CN102944564A - 一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，属于光学检测技术领域，为解决现有技术对光学系统杂散光检测方法成本高、设备便携性差及效率低的问题，该装置由照明系统、双远心成像系统和CCD系统组成；双远心成像系统的物方位置为待检透镜表面，像方位置放置CCD系统，且待检透镜、双远心成像系统和CCD系统同轴放置，照明系统的出射光以倾斜角度入射到待检透镜，被待检透镜聚焦，焦点在双远心成像系统之外，照明系统的部分光被待检透镜表面散射点散射，散射后的光由有限远距离成像系统成像在CCD系统上，该装置具有成本低、效率高、方便携带的优点。

Description

一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置

技术领域

本发明涉及一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，属于光学检测技术领域。

背景技术

目前，在高精尖的光学系统中，杂散光直接影响了系统的性能，而作为光学系统重要组成部分的光学透镜，其光洁度也一直影响着系统中杂散光的水平，但对于光学透镜的杂散光检测问题还没有直接的解决方法。通常是利用原子力显微镜等微观检测仪器进行表面微观检测，或者利用积分球等设备将透镜装配到镜头中以后再进行系统检测，这些方法都有成本高、设备便携性差和效率低等诸多缺点。系统杂散光问题也已经成为高端光学系统继续发展的瓶颈。

发明内容

本发明为解决现有技术对光学系统杂散光检测方法成本高、设备便携性差及效率低的问题，提供一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，该装置由照明系统、双远心成像系统和CCD系统组成；双远心成像系统的物方位置为待检透镜表面，像方位置放置CCD系统，且待检透镜、双远心成像系统和CCD系统同轴放置，照明系统的出射光以倾斜角度入射到待检透镜，被待检透镜聚焦，焦点在双远心成像系统之外，照明系统的部分光被待检透镜表面散射点散射，散射后的光由有限远距离成像系统成像在CCD系统上。

本发明的有益效果：本发明装置照明系统出射光沿与待检透镜的光轴成一定角度方向入射到待检透镜表面，光被待检透镜聚焦到双远心成像系统之外，以免进入后面的系统影响检测；部分光入射到待检透镜的杂散点上被散射，形成散射光，散射光再经双远心成像系统成像在CCD系统上，从而实现待检透镜的杂散光检测；该装置中成像系统采用了双远心结构，由于双远心成像系统的物方景深和像方景深都较大，这样避免了由于成像系统调焦不准、待检透镜曲率过大以及CCD偏离像面位置所造成的检测误差；该装置具有成本低、效率高、方便携带的优点。

附图说明

图1：本发明一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置示意图。

图2：本发明一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置另一示意图。

图中：1、照明系统，2、待检透镜，3、双远心成像系统，4、CCD系统，5、目镜系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，该装置由照明系统1、双远心成像系统3和CCD系统4组成，且双远心成像系统3和CCD系统需要同轴放置；照明系统1发出的平行光与待检透镜2的光轴成A角度方向倾斜入射到待检透镜2上，光被待检透镜2聚焦到双远心成像系统3以外，以免进入后面的系统影响检测结果；来自照明系统1的部分光被待检透镜2表面的散射点散射，形成散射光，散射光再经双远心成像系统3成像在CCD系统4上。

照明系统1发出的光是平行光或者有一定发散角（会聚角）的光，光与待检透镜2的光轴成A角度方向倾斜入射到待检透镜2上，可采用一个接收屏接收聚焦点，在其它装置及待检透镜2不动的情况下，转换照明系统1的出射光入射到待检透镜2上，入射角度为角度A，当接收屏接收到的焦点刚刚移出双远心成像系统3的视场时，此时的角度为θ，那么角度A的的范围应该大于等于θ而小于90°。

双远心成像系统3属于近距离成像系统，系统设计波长为照明光源的波长。双远心成像系统3由7片镜组成，自物方的三片透镜看做前镜组，后4片透镜看做后镜组，前镜组的右方焦点和后镜组的左方焦点重合，光阑就设置在此焦点处。光阑通过前镜组所成的像为入射光瞳，在双远心成像系统3的物方无穷远，光阑通过后镜组所成的像为出射光瞳，在双远心成像系统3的像方无穷远。通过光阑中心的主光线必然平行射出双远心成像系统3的物方和像方，反之双远心成像系统的物面发出的光束的主光线必然通过入射光瞳、光阑及出射光瞳的中心，且垂直于像面；而双远心成像系统的像面发出的光束的主光线必然通过出射光瞳、光阑及入射光瞳的中心，且垂直于物面。若待检透镜2发生一定沿光轴的平移，其真实的像面会偏离CCD系统4的位置，但其主光线仍通过CCD的同一位置；同理若CCD系统4发生沿光轴的平移，其共轭物面也会偏离待检透镜的位置，但成像在CCD上的点的主光线仍可看做来自待检透镜2的对应位置。根据上述情况可知，采用双远心成像系统3，可以使本发明装置在待检透镜偏移物面、成像系统调焦不准、待检透镜曲率过大以及CCD偏离像面位置的情况下都不会出现测量的误差，且可以成清晰的像。双远心成像系统3是物方景深和像方景深都较大的成像系统，可以在景深范围内避免了检测的误差。

待检透镜2置于双远心成像系统3的物距位置，且待检透镜2要和成像系统3同轴放置，照明系统1的部分光被待检透镜2的缺陷、瑕疵点或表面灰尘散射，形成散射光，这部分散射光对于双远心成像系统3来说，是以待检透镜2表面为物距的点光源所发出的，散射光经双远心成像系统3成像。

用CCD系统4接收以上散射光的像点，CCD系统4置于双远心成像系统的像距位置且与双远心成像系统3同轴放置，与待检透镜2为共轭位置关系，CCD系统4采集的信号经电脑处理，经过显示屏进行观察，便可以观测到待检透镜的缺陷、瑕疵点的分布及灰尘污染物的密度。

如图2所示，将目镜系统5置于双远心成像系统3后，使得目镜系统5的物面位置和双远心成像系统3的像面位置重合，由目镜系统5将散射光的像投影到无穷远，供人眼直接观察。

Claims (3)

1.一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，其特征是，该装置由照明系统（1）、双远心成像系统（3）和CCD系统（4）组成；双远心成像系统（3）的物方位置为待检透镜（2）表面，像方位置放置CCD系统（4），且待检透镜（2）、双远心成像系统（3）和CCD系统（4）同轴放置，照明系统（1）的出射光以倾斜角度入射到待检透镜（2），被待检透镜（2）聚焦，焦点在双远心成像系统（3）之外，照明系统（1）的部分光被待检透镜（2）表面散射点散射，散射后的光由有限远距离成像系统（3）成像在CCD系统（4）上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，其特征在于，照明系统（1）与待检透镜（2）光轴成一倾斜角度；照明系统（1）的出射光以倾斜角度入射到待检透镜（2）上。

3.根据权利要求1所述的一种便携式双远心倾斜照明结构杂散光检测装置，其特征在于，所述的CCD系统（4）可以替换成目镜系统（5），且光经散射后再经双远心成像系统（3）成像在目镜系统（5）的物面位置上。

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