镜头测量设备

技术领域

本发明涉及影像设备技术领域，特别涉及一种镜头测量设备。

背景技术

随着光学行业的发展，光学镜头应用到更多更广的领域，如监控、车载、医学、红外和居家等多个领域，并对光学镜头成像清晰度，畸变和色差要求越来越高。利用平行光源发出平行光，平行光穿过分划板图案，平行光经过标准物镜并照在被测镜头上，光学成像在曲率中心时光路可逆，在取像装置上得到分划板图案和被测镜头的成像点，调整被测镜头，通过移动成像点到分划板图案中心的移动数据，然后通过光学算法软件来计算出被测镜头的镜片之间的偏芯以及群间的平行偏芯和倾斜偏芯状态。现阶段的设备，难以调整标准物镜与被测镜头的同轴度，也就难以找到被测镜头各个镜片的曲率中心成像点，进而难以得到精准的被测镜头的镜片之间的偏芯以及群间的平行偏芯和倾斜偏芯状态。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种镜头测量设备，便于调整被测镜头，从而精准的找到被测镜头各个镜片的曲率中心。

根据本发明实施例的镜头测量设备，包括安装架、平行光源、标准物镜调整平台和被测镜头调整平台，所述安装架上设有导轨和直线驱动机构；所述平行光源设于所述安装架上，所述平行光源发射的平行光的方向与所述导轨的长度方向均为Z轴方向；所述标准物镜调整平台设于所述导轨上并与所述直线驱动机构的输出端连接，所述标准物镜调整平台用于承载标准物镜并驱使所述标准物镜与所述平行光同轴；所述被测镜头调整平台包括第一安装板、第一底板、第一X轴方向移动板和第一Y轴方向移动板，所述第一安装板设于所述安装架上且处于所述导轨的延长线上，所述第一底板通过至少三个第一调节件与所述第一安装板连接，所述第一调节件调节所述第一底板的轴线与所述导轨的夹角，所述第一X轴方向移动板可沿X轴方向可滑移地设有所述第一底板上，所述第一底板和所述第一X轴方向移动板通过第二调节件连接，所述第二调节件调整所述第一X轴方向移动板在X轴方向的位置，所述第一Y轴方向移动板可沿Y轴方向可滑移地设有所述第一X轴方向移动板上，所述第一X轴方向移动板和所述第一Y轴方向移动板通过第三调节件连接，所述第三调节件调整所述第一Y轴方向移动板在Y轴方向的位置，所述第一Y轴方向移动板上设有用于固定被测镜头的第一连接板。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两相互垂直。.

至少具有如下有益效果：将标准物镜置于标准物镜调整平台上，通过所述标准物镜调整平台调整标准物镜的姿态，使得所述标准物镜与所述平行光同轴。将被测镜头置于第一连接板上，第一安装板、第一底板、第一X轴方向移动板、第一Y轴方向移动板和第一连接板依次设置，通过第一调节件调整第一底板的轴线与所述导轨的夹角，也即是调整第一连接板的轴线/被测镜头的轴线与平行光相互平行，通过所述第二调节件调整所述第一X轴方向移动板在X轴方向的位置，也即是调整第一连接板/被测镜头在X轴方向的位置，通过所述第三调节件调整所述第一Y轴方向移动板在Y轴方向的位置，也即是调整第一连接板/被测镜头在Y轴方向的位置，进而可使得被测镜头与平行光同轴。便于通过第一调节件、第二调节件和第三调节件调整标准物镜和被测镜头的同轴度，从而可精准的找到被测镜头各个镜片的曲率中心成像点，通过移动成像点到分划板中心的移动数据，进而得到精准的被测镜头的镜片之间的偏芯以及群间的平行偏芯和倾斜偏芯状态。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接板上设有环形限位凸起，所述环形限位凸起朝向所述Z轴方向，所述环形限位凸起用于套接所述被测镜头。

根据本发明的一些实施例，所述第一底板和所述第一X轴方向移动板之间通过第一紧固机构固定连接，所述第一X轴方向移动板和所述第一Y轴方向移动板之间通过第二紧固机构固定连接。

