CN211740569U - 一种偏心仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种偏心仪，包括：用于摄取图像的准直成像装置(1)，安装在所述准直成像装置(1)上的分区物镜(2)，用于搬运物料的拾取装置(3)，用于上下料的上下料装置(4)，用于对所述上下料装置(4)上物料进行定位的视觉定位装置(5)。本实用新型能够通过对镜片检测的各装置进行自动化控制，极大的减少了人工的参与，不仅检测精度高，而且提高了检测速递。

Description

一种偏心仪

技术领域

本实用新型涉及光学镜片检测领域，尤其涉及一种偏心仪。

背景技术

科学技术的快速发展，使得相机、手机、数码摄影机等数码影像产品被广泛应用，而光学镜片作为数码产品的主要组成部分，需求很大，光学镜片在生产过程中，需要保证较高的纯度、透明度、均匀度等，因此光学镜片在生产完成后需要进行各种检测。其中，镜片中心偏是一项重要指标，会直接影响到光学系统的成像质量。目前光学元件加工企业普遍采用通过手动调节或电机驱动的自动可调焦式设备来测试光学镜片的中心偏，此方法需要保证治具加工的高精度、治具装配的高精度及轴运动的高精度，且效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种偏心仪，解决光学镜片检测效率低的问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种偏心仪，包括：用于摄取图像的准直成像装置，安装在所述准直成像装置上的分区物镜，用于搬运物料的拾取装置，用于上下料的上下料装置，用于对所述上下料装置上物料进行定位的视觉定位装置。

根据本实用新型的一个方面，所述拾取装置位于所述分区物镜的上方，且可移动地位于与所述分区物镜相对的位置；

所述视觉定位装置位于所述上下料装置的上方，且可移动地位于与所述上下料装置相对的位置。

根据本实用新型的一个方面，所述拾取装置和所述视觉定位装置设置于同一驱动装置上。

根据本实用新型的一个方面，所述驱动装置为线性驱动装置或旋转驱动装置。

根据本实用新型的一个方面，所述分区物镜包括多个用于对所述物料进行测试的测试区域，且各所述测试区域分别以所述分区物镜的中心为基准中心对称设置。

根据本实用新型的一个方面，所述物料为透镜，则所述分区物镜上的所述测试区域为两个，分别为第一测试区域和第二测试区域；

所述第二测试区域与所述第一测试区域同轴，且环绕所述第一测试区域设置。

根据本实用新型的一个方面，每个所述测试区域与所述物料每一侧的镜面之间满足：

f1+c1＝d1，f2+c2＝d2，d1＝d2，

其中，f1为第一测试区域的焦距、f2为第二测试区域的焦距，c1、c2为所述物料每一个镜面的球心，d1、d2为分区物镜与所述物料之间的距离。

根据本实用新型的一个方面，所述物料为透镜构成的透镜组，则所述分区物镜上的所述测试区域的数量与所述透镜组中所有透镜的镜面数相同；

每个所述测试区域(21)与所述物料中的每一个镜面之间满足：

f1+c1＝d1，f2+c2＝d2，d1＝d2；

f3+c3＝d3，f4+c4＝d4，d3＝d4；

……

fn-1+cn-1＝dn-1，fn+cn＝dn，dn-1＝dn；

其中，f1、f2为所述物料中第一个透镜的镜面与相对应的测试区域的等效焦距，f3、f4为所述物料中第二个透镜的镜面与相对应的测试区域的等效焦距，fn-1、fn为所述物料中最后一个透镜的镜面与相对应的测试区域的等效焦距，

c1、c2为所述物料中第一个透镜的每一个镜面的球心，c3、c4为所述物料中第二个透镜的每一个镜面的球心，cn-1、cn为所述物料中最后一个透镜的每一个镜面的球心，

d1、d2为分区物镜与所述物料中第一个透镜的镜面与相对应的测试区域的等效主平面之间的距离，d3、d4为分区物镜与所述物料中第二个透镜的镜面与相对应的测试区域的等效主平面之间的距离，dn-1、dn为分区物镜与所述物料中最后一个透镜的镜面与相对应的测试区域的等效主平面之间的距离。

