用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置及方法

摘要

本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置及方法，所述寻像装置由高度尺搭配寻像器组合形成，所述寻像器垂直置于检测光路中，可利用透明塑料薄膜的透光性，使第一光管经待测光学镜组形成的亮双十字像和第二光管所成的亮十字像分别清晰成像于透明塑料薄膜的上下表面；此时，微调待测镜组的摆放位置令亮双十字像和亮十字像中心基本重合，使待测镜组光轴基本位于附加镜组视场中心，可有效解决因附加镜组视场小，待测镜组光轴偏出附加镜组视场导致的图像无法被第二光管探测到的技术难题，具有操作直观、寻像定位快和精度高等特点，可极大提高透镜组的焦距测量效率和准确性。

说明书

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置及方法。

背景技术

焦距是光学透镜系统最重要的光学特性参数之一，焦距值测量和装配的准确性将直接影响光学仪器综合性能的发挥，尤其是对高精度、高性能的光学仪器如航空摄影仪、卫星探测仪等，光学系统的焦距值装调准确性影响更加突出。传统的焦距测量方法主要是运用放大率法进行测量，通过人眼判读待测光学镜组对玻罗板所成像中某对刻线对的间距而计算出待测光学镜组的焦距，该方法接收器需要反复多次测量,且带有很大的操作主观性，具有检测工作量大,测量速度慢,工作效率低等缺点。为了使测量结果更加精确,测量效率更高,操作更为标准,数字式自动焦距测量仪逐渐得到应用推广。但实际测量中，因数字式自动焦距测量仪系统设定所配的附加镜组观察范围较小，对于焦距短、视场大的待测镜组而言，摆放位置的轻微偏离即会造成第一光管的亮双十字像偏出附加镜组的视场，无法被第二光管探测，从而造成焦距测量失败；与此同时，由于待测镜组所成亮双十字线的像面不可见，因此不仅需要上下移动上方第二光管寻找待测镜组像面位置，同时还需平移待测镜组在转台中心孔处的位置，使待测镜组光轴基本位于上方第二光管的测量光路中，需要耗费大量的时间才能完成合乎要求的寻像过程从而完成焦距测量，难度极大。因而急需一种操作简单、定位精度高的装调方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置及方法，在不改变原测量装置和测量方法的前提下，完成焦距测量。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置，所述装置包括高度尺和寻像器7-3，测量过程由高度尺和寻像器7-3两部分组合实施；

此外与所述装置配套使用的还有：带有双十字分划板且用于形成亮双十字的第一光管1、用于直角反射第一光管1光束的反射镜4、用于带动待测镜组6精确回转的精密转台5、用于监测待测镜组6的附加镜组8、用于切换不同规格附加镜组8的透镜切换装置9、带有十字分划板用于形成亮十字线的第二光管10以及用于调节第二光管10位置的滑动系统；

所述高度尺包括：底座7-1、刻尺7-2、测量头安装盒7-4、滑动尺框7-6；

其中，所述刻尺7-2垂直设置于底座7-1上；滑动尺框7-6上下可滑动地设置在刻尺7-2上；滑动尺框7-6上设置所述测量头安装盒7-4；

工作过程中，将测量头从高度尺的测量头安装盒7-4中拆除，进而安装寻像器7-3；

所述寻像器7-3是一带柄的圆环架结构，柄端固定到测量头安装盒7-4中，圆环架端面粘贴一张透明薄膜，所述透明薄膜水平置于检测光路中且在待测镜组6的正上方；

所述透明薄膜用于接收第一光管1发出的亮双十字像和第二光管10发出的亮十字像，且亮双十字像和亮十字像均可被人眼清晰可见。

其中，所述滑动尺框7-6上下可滑动地设置在刻尺7-2上，在确定设置位置后，通过滑动尺框锁紧螺钉7-7锁紧。

其中，所述寻像器7-3通过测量头锁紧螺钉7-5锁紧固定在测量头安装盒7-4上。

其中，所述透明薄膜为透明塑料薄膜。

其中，所述第一光管1带有双十字分划板。

其中，所述第二光管10带有十字分划板。

其中，所述滑动系统包括：支撑立柱3、直线导轨12、滑块11；

所述支撑立柱3垂直设置在工作台2上；

所述直线导轨12设置在支撑立柱3上，沿垂直方向延伸；

所述滑块11与第二光管10固连，用于带动第二光管10在直线导轨12上上下移动。

此外，本发明提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的方法，所述方法基于上述权利要求7所述的用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置来实施，所示方法包括如下步骤：