根据本发明的一些实施例，所述第一Y轴方向移动板上设有可沿X轴方向滑移的第二X轴方向移动板，所述第一Y轴方向移动板和所述第二X轴方向移动板之间设有第一微动驱动机构和第一位移传感器，所述第一微动驱动机构用于驱动所述第二X轴方向移动板在所述第一Y轴方向移动板上沿X轴方向移动，所述第一位移传感器用于测量所述第二X轴方向移动板在所述第一Y轴方向移动板上沿X轴方向移动的距离，所述第二X轴方向移动板上设有可沿Y轴方向滑移的第二Y轴方向移动板，所述第二X轴方向移动板和所述第二Y轴方向移动板之间设有第二微动驱动机构和第二位移传感器，所述第二微动驱动机构用于驱动所述第二Y轴方向移动板在所述第二X轴方向移动板沿Y轴方向移动，所述第二位移传感器用于测量所述第二Y轴方向移动板在所述第二X轴方向移动板沿Y轴方向移动的距离，所述第一连接板与所述第二Y轴方向移动板螺纹连接。

根据本发明的一些实施例，所述标准物镜调整平台包括第二安装板、Z轴方向移动板和第二连接板，所述Z轴方向移动板可沿Z轴方向滑移地设于所述第二安装板上，所述Z轴方向移动板与所述第二连接板连接，所述第二连接板上螺纹连接有镜头夹具，所述镜头夹具用于连接所述标准物镜，所述第二安装板和所述Z轴方向移动板通过第四调节件连接，所述第四调节件用于调整所述Z轴方向移动板在Z轴方向的位置。

根据本发明的一些实施例，所述标准物镜调整平台还包括第三Y轴方向移动板和第三X轴方向移动板，所述第三Y轴方向移动板可沿Y轴方向滑移地设于所述Z轴方向移动板上，所述Z轴方向移动板和第三Y轴方向移动板通过第五调节件连接，所述第五调节件调整所述第三Y轴方向移动板在Y轴方向的位置，所述第三X轴方向移动板可沿X轴方向滑移地设于所述第三Y轴方向移动板上，所述第三Y轴方向移动板和所述第三X轴方向移动板通过第六调节件连接，所述第六调节件调整所述第三X轴方向移动板在X轴方向的位置。

根据本发明的一些实施例，所述第三X轴方向移动板通过至少三个第七调节件连接所述第二连接板，所述第七调节件调节所述第二连接板的轴线与所述导轨的夹角，以使所述镜头夹具与所述平行光同轴。

根据本发明的一些实施例，所述平行光源包括镜筒以及沿Z轴方向依次设于所述镜筒内的光源、聚光镜、毛玻璃、分辨率板和准直物镜，所述光源处于远离所述标准物镜调整平台的位置。

根据本发明的一些实施例，还包括设于所述安装架上的相机，所述镜筒内设有三棱镜，所述三棱镜处于所述分辨率板和所述准直物镜之间，所述镜筒上对应所述三棱镜的区域设有窗口，所述相机正对所述窗口。

根据本发明的一些实施例，所述平行光源通过转动盘可转动地与所述安装架连接，所述转动盘的旋转中心与X轴方向相互平行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例镜头测量设备的结构示意图；

