CN210155433U - 基于自准直法的高精度光学定心用光学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于自准直法的高精度光学定心用光学系统，包括从待测镜片到照明光源依次设置的前置定心物镜组、平行光管物镜组、分光棱镜组、目标分划板和非球面聚光镜，目标分划板处于分光棱镜组的透射侧，分光棱镜组的反射侧设置测量平面，测量平面与分光棱镜组反射侧的光路上设有扩倍镜组，扩倍镜组与平行光管物镜组构成远摄型光组；前置定心物镜组和平行光管物镜组以及扩倍镜组均可独立校正球差和色差，前置定心物镜和平行光管物镜之间的光线为平行光。本实用新型具有结构简单、应用灵活，定心精度高等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学仪器，具体为一种基于自准直法的高精度光学定心用光学系统。
背景技术
光学定心装配，是指在镜头装配过程中，调整各镜片相对“基轴”的位置，使其满足设计公差要求。
球心像自准直法是最常用的反射式定心方法，高精度光学定心镜头便是检测镜片相对“基轴”偏差的专用镜头，基于自准直法的光学定心镜头可分为视频光学定心镜头和目视光学定心镜头两类。
视频光学定心镜头，通过采集数字图像并基于CCD细分技术，可获得高精度中心偏差值，但仪器复杂，需要强大的软件支持；目视光学定心镜头能直观粗略读取中心偏差，具有快速、灵活、简单等优点，但精度普遍不高，操作不方便。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于自准直法的高精度光学定心用光学系统。
能够解决上述技术问题的基于自准直法的高精度光学定心用光学系统，其技术方案包括从待测镜片到照明光源依次设置的前置定心物镜组、平行光管物镜组、分光棱镜组、目标分划板和非球面聚光镜，所述目标分划板处于分光棱镜组的透射侧，所述分光棱镜组的反射侧设置测量平面，所述测量平面与分光棱镜组反射侧的光路上设有扩倍镜组，所述扩倍镜组与平行光管物镜组构成远摄型光组；所述前置定心物镜组和平行光管物镜组以及扩倍镜组均可独立校正球差和色差。
进一步，所述前置定心物镜组和平行光管物镜组之间的光线为平行光，所述平行光管物镜组的焦距满足100mm＜f′2＜200mm，所述扩倍镜组的焦距满足f′6＜0，平行光管物镜组的像方主平面和扩倍镜组的物方主平面的光学间隔为d，扩倍镜组与平行光管物镜组构成的远摄型光组的组合焦距为
在满足自准直条件下，所述前置定心物镜组的焦距设为f′1，所述待测镜片的偏心量为c，所述测量平面上的反射像最大位移量为Δ，则
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型基于自准直法的高精度光学定心用光学系统具有结构简单、应用灵活的特点。
2、本实用新型中，由平行光管物镜组和扩倍镜组构成的远摄型光组的组合焦距为
在合适的d值的情况下，可使得f′组合远大于f1'，如此通过此光学系统可以很容易得到较高的定心精度。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图。
图号标识：1、前置定心物镜组；2、平行光管物镜组；3、分光棱镜组； 4、目标分划板；5、非球面聚光镜；6、扩倍镜组；7、待测镜片；8、测量平面；9、照明光源。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
本实用新型基于自准直法的高精度光学定心用光学系统，包括从待测镜片7(左)到照明光源9(右)依次设置的前置定心物镜组1、平行光管物镜组2、分光棱镜组3、目标分划板4和非球面聚光镜5，所述目标分划板4处于分光棱镜组3向右方的透射侧，所述分光棱镜组3向上方(或向后方)的反射侧设置有测量平面8，所述测量平面8与分光棱镜组3反射侧之间的光路上设有扩倍镜组6，所述前置定心物镜组1与平行光管物镜组2之间的光线为平行光，如图1所示。
上述结构中，照明光源9被非球面聚光镜5聚光后照亮目标分划板4，所述平行光管物镜组2将目标分划板4成像于无穷远，前置定心物镜组1将目标分划板4成像于其焦平面上，当满足自准直条件时，反射光将依次通过前置定心物镜组1和平行光管物镜组2后被分光棱镜4反射进入扩倍镜组6，最终在测量平面8上得到目标分划板4的像。
所述前置定心物镜组1包括胶合的双凸透镜和凹凸透镜，其焦距的选择需考虑待测镜片7的参数及欲达到的精度，且精密校正球差和色差，如图1 所示。
所述平行光管物镜组2的焦距满足100mm＜f′2＜200mm，包括胶合的凹凸透镜和双凸透镜，且精密校正球差和色差，如图1所示。
