CN114964065A - 一种红外光学镜片的中心偏检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外光学镜片的中心偏检测装置及方法，该装置包括旋转编码器以及用于带动编码器工作的伺服电机，旋转编码器包括第一旋转编码器和第二旋转编码器；该装置包括底座、内框架和外框架，内框架上设有支座，支座内设有激光器和分光棱镜，该支座上还安装有二维PSD。该装置结构简单，测试方法直观，根据对称性能判断出中心偏数值；该装置结构简单，方便调试和维修，降低了检测成本。
Description
技术领域
本发明涉及镜片检测技术领域，具体涉及一种红外光学镜片的中心偏检测装置及方法。
背景技术
透镜偏心差（即中心偏），为透镜几何轴与光轴互相平行错开的一段距离，国家标准GB1224—76对透镜偏心差说明为，透镜的外圆中心轴和光轴的偏离程度。对光学系统(这里指两个透镜以上)来说，各折射面的球心不在一条直线上时要影响成象质量。
如专利号为CN201611040512.6的专利公开了一种非球面镜的偏心测量装置和偏心测量方法及光学定心仪，偏心测量装置包括：自准直仪、透镜装置、气浮转台和设置在所述气浮转台上的被测量的非球面镜，自准直仪、透镜装置和被测量的非球面镜依次沿着所述自准直仪的光轴方向设置，且所述透镜装置与自准直仪同轴设置并将所述自准直仪输出的平行光汇聚成至少两个焦点，其中一个焦点与非球面镜的顶点球球心重合，另外至少一个焦点与非球面镜的至少一个环带的最佳拟合球球心重合。这种测量方式需要定心仪、转台及自准直仪、物镜，检测结构复杂，不便于调试和维修，且价格昂贵，因此检测成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种红外光学镜片的中心偏检测装置及方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种红外光学镜片的中心偏检测装置，该装置包括旋转编码器以及用于带动编码器工作的伺服电机，旋转编码器包括第一旋转编码器和第二旋转编码器；该装置包括底座、内框架和外框架，底座上还设有支架，外框架上相对设置的两侧外壁连接有外连接轴，外连接轴转动安装在该支架上，第一旋转编码器的工作轴与外连接轴传动连接；
内框架上相对设置的两侧外壁连接有内连接轴，内连接轴转动安装在外框架上，第二旋转编码器的工作轴与内连接轴传动连接；
所述的内框架上设有支座，支座内设有贯通其上端面和下端面的通孔，且该通孔内从上往下的方向依次安装有激光器和分光棱镜，该支座上还安装有二维PSD。
进一步的，所述的第一旋转编码器安装在支架上，第二旋转编码器安装在外框架上。
进一步的，支座的侧壁上设有贯通所述通孔的盲孔，二维PSD安装在该盲孔内。
进一步的，该装置还包括用于安装待测的红外光学镜片的卡座，所述的卡座设在底座上。
一种红外光学镜片的中心偏检测方法，包括如下步骤：
S1、使用前调试，激光器光线与红外透镜轴向中心重合，此时设置两个旋转编码器数值为零；
S2、测试：转动一个维度方向，使角度对称例如±1°，如果激光器发射光线和待测零件返回光线二者不重合，二维PSD用于测对称角度时光斑的位置位移，使用时，将一已经标定好的标定零件放入卡座，已知标定零件的中心偏y，二维PSD测出来的偏离的光斑位置x，则能够得出偏离位置1时，中心偏为y=K*x；将待测零件红外光学镜片放入卡座，二维PSD测出来的偏离的光斑位置为某一数值，则根据该系数K，该系数K与该二维PSD测出来的数值的乘积即为该待测零件红外光学镜片的中心偏。
该装置结构简单，不需要像传统定心仪使用高精度空气转台及自准直仪和附加物镜；且测试方法直观，根据对称性能判断出中心偏数值；该装置结构简单，方便调试和维修，降低了检测成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的侧视图；
图4为图3的纵切剖面图。
图中标记：1、底座，2、支架，3、外框架，4、内框架，5、第一旋转编码器，6、第二旋转编码器，7、外连接轴，8、内连接轴，9、支座，10、激光器，11、分光棱镜，12、二维PSD，13、卡座，14、红外光学镜片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参阅图1至图3，在本实施例中提供一种红外光学镜片的中心偏检测装置。该装置包括旋转编码器以及用于带动编码器工作的伺服电机。
其中，旋转编码器包括第一旋转编码器5和第二旋转编码器6；该装置还包括底座1、内框架4和外框架3，底座1上还设有支架2，外框架3上相对设置的两侧外壁固定连接有外连接轴7，外连接轴7转动安装在该支架2上，第一旋转编码器5的工作轴与外连接轴7传动连接。其中，第一旋转编码器5安装在支架2上，第二旋转编码器6安装在外框架3上。该装置还包括用于安装待测的红外光学镜片14的卡座13，卡座13设在底座1上。