图2为本发明实施例镜头测量设备的被测镜头调整平台的结构示意图；

图3为本发明实施例镜头测量设备的标准物镜调整平台的结构示意图；

附图标号：安装架100、导轨110、直线驱动机构120、平行光源200、标准物镜调整平台300、第二安装板310、第四调节件311、第三紧固机构312、Z轴方向移动板320、第五调节件321、第四紧固机构322、第三Y轴方向移动板330、第六调节件331、第五紧固机构332、第三X轴方向移动板340、第七调节件341、第二连接板350、镜头夹具351、被测镜头调整平台400、第一安装板410、第一底板420、第一调节件421、第二调节件422、第一紧固机构423、第一X轴方向移动板430、第三调节件431、第二紧固机构432、第一Y轴方向移动板440、第一微动驱动机构441、第一位移传感器442、第一连接板450、环形限位凸起451、第二X轴方向移动板460、第二微动驱动机构461、第二位移传感器462、第二Y轴方向移动板470、相机500、支撑架600、转动盘700、第八调节件710。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1和图2，本发明公开了一种镜头测量设备，包括安装架100、平行光源200、标准物镜调整平台300和被测镜头调整平台400，安装架100上设有导轨110和直线驱动机构120；平行光源200设于安装架100上，平行光源200发射的平行光的方向与导轨110的长度方向均为Z轴方向；标准物镜调整平台300设于导轨110上并与直线驱动机构120的输出端连接，标准物镜调整平台300用于承载标准物镜并驱使标准物镜与平行光同轴；被测镜头调整平台400包括第一安装板410、第一底板420、第一X轴方向移动板430和第一Y轴方向移动板440，第一安装板410设于安装架100上且处于导轨110的延长线上，第一底板420通过至少三个第一调节件421与第一安装板410连接，第一调节件421调节第一底板420的轴线与导轨110的夹角，第一X轴方向移动板430可沿X轴方向可滑移地设有第一底板420上，第一底板420和第一X轴方向移动板430通过第二调节件422连接，第二调节件422调整第一X轴方向移动板430在X轴方向的位置，第一Y轴方向移动板440可沿Y轴方向可滑移地设有第一X轴方向移动板430上，第一X轴方向移动板430和第一Y轴方向移动板440通过第三调节件431连接，第三调节件431调整第一Y轴方向移动板440在Y轴方向的位置，第一Y轴方向移动板440上设有用于固定被测镜头的第一连接板450。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两相互垂直。.

将标准物镜置于标准物镜调整平台300上，通过标准物镜调整平台300调整标准物镜的姿态，使得标准物镜与平行光同轴。将被测镜头置于第一连接板450上，第一安装板410、第一底板420、第一X轴方向移动板430、第一Y轴方向移动板440和第一连接板450依次设置，通过第一调节件421调整第一底板420的轴线与导轨110的夹角，也即是调整第一连接板450的轴线/被测镜头的轴线与平行光相互平行，通过第二调节件422调整第一X轴方向移动板430在X轴方向的位置，也即是调整第一连接板450/被测镜头在X轴方向的位置，通过第三调节件431调整第一Y轴方向移动板440在Y轴方向的位置，也即是调整第一连接板450/被测镜头在Y轴方向的位置，进而可使得被测镜头与平行光同轴。便于通过第一调节件421、第二调节件422和第三调节件431调整标准物镜和被测镜头的同轴度，从而可精准的找到被测镜头各个镜片的曲率中心成像点，通过移动成像点到分划板中心的移动数据，进而得到精准的被测镜头的镜片之间的偏芯以及群间的平行偏芯和倾斜偏芯状态。

由于被测镜头多种多样，针对焦距不同的被测镜头，需要调整标准物镜和被测镜头的距离，直线驱动机构120驱使标准物镜调整平台300在导轨110上滑移，也即是调整标准物镜调整平台300/标准物镜与被测镜头调整平台400/被测镜头的距离。标准物镜为凹透镜，凹透镜的内凹面朝向被测镜头调整平台400。

第一连接板450上设有环形限位凸起451，环形限位凸起451朝向Z轴方向，环形限位凸起451用于套接被测镜头，避免被测镜头在X轴方向和/或Y轴方向发生偏移。环形限位凸起451起到限位被测镜头在XY轴平面上的作用。

第一调节件421为第一千分尺螺杆，第一底板420和第一安装板410均与第一千分尺螺杆相互垂直，第一底板420和第一安装板410的其中之一与第一千分尺螺杆螺纹连接，另一被第一千分尺螺杆的端头抵接，转动第一千分尺螺杆即可使得第一底板420和第一安装板410之间的间隔发生改变，至少三个第一调节件421与第一底板420/第一安装板410不同区域相对设置，可使得第一底板420和第一安装板410的轴线朝向不同，也就是调节第一底板420的轴线与导轨110的夹角。可以理解的是，第一底板420和第一安装板410之间还通过第一弹性件连接，第一弹性件可避免第一底板420和第一安装板410相互脱离。第一弹性件为拉簧。

第二调节件422为第二千分尺螺杆，第一底板420和第一X轴方向移动板430的其中之一与第二千分尺螺杆螺纹连接，另一被第二千分尺螺杆的端头顶推，第二千分尺螺杆的长度方向与X轴方向相同。同理的，第三调节件431的结构和安装方式与第二调节件422的相似，在此不做冗余介绍。

