專(zhuān)利名稱：檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的雙十字絲分劃板及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)裝調(diào)、光學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域中使用的一種檢測(cè)工具，即檢測(cè) 變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的分劃板及其使用方法。
技術(shù)背景:變焦距鏡頭在焦距變化前后的視軸晃動(dòng)會(huì)造成圖像在視場(chǎng)中的位置變 化，如果視軸目標(biāo)偏出中心視場(chǎng)，會(huì)影響高精度測(cè)量或電視跟蹤。所以， 變焦距鏡頭在設(shè)計(jì)、裝調(diào)和檢測(cè)過(guò)程中，視軸晃動(dòng)應(yīng)該控制在一定的公差 范圍內(nèi)。常規(guī)檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)方法需要以下幾步驟。(見(jiàn)圖1) 第~*步驟如圖i所示，安排檢測(cè)平行光管、被檢測(cè)變焦距鏡頭、讀數(shù)顯微鏡同 軸，在檢測(cè)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—步驟把被檢測(cè)變焦距鏡頭調(diào)整到長(zhǎng)焦，微調(diào)讀數(shù)顯微鏡位置，使檢測(cè)平行 光管十字絲分劃板的中心像與讀數(shù)顯微鏡的分劃板中心重合，記錄下鏡頭處于長(zhǎng)焦距時(shí)的讀數(shù)顯微鏡位置(x,、 y,)。 第三步驟-調(diào)整鏡頭焦距至短焦，重復(fù)第二步驟，記錄下鏡頭處于短焦距時(shí)的讀 數(shù)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(zhǎng)、短焦的 視軸晃動(dòng)量，按以下公式換算成角度<formula>formula see original document page 3</formula>f短對(duì)于變倍比不是特別大的常規(guī)變焦距鏡頭而言，十字絲分劃板對(duì)于鏡 頭長(zhǎng)焦和短焦都可以清晰成像，容易測(cè)量出十字絲像的中心位置，但是檢測(cè)變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)時(shí)會(huì)遇到問(wèn)題，如圖2所示。U 2) F fH:檢測(cè)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(cè)平行光管焦距 f:變焦距鏡頭焦距可以推出H 3)h2 f2h1:長(zhǎng)焦時(shí)分劃板線寬， h2:短焦時(shí)分劃板線寬， fl:鏡頭長(zhǎng)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于變焦距鏡頭的焦距 變化比。假設(shè)變焦距鏡頭的焦距變化比為15 30倍，檢測(cè)平行光管十字絲 分劃板在鏡頭變長(zhǎng)焦距時(shí)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(zhǎng)焦視軸中心。變焦后，根據(jù)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，由于十字絲像線條寬度太細(xì)，十字絲像太小， 長(zhǎng)、短焦像寬的巨大變化，導(dǎo)致雖然在長(zhǎng)焦距時(shí)可以清晰看清十字絲像， 卻無(wú)法在短焦距時(shí)觀察到十字絲像，也就無(wú)法測(cè)量短焦視軸中心。檢測(cè)更高變倍比的變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)，由于長(zhǎng)、短焦距差距更大， 同時(shí)看清十字絲分劃板像的矛盾愈加不可調(diào)和。更換較高倍數(shù)的顯微鏡物鏡或目鏡可以在短焦時(shí)把十字絲分劃板像放 大，但可能引起讀數(shù)顯微鏡位置變化，導(dǎo)致視軸變化，帶來(lái)新的誤差源， 降低變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)的檢測(cè)精度，所以此方法不宜采用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中高變倍比的變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中不能 同時(shí)看清十字絲像的問(wèn)題，本發(fā)明特制一種同心雙十字絲分劃板，通過(guò)在一塊分劃板中心上刻劃兩個(gè)同心十字絲，兩種十字絲的長(zhǎng)度、寬度和灰度 有一定變化。