所述分光棱镜组3的透射面镀有增透膜，斜面镀分光膜，透反比例为 R:T＝1:1，如图1所示。
所述目标分划板4为阴板，十字线处不镀膜，其余位置镀吸光膜，如图1所示。
所述非球面聚光镜5采用平凸透镜，凸面为非球面(向左)，用于校正球差，平面为磨砂面(向右)，起扩散作用，使得照明更均匀，如图1所示。
所述扩倍镜组6的焦距满足f′6＜0，由两组透镜(前、后或上、下)组成且精密校正球差和色差，每组透镜均包括胶合的平凸透镜和双凹透镜，如图 1所示。
所述平行光管物镜组2和扩倍镜组6构成远摄型光组，平行光管物镜组 2的像方主平面和扩倍镜组6的物方主平面的光学间隔为d，其组合焦距为
在满足自准直条件下，若待测镜片7的偏心量为c，系统放大倍率为β，在待测平面8上的反射像最大位移量为Δ，则
其中
例如选择f′2＝f1'＝140，f′6＝-6，d＝134.6，则
当探测到测量平面8上目标分划板4的反射像最大位移Δ＝0.4时，对应
故可以达到很高的定心精度。
可见，f1'越小或f′组合越大均可使β值越大，从而达到越高的定心精度；然而，实际上由于待测镜片7参数的限制和满足自准直原理下的可操作性，f1'的选择不可能太小。
Claims (3)
1.基于自准直法的高精度光学定心用光学系统，其特征在于：包括从待测镜片(7)到照明光源(9)依次设置的前置定心物镜组(1)、平行光管物镜组(2)、分光棱镜组(3)、目标分划板(4)和非球面聚光镜(5)，所述目标分划板(4)处于分光棱镜组(3)的透射侧，所述分光棱镜组(3)的反射侧设置测量平面(8)，所述测量平面(8)与分光棱镜组(3)反射侧的光路上设有扩倍镜组(6)，所述扩倍镜组(6)与平行光管物镜组(2)构成远摄型光组；所述前置定心物镜组(1)和平行光管物镜组(2)以及扩倍镜组(6)均可独立校正球差和色差。
2.根据权利要求1所述的基于自准直法的高精度光学定心用光学系统，其特征在于：所述前置定心物镜组(1)和平行光管物镜组(2)之间的光线为平行光，所述平行光管物镜组(2)的焦距满足100mm＜f2'＜200mm，所述扩倍镜组(6)的焦距满足f6'＜0，平行光管物镜组(2)的像方主平面和扩倍镜组(6)的物方主平面的光学间隔为d，扩倍镜组(6)与平行光管物镜组(2)构成的远摄型光组的组合焦距为
3.根据权利要求2所述的基于自准直法的高精度光学定心用光学系统，其特征在于：所述前置定心物镜组(1)的焦距为f1'，所述待测镜片(7)的偏心量为c，所述测量平面(8)上的反射像最大位移量为Δ，则
其中
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| CN201921057829.XU CN210155433U (zh) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | 基于自准直法的高精度光学定心用光学系统 |
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| CN (1) | CN210155433U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113419337A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-21 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种应用于车载定向测量的光学成像系统 |
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2019
- 2019-07-08 CN CN201921057829.XU patent/CN210155433U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113419337A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-21 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种应用于车载定向测量的光学成像系统 |
| CN113419337B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-03-07 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种应用于车载定向测量的光学成像系统 |
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