第一底板420和第一X轴方向移动板430之间通过第一紧固机构423固定连接，第一紧固机构423用于固定第一安装板410和第一X轴方向移动板430的相对位置，第一X轴方向移动板430和第一Y轴方向移动板440之间通过第二紧固机构432固定连接，第二紧固机构432用于固定第一X轴方向移动板430和第一Y轴方向移动板440的相对位置。

第一紧固机构423包括弹性夹块和芯板，弹性夹块包括两个夹臂，芯板穿过两个夹臂之间的空隙，两个夹臂通过紧固件连接，拧紧紧固件即可迫使两个夹臂抱死芯板。紧固件为螺栓或螺钉。弹性夹块和芯板的其中之一与第一底板420连接，另一与第一X轴方向移动板430连接，芯板的长度方向与与X轴方向相同。同理的，第二紧固机构432的结构与安装方式与第一紧固机构423的相似，在此不做冗余介绍。

第一Y轴方向移动板440上设有可沿X轴方向滑移的第二X轴方向移动板460，第一Y轴方向移动板440和第二X轴方向移动板460之间设有第一微动驱动机构441和第一位移传感器442，第一微动驱动机构441用于驱动第二X轴方向移动板460在第一Y轴方向移动板440上沿X轴方向移动，第一位移传感器442用于测量第二X轴方向移动板460在第一Y轴方向移动板440上沿X轴方向移动的距离。第一微动驱动机构441驱动第二X轴方向移动板460移动的精度高，控制第一微动驱动机构441实现第二X轴方向移动板460在X轴方向的位置微调，第一位移传感器442可测量出第二X轴方向移动板460在X轴方向的位置变化量。

同理的，第二X轴方向移动板460上设有可沿Y轴方向滑移的第二Y轴方向移动板470，第二X轴方向移动板460和第二Y轴方向移动板470之间设有第二微动驱动机构461和第二位移传感器462，第二微动驱动机构461用于驱动第二Y轴方向移动板470在第二X轴方向移动板460沿Y轴方向移动，第二位移传感器462用于测量第二Y轴方向移动板470在第二X轴方向移动板460沿Y轴方向移动的距离。第一连接板450与第二Y轴方向移动板470螺纹连接，便于拆卸和安装第一连接板450。可使得不同规格的第一连接板450以适应不同直径规格的被测镜头。

第一微动驱动机构441和第二微动驱动机构461均为丝杠副。第一位移传感器442和第二位移传感器462均为光栅传感器。

参见图3，标准物镜调整平台300包括第二安装板310、Z轴方向移动板320和第二连接板350，Z轴方向移动板320可沿Z轴方向滑移地设于第二安装板310上，Z轴方向移动板320与第二连接板350连接，Z轴方向移动板320移动的时候携带着第二连接板350移动，第二连接板350上螺纹连接有镜头夹具351，镜头夹具351用于连接标准物镜，拧转镜头夹具351即可将标准物镜固定连接于第二连接板350上或从第二连接板350上拆卸下来。镜头夹具351呈环状，镜头夹具351的外壁设有外螺纹，镜头夹具351的内壁设有内螺纹。

第二安装板310和Z轴方向移动板320通过第四调节件311连接，第四调节件311的结构和安装方式与第二调节件422的相似，在此不做冗余介绍，第四调节件311用于微调Z轴方向移动板320在Z轴方向的位置。

第二安装板310和Z轴方向移动板320通过第三紧固机构312固定在一起，第三紧固机构312的结构与安装方式与第一紧固机构423的相似，在此不做冗余介绍。

标准物镜调整平台300还包括第三Y轴方向移动板330和第三X轴方向移动板340，第三Y轴方向移动板330可沿Y轴方向滑移地设于Z轴方向移动板320上，Z轴方向移动板320和第三Y轴方向移动板330通过第五调节件321连接，第五调节件321调整第三Y轴方向移动板330在Y轴方向的位置。第五调节件321微调第三Y轴方向移动板330在Y轴方向的位置，也即是微调标准物镜在Y轴方向的位置。

第三X轴方向移动板340可沿X轴方向滑移地设于第三Y轴方向移动板330上，第三Y轴方向移动板330和第三X轴方向移动板340通过第六调节件331连接，第六调节件331调整第三X轴方向移动板340在X轴方向的位置。第六调节件331微调第三X轴方向移动板340在X轴方向的位置，也即是微调标准物镜在X轴方向的位置，进而完成标准物镜在XY平面位置的调整。

