专利名称：一种非球面透镜的偏心测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学元件检测技术领域，具体涉及一种非球面透镜的偏心 测量装置。
技术背景目前国内的非球面透镜生产产家对于批量生产的非球面透镜进行偏心测量 时，主要采用千分表进行接触式测量，经常会损伤零件的表面，如果在千分表 的探头与非球面接触面之间加一层保护层(如薄纸)，由于纸有弹性就不能保证 测量的精度。为了克服上述的缺点，非接触式测量装置成为研究的方向，在特 开平8-233686号公报中记载了一种非球面透镜的偏心测定装置，它就是一种非 接触式测量装置，其工作原理是被检测透镜绕着机械旋转轴旋转时，由位移 测定装置记录经非球面反射的激光光斑在CCD上的二维坐标变化，根据变化量 与非球面面形计算相应的偏心量，它存在的问题是因激光在非球面表面的入 射点到CCD的距离很短，因此测量的精度受到限制。 发明内容本实用新型要提供一种非球面透镜的偏心测量装置，以克服现有技术存在 的测量精度不够高的问题。为克服现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是 一种非球面透镜 的偏心测量装置，包括激光管1和单面为非球面的被检测透镜3，被检测透镜3 的球面一侧固定于四维调节架4上，四维调节架4与精密旋转轴系5联接，透 镜3的非球面与激光管1同侧，其特殊之处在于在激光管1和被检测透镜3 之间设置有束腰变换透镜2，在被检测透镜3的反射面方向上设置有与反射激 光的峰值光强轴线相垂直的图像传感器13;在被检测透镜3的球面一侧还顺序 设置有由透镜6、透镜7组成的显微物镜、半透半反镜8和图像传感器9，在半 透半反镜8的上方顺序设置有分划板10、毛玻璃11和光源12，分划板10位于 透镜7的焦平面上。上述图像传感器13和图像传感器9是CCD。上述激光管1可以设置多个，对应的束腰变换透镜2和图像传感器13也对 应的设置有多组。与现有技术相比，本实用新型的优点是灵敏度高，测量精度好本设备让激光通过束腰变换透镜，使CCD能在足 够远的距离仍可接收到较小的激光光斑，提高了检测灵敏性，有效提高了测量 精度。该装置也可采用多束激光同时入射到被检测透镜的非球面表面，将接收到 的图像通过计算处理，得到非球面对称轴的偏离方向，可以指导非球面的对称 轴与机械旋转轴的重合的调整方向，有效提高透镜偏心的检测速度。
图l是被检测透镜的示意图；图2是本实用新型的结构示意图。附图标记说明如下l一激光管，2—束腰变换透镜，3—被检测透镜，4—四维调节架，5—精密 旋转轴系，6—透镜，7—透镜，8——半透半反镜，9—图像传感器，10—十字 分划板，ll一毛玻璃，12—光源，13—图像传感器，14-计算机。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。参见图1，图中所示为单面是非球面的被检测透镜3，被检测透镜3的第一 面3 a为非球面，第二面3b为球面，ia是非球面3a的对称轴。被检测透镜3 在理想情况下，其球面3b的球心3ob应该落在非球面3a的对称轴ia上，此时 ia即被检测透镜3的光轴，然而实际上很难制造这样的透镜。通常球面3b的 球心3ob与非球面3a的对称轴ia存在着如图1所示的偏离量t，这个偏离量t 就代表了被检测透镜3本身固有的偏心。参见图2， 一种非球面透镜的偏心测量装置，包括激光管1和单面为非球 面的被检测透镜3，将被检测透镜3的球面一侧3b固定于四维调节架4上，四 维调节架4与精密旋转轴系5联接，透镜3的非球面3a与激光管1同侧。激光管1和被检测透镜3之间设置有束腰变换透镜2，在被检测透镜3的反射面方 向上设置有与反射激光的峰值光强轴线相垂直的图像传感器13，本实施例中图 像传感器13选用CCD。