新型透射式镜片中心偏测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种新型透射式镜片中心偏测量装置及 测量方法。
【背景技术】
[0002] 在光学冷加工工艺中，镜片中心偏是一项重要指标，镜片的中心偏直接影响到光 学系统的成像质量，因此，必须严格控制光学系统中每一片镜片的中心偏，也就是说检测镜 片中心偏是光学冷加工工艺中的一道必检工序。
[0003] 由于透射式镜片中心偏测量装置较之反射式镜片中心偏测量装置具有使用方便、 效率高的优点；因此，目前光学生产单位大量采用透射式镜片中心偏测量装置而很少采用 反射式中心偏测量装置。
[0004] 目前市场上透射式镜片中心偏测量装置是利用测量显微镜来测量待测镜片焦面 像跳的大小，再根据待测镜片光学参数算出其中心偏角量，其优点是装置简单、明了，缺点 是检测范围受装置导轨长度限制，不能检测长焦镜片，为了能够检测出长焦镜片的中心偏， 在实际检测过程中往往采取在待测镜片后面增加一片辅助镜片，使待测镜片与辅助镜片组 成的镜组的焦距在装置检测范围内，由于增加了辅助镜片，系统光学参数发生了变化，需要 严格计算，与此同时，还需要准确测出辅助镜片与待测镜片组合的镜组的光学参数，操作起 来很复杂，另一方面，不同的待测镜片需要不同的辅助镜片。
[0005] 近年来，市场上出现了另一种透射式镜片中心偏测量装置，该装置不再局限于测 量待测镜片焦面处的像跳大小，而是根据几何学知识，测出等腰三角形的底与高的长度，再 算出其顶角大小，具体为测出待测镜片与测量显微镜物镜之间的距离，再测出该位置的像 跳大小，这样就可以算出待测镜片中心偏大小，此时检测出来的中心偏是角量。这种测量装 置增加了检测范围，但是该装置的分辨率不固定，另一方面，受待测镜片及显微镜的光学参 数的制约，还是有一些镜片无法检测。
[0006] 以上两种中心偏检测装置均采用光学玻璃分划板，因此检测时需要先对测量显微 镜进行视差校正，否则影响测量精度；另一方面，这些装置分划刻尺一般都是暗分划，如果 检测环境过暗，不易读数，特别是在暗室中更难操作。
[0007] 综上所述，如何克服现有技术中透射式中心偏测量装置的上述技术缺陷是本领域 技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0008] 本发明提供了一种新型透射式镜片中心偏测量装置及测量方法，即高分辨率且分 辨率固定、测量范围广、无视差、对环境亮度无要求的镜片中心偏测量装置。
[0009] 本发明提供了一种新型透射式镜片中心偏测量装置，如图2示，依次包括内调焦 变焦组件、待测镜片和高精度测角仪，三者光轴共轴，其中：
[0010] 所述内调焦变焦组件包括依次顺序沿轴向设置的光源（10)、目标（20)、平行光管 准直镜（30)、准直镜（40)、固定镜头（50);所述高精度测角仪包括依次顺序沿轴向设置的 准直镜（70)、CCD (80)和带电子刻尺的LCD (90);
[0011] 其中，所述光源（1〇)、目标（20)、平行光管准直镜（30)、准直镜（40)、固定镜头 (50)、待测镜片（60)、准直镜（70)和CCD(80)均顺序沿轴向方向上设置。
[0012] 需要说明的是，带电子刻尺的LCD (90)实际上是安装在CCD (80)上的显示屏结构； 如图2所示，带电子刻尺的LCD (90)其与CCD (80)电连接，其也是嵌入在光路系统内部的结 构构造，其实际上也是光路系统的其他器件是共轴的。
[0013] 优选的，作为一种可实施方案，所述光源（10)、所述目标（20)、所述平行光管准直 镜（30)、所述准直镜（40)和所述固定镜头（50)组成一内调焦变焦系统；
[0014] 所述光源（10)、所述目标（20)、所述平行光管准直镜（30)、所述准直镜（40)和所 述固定镜头（50)组成一内调焦变焦系统；
