和调试。
2.如权利要求1所述的一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，其特征在于，当采用高精度自准直仪做测量头时，高精度自准直仪安装在高精度气浮导轨上，测量时可以精确运动，测量过程中，进行透镜或镜头的偏心测量校准，从而实现非接触式精密测量。
3.如权利要求2所述的一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，其特征在于，当采用高精度自准直仪做测量头时，自准直仪出射平行光束，配合附加镜头将光束会聚，其内置的分划板像被被测透镜表面反射回自准直仪内部的光电探测器采集成像显示到计算机上，通过控制精确上下平移气浮导轨，使分划板像被被测透镜或透镜组各个表面反射，从而得到被测透镜或透镜组各个表面像的位置，当被测透镜光学表面不存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像位置不变；反之，若被测透镜光学表面存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像之间存在偏离，利用最小包容法结合各个十字表面像的位置参数，得到每个透镜的偏心及组合偏心。
4.如权利要求1所述的一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，其特征在于，当采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，超高精度全自动内调焦自准直仪内部采用高精度气浮导轨，其光轴稳定度优于4″。
5.如权利要求4所述的一种使用高精度导轨实现光学组件中心偏差测试的方法，其特征在于，当采用超高精度全自动内调焦自准直仪做测量头，通过调节调焦组使超高精度全自动内调焦自准直仪出射光束可以在不同位置进行会聚，将会聚点调节到被测透镜组的各个表面，那么其内置的分划板像在被测透镜表面所成的表面像，反射回自准直仪内部的光电探测器采集成像显示到计算机上，如果被测透镜光学表面不存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像位置不变；反之，若被测透镜光学表面存在中心偏差，则探测器靶面上的各个十字表面像之间存在偏离，利用最小包容法结合各个十字表面像的位置参数，得到每个透镜的偏心及组合偏心。
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