根据本实用新型的一个方面，所述分区物镜上的相邻所述测试区域之间采用胶合连接。

根据本实用新型的一个方面，所述物料为双面均为平面的透镜，则所述分区物镜为具有一通孔的板状体，或者为一双面均为平面的透明板状体。

根据本实用新型的一个方面，所述准直成像装置包括：物镜、分光器件、图像传感器、十字分划板、光源；

在所述分光器件的第一光路上，所述物镜、所述分光器件、所述图像传感器依次设置；

在所述分光器件的第二光路上，所述分光器件、所述十字分划板、所述光源依次设置。

根据本实用新型的一个方面，还包括：三维调整平台；

所述准直成像装置固定支承在所述三维调整平台上。

根据本实用新型的一个方面，所述视觉定位装置包括：定位光源和视觉采集装置；

所述定位光源与所述视觉采集装置同轴设置，且所述定位光源位于所述视觉采集装置的下方。

根据本实用新型的一个方面，所述上下料装置包括：支承台，支承在所述支承台上用于夹持所述物料的夹持装置；

所述夹持装置上设置有与所述物料相匹配的物料夹持机构。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型能够通过对镜片检测的各装置进行自动化控制，极大的减少了人工的参与，不仅使得检测精度高，而且更加有效的提高了检测速递，节约了人力，降低了产品的生产成本和生产时间。

根据本实用新型的一种方案，分区物镜上具有多个测试区域，能够实现分区物镜的一次对焦就能对一个镜片的多个区域的反射像成像，减少了对同一物料的测量次数，提高了检测效率及精度。

根据本实用新型的一种方案，通过在分区物镜上设置多个测试区域不仅能够实现单个镜片的测试，还可实现含多片镜片的透镜组的测试，极大的提高了测试效率和精度。

附图说明

图1示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的偏心仪的结构图；

图2示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的分区物镜的结构图；

图3示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的准直成像装置的结构图；

图4示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的准直成像装置所摄取的物料反射图像。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的一种偏心仪，包括：用于摄取图像的准直成像装置1，安装在准直成像装置1上的分区物镜2，用于搬运物料的拾取装置3，用于上下料的上下料装置4，用于对上下料装置4上物料定位的视觉定位装置5。在本实施方式中，拾取装置3位于分区物镜2的上方，且可移动地位于与分区物镜2相对的位置；视觉定位装置5位于上下料装置4的上方，且可移动地位于与上下料装置4相对的位置。在本实施方式中，准直成像装置1、拾取装置3、上下料装置4和视觉定位装置5分别与控制单元相连接，通过统一的控制单元实现对各组成部分的自动化控制。进而，通过对镜片检测的各装置进行自动化控制，极大的减少了人工的参与，不仅使得检测精度高，而且更加有效的提高了检测速递，节约了人力，降低了产品的生产成本和生产时间。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，拾取装置3和视觉定位装置5设置于同一驱动装置6上。在本实施方式中，驱动装置6为一线性驱动装置，驱动装置6可以一同驱动拾取装置3和视觉定位装置5运动或者单独驱动拾取装置3和视觉定位装置5运动，进而使得拾取装置3能够位于分区物镜2和上下料装置4的正上方，而使得视觉定位装置5能够位于分区物镜2的正上方。通过将拾取装置3和视觉定位装置5设置在同一驱动装置上，保证了拾取装置3和视觉定位装置5运动精度的情况下，还节约了成本。

根据本实用新型的另一种实施方式，驱动装置6还可以为旋转驱动装置。能够实现改变拾取装置3的位置，使其能够位于分区物镜2和上下料装置4的正上方，以及实现改变视觉定位装置5的位置，使得视觉定位装置5能够位于分区物镜2的正上方即可。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，分区物镜2包括多个用于对物料进行测试的测试区域21，且多个测试区域21分别以分区物镜2的中心为基准中心对称设置。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，当物料为透镜(两侧镜面为球面或非球面)时，则分区物镜2上的所述测试区域21为两个，分别为第一测试区域21a和第二测试区域21b。在本实施方式中，第二测试区域21b与第一测试区域21a同轴，且环绕第一测试区域21a设置。