步骤1：制作包括高度尺和寻像器7-3的寻像装置7，并使透明薄膜水平置于检测光路中且在待测镜组6的正上方；

步骤2：点亮第一光管1的光源，光源发出的光线经第一光管1的双十字分划板和物镜后形成一束平行光束，该平行光束由反射镜4垂直向上反射后经工作台2和精密转台5的中心通孔入射到待测镜组6中，平行光束经待测镜组6折射会聚到焦面处形成一个亮双十字像；

步骤3：推动滑动尺框7-6带动寻像器7-3沿刻尺7-2做上下滑动，直至亮双十字像清晰成像到透明薄膜下表面，旋紧滑动尺框锁紧螺钉7-7固定滑动尺框7-6位置；

步骤4：点亮第二光管10的光源，旋转镜组切换装置9选择所需要的附加镜组8，将附加镜组8置于检测光路中，光源发出的光线经十字分划板和附加镜组8后在其焦面处形成一个亮十字像；

所述滑块11带动第二光管10沿着支撑立柱3上安装的直线导轨12做上下移动，直至亮十字像也清晰成像到透明薄膜上表面；由于透明薄膜的透光性，亮双十字像和亮十字像均能被人眼清晰可见；

步骤5：微调待测镜组6的摆放位置，使亮双十字像和亮十字像中心重合，此时待测镜组6焦面像及光轴均位于附加镜组8视场内，移出寻像装置7，关闭第二光管10的光源，开启焦距测量工具完成待测镜组6的焦距测量。

其中，所述步骤1中，旋松寻像装置7的测量头锁紧螺钉7-5，将寻像器7-3柄端插入到测量头安装盒7-4内，并使用测量头锁紧螺钉7-5固定可靠，另一端的圆环架端面粘贴一张透明薄膜，以底座7-1向下方式放置到工作台2上，透明薄膜水平置于检测光路中且在待测镜组6的正上方。

其中，所述透明薄膜为透明塑料薄膜。

(三)有益效果

本发明提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置及方法，在不改变原测量装置和测量方法的前提下，将寻像装置垂直置于检测光路中，利用其所带透明塑料薄膜的透光性，使下方第一光管经待测镜组所成的亮双十字像和上方第二光管所成的亮十字像分别清晰成像于透明塑料薄膜的上下表面，此时待测镜组像面和光轴位置及检测光路光轴位置均可被人眼观察到。微调待测镜组的摆放位置，使亮双十字像和亮十字像中心基本重合，此时待测镜组光轴基本位于附加镜组视场中心，移出寻像装置，关闭上方第二光管光源，开启焦距测量程序完成焦距测量。该装置及方法改变了过去焦距测量时难以寻像的技术难题，具有操作简单、寻像快和定位精度高等特点，可极大提高透镜组的焦距测量效率。

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

(1)本发明利用透明塑料薄膜的透光性和双面成像性，使第一光管和第二光管分别所成的亮双十字像和亮十字像可分别清晰成像于透明塑料薄膜的上下两面，可被人眼清晰可见，可直观监测待测镜组像面位置及光轴和检测光路像面位置及光轴。解决了过去焦距测量时像面位置及光轴不可见，待测镜组光轴偏出检测视场导致寻像困难的技术难题。

