本发明专利技术公开一种用凸透镜产生平行光的方法与装置，包括位于平行光管和光学接收系统之间的凸透镜，凸透镜的中心轴、平行光管出射的平行光光轴和光学接收系统接收的平行光光轴三者共线，光学接收系统包括x轴、y轴、z轴移动机构、CCD摄像机镜头和光学控制系统，移动机构可使CCD摄像机镜头分别沿x、y、z轴方向上移动，直到所接收的光斑最小时使CCD摄像机镜头接收面的中心位置与光斑的中心位置相重合，重合处即凸透镜的焦点位置，将点光源固定在凸透镜的焦点位置处，透过凸透镜折射即产生一束平行光；采用三维光学调整装置，利用计算机检测系统在线控制，自动寻找平行光透过凸透镜会聚的焦点空间位置，焦点定位精度高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种用凸透镜产生平行光的方法与装置，包括位于平行光管和光学接收系统之间的凸透镜，凸透镜的中心轴、平行光管出射的平行光光轴和光学接收系统接收的平行光光轴三者共线，光学接收系统包括x轴、y轴、z轴移动机构、CCD摄像机镜头和光学控制系统，移动机构可使CCD摄像机镜头分别沿x、y、z轴方向上移动，直到所接收的光斑最小时使CCD摄像机镜头接收面的中心位置与光斑的中心位置相重合，重合处即凸透镜的焦点位置，将点光源固定在凸透镜的焦点位置处，透过凸透镜折射即产生一束平行光；采用三维光学调整装置，利用计算机检测系统在线控制，自动寻找平行光透过凸透镜会聚的焦点空间位置，焦点定位精度高。【专利说明】用凸透镜产生平行光的方法与装置
本专利技术涉及一种光学调整装置以及光源发生装置，尤其是一种用三维调节机构调整光学接收装置以获取凸透镜焦点的空间位置，并以此来产生平行光源的装置。
技术介绍
目前，平行光在光学检测仪器上的应用非常广泛，比如用于测量透镜的焦距、透射率、镜片的光学质量等参数，这些场合大多是依靠平行光管或者准直镜之类的光学发生装置来产生平行光。而根据光学基本原理可知，在凸透镜的焦点位置处，利用点光源就可以透过透镜产生一束平行光，因此如何自动确定透镜的焦点(该焦点是空间中确定的某一点三维位置)是一个技术难点。现有技术的检测装置一般只能确定焦平面位置或者焦点的大致位置。大部分透镜焦距检测装置往往依赖人工观察和手工调整，根据玻罗板成像数据从而计算出焦距，但是这种检测装置操作麻烦，效率低下，而且很大程度上依赖操作人员的经验，产生的误差较大。如中国专利号为200920227939.6、名称为“一种自动化焦距检测仪”涉及的检测仪，包括平行光管、透镜夹持器、直线运动单元以及一套检测控制处理系统，将透镜夹持器安装在直线运动单元上，平行光管、透镜夹持器和检测系统装置都沿着同一水平轴线安装在支撑平台上。检测时将待检测的透镜装在透镜夹持器上，平行光管的图像通过透镜后在CXD镜头上成像，通过采集的CCD图像信息，计算机自动判断焦面，然后驱动电机控制直线运动单元前后移动，使平行光管的图像清晰地显示在C⑶镜头上，即可自动计算出透镜的焦距。这种焦距检测仪存在以下缺点:(1)利用空间的维数少，测定的焦距也只是在线上确定一点的位置，仅在一维的直线上进行调节，调节局限性大；(2)仅能初步确定出焦距的位置，却不能找到焦点在空间内的准确位置，为平行光的产生带来的是不确定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的不足而提出一种用凸透镜产生平行光的装置和方法，利用计算机检测系统在空间内自动寻找到焦点的三维位置，增加焦点检测精度，降低操作复杂度，提高效率。本专利技术所述用凸透镜产生平行光的装置采用的技术方案是:包括位于平行光管和光学接收系统之间的凸透镜，凸透镜的中心轴、平行光管出射的平行光光轴和光学接收系统接收的平行光光轴三者共线，光学接收系统包括X轴移动机构、y轴移动机构、Z轴移动机构、CCD摄像机镜头和光学控制系统，所述移动机构可使CCD摄像机镜头分别沿x、y、z轴方向上移动；CCD摄像机镜头连接光学控制系统，光学控制系统连接计算机控制系统。本专利技术所述用凸透镜产生平行光的装置的方法采用的技术方案是: O由平行光管产生一束标准平行光线射到凸透镜，经凸透镜折射汇聚到CXD摄像机镜头上，CCD摄像机镜头采集光斑的图像信息并通过光学控制系统传递给计算机控制系统，计算机控制系统控制X轴移动机构动作，沿光轴方向调整CCD摄像机镜头接收面与凸透镜之间的距离， 2)计算机控制系统判断CCD摄像机镜头所采集的光斑，如果光斑最小，控制y轴、z轴移动机构动作，调整C⑶摄像机接收面的中心位置与光斑的中心位置相重合，如果光斑不是最小，继续沿光轴方向调整CCD摄像机镜头接收面与凸透镜之间的距离，直到所接收的光斑最小时，对最小光斑的图像信息进行计算，得出CCD摄像机镜头接收面的中心到光斑的中心的直线距离和得出y轴、z轴方向的投影距离，根据所述投影距离分别在y轴、z轴方向上调整CXD摄像机镜头，使CXD摄像机镜头接收面的中心位置与光斑的中心位置相重合，重合处即凸透镜的焦点位置； 3)将点光源固定在凸透镜的焦点位置处，透过凸透镜折射即产生一束平行光。