根据本实用新型的一种实施方式，每个测试区域21与物料每一侧的镜面之间满足：

f1+c1＝d1，f2+c2＝d2，d1＝d2，

其中，f1为第一测试区域21a的焦距、f2为第二测试区域21b的焦距，c1、c2为物料每一个镜面的球心，d1、d2为分区物镜2与物料之间的距离。

根据本实用新型的一种实施方式，当物料为透镜(两侧镜面为球面或非球面)构成的透镜组时，则分区物镜2上的测试区域21的数量与透镜组中所有透镜的镜面数相同；

每个测试区域21与物料中的每一个镜面之间满足：

f1+c1＝d1，f2+c2＝d2，d1＝d2；

f3+c3＝d3，f4+c4＝d4，d3＝d4；

……

fn-1+cn-1＝dn-1，fn+cn＝dn，dn-1＝dn；

其中，f1、f2为所述物料中第一个透镜的镜面与相对应的测试区域21的等效焦距，f3、f4为所述物料中第二个透镜的镜面与相对应的测试区域21的等效焦距，fn-1、fn为所述物料中最后一个透镜的镜面与相对应的测试区域21的等效焦距，

c1、c2为所述物料中第一个透镜的每一个镜面的球心，c3、c4为所述物料中第二个透镜的每一个镜面的球心，cn-1、cn为所述物料中最后一个透镜的每一个镜面的球心，

d1、d2为分区物镜2与物料中第一个透镜的镜面与相对应的测试区域21的等效主平面之间的距离，d3、d4为分区物镜2与所述物料中第二个透镜的镜面与相对应的测试区域21的等效主平面之间的距离，dn-1、dn为分区物镜2与所述物料中最后一个透镜的镜面与相对应的测试区域21的等效主平面之间的距离。

如图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，分区物镜2上的相邻测试区域21之间采用胶合连接或者分区物镜2上的各测试区域21位一体成型的。

通过上述设置，将分区物镜2进行分区设置，其不同的测试区域21与被测物料(如双面均为球面或非球面的镜片)的不同侧镜面均进行光学参数相匹配的设置，这样只需要将分区物镜2上一个测试区域设置在与物料一侧镜面的焦点相重合的位置，则分区物镜2上的其他测试区域相应的也处于与物料其他侧镜面焦点相重合的位置，这样有效减少了对分区物镜2位置进行调整的次数，也实现了本实用新型在测量过程中，一次测量实现对物料多面偏心量的测量，有效提高了本实用新型的测量效率，此外，减少了分区物镜2位置的调整次数，进而还保证了对物料不同侧面偏心度测量时基准的统一，对提高本实用新型的测量精度有利。

根据本实用新型的另一种实施方式，当物料为透镜(一侧镜面为球面或非球面，另一侧为平面)时，则分区物镜2上的测试区域21为两个(可参见图2)。在本实施方式中，分区物镜2上与物料上为球面或非球面的镜面相对应的区域之间满足的关系如前所述，在此不再赘述。而分区物镜2与物料上为平面的镜面相对应的区域则可设置为通孔或平面透明板状或取消(即该测试区域的焦距f与物料上的平面镜面相对应的设置为无穷)。

结合图1和图3所示，根据本实用新型的一种实施方式，准直成像装置1包括：物镜11、分光器件12、图像传感器13、十字分划板14、光源15。在本实施方式中，物镜11、分光器件12、图像传感器13、十字分划板14、光源15均安装在一准直光管中，从而实现了本实用新型的准直成像装置1的准直成像作用。在本实施方式中，在分光器件12的第一光路上，物镜11、分光器件12、图像传感器13依次设置。在分光器件12的第二光路上，分光器件12、十字分划板14、光源15依次设置。

