一種檢測變焦距鏡頭視軸晃動的雙十字絲分劃板的製作方法

2023-05-31 04:49:36

專利名稱：一種檢測變焦距鏡頭視軸晃動的雙十字絲分劃板的製作方法
技術領域：
一種檢測變焦距鏡頭視軸晃動的雙十字絲分劃板 技術領域、
本實用新型涉及光學裝調、光學檢測領域中使用的一種檢測工具，即檢測 變焦距鏡頭視軸晃動的雙十字絲分劃板。
技術背景
變焦距鏡頭在焦距變化前後的視軸晃動會造成圖像在視場中的位置變化， 如果視軸目標偏出中心視場，會影響高精度測量或電視跟蹤。所以，變焦距鏡 頭在設計、裝調和檢測過程中，視軸晃動應該控制在一定的公差範圍內。
常規檢測變焦距鏡頭視軸晃動方法需要以下幾步驟。(見圖1)
第一步驟
如圖1所示，安排檢測平行光管、被檢測變焦距鏡頭、讀數顯微鏡同軸， 在檢測平行光管焦平面上安置十字絲分劃板，變焦距鏡頭把十字絲分劃板的像 投射到變焦距鏡頭的像面上。
第二步驟
把被檢測變焦距鏡頭調整到長焦，微調讀數顯微鏡位置，使檢測平行光管 十字絲分劃板的中心像與讀數顯微鏡的分劃板中心重合，記錄下鏡頭處於長焦 距時的讀數顯微鏡位置(x,、 y，)。
第三步驟
調整鏡頭焦距至短焦，重複第二步驟，記錄下鏡頭處於短焦距時的讀數顯 微鏡位置(X2、 y2)。 第四步驟
位置(x。 y,)與位置(x2、 y2)的距離就是變焦距鏡頭長、短焦的視軸 晃動量，按以下公式換算成角度:
"J")2+(y'-^ (弧度) i)
f短
對於變倍比不是特別大的常規變焦距鏡頭而言，十字絲分劃板對於鏡頭長 焦和短焦都可以清晰成像，容易測量出十字絲像的中心位置，但是檢測變倍比
較大的變焦距鏡頭的視軸晃動時會遇到問題，如圖2所示。formula see original document page 4
H:檢測平行光管焦平面上的十字絲的線條寬度 h:變焦距鏡頭焦平面上的十字絲像線條寬度
F:檢測平行光管焦距 f:變焦距鏡頭焦距
可以推出
h1:長焦時分劃板線寬，
h2:短焦時分劃板線寬，
f1:鏡頭長焦距， f2:鏡頭短焦距，
即變焦距鏡頭焦平面上的十字絲像線條寬度比等於變焦距鏡頭的焦距變化
比。假設變焦距鏡頭的焦距變化比為15 30倍，檢測平行光管十字絲分劃板在 鏡頭變長焦距時所成的像清晰。十字絲像線條寬度適中，十字絲分劃板像中心 就是變焦距鏡頭的長焦視軸中心。
變焦後，根據公式3)，十字絲分劃板像縮小了 15 30倍，十字絲像線條 寬度也縮小了 15 30倍，由於十字絲像線條寬度太細，十字絲像太小，長、短 焦像寬的巨大變化，導致雖然在長焦距時可以清晰看清十字絲像，卻無法在短 焦距時觀察到十字絲像，也就無法測量短焦視軸中心。
檢測更高變倍比的變焦距鏡頭視軸晃動，由於長、短焦距差距更大，同時 看清十字絲分劃板像的矛盾愈加不可調和。
更換較高倍數的顯微鏡物鏡或目鏡可以在短焦時把十字絲分劃板像放大， 但可能引起讀數顯微鏡位置變化，導致視軸變化，帶來新的誤差源，降低變焦 距鏡頭的視軸晃動的檢測精度，所以此方法不宜採用。
發明內容
為了解決背景技術中高變倍比的變焦距鏡頭視軸晃動檢測過程中不能同時 看清十字絲像的問題，本實用新型設計了一種同心雙十字絲分劃板，通過在一
塊分劃板中心上刻劃兩個同心十字絲，兩種十字絲的長度、寬度和灰度有一定 變化。因此，本實用新型將要提供一種高變倍比變焦距鏡頭視軸晃動檢測的同心雙十 字絲分劃板。
本實用新型的同心雙十字絲分劃板具體結構如下
見圖3，首先，確定分劃板中心，刻劃兩個同心十字絲，同心雙十字絲分 劃板的不同心誤差根據變焦距鏡頭視軸晃動檢測精度決定， 一般取
0.0005mm-0.001mm。
大十字絲的寬度和長度與小十字絲的寬度和長度比例等於鏡頭的變倍比；
小十字絲完全塗黑，大十字絲的顏色淡一些，灰度是小十字絲的1/3-1/2左右。 利用同心雙十字絲分劃板，按常規檢測變焦距鏡頭視軸晃動方法4個步驟
檢測
首先用深色小十字絲定位長焦距視軸中心，此時淺色大十字絲不影響顯微 鏡觀察深色小十字絲。
切換到鏡頭短焦距時，深色小十字絲因為尺寸較小無法用顯微鏡觀察到， 而淺色大十字絲由於像高縮小變得越發清楚，用它來定位短焦距視軸中心，完 成檢測變焦距鏡頭的視軸晃動。
本實用新型的優點本實用新型提出了變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃 動檢測工具及使用方法。通過特製的同心雙十字絲分劃板，分別在長、短焦距 使用中心位置相同的大、小十字絲來確定變焦距鏡頭的視軸變化。解決了按常 規方法無法實現的變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃動檢測。本實用新型的實 施例通過在某變焦距鏡頭測量的實際應用，證明了該檢測工具及檢測方案的正 確性和可行性。而且工具簡單，使用方便，成本低廉，價值可觀。


