[实用新型]非接触式光学系统空气间隔测量装置

说明书

本实用新型涉及光学系统检测，属精密测量技术领域。

光学仪器生产中，光学系统的装校，特别是物镜的装校直接影响光学仪器成像质量和性能，是非常关键的工艺。物镜的装校过程主要有三方面的要求：(1)校正每个面的偏心误差，(2)保证空气间隔，(3)在安装牢固的前提下，保证镜面不变形。如果空气间隔不能严格控制，会带来球差、色差、以及影响焦距、倍率等，甚至严重影响物镜的成像质量。因此，空气间隔的测量和控制是物镜生产的关键工艺之一。

在实际装校中，空气间隔的测量方法通常有两种：一是测量前一透镜的上顶点与后一透镜的上顶点的距离，然后减去透镜厚度。二是测量球面顶点到镜座端面的距离。这两种方法我们均称之为间隔测量。测量仪器大多数是采用百分表、千分表或光栅测微仪等，属于接触式测量。接触式测量的主要缺点是容易划伤透镜表面。为避免划伤，通常在测量头与被测表面之间加一层保护纸，因此测量精度比较低。有些镀有特殊膜层的表面，严禁接触式测量，因此必须采用非接触测量。

本实用新型目的是提供一种非接触式光学系统空气间隔测量装置。采用干涉定位的原理，用光栅位移传感器作为读数系统。测量精度高，误差小，既便于观察，又不损伤膜层。

本实用新型可以通过以下技术措施实现：

非接触式光学系统空气间隔测量装置，由载放被测镜头的平台1、立柱、可沿立柱上下移动的干涉仪、由光电成像转换器和监视器组成的观测对准系统、由与干涉仪标准镜头联动的光栅传感系统等组成。其光路设置由被测透镜而上依次为标准镜头、准直镜、分光镜、光电成像转换器；由激光器、缩系统、小孔光栏构成检测光源。

本实用新型相对于现有技术有如下特点：由标准镜头的焦点定位，通过调整干涉条纹的弯曲度，其定位精度可达λ/20以上，大大提高了测量精度；光栅位移测量系统与标准镜头联动，从数显表上读取标准镜头的位移量，简化劳动量，消除人为读数误差。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本测量仪器的外形图。其中，1是花岗石平台，2是立柱，3是CCD摄像机，4是监视器，5是干涉仪主体，6是光栅传感器，7是数显表，8是被测透镜。

图2为本测量仪器光学系统图。其中，3是CCD摄像机，4是监视器，8是被测透镜，9是He-Ne激光器，10是扩束系统，11是小孔光栏，12是分光棱镜，13是准直镜，14是标准镜。

如图1所示，被测透镜8置于花岗石平台1上，干涉仪主体5由立柱2安装于花岗石平台1上，可沿立柱2上下移动以适应不同的被测镜头。干涉图形由CCD摄像机3成像于监视器4上，光栅传感器6与干涉仪主体5与标准镜头14刚性连接，从数显表7上读取标准镜头14的移动量。

如图2所示，He-Ne激光器9产生的激光经扩束系统10、小孔光栏11、分光棱镜12、准直镜13、标准镜14形成标准参考光束聚焦点处，标准镜14的最后一个面的曲率半径与标准镜14顶焦距相同，一部分光经标准镜14的最后一个面反射形成参考光束，当标准镜头的焦点位于被测透镜8的顶点时，光束被被测透镜8反射形成检测光束，检测光束与参考光束通过标准镜14、准直镜13、分光镜12在CCD摄像机3像面上形成干涉，在监视器4上看到直的干涉条纹。如果有离焦则条纹发生弯曲。在球面干涉仪标准镜头质量高，仪器调整好的情况下，目视对离焦量的判读精度可以达到λ/20。