副像偏离值测量方法及装置、刻度盘和靶式光源仪

技术领域

本发明属于机车、汽车光学性能测试技术领域，特别是涉及一种快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置。

背景技术

风挡玻璃副像偏离值是风挡玻璃的一项重要光学指标，在行车过程中若是副像与主像之间的偏离值超过一定程度势必会引起驾驶员的误操作，因此准确测试风挡玻璃副像偏离值非常重要。

通常副像偏离值的检测方法有两种：一种方法是用于定性检验的靶实验，其通过人眼观察靶光源；所述靶光源由内外两个临界圆环和一个中心亮点组成，所述内外圆环分别代表15分和25分，观察者透过被测试的风挡玻璃观察副像的位置，根据副像偏离的结果给出副像偏离值。若副像未超出15分圆环，则表示副像偏离值小于15分；若副像偏离值在15分和25分之间，则表示副像偏离值大于15分小于25分。该方法的优点是其能够快速检测整块风挡玻璃，其缺点是不能给出具体的数值，只能进行定性的结果判定。

另一种方法是可以定量检验的准直望远镜仪法，准直望远镜仪包括准直镜和望远镜，准直镜中心有一亮点的极坐标，望远镜的焦平面里有一个直径比亮点大的不透明斑遮住亮斑，将被检测的风挡玻璃放在中间，副像偏离值可由望远镜观察极坐标中出现的副像所处的位置读取。该方法的优点是其能够给出风挡玻璃检测区域的准确副像偏离值，其缺点是只能测试单个点的副像，检测效率很低，需要很长时间才能完成整块风挡玻璃的检测。

实践操作中，一般是先用靶式光源仪以简单快速的扫描方法检查安全玻璃，初步确定在哪些区域出现副像最严重；然后用准直望远镜仪测定试样在实车安装角状态下最严重的区域，以确定最大的副像偏离值。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种副像偏离值测量方法及装置、刻度盘和靶式光源仪，所要解决的技术问题是快速、准确定量测量玻璃副像偏离值，既克服了现有技术中靶试验法仅能进行合格与否定性测量、无法准确定量的缺点，又克服了现有技术中准直望远镜仪法仅能单点位置调节、单点测量副像偏离值的检测效率很低的缺点；且，所述方法设备结构简化，安全风险低，检测效率高，简单易行，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种快速定量测量玻璃副像偏离值的方法，其包括以下步骤：

1)将刻度盘与被测玻璃以距离L安装于暗室内；其中L≥7m；所述刻度盘中间部位设置一个能够透光的圆形用于形成中心模拟光源；所述刻度盘上，在所述圆形的外周设置了若干与其圆心相同的圆环作为副像偏离值的刻度线；

2)在被测玻璃上确定若干测量点；将所述被测玻璃以实车角度安装，锁紧；

3)在水平方向内转动所述被测玻璃使观察方向与所述被测玻璃在竖直平面内的投影垂直，允许误差±5°；所述观察方向为所述光源和所述测量点所在的直线方向；

4)透过所述被测玻璃观察所述光源投射于所述刻度盘上的副像；根据所述副像位置所对应的刻度线读取副像偏离值；

5)观察者位置移动以改变被测量点，按照步骤3)和步骤4)完成所有测量点的副像偏离值测量。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的方法，其中步骤1)相邻的所述刻度线之间副像偏离值的示值间隔为5分。

优选的，前述的方法，其中步骤1)所述刻度线依次包括5分线、10分线、15分线、20分线和25分线，分别表示副像偏离值为5分、10分、15分、20分和25分。

优选的，前述的方法，其中步骤2)所述安装是将所述被测玻璃固定于样品架上；所述样品架能够调节所述被测玻璃与竖直平面的夹角。

优选的，前述的方法，其中步骤3)所述在水平方向内转动所述被测玻璃是通过样品架在水平方向内转动实现。

优选的，前述的方法，其中步骤4)所述透过所述被测玻璃观察所述光源投射于所述刻度盘上的副像时，观察者与所述被测玻璃之间的距离模拟实车中司机乘坐位置与风挡玻璃之间的距离；所述的距离根据被测玻璃的型号确定。

优选的，前述的方法，其中步骤4)所述观察通过单筒望远镜实现。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种刻度盘，所述刻度盘的中间部位设置一个能够透光的圆形用于形成中心模拟光源；所述刻度盘上，在所述圆形的外周设置了五个与所述圆形圆心相同的圆环作为副像偏离值的刻度线，依次为第一圆环、第二圆环、第三圆环、第四圆环和第五圆环；

