楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法技术

本发明专利技术提供一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，包括上轴电动升降台、上轴光电自准直仪、二维电动平移台、设备基座、固定框架、下轴光电自准直仪、下轴电动升降台、控制箱、数据采集器、光源、第一光纤导管、第二光纤导管及电脑；上轴光电自准直仪上设有第一光源入射端及第一图像输出端，下轴光电自准直仪上设有第二光源入射端及第二图像输出端，上轴电动升降台上设有第一控制连接端及第一Z轴数据输出端，下轴电动升降台上设有第二控制连接端及第二Z轴数据输出端，二维电动平移台上设有第一XY轴数据输出端、第二XY轴数据输出端及第三控制连接端。本发明专利技术还提供一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法，用来测量中心偏差和楔角。

Center deviation and wedge angle detector for wedge angle spherical lens and measuring method

The invention provides a center deviation and wedge wedge angle of spherical lens angle testing instrument, which comprises an upper shaft lifting platform, axis photoelectric autocollimator, two-dimensional translation table, electric equipment base, a fixed frame, the lower shaft photoelectric autocollimator, shaft lifting table, electric control box, data acquisition device, light source, the first optical fiber the second fiber catheter, catheter and computer; on axis photoelectric autocollimator is arranged on the first light incident end and the first image output shaft of photoelectric autocollimator is provided with second light incident end and the two image output shaft on the lifting platform is provided with a first connecting end and the first Z axis control data output shaft, electric the lifting platform is provided with second connecting end and the two Z axis control data output end, the two-dimensional electric translation stage is provided with a first data output XY axis and XY axis second and three data output Control connection terminal. The invention also provides a measuring method for the center deviation and the wedge angle of the wedge angle spherical lens, which is used for measuring the center deviation and the wedge angle.

【技术实现步骤摘要】
楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪及测量方法
本专利技术涉及光学检测
，尤其涉及一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪及测量方法。
技术介绍
在光学理论中，光学元件的共轴性是大多数光学理论的前提和依据。但是由于实际的透镜生产工艺和生产条件的限制，在透镜加工、胶状或磨边过程中，会产生一定的质量缺陷，从而破坏了共轴条件，产生中心偏。中心偏不仅破坏了理想光学的理论基础，造成光学系统成像质量的下降，而且在一定程度上影响了透镜测量设备对其他光学参数的测量。因此，研究中心偏的相关理论，并制定合理快捷的测量方法，对透镜生产和检测具有重要的意义。对于球面光学透镜来说，光轴即两球面的球心的连线。机械中心轴就是透镜安装位置的对称轴。楔形球面透镜(也叫离轴透镜)是指理论光轴和机械中心轴不重合的球面透镜，楔角是指光轴和参考轴的夹角，其中，参考轴可为机械中心轴或楔形球面透镜其中一个面的光轴。传统偏心测量设备无法满足这种特殊透镜的楔角测量。