[实用新型]双远心连续变焦成像装置

说明书

技术领域

本实用新型是有关一种双远心连续变焦成像装置，特别是指一种利用双段远心成像方式来改善光学畸变的问题，以及提高较长的物距测量功效。

背景技术

随着精密量测的发展，利用光学测量微小、精密元件的技术，同时具备高敏感性与非破坏性的优点，因此已广泛应用于不同工程应用领域。在此，以一种利用光的干涉现象作为测量光学元件或其他物理量的干涉系统为例说明，干涉系统有许多种，但其原理都极为相似，以工业界普遍采用的斐佐式(Fizau)干涉仪为例，干涉条纹成像系统是利用两平面的反射光互相干涉产生干涉图形后，经准直物镜组将干涉图形反射至一调焦镜片，由调焦镜片根据待测物的距离对应调整后，最后传送至摄影机而读取到干涉条纹。然而，干涉条纹品质的优劣系取决于成像系统，当待测物距离改变时，成像系统的放大倍率、畸变与解析度会有所改变，如此即限制了测量上的条件。

再者，现有干涉仪成像系统是把干涉条纹影像成像于一旋转扩散器上，再把旋转扩散器上的像当成调焦镜片的物影像，成像于后者摄影机焦平面上，目的是解决因干涉仪光路中产生的杂讯问题。但是旋转扩散器的加入也衍生了许多问题，例如，使得干涉条纹非直接成像于CCD上而增加影像的杂讯，此包含了扩散器本身的穿透率，调变转换函数MTF下降；且由于影像在旋转扩散器上是一个类似朗伯表面(Labertian surface)的图像因此在后面的调焦镜片成像于CCD上时，容易产生晕影(Vignetting)的现象，这将导致干涉影像的边缘与中心亮度差异极大，造成影像判别困难，若要改善此一缺点则必须设计极为高级的调焦镜片，增加成本且不实用。

有鉴于此，本实用新型遂针对上述现有技术的缺失，提出一种双远心连续变焦成像装置，以有效克服上述的问题。

发明内容

本实用新型的主要目的在提供一种双远心连续变焦成像装置，其使用双段远心镜头可使主光线在物体侧和成像侧皆为平行光轴，最大视场和成像端影像都是固定的，解决了一般镜头放大率会受到待测物距离的影响的问题。

本实用新型的另一目的在提供一种双远心连续变焦成像装置，其利用双段远心镜头成像方式，有较长的景深、有利于非平面物件的测量，能维持干涉条纹清晰度，且不受待测物表面高低差的影响，进而得到高品质的功效。

本实用新型的再一目的在提供一种双远心连续变焦成像装置，其可单独作为定倍率系统使用，也可作为双段远心光学成像系统使用，可以模块化设计以提升系统的使用弹性。

本实用新型的又一目的在提供一种双远心连续变焦成像装置，其可广泛应用于干涉仪仪器装置、利用干涉原理所产生的相关测量仪器装置、相关干涉条纹成像装置以及一般成像装置等连续变焦成像装置。

为达上述目的，本实用新型提供一种双远心连续变焦成像装置，包括一准直物镜组、一远心成像模块、一远心连续变焦模块及一电耦合元件。首先产生投射光线的投光装置输出一雷射光束，并射入准直物镜组中，经过反射、调光后产生一干涉图形的平行光，将其转换为收敛光，再将其引导至一成像通道上。远心成像模块将成像通道上的干涉图形转换为一远心成像，以解决待测物的景深和焦深对焦影响了干涉条纹影像的问题；可使用远心连续变焦模块调整远心成像的放大倍率，并输出一物影像，最后将物影像直接成像于电耦合元件上，并转换成电子信号。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，该准直物镜组包括两平面、一准直装置及一偏振分光棱镜组，该两平面将反射光互相干涉以产生一待测物的该干涉图形，由该准直装置将该干涉图形的平行光转换为收敛光，再由该偏振分光棱镜组引导该干涉图形至该成像通道上。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，该两平面产生的该干涉图形是由一测试平面的反射光与一参考平面的反射光互相干涉所形成。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，该两平面的反射光是由一干涉仪的投光装置所提供。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，更包括一衰减片位于该投光装置的光学路径上。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，该投光装置与该偏振分光棱镜组之间的光学路径上更包括多个反射镜及一反射块。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，该远心成像模块与该远心连续变焦模块之间的光学路径上更包括至少一反射镜，该反射镜将平行光轴的该远心成像反射至该远心连续变焦模块。

所述的双远心连续变焦成像装置，其中，该远心成像模块调整该干涉图形为衡定放大率的该远心成像。