通过上述设置，由第二光路将十字分划板14上的十字光标投射到物料(如双面为曲面的镜片)上，在物料两侧镜面的反射作用下，通过分区物镜2，经过分区物镜2上不同测试区域21分别对不同侧镜面的反射光进行聚焦后传输至准直成像装置1，在沿分光器件12的第一光路将分区物镜2的不同测试区域21所聚焦的像投射到图像传感器13上成像，参见图4。进而通过图像传感器13上所采集的图像即可获知物料不同侧镜面之间的偏心量。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的一种偏心仪，还包括：三维调整平台7。在本实施方式中，准直成像装置1固定支承在三维调整平台7上。通过三维调整平台7可调整在三维空间中准直成像装置1的位置，例如准直成像装置1的水平位置和垂直高度。通过设置三维调整平台7可以针对不同物料精确地调整准直成像装置1的位置，这样也能够调整与准直成像装置1相连接的分区物镜2的位置，更有利于分区物镜2精确的位于物料的焦点位置，使得调节精度更高，测量精度更优。此外，通过设置三维调整平台7实现了准直成像装置1和分区物镜2位置灵活调整的同时，还实现了本实用新型能够适用于更多种的物料，使得本实用新型的使用范围更为广泛。

根据本实用新型的另一种实施方式，若物料为双面均为平面的透镜，则分区物镜2为具有一通孔的板状体，或者为一双面均为平面的透明板状体。通过上述设置，实现了对分区物镜2的更换能够实现更多种类物料的测量，使得本实用新型的使用范围更广。在本实施方式中其工作方式与上述工作方式相同，再次不在赘述。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，视觉定位装置5包括：定位光源51和视觉采集装置52。在本实施方式中，定位光源51与视觉采集装置52同轴的设置在视觉采集装置52的下方。

通过上述设置，在定位光源51的照射下，能够使得上下料装置4上的物料及边缘更为清晰，这样视觉采集装置52能够更容易采集到上下料装置4上物料的清晰图像，有利于准确判断物料的在上下料装置4上的位置，从而方便拾取装置3准确到达物料的位置将物料拾取。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，上下料装置4包括：支承台41，支承在支承台41上用于夹持物料的夹持装置42。在本实施方式中，夹持装置42上设置有与物料相匹配的物料夹持机构。

如图1所示，根据本实用新型的一种实施方式，拾取装置3的下方具有拾取机构，通过拾取机构可以对上下料装置4上的物料拾取或放下，实现对物料检测过程中的自动化。在本实施方式中，拾取机构可采用负压吸取机构，也可以采用机械结构实现。

为进一步说明本实用新型，对本实用新型的工作流程作进一步阐述。

S0.初始化偏心仪，调整三维调整平台7使得准直成像装置1和分区物镜2与拾取装置3在水平方向上的相对位置，并且调整准直成像装置1和分区物镜2在垂直方向上的高度，保证准直成像装置1通过分区物镜2能够对物料的反射光清晰成像；

S1.将待检测的物料(如双面为曲面的镜片)放置在上下料装置4上，且夹持装置42上的物料夹持机构将物料夹紧；

S2.驱动装置6驱动视觉定位装置5移动至上下料装置4的正上方，视觉定位装置5中的视觉采集装置52对物料进行图像采集，并获取物料的准确位置；

S3.驱动装置6驱动拾取装置3移动至上下料装置4的正上方，将上下料装置4上的物料拾取；

S4.驱动装置6继续驱动拾取装置3移动至分区物镜2的正上方，准直成像装置1通过分区物镜2摄取物料反射的十字分划板14的图像(参见图4)；

S5.计算准直成像装置1摄取的图像中的两个十字光标之间的距离，获取物料两侧镜面之间的偏移量。

S6.驱动装置6继续驱动拾取装置3移动至上下料装置4的正上方，将物料释放至上下料装置4中。

上述内容仅为本实用新型的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种偏心仪，其特征在于，包括：用于摄取图像的准直成像装置(1)，安装在所述准直成像装置(1)上的分区物镜(2)，用于搬运物料的拾取装置(3)，用于上下料的上下料装置(4)，用于对所述上下料装置(4)上物料进行定位的视觉定位装置(5)。

2.根据权利要求1所述的偏心仪，其特征在于，所述拾取装置(3)位于所述分区物镜(2)的上方，且可移动地位于与所述分区物镜(2)相对的位置；

所述视觉定位装置(5)位于所述上下料装置(4)的上方，且可移动地位于与所述上下料装置(4)相对的位置。

3.根据权利要求2所述的偏心仪，其特征在于，所述拾取装置(3)和所述视觉定位装置(5)设置于同一驱动装置(6)上。

4.根据权利要求3所述的偏心仪，其特征在于，所述驱动装置(6)为线性驱动装置或旋转驱动装置。

5.根据权利要求1至4任一所述的偏心仪，其特征在于，所述分区物镜(2)包括多个用于对所述物料进行测试的测试区域(21)，且各所述测试区域(21)分别以所述分区物镜(2)的中心为基准中心对称设置。