传统光学精密仪器组成大多只包括光学系统和精密机械系统，而并非有许多复杂电路的参与，如光电转换器件CCD、位移传感器光栅尺等，其中，也缺乏计算机软件后期图像的修正处理、智能化的计算处理以及数字化图像的实时显示。非智能化的操作使其对检测人员的操作水平要求相对较高，从而导致存在部分人为因素产生的测量误差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，用来测量楔角球面透镜的中心偏差和楔角。本专利技术的问题之一，是这样实现的：一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，包括一上轴电动升降台、一上轴光电自准直仪、一二维电动平移台、一设备基座、一固定框架、一下轴光电自准直仪、一下轴电动升降台、一控制箱、一数据采集器、一光源、一第一光纤导管、一第二光纤导管及一电脑；所述上轴光电自准直仪上设有一第一光源入射端及一第一图像输出端，所述下轴光电自准直仪上设有一第二光源入射端及一第二图像输出端，所述上轴电动升降台上设有一第一控制连接端及一第一Z轴数据输出端，所述下轴电动升降台上设有一第二控制连接端及一第二Z轴数据输出端，所述二维电动平移台上设有一第一XY轴数据输出端、一第二XY轴数据输出端及一第三控制连接端；所述设备基座固定在所述固定框架顶部，所述二维电动平移台固定于所述设备基座顶部，所述二维电动平移台上设有一安放口，用于放置待测楔角球面透镜，所述设备基座上设有一与所述安放口相对的通孔；所述上轴电动升降台与所述下轴电动升降台相对地固定在所述设备基座的上下两侧，所述上轴光电自准直仪固定于所述上轴电动升降台上，所述下轴光电自准直仪固定于所述下轴电动升降台上，所述上轴光电自准直仪、所述安放口、所述通孔及所述下轴光电自准直仪成一直线排列；所述第一光源入射端通过所述第一光纤导管连接至所述光源，所述第二光源入射端通过所述第二光纤导管连接至所述光源；所述第一控制连接端、所述第二控制连接端及所述第三控制连接端均通过所述控制箱与所述电脑相连接；所述第一XY轴数据输出端、所述第一Z轴数据输出端、所述第二XY轴数据输出端及所述第二Z轴数据输出端均通过所述数据采集器与所述电脑相连接；所述第一图像输出端及所述第二图像输出端均通过通讯总线与所述电脑相连接。进一步地，还包括一样品夹持调节器，所述样品夹持调节器固定于所述安放口上方，用于夹持待测楔角球面透镜。进一步地，所述数据采集器为数显表。本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法，用来测量楔角球面透镜的中心偏差和楔角。本专利技术的问题之二，是这样实现的：一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法，所述测量方法需要提供上述的一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，所述测量方法具体包括如下步骤：步骤1、在未放置待测楔角球面透镜的情况下，根据待测楔角球面透镜的曲率半径选择相对应的物镜，将物镜分别安装在所述上轴光电自准直仪及所述下轴光电自准直仪上；步骤2、所述光源发出的光分别经所述第一光纤导管和所述第二光纤导管进入所述上轴光电自准直仪及所述下轴光电自准直仪，所述电脑通过所述控制箱控制所述上轴电动升降台及所述下轴电动升降台，使得所述上轴光电自准直仪及所述下轴光电自准直仪在Z轴方向运动，在所述电脑的显示区域上出现十字像，进行初始校准；步骤3、在所述安放口内放上待测楔角球面透镜，所述电脑通过所述控制箱控制所述上轴电动升降台，使得所述上轴光电自准直仪在Z轴方向运动至待测楔角球面透镜上表面的曲率中心位置，找到上表面的曲率中心像；步骤4、所述电脑通过所述控制箱控制所述下轴电动升降台，使得所述下轴光电自准直仪在Z轴方向运动至待测楔角球面透镜下表面的曲率中心，找到下表面的曲率半径像；步骤5、所述电脑通过所述控制箱控制所述二维电动平移台在XY轴方向移动，来调节待测楔角球面透镜的位置，使得待测楔角球面透镜上表面的曲率中心像和下表面的曲率中心像均位于所述电脑的显示区域内；步骤6、所述电脑根据所述上轴光电自准直仪和所述下轴光电自准直仪采集的十字像以及所述上轴电动升降台、所述下轴电动升降台和所述二维电动平移台采集到的位置数据，分别对待测楔角球面透镜上表面的球心点O1的坐标O1(x1，y1，z1)和下表面的球心点O2位置的坐标O2(x2，y2，z2)进行处理，并根据公式：计算出O1与O2的球心距离d；然后根据公式：得出楔角θ的数值；其中，Φ为待测楔角球面透镜已知的外径，R1为待测楔角球面透镜上表面的曲率半径，R2为待测楔角球面透镜下表面的曲率半径。本专利技术的优点在于：本专利技术可广泛应用于楔形球面透镜加工过程中的中心偏差和楔角测量，兼顾方形柱面透镜及球面透镜中心偏差测量、非对称方形柱面透镜及球面透镜中心偏差测量。与传统光学检测设备相比，本专利技术利用上轴光电自准直仪和下轴光电自准直仪中高精度的工业CCD图像传感器并结合软件进行采集成像位置并计算，以两台共轴的光电自准直仪为基准，结合精密二维电动平移台和光栅尺，精确测量楔形球面透镜两曲面球心位置，从而对楔形球面透镜的两个球心距及楔角进行计算，极大地避免了测量过程中操作者自身条件的影响，大大提高了测量的准确性和可靠性。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪的结构示意图。