基于非接觸式微小距離測(cè)量的光學(xué)相機(jī)裝調(diào)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭與成像接收器件之間的裝調(diào)檢測(cè)，屬于精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在光學(xué)相機(jī)或光學(xué)相關(guān)儀器的裝校中，光學(xué)鏡頭通過(guò)普通的裝調(diào)方法或者計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)控制各空氣間隔已經(jīng)能夠達(dá)到比較好的成像質(zhì)量和性能。而光學(xué)鏡頭與成像接收器件之間一般通過(guò)一個(gè)小厚度(I?3_)的修切圈來(lái)調(diào)整兩者的間隔。如果該間隔大小不能嚴(yán)格控制，也會(huì)帶來(lái)離焦現(xiàn)象，最終影響光學(xué)相機(jī)的成像質(zhì)量。因此，修切圈大小的測(cè)量和控制是光學(xué)儀器生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝之一。
[0003]在目前的裝校工藝中，確定修切圈的大小主要有兩種方法，一是不斷嘗試法，通過(guò)加工不同大小的修切圈(間隔為0.0lmm)來(lái)調(diào)整兩者的間隔，這種方法主要用于單件或小批量生產(chǎn)，工作效率較低；二是通過(guò)機(jī)械探頭接觸光學(xué)鏡頭的端面，通過(guò)導(dǎo)軌的移動(dòng)量可換算成修切量的大小，這種方法是一個(gè)大概估算，誤差較大，而且接觸式測(cè)量受工件尺寸及機(jī)械表面粗超度的制約較大，較少使用；因此采用非接觸式測(cè)量有很大優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有光學(xué)鏡頭裝調(diào)技術(shù)存在的不足，提供一種非接觸式測(cè)量微小修切量的工作方法，采用小尺寸測(cè)量光點(diǎn)進(jìn)行圖像定位的原理，實(shí)現(xiàn)高精度小測(cè)量范圍的無(wú)接觸測(cè)量，用于對(duì)光學(xué)相機(jī)進(jìn)行精密裝調(diào)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種基于非接觸式微小距離測(cè)量的光學(xué)相機(jī)裝調(diào)裝置，它包括共軛光學(xué)系統(tǒng)、讀數(shù)顯微鏡和載放共軛光學(xué)系統(tǒng)的精密導(dǎo)軌；共軛光學(xué)系統(tǒng)為讀數(shù)顯微鏡的前置系統(tǒng)，共軛光學(xué)系統(tǒng)其物面焦點(diǎn)通過(guò)折光組件和玻璃組件，成像到像面焦點(diǎn)位置；所述的精密導(dǎo)軌與待裝調(diào)的光學(xué)相機(jī)的光軸平行。
[0006]依據(jù)上述裝置，本發(fā)明技術(shù)方案還包括一種基于非接觸式微小距離測(cè)量的光學(xué)相機(jī)裝調(diào)方法，步驟如下:
(1)將待裝調(diào)的光學(xué)相機(jī)固定，以共軛光學(xué)系統(tǒng)為讀數(shù)顯微鏡的前置系統(tǒng)，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)聚焦于待裝調(diào)光學(xué)相機(jī)接收器件的法蘭安裝面上，調(diào)整讀數(shù)顯微鏡與像面焦點(diǎn)之間的距離，使讀數(shù)顯微鏡觀察到清晰圖像后，將讀數(shù)顯微鏡與像面焦點(diǎn)之間的距離固定;
(2)精密導(dǎo)軌與共軛光學(xué)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，移動(dòng)精密導(dǎo)軌，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)聚焦于待裝調(diào)光學(xué)相機(jī)光學(xué)鏡頭的法蘭安裝面上，并保證在讀數(shù)顯微鏡中仍能觀察到清晰圖像；所顯示精密導(dǎo)軌的移動(dòng)量即為光學(xué)相機(jī)修切圈的修切量，根據(jù)修切量的大小對(duì)光學(xué)相機(jī)進(jìn)行精密裝調(diào)。
[0007]本發(fā)明的原理是:共軛光學(xué)系統(tǒng)與讀數(shù)顯微鏡組合成非接觸式檢測(cè)系統(tǒng)為，共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)首先聚焦于接收器件的安裝法蘭面上，在另一端的像面焦點(diǎn)配合一定倍數(shù)的讀數(shù)顯微鏡使用，當(dāng)讀數(shù)顯微鏡成像清晰時(shí)，保證共軛光學(xué)系統(tǒng)與讀數(shù)顯微鏡的相對(duì)位置不動(dòng)；然后移動(dòng)精密導(dǎo)軌，使得共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)聚焦于光學(xué)鏡頭的安裝法蘭面上，此時(shí)讀數(shù)顯微鏡成像仍是清晰的，則精密導(dǎo)軌的移動(dòng)量即為光學(xué)鏡頭與接收器件之間的修切調(diào)整量的大小。采用非接觸式測(cè)量修切量的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備，包括載放待裝調(diào)的光學(xué)鏡頭、接收器件的精密導(dǎo)軌或平臺(tái)、共軛光學(xué)系統(tǒng)、讀數(shù)顯微鏡和載放共軛光學(xué)系統(tǒng)的精密導(dǎo)軌組成的非接觸式光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。光學(xué)鏡頭與接收器件之間的相對(duì)距離以計(jì)算機(jī)上的圖像清晰度來(lái)進(jìn)行定位，再通過(guò)非接觸式光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)出兩者相對(duì)距離的精確數(shù)值。