在被检测透镜3的球面一侧还顺序设置有显微物镜、半 透半反镜8和接收球心反射像的图像传感器9，本实施例中图像传感器9选用 CCD,显微物镜由透镜6、透镜7组成，在半透半反镜8的上方设置有分划板10， 毛玻璃11和光源12，分划板10位于透镜7的焦平面上。 图像传感器9和图像传感器13均与计算机14相接。本实用新型的工作原理是由激光管1发出的激光束经束腰变换透镜2入 射到被检测非球面透镜3的表面，经透镜3的非球面3a反射，由图像传感器 13接收反射激光的束腰，透镜2的作用是使激光的束腰变换到图像传感器13 的光敏面上。通过精密旋转轴系5使被检测透镜3绕着该精密轴系的机械旋转 轴k旋转，通过计算机计算处理检测到激光光斑中心位置的也偏摆转动，通过 四维调节架4调节被检测透镜3的位置，直到激光光斑的中心位置不随着透镜 的旋转而变化，说明非球面3a的对称轴ia与精密旋转轴系统5的机械旋转轴 k重合。本实用新型中由透镜6、透镜7、半透半反镜、8图像传感器9、分划板10、 毛玻璃11和光源12组成球面的偏心测量仪。当非球面3a的对称轴ia与精密 旋转轴系统5的机械旋转轴k重合时，调整球面偏心测量仪的位置，使得从十 字分划板10发出的光束经显微物镜后会聚于球面3b的球心3ob附近，光束经 球面3b自准直反射后在CCD9上得到球面3b的球心反射像，如果球心3ob落在 精密旋转轴系5的机械旋转轴k (也即非球面3a的对称轴ia)上，通过精密旋 转轴系5旋转被检测透镜3，此时球心反射像是不动的。如果球心3ob与机械 旋转轴k存在着偏离，则球心反射像在图像传感器9的光敏面上绘出一个圆， 图像传感器9将采集到的信息输入到计算机14，通过计算处理得到球面3b的 球心3ob对机械旋转轴k的偏离量，即球心3ob相对于非球面3a的对称轴ia 的偏离量t，这个偏离量就是被检测透镜3本身固有的偏心量。激光管1可以设置多个，束腰变换透镜2和图像传感器13对应的设置有多 组。多个图像传感器13均与计算机14相接。
权利要求1、一种非球面透镜的偏心测量装置，包括激光管(1)和单面为非球面的被检测透镜(3)，被检测透镜(3)的球面一侧固定于四维调节架(4)上，四维调节架(4)与精密旋转轴系(5)联接，透镜(3)的非球面与激光管(1)同侧，其特征在于在激光管(1)和被检测透镜(3)之间设置有束腰变换透镜(2)，在被检测透镜(3)的反射面方向上设置有与反射激光的峰值光强轴线相垂直的图像传感器(13)；在被检测透镜(3)的球面一侧还顺序设置有由透镜(6)、透镜(7)组成的显微物镜、半透半反镜(8)和图像传感器(9)，在半透半反镜(8)的上方顺序设置有分划板(10)、毛玻璃(11)和光源(12)，分划板(10)位于透镜(7)的焦平面上。
2、 如权利要求1所述的一种非球面透镜的偏心测量装置，其特征在于所 述图像传感器(13)和图像传感器(9)是CCD。
3、 如权利要求1或2所述的一种非球面透镜的偏心测量装置，其特征在于 所述激光管(1)设置有多个，对应的束腰变换透镜(2)和图像传感器(13) 对应的设置有多组。
专利摘要本实用新型涉及光学元件检测技术领域，具体涉及一种非球面透镜的偏心测量装置。本实用新型要克服现有技术存在的测量精度不够高的问题。所采用的技术方案是一种非球面透镜的偏心测量装置，包括激光管和单面为非球面的被检测透镜，被检测透镜的球面一侧固定于四维调节架上，四维调节架与精密旋转轴系联接，透镜的非球面与激光管同侧，在激光管和被检测透镜之间设置有束腰变换透镜，在被检测透镜的反射面方向上设置有与反射激光的峰值光强轴线相垂直的图像传感器；在被检测透镜的球面一侧还顺序设置有由透镜、透镜组成的显微物镜、半透半反镜和图像传感器，在半透半反镜的上方顺序设置有分划板、毛玻璃和光源，分划板位于透镜的焦平面上。
文档编号G01M11/02GK201096611SQ20072012632
公开日2008年8月6日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者徐昌杰, 杭凌侠, 陈钦芳 申请人:西安工业大学