其中，内框架4上相对设置的两侧外壁固定连接有内连接轴8，内连接轴8转动安装在外框架3上，第二旋转编码器6的工作轴与内连接轴8传动连接。其中，内框架4上设有支座9。如图4所示，支座9内设有贯通其上端面和下端面的通孔，且该通孔内从上往下的方向依次安装有激光器10和分光棱镜11，该支座9上还安装有二维PSD12。其中，支座9的侧壁上设有贯通所述通孔的盲孔，二维PSD12安装在该盲孔内。
一种红外光学镜片的中心偏检测方法，包括如下步骤：
S1、使用前调试，激光器光线与红外透镜轴向中心重合，此时设置两个旋转编码器数值为零；
S2、测试：转动一个维度方向，使角度对称例如±1°，如果激光器发射光线和待测零件返回光线二者不重合，二维PSD用于测对称角度时光斑的位置位移，使用时，将一已经标定好的标定零件放入卡座，已知标定零件的中心偏y，二维PSD测出来的偏离的光斑位置x，则能够得出偏离位置1时，中心偏为y=K*x；将待测零件红外光学镜片放入卡座，二维PSD测出来的偏离的光斑位置为某一数值，则根据该系数K，该系数K与该二维PSD测出来的数值的乘积即为该待测零件红外光学镜片的中心偏。
使用前调试，激光器光线与红外透镜轴向中心重合。此时设置两个旋转编码器数值为零。测试：转动一个维度方向，使角度对称例如±1°，此时读出二维PSD的数值，观察是否基于零点对称，如图4，左侧为激光器发射光线，右侧为待测零件返回光线，二者不重合，二维PSD用于测对称角度时光斑的位置位移，使用时，将一已经标定好的标定零件（红外光学镜片）放入卡座，已知标定零件的曲率半径和中心偏，比如该标定零件的中心偏为30"，二维PSD测出来的偏离的光斑位置为0.2，则能够得出偏离位置1时，中心偏为150"，即系数K为150；将待测零件红外光学镜片放入卡座，二维PSD测出来的偏离的光斑位置为某一数值，则根据该系数K，该系数K与该二维PSD测出来的数值的乘积即为该待测零件红外光学镜片的中心偏。本发明通过系数K可直接换算中心偏数值，旋转编码器的轴系精度不会影响系统的精确度，保证了测量的精准度。
当内框架4和外框架3均处于水平状态时，激光器的光线的垂直中心线、红外光学镜片的垂直中心线重合。
本发明中，卡座可以设置成与底座是可拆卸连接，便于根据不同尺寸的待测的红外光学镜片更换卡座，提高该装置的通用性。且该装置采用卡座安装待测的红外光学镜片，不需要传统设置待测的红外光学镜片的夹具，减少了镜片的碰刮损伤。
本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (5)
1.一种红外光学镜片的中心偏检测装置，该装置包括旋转编码器以及用于带动编码器工作的伺服电机，其特征在于：旋转编码器包括第一旋转编码器和第二旋转编码器；该装置包括底座、内框架和外框架，底座上还设有支架，外框架上相对设置的两侧外壁连接有外连接轴，外连接轴转动安装在该支架上，第一旋转编码器的工作轴与外连接轴传动连接；
内框架上相对设置的两侧外壁连接有内连接轴，内连接轴转动安装在外框架上，第二旋转编码器的工作轴与内连接轴传动连接；
所述的内框架上设有支座，支座内设有贯通其上端面和下端面的通孔，且该通孔内从上往下的方向依次安装有激光器和分光棱镜，该支座上还安装有二维PSD。
2.根据权利要求1所述的一种红外光学镜片的中心偏检测装置，其特征在于：第一旋转编码器安装在支架上，第二旋转编码器安装在外框架上。
3.根据权利要求1所述的一种红外光学镜片的中心偏检测装置，其特征在于：支座的侧壁上设有贯通所述通孔的盲孔，二维PSD安装在该盲孔内。
4.根据权利要求1所述的一种红外光学镜片的中心偏检测装置，其特征在于：该装置还包括用于安装待测的红外光学镜片的卡座，所述的卡座设在底座上。
5.一种红外光学镜片的中心偏检测方法，基于如权利要求1所述的一种红外光学镜片的中心偏检测装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、使用前调试，激光器光线与红外透镜轴向中心重合，此时设置两个旋转编码器数值为零；
S2、测试：转动一个维度方向，使角度对称例如±1°，如果激光器发射光线和待测零件返回光线二者不重合，二维PSD用于测对称角度时光斑的位置位移，使用时，将一已经标定好的标定零件放入卡座，已知标定零件的中心偏y，二维PSD测出来的偏离的光斑位置x，则能够得出偏离位置1时，中心偏为y=K*x；将待测零件红外光学镜片放入卡座，二维PSD测出来的偏离的光斑位置为某一数值，则根据该系数K，该系数K与该二维PSD测出来的数值的乘积即为该待测零件红外光学镜片的中心偏。
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2022
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