[0008]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下特點(diǎn):由共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)進(jìn)行定位，通過(guò)調(diào)整讀數(shù)顯微鏡使得圖像清晰，通過(guò)光學(xué)精密導(dǎo)軌的移動(dòng)量判斷物面焦點(diǎn)的位移量，其測(cè)量精度可到0.01_。本發(fā)明提供的非接觸式測(cè)量修切量的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備，基于讀數(shù)顯微鏡圖像定位的原理，采用精密導(dǎo)軌來(lái)判斷移動(dòng)量。該設(shè)備測(cè)量精度高，誤差小，可指導(dǎo)光學(xué)相機(jī)的精密裝調(diào)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的非接觸式光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)中共軛光學(xué)系統(tǒng)的光路圖；
圖2是發(fā)明實(shí)施例提供的非接觸式光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)；2、折光組件；3、玻璃組件；4、像面焦點(diǎn)；5、讀數(shù)顯微鏡；6、計(jì)算機(jī)；7、光學(xué)鏡頭；8、光學(xué)鏡頭安裝法蘭；9、接收器件安裝法蘭；10、接收器件；
11、載放光學(xué)鏡頭與接受器件的精密導(dǎo)軌(I)，12、共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)(位置1);13、共軛光學(xué)系統(tǒng)；14、載放共軛光學(xué)系統(tǒng)的精密導(dǎo)軌(II)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011]實(shí)施例1
參見(jiàn)附圖1，它是本實(shí)施例提供的非接觸式光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)中共軛光學(xué)系統(tǒng)的光路圖；I為共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)，2是折光組件，3是玻璃組件，4是像面焦點(diǎn)，5是讀數(shù)顯微鏡。在物面焦點(diǎn)I上設(shè)置調(diào)試用的光闌，孔徑邊緣呈楔形，刀口向左側(cè)(相對(duì)于光軸的位置)；物面焦點(diǎn)4與組件3的實(shí)際尺寸通過(guò)物面焦點(diǎn)I的調(diào)試光闌確定。直接測(cè)量時(shí)，卸下物面焦點(diǎn)I上的調(diào)試光闌，轉(zhuǎn)折測(cè)量換用折光組件2，它的作用是為了轉(zhuǎn)折光路，使得測(cè)量空間不受限制，共軛系統(tǒng)配合讀數(shù)顯微鏡系統(tǒng)5使用，讀數(shù)顯微鏡5更換不同倍數(shù)時(shí)，可重新調(diào)整兩套系統(tǒng)的軸向間距，務(wù)使讀數(shù)顯微鏡5成像清晰。
[0012]參見(jiàn)附圖2，它是本實(shí)施例提供的非接觸式光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，6為計(jì)算機(jī)，7是光學(xué)鏡頭，8是光學(xué)鏡頭安裝法蘭，9是接收器件安裝法蘭，10是接收器件，11是載放光學(xué)鏡頭與接受器件的精密導(dǎo)軌(I)，也可為光學(xué)平臺(tái)，12是共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)(位置1)，13為共軛光學(xué)系統(tǒng)，14為載放共軛光學(xué)系統(tǒng)的精密導(dǎo)軌(II);光學(xué)鏡頭7通過(guò)安裝法蘭8、接收器件10通過(guò)接收器件安裝法蘭9分別固定在精密導(dǎo)軌(I)或光學(xué)平臺(tái)上，接受器件10與計(jì)算機(jī)6相連，移動(dòng)光學(xué)鏡頭7或接受器件10，直至在計(jì)算機(jī)6上能看到清晰的圖像為止，保持相對(duì)距離不變，此時(shí)兩者距離的精確值是未知的，待測(cè)。將共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)12通過(guò)光學(xué)鏡頭安裝法蘭面8的安裝孔聚焦于接收器件法蘭面9上，處于圖1所示的位置I處，觀看讀數(shù)顯微鏡，使得成像清晰。保持共軛光學(xué)系統(tǒng)與讀數(shù)顯微鏡的相對(duì)距離不變，移動(dòng)精密導(dǎo)軌14，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的像面焦點(diǎn)12聚焦于光學(xué)鏡頭安裝法蘭面8的安裝孔上，可在該孔位置處貼上一已知厚度的蓋玻片，吹上一點(diǎn)灰塵，使得在讀數(shù)顯微鏡上能看到在蓋玻片上清晰的灰塵圖像。通過(guò)精密導(dǎo)軌14的移動(dòng)量可讀取光學(xué)鏡頭7與接收器件10之間的修切距離。在實(shí)際裝調(diào)時(shí)，該修切量可用來(lái)指導(dǎo)修切圈實(shí)際大小的加工，完成光學(xué)儀器的精密裝調(diào)。