第五调节件321和第六调节件331的结构和安装方式均与第二调节件422的相似，在此不做冗余介绍。Z轴方向移动板320和第三Y轴方向移动板330之间通过第四紧固机构322固定连接，第三Y轴方向移动板330和第三X轴方向移动板340之间通过第五紧固机构332固定连接。第四紧固机构322和第五紧固机构332的结构与安装方式均与第一紧固机构423的相似，在此不做冗余介绍。

可以理解的是，第三Y轴方向移动板330包括相互垂直连接的第一板和第二板，第一板所在平面与Z轴方向平行且与X轴方向相互垂直，第一板与Z轴方向移动板320滑移连接，第二板所在平面与X轴方向平行且与Y轴方向相互垂直，第二板与第三X轴方向移动板340滑移连接，使得第三X轴方向移动板340可实现沿X轴方向滑移。

进一步的，第三X轴方向移动板340包括相互垂直连接的第三板和第四板，第三板与第二板相互平行，第三板与第二板可滑移地连接，第四板所在平面与Z轴方向相互垂直，第二连接板350通过至少三个第七调节件341与第四板连接，使得第二连接板350所在平面可实现与Z轴方向和平行光源的平行光相互垂直。

第三X轴方向移动板340通过至少三个第七调节件341与第二连接板350连接，第七调节件341调节第二连接板350的轴线与导轨110的夹角，以使镜头夹具351与平行光同轴。进一步的，第二连接板350通过第七调节件341与第四板连接。

第七调节件341为第三千分尺螺杆，第四板和第二连接板350均与第三千分尺螺杆相互垂直，第四板和第二连接板350的其中之一与第三千分尺螺杆螺纹连接，另一被第三千分尺螺杆的端头抵接，转动第三千分尺螺杆即可使得第四板和第二连接板350之间的间隔发生改变，至少三个第七调节件341与第四板/第二连接板350不同区域相对设置，可使得第四板和第二连接板350的轴线朝向不同，也就是调节第四板和第二连接板350的夹角。可以理解的是，第四板和第二连接板350之间还通过第二弹性件连接，第二弹性件可避免第四板和第二连接板350相互脱离。第二弹性件为拉簧。

平行光源200包括镜筒以及沿Z轴方向依次设于镜筒内的光源、聚光镜、毛玻璃、分辨率板和准直物镜，光源处于远离标准物镜调整平台300的位置，光源发出的光依次穿过聚光镜、毛玻璃、分辨率板和准直物镜后形成平行光，平行光投向标准物镜调整平台300。

镜头测量设备还包括设于安装架100上的相机500，镜筒内设有三棱镜，三棱镜处于分辨率板和准直物镜之间，镜筒上对应三棱镜的区域设有窗口，相机500正对窗口。由于光路可逆，被测镜头将光沿原路径反向投射，反向投射的光经过三棱镜时被反射，反射光通过窗口投在相机500的镜头，相机500即可得到光点图形，相机500获取光点图形信息给镜头测量系统。

相机500通过支撑架600设于安装架100上，通过调整支撑架600即可调整相机500的位置。

平行光源200通过转动盘700可转动地与安装架100连接，转动盘700的旋转中心与X轴方向相互平行，驱动转动盘700转动即可调整平行光源200与导轨110/Z轴方向的夹角，从而保证平行光源200发出的平行光与标准物镜相互平行。

第一底板420与第一X轴方向移动板430之间、第一X轴方向移动板430与第一Y轴方向移动板440之间、第一Y轴方向移动板440与第二X轴方向移动板460之间、第二X轴方向移动板460与第二Y轴方向移动板470之间、第二安装板310与Z轴方向移动板320之间、Z轴方向移动板320与第三Y轴方向移动板330之间以及Z轴方向移动板320与第三X轴方向移动板340之间均通过高精度的滑移机构连接。

应理解，第一底板420、第一X轴方向移动板430、第一Y轴方向移动板440、第一连接板450、第二X轴方向移动板460、第二Y轴方向移动板470、第一板、第二板、第三板、第四板、第二安装板310、Z轴方向移动板320和第二连接板350均为板状部件。板状部件的轴线是指贯穿板状部件两个侧面的中轴线。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。