圖l變焦距鏡頭的視軸晃動布置示意圖圖中平行光管l，待檢變焦距 鏡頭2，讀數顯微鏡3，人眼4，
圖2雙十字絲線成像示意圖h1:長焦時分劃板線寬，h2:短焦時分劃板 線寬，f1:鏡頭長焦距，f2:鏡頭短焦距，十字絲線寬H ，十字絲線像寬h。 圖3本實用新型的同心雙十字絲分劃板示意圖
具體實施方式
本實用新型的實施例如圖1、圖2、圖3所示，550mm平行光管l， 25倍變 倍比的待檢變焦距鏡頭2，讀數顯微鏡3，人眼4，十字絲線寬H,十字絲線像 寬h。本實用新型的實施例按圖1布置，550mm平行光管1， 25倍變倍比的待檢 變焦距鏡頭2，讀數顯微鏡3和人眼4布置成一條直線。
把特製同心雙十字絲分劃板安置在550ram平行光管1的焦平面上，把變焦 距鏡頭調整到長焦位置，人眼4通過讀數顯微鏡3觀察，使讀數顯微鏡目視十 字絲中心與特製雙十字絲分劃板的小十字絲重合。記錄此時的讀數顯微鏡位置 (x,、 y》。再調整變焦距鏡頭2到短焦位置，如果讀數顯微鏡3目視十字絲中 心與特製雙十字絲分劃板的大十字絲不重合，微調讀數顯微鏡位置至(x2 、 y 2)。
用以下公式計算變焦距鏡頭的視軸晃動
formula see original document page 6權利要求1一種檢測變焦距鏡頭視軸晃動的雙十字絲分劃板，其特徵在於在分劃板中心，刻劃兩個同心十字絲，製成同心雙十字絲分劃板；大十字絲的寬度和長度與小十字絲的寬度和長度比例等於鏡頭的變倍比；小十字絲完全塗黑，大十字絲的顏色淡一些，灰度是小十字絲的1/3-1/2；
2.根據權利要求1所述一種檢測變焦距鏡頭視軸晃動的分劃板，其特徵在於同心雙十字絲分劃板的不同心誤差根據變焦距鏡頭視軸晃動檢測精度決定，一般取0.0005mm-0.001mm。
專利摘要本實用新型涉及一種檢測變焦距鏡頭視軸晃動的雙十字絲分劃板。為了解決大變倍比的變焦距鏡頭視軸晃動的測量問題，設計了一種同心雙十字絲分劃板，在分劃板中心，刻劃兩個同心十字絲，大十字絲的寬度和長度與小十字絲的寬度和長度比例等於鏡頭的變倍比；小十字絲完全塗黑，大十字絲的顏色淡一些，灰度是小十字絲的1/3-1/2；用深色小十字絲定位長焦距視軸中心，用淺色大十字絲來定位短焦距視軸中心，獲得變焦距鏡頭視軸晃動高精度檢測結果。解決了按常規方法無法實現的變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃動檢測。通過實際應用，證明了該檢測工具及檢測方案的正確性和可行性，而且工具簡單，使用方便，成本低廉，價值可觀。
文檔編號G01B21/22GK201222121SQ20072009487
公開日2009年4月15日 申請日期2007年12月28日 優先權日2007年12月28日
發明者郎小龍 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所