本专利技术与已有方法和技术相比，具有如下优点: 1、本专利技术采用三维光学调整装置，利用计算机检测系统在线控制，自动寻找平行光透过凸透镜会聚的焦点空间位置，自动获取凸透镜的焦平面和寻求到焦点的空间位置，在检测的焦点空间位置上放置点光源，利用几何光学原理产生平行光，透镜焦点测量的精度高，减少人工操作，提高工作效率。装置体积小，布局合理，操作方便，可方便集成到检测仪器中或者用于仪器产生平行光，适应仪器装置发展智能化、自动化、小型化的要求。2、本专利技术使用替换法，用大体积的准直镜寻找焦距的三维方法来实现小体积的凸透镜产生平行光，不再依靠人工操作，而是利用计算机控制系统使操作更加简便，保证焦点位置判断的一致性，提高测量的准确性。 3、本专利技术中的光学接收系统，CCD阵列捕获焦点信息，调整焦点聚集到镜头图像坐标中心，以CXD像素为间距，焦点定位精度高。4、本专利技术中的X轴、y轴、z轴电机驱动装置内装有步进电机，以~的精度做直线运动，提高焦距调节的精度。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术所述用凸透镜产生平行光的装置的立体结构示意图； 图2是图1中光学接收系统5的立体结构示意图； 图3是图1中CXD摄像机镜头25获取的CXD光斑形状及位置坐标图； 图4是用本专利技术所述装置测量出凸透镜4的焦点位置的方法流程图； 图5是用凸透镜产生平行光所采用的点光源的结构示意图。附图中各部件的序号和名称:1.平行光管控制器；2.平行光管；3.透镜支架；4.凸透镜；5.光学接收系统；6.z轴滑块；7.光学控制系统；8.X轴电机驱动装置；9.x轴步进电机固定支架；10.X轴螺纹丝杆；11.X轴滑块；12.X轴滑动导向杆；13.透镜安装底座；14.装置底座；15.平行光管固定支架；16.z轴滑动导向杆；17.z轴螺纹丝杆；18.z轴电机驱动装置；19.y轴电机驱动装置；20.y轴步进电机固定支架；21.y轴滑块；22.y轴滑动导向杆；23.y轴螺纹丝杆；24.y轴固定支架；25.CCD摄像机镜头、26.灯箱；27.毛玻璃；28.白炽灯。【具体实施方式】参见图1及图2，本专利技术所述用凸透镜产生平行光的装置包括平行光管2、凸透镜4和光学接收系统5，平行光管2由平行光管控制器I控制，平行光管2水平设置，平行光管2固定在平行光管固定支架15的顶端，平行光管固定支架15的底端垂直固定在底座14上，底座14也水平设置。凸透镜4位于平行光管2和光学接收系统5之间，并且凸透镜4的中心轴、平行光管2出射的平行光光轴和光学接收系统5接收的平行光光轴三者共线且平行于底座14。凸透镜4固定嵌在透镜支架3上，透镜支架3的底部通过透镜安装底座13固定在底座14上，透镜安装底座13垂直于底座14。光学接收系统5是三维移动光学接收系统,包括X轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构、CXD摄像机镜头25以及光学控制系统7，通过移动机构将CXD摄像机镜头25沿着x、y、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用凸透镜产生平行光的装置，其特征是：包括位于平行光管（2）和光学接收系统（5）之间的凸透镜（4），凸透镜（4）的中心轴、平行光管（2）出射的平行光光轴和光学接收系统（5）接收的平行光光轴三者共线，光学接收系统（5）包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构、CCD摄像机镜头（25）和光学控制系统（7），所述移动机构可使CCD摄像机镜头（25）分别沿x、y、z轴方向上移动；CCD摄像机镜头（25）连接光学控制系统（7），光学控制系统（7）连接计算机控制系统。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，孙晓军，李文胜，王婉婉，钱弼违，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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