其中，所述圆形的半径为r；所述第一圆环的内缘半径为R

(R

优选的，前述的刻度盘，其中所述第一圆环、所述第二圆环和所述第四圆环的宽度为1mm±0.1mm；所述第三圆环和所述第五圆环的宽度为2mm±0.1mm。

优选的，前述的刻度盘，其中r为6mm±0.05mm；R

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种应用前述的刻度盘作为靶面的靶式光源仪。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出一种副像偏离值测试装置，其包括：

前述靶式光源仪；

单筒望远镜，与所述的刻度盘相对设置；所述单筒望远镜可移动；

样品架，所述样品架设置于所述靶式光源仪和所述单筒望远镜之间，用于放置被测玻璃并调节样品放置角度。

优选的，前述的副像偏离值测试装置，其中所述样品架包括：

底座；

样品托臂，设置于所述底座上；所述样品托臂至少包括第一边框、第二边框和第三边框，所述第一边框和所述第三边框分别在所述第二边框的两端垂直所述第二边框且同向设置；所述第二边框上设置有限位件，防止样品滑落；

转动机构，两端分别连接所述底座和所述样品托臂，用于调节所述样品托臂的倾斜角度。

优选的，前述的副像偏离值测试装置，其中所述转动机构包括电机和传动轴；

所述传动轴与所述电机的输出端相连，且所述传动轴设置在所述样品托臂的背面且与所述样品托臂的端部连接，用于随所述电机转动过程中调节所述样品托臂的倾斜角度。

优选的，前述的副像偏离值测试装置，其中所述转动机构还包括转动轴承；所述转动轴承设置在所述样品托臂和所述底座的接触处，以使所述样品托臂在水平方向转动。

借由上述技术方案，本发明提出的一种快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置至少具有下列优点：

1、本发明提出的快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置，其对于靶式光源仪的靶面，也即刻度盘，进行了创新设计，在靶面上增加了若干细分圆环刻度(第一圆环、第二圆环和第四圆环)，使得投射在靶面上的副像的位置可准确计量，可以给出风挡玻璃副像偏离的具体数值，而不再是仅能表达合格与否的定性结果；

2、本发明提出的快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置，其使用单筒望远镜进行副像观察和刻度读数；且，所述细分刻度环的间距设计为5分，其间隔距离合理，刻度线细；上述细分刻度环的设计以及配合使用单筒望远镜观察，一方面既能使细分刻度环与合格判定环(第三圆环和第五圆环)清楚地区分开，另一方面又能使观察者能够清晰地读数；

3、本发明提出的快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置，其测量玻璃副像偏离时，所述的被测样品无需上下左右移动，而仅需要在竖直方向内以实车安装角度锁紧所述被测玻璃，且能够在水平方向内调节所述被测玻璃的角度，通过移动单筒望远镜的位置即可测量所述被测玻璃不同位置的副像偏离，简化了现有技术中所述样品架的结构，避免了重达几十上百斤的玻璃样品位置移动的步骤，降低了安全风险，同时提高了检测效率；

4、本发明提出的快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置，其通过使用创新靶面设计的靶式光源仪，以及观察者手持单筒望远镜上、下、左、右灵活移动，可以快捷地变化不同的测试点，快速完成整块玻璃不同位置的测量且各测量点均能获得准确的偏离值数据；同时，无需上、下、左、右频繁移动很重的风挡玻璃，尤其适用于机车、火车等面积大且厚重的玻璃的测量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明提出的刻度盘的结构示意图；

图2是本发明的副像在刻度盘上的位置及副像偏离值的读数示意图；

图3是本发明提出的副像偏离值测试装置的测量工作示意图；

图4是本发明的样品架的结构示意图；

图5是本发明的样品架的结构示意图-侧视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种快速定量测量玻璃副像偏离值的方法、刻度盘、靶式光源仪以及副像偏离值测量装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明提出一种快速定量测量玻璃副像偏离值的方法，其包括以下步骤：1)将刻度盘与被测玻璃以距离L安装于暗室内；其中L≥7m；所述刻度盘中间部位设置一个能够透光的圆形用于形成中心模拟光源；所述刻度盘上，在所述圆形的外周设置了若干与其圆心相同的圆环作为副像偏离值的刻度线；2)在被测玻璃上确定若干测量点；将所述被测玻璃以实车角度安装，锁紧；3)在水平方向内转动所述被测玻璃使观察方向与所述被测玻璃在竖直平面内的投影垂直，允许误差±5°；所述观察方向为所述光源和所述测量点所在的直线方向；4)透过所述被测玻璃观察所述光源投射于所述刻度盘上的副像；根据所述副像位置所对应的刻度线读取副像偏离值；5)观察者位置移动以改变被测量点，按照步骤3)和步骤4)完成所有测量点的副像偏离值测量。