[0013]本發(fā)明利用共軛光學(xué)系統(tǒng)的微小光點(diǎn)通過(guò)安裝法蘭面的安裝孔對(duì)安裝面進(jìn)行圖像定位的方法，對(duì)微小距離的測(cè)量精度可到0.0lmm以上，同樣適用于兩者距離十分接近的情況(如小于0.5mm)，解決目前現(xiàn)有技術(shù)的一些缺陷。
[0014]本發(fā)明提供的裝置用于光學(xué)相機(jī)裝調(diào)時(shí)，其原理是采用非接觸式測(cè)量微小修切量的方法，其步驟包括:
(O以共軛光學(xué)系統(tǒng)為讀數(shù)顯微鏡的前置系統(tǒng)，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)聚焦于被測(cè)光學(xué)相機(jī)中接收器件的法蘭安裝面上，通過(guò)讀數(shù)顯微鏡觀察到清晰圖像而予以定位；
(2)精密導(dǎo)軌與共軛光學(xué)裝置聯(lián)動(dòng)，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)聚焦于被測(cè)光學(xué)相機(jī)中光學(xué)鏡頭的法蘭安裝面上，通過(guò)電動(dòng)精密導(dǎo)軌的移動(dòng)量獲取修切量的大小。
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案具有非接觸無(wú)損檢測(cè)、測(cè)量精度高、可重復(fù)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于非接觸式微小距離測(cè)量的光學(xué)相機(jī)裝調(diào)裝置，其特征在于:它包括共軛光學(xué)系統(tǒng)(13)、讀數(shù)顯微鏡(5)和載放共軛光學(xué)系統(tǒng)的精密導(dǎo)軌(14);共軛光學(xué)系統(tǒng)為讀數(shù)顯微鏡的前置系統(tǒng)，所述的共軛光學(xué)系統(tǒng)其物面焦點(diǎn)(I)通過(guò)折光組件(2)和玻璃組件(3)，成像到像面焦點(diǎn)(4)位置；所述的精密導(dǎo)軌(14)與待裝調(diào)的光學(xué)相機(jī)的光軸平行。
2.基于非接觸式微小距離測(cè)量的光學(xué)相機(jī)裝調(diào)方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將待裝調(diào)的光學(xué)相機(jī)固定，以共軛光學(xué)系統(tǒng)為讀數(shù)顯微鏡的前置系統(tǒng)，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)聚焦于待裝調(diào)光學(xué)相機(jī)接收器件的法蘭安裝面上，調(diào)整讀數(shù)顯微鏡與像面焦點(diǎn)之間的距離，使讀數(shù)顯微鏡觀察到清晰圖像后，將讀數(shù)顯微鏡與像面焦點(diǎn)之間的距離固定; (2)精密導(dǎo)軌(14)與共軛光學(xué)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，移動(dòng)精密導(dǎo)軌(14)，使共軛光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)聚焦于待裝調(diào)光學(xué)相機(jī)光學(xué)鏡頭的法蘭安裝面上，并保證在讀數(shù)顯微鏡中仍能觀察到清晰圖像；所顯示精密導(dǎo)軌(14)的移動(dòng)量即為光學(xué)相機(jī)修切圈的修切量，根據(jù)修切量的大小對(duì)光學(xué)相機(jī)進(jìn)行精密裝調(diào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于非接觸式微小距離測(cè)量的光學(xué)相機(jī)裝調(diào)方法及裝置。共軛光學(xué)系統(tǒng)與讀數(shù)顯微鏡組合成非接觸式檢測(cè)系統(tǒng)，共軛光學(xué)系統(tǒng)載放于精密導(dǎo)軌上，共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)通過(guò)折光組件和玻璃組件，成像到像面焦點(diǎn)位置；精密導(dǎo)軌與待裝調(diào)的光學(xué)相機(jī)的光軸平行。測(cè)量時(shí)，共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)首先聚焦于接收器件的安裝法蘭面上，然后移動(dòng)精密導(dǎo)軌，使得共軛光學(xué)系統(tǒng)的物面焦點(diǎn)聚焦于光學(xué)鏡頭的安裝法蘭面上，則精密導(dǎo)軌的移動(dòng)量即為光學(xué)鏡頭與接收器件之間的修切調(diào)整量。本發(fā)明提供的微小距離測(cè)量方法為非接觸無(wú)損檢測(cè)、具有測(cè)量精度高、可重復(fù)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)光學(xué)相機(jī)的精密裝調(diào)。
【IPC分類】G01B11-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104776804
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510183231
【發(fā)明人】韋曉孝, 梁培, 余建軍
【申請(qǐng)人】蘇州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日