[0015] 所述光源（10)照亮所述目标（20)，目标（20)处于所述平行光管准直镜（30)焦 面；所述准直镜（40)用于沿轴向移动；所述固定镜头（50)固定不动；所述待测镜片（60) 用于置于光路中，轴向移动所述准直镜（40)直至所述带电子刻尺的LCD(90)上清晰出现目 标（20)的像为止；所述待测镜片（60)用于旋转一周，从带电子刻尺的LCD(90)上读出目标 (20)的像所略过的轨迹的半径大小即为待测镜片的中心偏大小。
[0016] 优选的，作为一种可实施方案，所述准直镜（40)可沿所述轴向方向上移动，且其 他光学件固定不动；所述目标（20)用于经平行光管准直镜（30)、准直镜（40)、固定镜头 (50)光学件所成的像从无限远到有限远变化，从而产生无限远到有限远变化的目标。
[0017] 所述准直镜（70)、CXD (80)和带电子刻尺的IXD (90)构成一高精度测角仪且其分 辨率固定不变。
[0018] 优选的，作为一种可实施方案，所述带电子刻尺的LCD(90)上设置有十字交叉电 子刻度线。
[0019] 优选的，作为一种可实施方案，所述CCD(SO)为高解析度视频采集设备。
[0020] 优选的，作为一种可实施方案，所述待测镜片(60)为长焦或中焦或短焦镜片。
[0021] 优选的，作为一种可实施方案，所述准直镜（40)用于沿轴向移动；且所述固定镜 头（50)固定在轴向上。
[0022] 优选的，作为一种可实施方案，所述待测镜片（60)用于沿所述轴向方向旋转。
[0023] 相应地，本发明还提供了一种测量方法，应用上述新型透射式镜片中心偏测量装 置实施，包括如下操作步骤：
[0024] 步骤一、所述光源（10)、所述目标（20)、所述平行光管准直镜（30)、所述准直镜 (40)、所述固定镜头（50)构成了所述内调焦变焦组件；将待测镜片（60)置于光路中，通 过在所述轴向方向上移动所述准直镜（40)直至所述目标（20)清晰成像于带电子分划的 LCD (90)上；
[0025] 步骤二、旋转所述待测镜片（60)，在旋转待测镜片（60)过程中，在带电子分划的 IXD (90)上可以观察到一个近似圆形轨迹；
[0026] 步骤三、确定所述圆形轨迹的半径为所述待测镜片(60)的中心偏角度值。
[0027] 本发明的有益效果包括：
[0028] 1、在本发明实施例提供的新型透射式镜片中心偏测量装置，采用测角仪而不是测 量显微镜来测量待测镜片中心偏大小，用测角仪可以直接测量镜片中心偏角量，无需进行 换算，并且测角仪测角精度高、分辨率固定；
[0029] 2、采用内调焦变焦组件给待测镜片提供目标，扩展了装置测量范围，可以兼顾长 焦、中焦、短焦镜片；
[0030] 3、利用测角仪与内调焦变焦组件来检测镜片中心偏，操作简单，不需要额外增加 辅助镜头；
[0031] 4、采用电子分划刻尺，电子分划刻尺无视差，刻尺本身发光，对检测亮度环境无要 求；
【附图说明】
[0032] 图1为测量镜片中心偏一般光路原理示意图；
[0033] 图2为本发明提供的一种新型透射式镜片中心偏测量装置的光路原理示意图；
[0034] 图2中的附图标记：
[0035] 光源10 ;目标20 ;平行光管准直镜30 ;准直镜40 ;固定镜头50 ;待测镜片60 ;准直 镜70 ;(XD80 ;带电子刻尺的IXD90 ;
[0036] 图3为本发明中IXD90电子分划刻线示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038] 如图2所示，在上述新型透射式镜片中心偏测量装置的具体结构中，装置依次包 括内调焦变焦组件、待测镜片和高精度测角仪，三者光轴共轴。
[0039] 其中，所述光源10、目标20、平行光管准直镜30、准直镜40、固定镜头50、待测镜片 60、准直镜70和(XD80均顺序沿轴向方向上设置；
[0040] 其中，所述光源（10)、所述目标（20)、所述平行光管准直镜（30)、所述准直镜（40) 和所述固定镜头（50)构成成一内调焦变焦系统；
[0041] 其中，所述准直镜70、(XD80和带电子刻尺的IXD90构成一高精度测角仪；
[0042] 下面对上述新型透射式镜片中心偏的结构原理以及研发过程做一下阐述：
[0043] 众所周知，镜片中心偏一种比较直观的理解就是