(2)本发明原理简单，易于操作，测量速度快，所用寻像装置可使用高度尺进行改造，寻像装置易于加工，具有简单可靠，价格低廉的特点。

附图说明

图1是本发明优选实例示意图。

图2是寻像装置示意图。

其中，1-第一光管、2-工作台、3-支撑立柱、4-反射镜、5-精密转台、6-待测镜组、7-寻像装置、8-附加镜组、9-镜组切换装置、10-第二光管、11-滑块、12-直线导轨、7-1-底座、7-2-刻尺、7-3-寻像器、7-4-测量头安装盒、7-5-测量头锁紧螺钉、7-6-滑动尺框、7-7-滑动尺框锁紧螺钉。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置，所述装置包括高度尺和寻像器7-3，测量过程由高度尺和寻像器7-3两部分组合实施；

此外与所述装置配套使用的还有：带有双十字分划板且用于形成亮双十字的第一光管1、用于直角反射第一光管1光束的反射镜4、用于带动待测镜组6精确回转的精密转台5、用于监测待测镜组6的附加镜组8、用于切换不同规格附加镜组8的透镜切换装置9、带有十字分划板用于形成亮十字线的第二光管10以及用于调节第二光管10位置的滑动系统；

所述高度尺包括：底座7-1、刻尺7-2、测量头安装盒7-4、滑动尺框7-6；

其中，所述刻尺7-2垂直设置于底座7-1上；滑动尺框7-6上下可滑动地设置在刻尺7-2上；滑动尺框7-6上设置所述测量头安装盒7-4；

工作过程中，将测量头从高度尺的测量头安装盒7-4中拆除，进而安装寻像器7-3；

所述寻像器7-3是一带柄的圆环架结构，柄端固定到测量头安装盒7-4中，圆环架端面粘贴一张透明塑料薄膜，所述透明塑料薄膜水平置于检测光路中且在待测镜组6的正上方；

所述透明塑料薄膜用于接收第一光管1发出的亮双十字像和第二光管10发出的亮十字像，且亮双十字像和亮十字像均可被人眼清晰可见。

其中，所述滑动尺框7-6上下可滑动地设置在刻尺7-2上，在确定设置位置后，通过滑动尺框锁紧螺钉7-7锁紧。

其中，所述寻像器7-3通过测量头锁紧螺钉7-5锁紧固定在测量头安装盒7-4上。

其中，所述第一光管1带有双十字分划板。

其中，所述第二光管10带有十字分划板。

其中，所述滑动系统包括：支撑立柱3、直线导轨12、滑块11；

所述支撑立柱3垂直设置在工作台2上；

所述直线导轨12设置在支撑立柱3上，沿垂直方向延伸；

所述滑块11与第二光管10固连，用于带动第二光管10在直线导轨12上上下移动。

此外，本发明提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的方法，所述方法基于上述权利要求7所述的用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的装置来实施，所示方法包括如下步骤：

步骤1：制作包括高度尺和寻像器7-3的寻像装置7，并使透明塑料薄膜水平置于检测光路中且在待测镜组6的正上方；

步骤2：点亮第一光管1的光源，光源发出的光线经第一光管1的双十字分划板和物镜后形成一束平行光束，该平行光束由反射镜4垂直向上反射后经工作台2和精密转台5的中心通孔入射到待测镜组6中，平行光束经待测镜组6折射会聚到焦面处形成一个亮双十字像；

步骤3：推动滑动尺框7-6带动寻像器7-3沿刻尺7-2做上下滑动，直至亮双十字像清晰成像到透明塑料薄膜下表面，旋紧滑动尺框锁紧螺钉7-7固定滑动尺框7-6位置；

步骤4：点亮第二光管10的光源，旋转镜组切换装置9选择所需要的附加镜组8，将附加镜组8置于检测光路中，光源发出的光线经十字分划板和附加镜组8后在其焦面处形成一个亮十字像；

所述滑块11带动第二光管10沿着支撑立柱3上安装的直线导轨12做上下移动，直至亮十字像也清晰成像到透明塑料薄膜上表面；由于透明塑料薄膜的透光性，亮双十字像和亮十字像均能被人眼清晰可见；