6.根据权利要求5所述的偏心仪，其特征在于，所述物料为透镜，则所述分区物镜(2)上的所述测试区域(21)为两个，分别为第一测试区域(21a)和第二测试区域(21b)；

所述第二测试区域(21b)与所述第一测试区域(21a)同轴，且环绕所述第一测试区域(21a)设置。

7.根据权利要求6所述的偏心仪，其特征在于，每个所述测试区域(21)与所述物料每一侧的镜面之间满足：

f1+c1＝d1，f2+c2＝d2，d1＝d2，

其中，f1为第一测试区域(21a)的焦距、f2为第二测试区域(21b)的焦距，c1、c2为所述物料每一个镜面的球心，d1、d2为分区物镜(2)与所述物料之间的距离。

8.根据权利要求5所述的偏心仪，其特征在于，所述物料为透镜构成的透镜组，则所述分区物镜(2)上的所述测试区域(21)的数量与所述透镜组中所有透镜的镜面数相同；

每个所述测试区域(21)与所述物料中的每一个镜面之间满足：

f1+c1＝d1，f2+c2＝d2，d1＝d2；

f3+c3＝d3，f4+c4＝d4，d3＝d4；

……

fn-1+cn-1＝dn-1，fn+cn＝dn，dn-1＝dn；

其中，f1、f2为所述物料中第一个透镜的镜面与相对应的测试区域(21)的等效焦距，f3、f4为所述物料中第二个透镜的镜面与相对应的测试区域(21)的等效焦距，fn-1、fn为所述物料中最后一个透镜的镜面与相对应的测试区域(21)的等效焦距，

c1、c2为所述物料中第一个透镜的每一个镜面的球心，c3、c4为所述物料中第二个透镜的每一个镜面的球心，cn-1、cn为所述物料中最后一个透镜的每一个镜面的球心，

d1、d2为分区物镜(2)与所述物料中第一个透镜的镜面与相对应的测试区域(21)的等效主平面之间的距离，d3、d4为分区物镜(2)与所述物料中第二个透镜的镜面与相对应的测试区域(21)的等效主平面之间的距离，dn-1、dn为分区物镜(2)与所述物料中最后一个透镜的镜面与相对应的测试区域(21)的等效主平面之间的距离。

9.根据权利要求5所述的偏心仪，其特征在于，所述分区物镜(2)上的相邻所述测试区域(21)为胶合连接或一体成型设置。

10.根据权利要求1至4任一所述的偏心仪，其特征在于，所述物料为双面均为平面的透镜，则所述分区物镜(2)为具有一通孔的板状体，或者为一双面均为平面的透明板状体。

11.根据权利要求1至4任一所述的偏心仪，其特征在于，所述准直成像装置(1)包括：物镜(11)、分光器件(12)、图像传感器(13)、十字分划板(14)、光源(15)；

在所述分光器件(12)的第一光路上，所述物镜(11)、所述分光器件(12)、所述图像传感器(13)依次设置；

在所述分光器件(12)的第二光路上，所述分光器件(12)、所述十字分划板(14)、所述光源(15)依次设置。

12.根据权利要求1至4任一所述的偏心仪，其特征在于，还包括：三维调整平台(7)；

所述准直成像装置(1)固定支承在所述三维调整平台(7)上。

13.根据权利要求1至4任一所述的偏心仪，其特征在于，所述视觉定位装置(5)包括：定位光源(51)和视觉采集装置(52)；

所述定位光源(51)与所述视觉采集装置(52)同轴设置，且所述定位光源(51)位于所述视觉采集装置(52)的下方。

14.根据权利要求1至4任一所述的偏心仪，其特征在于，所述上下料装置(4)包括：支承台(41)，支承在所述支承台(41)上用于夹持所述物料的夹持装置(42)；

所述夹持装置(42)上设置有与所述物料相匹配的物料夹持机构。

Images