图2为本专利技术一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪中样品夹持调节器、二维电动平移台及设备基座的具体结构示意图。图3为本专利技术一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪中部分端口的连接示意图。图4为本专利技术一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法中楔形球面透镜的结构示意图。图5为本专利技术一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角的测量方法的测量原理示意图。图中标号说明：1-上轴电动升降台、2-上轴光电自准直仪、3-样品夹持调节器、4-二维电动平移台、41-安放口、5-设备基座、51-通孔、6-固定框架、7-下轴光电自准直仪、8-下轴电动升降台、9-控制箱、10-数据采集器、11-光源、12-第一光纤导管、13-第二光纤导管、14-电脑、15-楔角球面透镜；A-第一光源入射端、B-第一图像输出端、C-第二光源入射端、D-第二图像输出端、E-第一控制连接端、F-第一Z轴数据输出端、G-第二控制连接端、H-第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，其特征在于：包括一上轴电动升降台、一上轴光电自准直仪、一二维电动平移台、一设备基座、一固定框架、一下轴光电自准直仪、一下轴电动升降台、一控制箱、一数据采集器、一光源、一第一光纤导管、一第二光纤导管及一电脑；所述上轴光电自准直仪上设有一第一光源入射端及一第一图像输出端，所述下轴光电自准直仪上设有一第二光源入射端及一第二图像输出端，所述上轴电动升降台上设有一第一控制连接端及一第一Z轴数据输出端，所述下轴电动升降台上设有一第二控制连接端及一第二Z轴数据输出端，所述二维电动平移台上设有一第一XY轴数据输出端、一第二XY轴数据输出端及一第三控制连接端；所述设备基座固定在所述固定框架顶部，所述二维电动平移台固定于所述设备基座顶部，所述二维电动平移台上设有一安放口，用于放置待测楔角球面透镜，所述设备基座上设有一与所述安放口相对的通孔；所述上轴电动升降台与所述下轴电动升降台相对地固定在所述设备基座的上下两侧，所述上轴光电自准直仪固定于所述上轴电动升降台上，所述下轴光电自准直仪固定于所述下轴电动升降台上，所述上轴光电自准直仪、所述安放口、所述通孔及所述下轴光电自准直仪成一直线排列；所述第一光源入射端通过所述第一光纤导管连接至所述光源，所述第二光源入射端通过所述第二光纤导管连接至所述光源；所述第一控制连接端、所述第二控制连接端及所述第三控制连接端均通过所述控制箱与所述电脑相连接；所述第一XY轴数据输出端、所述第一Z轴数据输出端、所述第二XY轴数据输出端及所述第二Z轴数据输出端均通过所述数据采集器与所述电脑相连接；所述第一图像输出端及所述第二图像输出端均通过通讯总线与所述电脑相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，其特征在于：包括一上轴电动升降台、一上轴光电自准直仪、一二维电动平移台、一设备基座、一固定框架、一下轴光电自准直仪、一下轴电动升降台、一控制箱、一数据采集器、一光源、一第一光纤导管、一第二光纤导管及一电脑；所述上轴光电自准直仪上设有一第一光源入射端及一第一图像输出端，所述下轴光电自准直仪上设有一第二光源入射端及一第二图像输出端，所述上轴电动升降台上设有一第一控制连接端及一第一Z轴数据输出端，所述下轴电动升降台上设有一第二控制连接端及一第二Z轴数据输出端，所述二维电动平移台上设有一第一XY轴数据输出端、一第二XY轴数据输出端及一第三控制连接端；所述设备基座固定在所述固定框架顶部，所述二维电动平移台固定于所述设备基座顶部，所述二维电动平移台上设有一安放口，用于放置待测楔角球面透镜，所述设备基座上设有一与所述安放口相对的通孔；所述上轴电动升降台与所述下轴电动升降台相对地固定在所述设备基座的上下两侧，所述上轴光电自准直仪固定于所述上轴电动升降台上，所述下轴光电自准直仪固定于所述下轴电动升降台上，所述上轴光电自准直仪、所述安放口、所述通孔及所述下轴光电自准直仪成一直线排列；所述第一光源入射端通过所述第一光纤导管连接至所述光源，所述第二光源入射端通过所述第二光纤导管连接至所述光源；所述第一控制连接端、所述第二控制连接端及所述第三控制连接端均通过所述控制箱与所述电脑相连接；所述第一XY轴数据输出端、所述第一Z轴数据输出端、所述第二XY轴数据输出端及所述第二Z轴数据输出端均通过所述数据采集器与所述电脑相连接；所述第一图像输出端及所述第二图像输出端均通过通讯总线与所述电脑相连接。2.如权利要求1所述的一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，其特征在于：还包括一样品夹持调节器，所述样品夹持调节器固定于所述安放口上方，用于夹持待测楔角球面透镜。3.如权利要求1所述的一种楔角球面透镜的中心偏差和楔角检测仪，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫华，李宝华，林俊辉，
申请(专利权)人：福州华友光学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35