步骤5：微调待测镜组6的摆放位置，使亮双十字像和亮十字像中心重合，此时待测镜组6焦面像及光轴均位于附加镜组8视场内，移出寻像装置7，关闭第二光管10的光源，开启焦距测量工具完成待测镜组6的焦距测量。

其中，所述步骤1中，旋松寻像装置7的测量头锁紧螺钉7-5，将寻像器7-3柄端插入到测量头安装盒7-4内，并使用测量头锁紧螺钉7-5固定可靠，另一端的圆环架端面粘贴一张透明塑料薄膜，以底座7-1向下方式放置到工作台2上，透明塑料薄膜水平置于检测光路中且在待测镜组6的正上方。

综上，本发明将寻像装置垂直置于检测光路中，利用其所带透明塑料薄膜的透光性，使下方第一光管经待测镜组所成的亮双十字像和上方第二光管所成的亮十字像分别清晰成像于透明塑料薄膜的上下表面，此时待测镜组像面和光轴位置及检测光路光轴位置均可被人眼观察到。微调待测镜组的摆放位置，使亮双十字像和亮十字像中心基本重合，此时待测镜组光轴基本位于附加镜组视场中心，移出寻像装置，关闭上方第二光管光源，开启焦距测量程序完成焦距测量。该装置及方法改变了过去焦距测量时难以寻像的技术难题，具有操作简单、寻像快和定位精度高等特点，可极大提高透镜组的焦距测量效率。

实施例1

如图1及图2所示，本实施例提出的焦距快速寻像方法所涉及的装置包括：由高度尺组合7-3寻像器形成的寻像装置7、可形成亮双十字的第一光管1、可直角反射第一光管1光束的反射镜4、可带动待测镜组6精确回转的精密转台5、可用于监测待测镜组6的附加镜组8、可切换不同规格附加镜组8的透镜切换装置9、可形成亮十字线的第二光管10以及可调节第二光管位置的滑动系统。

基于上述检测装置，本实施例还提供一种用于焦距测量仪测量正透镜组焦距快速寻像的检测方法，包括以下步骤：

步骤1：制作寻像装置7。旋松寻像装置7测量头锁紧螺钉7-5，将寻像器7-3柄端插入到测量头安装盒7-4内，并使用测量头锁紧螺钉7-5固定可靠，另一端的圆环架端面粘贴一张透明塑料薄膜，以底座7-1向下方式放置到工作台2上，透明塑料薄膜应水平置于检测光路中且位于待测镜组6的正上方。

步骤2：点亮第一光管1的光源，光源发出的光线经第一光管1的双十字分划板和物镜后形成一束平行光束，该平行光束由反射镜4垂直向上反射后经工作台2和精密转台5的中心通孔入射到待测镜组6中，平行光束经待测镜组6折射会聚到焦面处形成一个亮双十字像。

步骤3：推动滑动尺框7-6带动寻像器7-3沿刻尺7-2做上下滑动，直至亮双十字像清晰成像到透明塑料薄膜下表面，旋紧滑动尺框锁紧螺钉7-7固定滑动尺框7-6位置。

步骤4：点亮第二光管10的光源，旋转镜组切换装置9选择所需要的附加镜组8，将附加镜组8置于检测光路中，光源发出的光线经十字分划板和附加镜组8后在其焦面处形成一个亮十字像。滑块11带动第二光管10沿着支撑立柱3上安装的直线导轨12做上下移动，最终使亮十字像也清晰成像到透明塑料薄膜上表面。由于透明塑料薄膜的透光性，亮双十字像和亮十字像均能被人眼清晰可见。

步骤5：微调待测镜组6的摆放位置，使双十字像和亮十字像中心重合，此时待测镜组6焦面像位于附加镜组8视场内，移出寻像装置7，关闭第二光管10的光源，开启焦距测量程序完成待测镜组6的焦距测量，直至获得精确的焦距值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。