优选的，步骤1)相邻的所述刻度线之间副像偏离值的示值间隔为5分。

优选的，步骤1)所述刻度线依次包括5分线、10分线、15分线、20分线和25分线，分别表示副像偏离值为5分、10分、15分、20分和25分。

优选的，步骤2)所述安装是将所述被测玻璃固定于样品架上；所述样品架能够调节所述被测玻璃与竖直平面的夹角。

优选的，步骤3)所述在水平方向内转动所述被测玻璃是通过样品架在水平方向内转动实现。

优选的，步骤4)所述透过所述被测玻璃观察所述光源投射于所述刻度盘上的副像时，观察者与所述被测玻璃之间的距离模拟实车中司机乘坐位置与风挡玻璃之间的距离；所述的距离根据被测玻璃的型号确定。

优选的，步骤4)所述观察通过单筒望远镜实现。

本发明还提出一种刻度盘，如附图1所示，所述刻度盘的中间部位设置一个能够透光的圆形1用于形成中心模拟光源；所述刻度盘上，在所述圆形1的外周设置了五个与所述圆形圆心相同的圆环作为副像偏离值的刻度线，依次为第一圆环31、第二圆环32、第三圆环21、第四圆环33和第五圆环22；其中，所述圆形1的半径为r；所述第一圆环31的内缘半径为R

(R

优选的，所述第一圆环、所述第二圆环和所述第四圆环的宽度为1mm±0.1mm；所述第三圆环和所述第五圆环的宽度为2mm±0.1mm。

所述第三圆环与所述第五圆环分别是被测玻璃主视区副像偏离合格线与被测玻璃辅助视区副像偏离合格线，而所述细分圆环则是在上述两条合格线以内进一步细分刻度，以测量所述副像与所述主像偏离值的准确数据。为了读数时容易识别，所述细分圆环的数量设计时其间隔为5分，且刻度线设置得较细，旨在考虑一方面既能使其与合格线清楚地区分开，另一方面又能使观察者能够清晰地读数。

本发明还提出一种应用前述的刻度盘作为靶面的靶式光源仪。

所述中心模拟光源为物体的主像，也称为本像。

透过被测试的玻璃观察中心模拟光源，所述中心模拟光源会有若干副像投射于所述靶面上；每一个圆环均为副像与主像偏离角度值的刻度环；通过所述圆环代表的刻度可以计量所述副像的位置，以获取所述副像与所述主像的偏离角度值。

所述的靶式光源仪除了上述的靶面之外，其余部件与现有技术中的设置一致，包括大约300mm×300mm×l50mm的光盒，所述光盒前面蒙有不透明黑纸或涂有无光泽黑漆的玻璃制成的靶，光盒内使用合适的光源照明，内表面涂无光泽白漆。

所述第三圆环用于判断玻璃主视区的副像偏离是否合格判定，若副像的外缘与所述第三圆环的内缘相切则表示此时的副像偏离为15分。

所述第五圆环用于判断玻璃辅助视区的副像偏离是否合格判定，若副像的外缘与所述第五圆环的内缘相切则表示此时的副像偏离为25分。

所述细分圆环(第一圆环、第二圆环和第四圆环)的读数规则同所述第三圆环和所述第五圆环。

所述第一圆环为5分环，若所述副像位于所述5分环内部，则表示所述副像与所述主像的偏离值≤5’；所述第二圆环为10分环，若所述副像位于所述10分环内部，则表示所述副像与所述主像的偏离值≤10’；所述第四圆环为20分环，若所述副像位于所述20分环内部，则表示所述副像与所述主像的偏离值≤20’。

若所述副像位于所述圆环内部未与所述圆环的内缘相切或者所述副像横跨所述圆环，则其偏离值可以根据刻度线估计读取。所述副像在所述靶面上的位置及副像偏离值的读数示例如附图2所示。

玻璃副像偏离测量时要求靶式光源仪与所述的被测玻璃之间的距离L≥7m。当采用不同的测试距离时，则上述的第一圆环、第二圆环、第三圆环、第四圆环和第五圆环的内缘半径可以同比例缩放。

