HONC-1000A型 高精度數(shù)字式全自動(dòng)焦距中心偏測(cè)量?jī)x

 產(chǎn)品簡(jiǎn)介   Product introduction

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高精度數(shù)字式全自動(dòng)焦距中心偏測(cè)量?jī)x，兼具焦距測(cè)量、偏心測(cè)量和曲率半徑的功能，選配光柵尺后可以測(cè)量曲率半徑和后焦截距。設(shè)備采用面陣工業(yè)相機(jī)接收光學(xué)真像進(jìn)行圖像處理，MTF算法保證可以找到最佳像面，亞像素圖像處理技術(shù)精準(zhǔn)測(cè)量各個(gè)光學(xué)參數(shù)。上下兩個(gè)光管可以同時(shí)測(cè)量透鏡（組）上下面的偏心量，為鏡頭裝調(diào)和測(cè)試提供了極大的便利。

本機(jī)主要測(cè)量功能：

● 鏡頭/鏡片的焦距測(cè)量；

● 鏡頭/鏡片后焦截距的測(cè)量（選配）；

● 曲率半徑的測(cè)試（選配）；

● 鏡頭偏心的測(cè)試（選配）；

● 單鏡片偏心的測(cè)試（選配）；

 技術(shù)指標(biāo)   Technical indicators

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技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目	焦距	偏心【選配】	曲率半徑【選配】
被測(cè)元件直徑	≤100mm【可選配≤150mm】
測(cè)量范圍	±2mm至±1000mm
分辨率	0.01＂		0.001mm
精度	0.06%-0.4%	±0.2um/±2＂【選配高精度氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)】	±5um【選配高精度光柵尺】
重復(fù)性	±0.01″	±0.1um/±1＂【選配高精度氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)】	±1um【選配高精度光柵尺】
行程	上軸移動(dòng) 400mm【可定制其他規(guī)格】
	上軸移動(dòng) 300mm【可定制其他規(guī)格】
選配功能	曲率半徑/后焦截距

【注】：以上技術(shù)指標(biāo)均可根據(jù)客戶要求非標(biāo)定制。

 標(biāo)準(zhǔn)配置   Standard configuration

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配置清單
名稱	單位	數(shù)量	備注
自準(zhǔn)直儀	套	1
高精度自準(zhǔn)直儀	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
平移運(yùn)動(dòng)模組	套	2
鹵素冷光源	套	1
光纖	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
高精度手動(dòng)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
四維調(diào)節(jié)夾具	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
高精度三爪卡盤(pán)	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
高精度直線光柵	套	1	測(cè)量曲率半徑和后焦截距【選配】
機(jī)械主體結(jié)構(gòu)	套	1
標(biāo)準(zhǔn)鏡頭	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
鏡頭組二維調(diào)節(jié)	套	1
壓縮氣泵	套	1	測(cè)量中心偏【選配】
專用中繼鏡	套	1
臺(tái)式電腦	套	1
專用控制箱	套	1
標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量軟件	套	1

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● 高精度數(shù)字式全自動(dòng)焦距偏心測(cè)量?jī)x 主要部件功能：

數(shù)字式焦距偏心測(cè)量?jī)x主體主要由以下部分組成，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1.1整體結(jié)構(gòu)圖【測(cè)焦距/曲率半徑】	圖1.2整體結(jié)構(gòu)圖【測(cè)偏心】

1---上光路自準(zhǔn)直儀；

2---下光路平行光管；

3---上光路運(yùn)動(dòng)模組；

4---下光路運(yùn)動(dòng)模組；

5---中繼鏡二維調(diào)節(jié)；

1、自準(zhǔn)直儀

自準(zhǔn)直儀采用面陣工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)顯示光學(xué)真像，專業(yè)的亞像素圖像處理技術(shù)能夠精準(zhǔn)的獲取光學(xué)目標(biāo)的位置，穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了儀器本身的測(cè)量穩(wěn)定性。可選用工字目標(biāo)、十字目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)、一字線目標(biāo)等。

2、運(yùn)動(dòng)模組

運(yùn)動(dòng)模組采用進(jìn)口封閉式滾珠絲桿電動(dòng)滑臺(tái)，滾珠絲桿將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)光學(xué)準(zhǔn)直圖像采集系統(tǒng)做上下平移運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿特點(diǎn)摩擦損失小、軸向剛度高、高速運(yùn)動(dòng)平移和微量運(yùn)動(dòng)平移，滾軸絲杠由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng)所以啟動(dòng)力矩極小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)爬行現(xiàn)象能實(shí)現(xiàn)精確的微小位移量，運(yùn)動(dòng)模組如圖2所示。

 

