定、变焦一体型反射式偏心测定仪的制作方法

本实用新型属于光学检测技术领域，具体涉及定、变焦一体型反射式偏心测定仪。

背景技术：

现有的评价球面透镜偏心的仪器有反射式偏心仪和透射式偏心仪，透射式的原理和反射式不同，这里不做表述。现有的反射式偏心仪都是采用定焦方式对球面透镜进行偏心测量，即固定主镜头焦距，然后通过不同的定焦辅助物镜进行组合，达到测量要求，这种方法有个缺点，就是定焦辅助物镜的型号数量是有限的，也就是说它们与定焦主镜头组合的焦距范围也是有限的，导致该设备不能测量所有的球面透镜偏心，超出一定的范围就无法测量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供一种定、变焦一体型反射式偏心测定仪的技术方案。

所述的定、变焦一体型反射式偏心测定仪，包括立式支架，其特征在于所述的立式支架上滑动配合设置光学成像系统，所述的光学成像系统下方设置XY二维移动平台，所述的XY二维移动平台上设置球面透镜检测工装夹具，所述的光学成像系统包括定焦辅助物镜、变焦主物镜、目镜、同轴照明LED系统和CCD，所述的变焦主物镜包括同轴设置的第一凸透镜、凹透镜和第二凸透镜，所述的第一凸透镜、凹透镜和第二凸透镜之间的距离通过变焦主物镜筒的旋转进行调节。

所述的定、变焦一体型反射式偏心测定仪，其特征在于所述的立式支架上设有用于调整光学成像系统高度的旋转手轮。

所述的定、变焦一体型反射式偏心测定仪，其特征在于所述的立式支架和XY二维移动平台固定在底板上。

所述的定、变焦一体型反射式偏心测定仪，其特征在于所述的变焦主物镜上设有变焦刻度线和四级变焦刻度线。

上述的定、变焦一体型反射式偏心测定仪，结构简单，设计合理，通过设置变焦主物镜可大幅度增加了测量范围，更能有效的控制球面透镜的加工良品率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的变焦成像光路原理图；

图3为本实用新型光学成像系统结构示意图；

图4为本实用新型变焦主物镜结构示意图。

图中：1-立式支架；2-旋转手轮；3-底板；4-XY二维移动平台；5-球面透镜检测工装夹具；6-球面透镜； 7-光学成像系统；701-定焦辅助物镜；702-变焦主物镜；703-目镜观察系统；704-同轴照明LED系统；705-CCD；706-变焦刻度线；707-四级变焦刻度线。

具体实施方式

以下结合说明书附图来进一步说明本实用新型。

如图所示，定、变焦一体型反射式偏心测定仪包括立式支架1，立式支架1上滑动配合设置光学成像系统7，立式支架1上设有用于调整光学成像系统7高度的旋转手轮2。光学成像系统7下方设置XY二维移动平台4，XY二维移动平台4和立式支架1共同固定在底板3上。XY二维移动平台4上设置球面透镜检测工装夹具5，用于夹持球面透镜6。光学成像系统7包括定焦辅助物镜701、变焦主物镜702、目镜703、同轴照明LED系统704和CCD705。其中变焦主物镜702包括同轴设置的第一凸透镜、凹透镜和第二凸透镜，所述的第一凸透镜、凹透镜和第二凸透镜之间的距离通过变焦主物镜筒的旋转进行调节。作为优选结构，变焦主物镜702包括第一、第二和第三镜筒，第一、第二和第三镜筒中分别固定有第一凸透镜、凹透镜和第二凸透镜，第一、第二和第三镜筒之间旋转配合，第一和第二镜筒之间设有变焦刻度线706，第二和第三镜筒之间四级变焦刻度线707。

1.检测规定范围内曲率半径的球面透镜6偏心时（实例规定曲率半径范围为小于等于300mm或者大于等于-300mm），先安装上定焦辅助物镜701，将变焦主物镜702上的变焦刻度线706旋转到指定的“0”位置，之后，LED的光线经过同轴照明LED系统704汇聚之后入射到变焦主物镜702和定焦辅助物镜701中，经过变焦主物镜702和定焦辅助物镜701系统的折射，最后成像到被测球面透镜6的球心上，之后经过球心的反射，该光线返回重新进入变焦主物镜702和定焦辅助物镜701中，经过变焦主物镜702和定焦辅助物镜701系统的折射，最后成像到CCD705中，当被测球面透镜6的偏心发生变化的时候，CCD705上的图像就会立刻显示出来。

在上述使用条件下，需要先将被测球面透镜6的球心位置和偏心标准数值计算出来。只要将被测球面透镜6的曲率半径代入以下公式就能得出所有结果。涉及到的基本公式为：

A.n1/l +n2/l’=-(n1-n2)/R (单球面透镜折射公式,球面位置计算)

其中n1为入射折射率，n2为出射折射率，l为入射距离，l’为出射距离，R为被测球面透镜半径；

B．arctan(l3/f) (偏心计算公式，其中l3为CCD上的偏移量，f为变焦主物镜702和定焦辅助物镜701的组合焦距。

2.检测超出规定的曲率半径范围内的球面透镜偏心时（实例规定曲率半径范围为大于300mm或者小于-300mm），首先将定焦辅助物镜701移除，计算出该曲率半径（实例中以R500为例）反映到变焦主物镜702上的刻度的位置，实例中，四级变焦刻度线707移动到1，变焦刻度线706移动到167.44，之后LED的光线经过同轴照明LED系统704汇聚之后入射到变焦主物镜702系统中，经过变焦主物镜702的折射，最后成像到被测球面透镜6的球心上，之后经过球心的反射，该光线返回重新进入变焦主物镜702中，经过变焦主物镜702的折射，最后成像到CCD705当中，当被测球面透镜6的偏心发生变化的时候，CCD705上的图像就会立刻显示出来。

偏心计算涉及到的关键公式如下：

A.n1/l +n2/l’=-(n1-n2)/R (单球面透镜折射公式,球面位置计算)

其中n1为入射折射率，n2为出射折射率，l为入射距离，l’为出射距离，R为被测球面透镜半径；

B.y = 8.25571914E-21x⁶ + 2.78282407E-16x⁵ + 3.90015002E-12x⁴ + 2.94198738E-08x³ + 1.28939783E-04x² + 3.29009002E-01x + 4.57270239E+02 （变焦系统非线性焦距拟合曲线公式）；

C．arctan(l3/f) (偏心计算公式，其中l3为CCD上的偏移量，f为变焦主物镜7-2系统焦距)。