所述圆孔的孔径用于控制所述光源的亮度，以使得所述副像能够被清晰地看见并被测量。

根据上述的测量要求，所述的靶式光源仪中所述圆孔的半径为6mm±0.05mm；R

本发明还提出一种副像偏离值测试装置，如附图3所示为其测量工作示意图，其包括：

前述的靶式光源仪41；灯泡412正对所述靶面411上的圆孔设置；

单筒望远镜42，与所述的靶面411相对设置；所述单筒望远镜42可移动；

样品架(附图3中未示出)，所述样品架设置于所述靶式光源仪41和所述单筒望远镜42之间，用于放置被测玻璃43并调节样品放置角度α。

所述圆环内缘的半径为R，所述圆形的半径为r，所述圆环刻度所表示的副像偏离角度η，所述被测玻璃与光源之间的距离为L，则各参数之间关系如下：R＝L×tanη+r，其中R、r和L的单位一致。

优选的，如附图4所示，所述样品架44包括：

底座441；

样品托臂442，设置于所述底座441上；所述样品托臂442至少包括第一边框4421、第二边框4422和第三边框4423，所述第一边框4421和所述第三边框4423分别在所述第二边框4422的两端垂直所述第二边框4422且同向设置；所述第二边框4422上设置了限位件444，以防止被测样品滑落；

转动机构443，两端分别连接所述底座441和所述样品托臂442，用于调节所述样品托臂442的倾斜角度。

具体的，为了实现被测玻璃的固定放置并进行安装角调节模拟，本发明采取的技术方案中，将所述样品架44设置为由所述底座441、样品托臂442以及转动机构443共同构成的；其中所述底座31为任意形式的底座，只要能够实现稳定放置于地面即可；所述样品托臂442则为本领域常用的样品托臂，所述第一边框4421、第二边框4422和第三边框4423围成一面开口的矩形框架结构，在所述第二边框4422也就是矩形框架非开口的一侧设置所述限位件444，用于承托被测玻璃，防止其滑落；需要说明的是，所述样品架44也可以设置为平面板状结构，即将前述的矩形框架设置为实心结构，中间无镂空，进而对被测玻璃的承托变得更加的牢靠稳固；其中所述转动机构443设置在所述样品托臂442和所述底座441之间，用于带动所述样品托臂442进行角度调整，可以是手动调节也可以是自动调节。

优选的，如附图5所示，本发明实施例提供一种副像偏离值测试装置，在具体实施中，所述转动机构443包括电机4431和传动轴4432；

所述传动轴4432与所述电机4431的输出端相连，且所述传动轴4432设置在所述样品托臂442的背面且与所述样品托臂442的端部连接，用于随所述电机4431转动过程中调节所述样品托臂442的倾斜角度。

具体的，为了实现自动控制所述样品托臂442的倾斜角度调节且保证倾斜角度的精确性，本发明采取的技术方案中，在所述样品托臂442的背面，也就是朝向单筒望远镜的一侧设置所述传动轴4432，所述传动轴4432沿所述第一边框4421至所述第三边框4423的方向设置，且所述传动轴4432的一端或者两端同时连接所述电机4431的输出端，当电机启动开始转动时即带动所述传动轴在垂直所述样品托臂442的方向上发生角度变化，而体现在所述样品托臂上则是其与所述底座之间的夹角发生变化；具体的，所述电机会外连一计算机，进而精准的控制其旋转的角度。

优选的，所述转动机构还包括转动轴承(图中未标注)；所述转动轴承设置在所述样品托臂和所述底座的接触处，以使所述样品托臂在水平方向一定角度内转动，以调节被测样品与光源之间的方向；所述转动轴承的结构不作具体限制，只要能够使所述样品托臂在保持被测样品角度不变的情况下可以在水平方向上一定角度内转动即可，旨在调节观察副像时的玻璃方向。

本发明的技术方案中，首先所述样品架无需上下左右移动，而仅需要在竖直方向内以实车安装角度锁紧所述被测玻璃，且能够在水平方向内调节所述被测玻璃的角度，通过移动单筒望远镜的位置即可测量所述被测玻璃不同位置的副像偏离，简化了现有技术中所述样品架的结构，避免了重达几十上百斤的玻璃样品位置移动的步骤，降低了安全风险；其次，增加了所述靶式光源仪靶面上的细分圆环刻度，同时使用单筒望远镜进行副像观察和刻度读数，使得由该方法测量的副像偏离值不仅仅是合格与否的定性判断，而是可以准确定量地测量副像偏离的角度；同时，所述的单筒望远镜无需设置专门的位置移动机构，而是由观察者手持移动观察者的位置即可实现不同测量位置的变化。由此可见，本发明的技术方案测量方法简单易行，方便实用，能够快速、定量地测量玻璃副像偏离值，既克服了现有技术中靶试验法仅能进行合格与否定性测量、无法准确定量的缺点，又克服了现有技术中准直望远镜仪法仅能单点位置调节、单点测量副像偏离值的检测效率很低的缺点。

本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。