[发明专利]放大率法测焦距的光具座

说明书

本发明公开了一种放大率法测焦距的光具座，包括依次在设置主光轴上的平行光管组件，透镜夹持器，测量显微镜，以及与主光轴平行的Y轴一维导轨，还包括CCD接收器，以及与主光轴垂直的X轴一维导轨，X轴一维导轨上设有滑块、控制滑块移动的丝杠和测量滑块移动距离的光栅尺，测量显微镜固定安装在滑块上；光栅尺与光栅尺数显表连接，CCD接收器与图像显示器连接。本发明通过对传统的放大率测量焦距的光具座进行改造，增加X轴高精度直线导轨，利用双像目镜对准，将焦距测量误差由0.5%‑1%减小到0.1%‑0.5%，同时提高了测量范围和测量速度。

技术领域

本发明属于光学仪器测量技术领域，具体涉及一种放大率法测焦距的测量装置。

背景技术

光学系统的特征参数作为光学仪器设计的依据，这种特性参数主要地决定了光学系统的适用范围。焦距是光学系统重要的特性，只要知道焦距和焦点的位置，就能完全确定任何位置上的物体经过该光学系统所成像的位置、大小、正倒和虚实等全部信息。所以准备测量光学系统的焦距，不仅是验收产品，考核其是否达到设计要求的手段，而且也是发现或者找出从设计，加工到装配整个过程中所存在问题的重要方法。

放大率法测量焦距，是目前在生产中最常用的焦距测量方法，因为它所需要的设备简单，测量操作比较方便，测量精度比较高。但是该方法也存在一些弊端。例如，系统误差比较难以校正，需要根据经验需要相匹配的物镜，对一些高精度测量要求不能满足，测量读数不方便，人为判读误差较大。

发明内容

发明目的：本发明的目的是通过对传统的放大率测量焦距的光具座进行改造，以提高测量精度、测量范围和测量速度。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种放大率法测焦距的光具座，包括依次在设置主光轴上的平行光管组件，透镜夹持器，测量显微镜，以及与主光轴平行的Y轴一维导轨，还包括CCD接收器，以及与主光轴垂直的X轴一维导轨，X轴一维导轨上设有滑块、控制滑块移动的丝杠和测量滑块移动距离的光栅尺，所述测量显微镜固定安装在所述滑块上；所述光栅尺与光栅尺数显表电连接，所述 CCD接收器与图像显示器电连接。

所述平行光管组件包括光源、分划板、平行光管和物镜，所述分划板位于物镜的焦平面。

作为优选，所述测量显微镜内设有十字分划板，所述CCD接收器接收到的图像包括平行光管组件中的分划板的像和显微镜内十字分划线的像。

作为优选，所述分划板上设有至少一对竖直方向上的平行线，最外侧的一对线的长度最长。

进一步地，该光具座还包括电机和图像识别控制模块，所述丝杠与电机传动连接，所述电机与图像识别控制模块连接，接收图像识别控制模块输出的转动控制信号。

进一步地，所述测量显微镜下方设有Y轴和Z轴微调二维导轨。

工作原理：放大率法测量焦距的公式为f=f0（y’/y），其中f0是平行光管物镜的焦距， y是位于平行光管物镜焦平面的分划板上一对刻线的间隔距离，y’是这对刻线经过被测透镜所成像的间隔距离。在测量时，f0和y是预先可通过分度多齿台、影像测量仪等精密测量得到的准确值，测量关键点在于获得分划板成像的一对刻线的间隔距离。本发明中，分划板经过平行光管物镜成像在无限远处，再经过透镜夹持器上面的被测透镜，透镜的焦面通过测量显微镜成像在CCD接收器上并通过图像显示器来显示，我们通过移动高精度X轴一维导轨上的滑块带动测量显微镜和CCD接收器移动，并采用精度光栅尺来精确测量出移动距离，基于图像的比对，能够精确的测量出分划板上一对刻线成像的间隔距离。这样我们就可以通过上述的公式来精确的计算出被测透镜的焦距f。