圖2運(yùn)動(dòng)模組

3、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是基于PC機(jī)的數(shù)字式伺服電機(jī)的上位控制單元，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)與PC及構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)，PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。運(yùn)動(dòng)控制以脈沖指令的方式控制光學(xué)圖像采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置的平移，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)與運(yùn)動(dòng)模組配合使用可以使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制分辨率及精度達(dá)到微米級(jí)，如圖3所示。

 

圖3運(yùn)動(dòng)控制原理

4、精密手動(dòng)氣浮式旋轉(zhuǎn)模塊【測(cè)量中心偏；選配】

氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)主要利用空氣軸承來(lái)工作的一種轉(zhuǎn)臺(tái)。空氣軸承（又稱為氣浮軸承）指的是用氣體（通常是空氣，但也有可能是其它氣體）作為潤(rùn)滑劑的滑動(dòng)軸承，它是一種利用空氣彈性勢(shì)來(lái)起支承作用的一種新型軸承。由于空氣軸承工作時(shí)沒(méi)有機(jī)械接觸，磨損程度降到了最低，所以其精度始終保持穩(wěn)定，只產(chǎn)生最小幅度的振動(dòng)，如圖4所示。

 

圖4精密氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)

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● 高精度數(shù)字式全自動(dòng)焦距偏心測(cè)量?jī)x 測(cè)試原理

1、焦距測(cè)量

焦距是光學(xué)系統(tǒng)主點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離，通過(guò)圖像放大原理對(duì)焦距進(jìn)行測(cè)量，準(zhǔn)直儀將十字線投影到無(wú)窮遠(yuǎn)。被測(cè)試樣品會(huì)在焦平面上產(chǎn)生一個(gè)分劃板的圖像，分劃板圖像的尺寸取決于準(zhǔn)直儀物鏡的焦距和被測(cè)試樣品的焦距，將分劃線的圖像投射到CCD芯片上。圖像處理系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出分劃線圖像的尺寸和焦距。為了能夠測(cè)量較大的焦距范圍，需要根據(jù)被測(cè)件焦距的大小使用不同的轉(zhuǎn)換透鏡。每一種轉(zhuǎn)換透鏡的校準(zhǔn)數(shù)值都存儲(chǔ)在軟件中，該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、已知的準(zhǔn)直物鏡焦距及分劃板狹縫的間距可以通過(guò)軟件算法計(jì)算出被測(cè)試樣品的焦距值，如圖5所示。

 

圖5焦距測(cè)試原理

2、后焦截距測(cè)量

后焦截距是物鏡最后一個(gè)表面（基準(zhǔn)面）的頂點(diǎn)到像平面的距離。雙向自準(zhǔn)直儀將一個(gè)分劃線透射到無(wú)窮遠(yuǎn)，被測(cè)樣品在其焦平面產(chǎn)生此自準(zhǔn)直儀分劃線的圖像，由另一個(gè)自準(zhǔn)直儀和放大物鏡讀出分劃線，通過(guò)切換光路就可以確定出被測(cè)樣品最后一個(gè)表面頂點(diǎn)與像面之間的距離，如圖6所示。

 

圖6后焦截距

3、曲率半徑測(cè)量

曲率半徑的測(cè)量用的是反射法。由圖7中所示曲率半徑原理，曲率半徑的的測(cè)量需要找到被測(cè)透鏡的表面像和曲率像。表面像就是透鏡測(cè)試面所成的像，曲率像就是透鏡球心成的像，兩者之間的距離就是該曲面的曲率半徑。

 

圖7曲率半徑

4、中心偏測(cè)量

當(dāng)透鏡的基準(zhǔn)軸與光軸在位置或方向上出現(xiàn)偏差、并不重合時(shí)就會(huì)出現(xiàn)中心偏差。中心偏差可以在透射光及反射光下進(jìn)行測(cè)量。自準(zhǔn)直儀將分劃線成像于無(wú)窮遠(yuǎn)。被測(cè)件在其焦平面上生成分劃線的圖像。分劃線的圖像由另一個(gè)自準(zhǔn)直儀成像于CCD相機(jī)上。被測(cè)件通過(guò)精密氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)沿基準(zhǔn)軸旋轉(zhuǎn)。如果存在中心偏差分劃線的圖像以圓圈的形式旋轉(zhuǎn)。圓圈的直徑（一般以半徑表示）是偏心的數(shù)值，中心偏差的單位是微米。透射及反射偏心如圖8所示，圖像界面偏心畫(huà)圓如圖9所示。

 

圖8左邊為透射偏心、右邊為反射偏心

 

圖9偏心畫(huà)圓

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● 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量軟件界面

軟件界面包括以下模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊、測(cè)量設(shè)置模塊、測(cè)量模塊,測(cè)試過(guò)都在一個(gè)主界面上完成，軟件主界面如圖11所示，運(yùn)動(dòng)控制模塊、測(cè)量設(shè)置模塊、測(cè)量模塊如圖12所示。

 

圖10軟件主界面

 

圖11軟件主界面

圖12軟件各功能模塊