用 一組十字絲定位長(zhǎng)焦距視軸中心，用另 一組十字絲定位短焦距視軸 中心，整個(gè)過(guò)程無(wú)需更換顯微鏡頭，有利于獲得變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)高精 度檢測(cè)結(jié)果。因此，本發(fā)明將要提供一種高變倍比變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)檢 測(cè)的十字絲分劃板制作方法及使用方法。本發(fā)明的十字絲分劃板具體結(jié)構(gòu)如下見(jiàn)圖3，首先，確定分劃板中心，刻劃兩個(gè)同心十字絲，不同心誤差根據(jù)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)檢測(cè)精度決定， 一般取0.001mm。大十字絲的寬度和長(zhǎng)度與小十字絲的寬度和長(zhǎng)度比例等于鏡頭的變倍 比；小十字絲完全涂黑，大十字絲的顏色淡一些，灰度是小十字絲的1/3 左右。按常規(guī)檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)方法4個(gè)步驟檢測(cè)， 首先用深色小十字絲定位長(zhǎng)焦距視軸中心，此時(shí)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(shí)，深色小十字絲因?yàn)槌叽巛^小無(wú)法用顯微鏡觀察到，而淺色大十字絲由于像高縮小變得越發(fā)清楚，用它來(lái)定位短焦距視軸中心，完成檢測(cè)變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提出了變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)檢測(cè)工具及使用方法。通過(guò)特制的同心雙十字絲分劃板，分別在長(zhǎng)、短焦距 使用中心位置相同的大、小十字絲來(lái)確定變焦距鏡頭的視軸變化。解決了 按常規(guī)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)檢測(cè)。本發(fā)明 的實(shí)施例通過(guò)在某變焦距鏡頭測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用，證明了該檢測(cè)工具及檢測(cè) 方案的正確性和可行性。而且工具簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，價(jià)值可觀。


圖1變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)布置示意圖圖中平行光管1，待檢變焦距鏡頭2，讀數(shù)顯微鏡3，人眼4,圖2雙十字絲線成像示意圖H:檢測(cè)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(cè)平行光管焦距f:變焦距鏡頭焦距圖3本發(fā)明的同心雙十字絲分劃板示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例如圖l、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(shù)顯微鏡3，人眼4，十字絲線寬5，十字絲 線像寬6。本發(fā)明的實(shí)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(shù)顯微鏡3和人眼4布置成一條直線。 第一步驟在檢測(cè)平行光管1焦平面上安置同心雙十字絲分劃板，變焦距鏡頭2 把同心雙十字絲分劃板的像投射到變焦距鏡頭2的像面上；第二步驟把被檢測(cè)變焦距鏡頭2調(diào)整到長(zhǎng)焦，微調(diào)讀數(shù)顯微鏡3位置，首先用 深色小十字絲定位長(zhǎng)焦距視軸中心，此時(shí)淺色大十字絲不影響顯微鏡觀察深色小十字絲，記錄下鏡頭處于長(zhǎng)焦距時(shí)的讀數(shù)顯微鏡3位置(Xl、 y》； 第三步驟調(diào)整變焦鏡頭2焦距至短焦，重復(fù)第二步驟，切換到鏡頭短焦距時(shí)， 深色小十字絲因?yàn)槌叽巛^小無(wú)法用顯微鏡3觀察到，而淺色大十字絲由于像高縮小變得越發(fā)清楚，用它來(lái)定位短焦距視軸中心，記錄下鏡頭處于短焦距時(shí)的讀數(shù)顯微鏡3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(zhǎng)、短焦的 視軸晃動(dòng)量，按以下公式換算成角度<formula>formula see original document page 6</formula>d。
權(quán)利要求
1一種檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的雙十字絲分劃板，其特征在于在分劃板中心，刻劃兩個(gè)同心十字絲，制成同心雙十字絲分劃板；大十字絲的寬度和長(zhǎng)度與小十字絲的寬度和長(zhǎng)度比例等于鏡頭的變倍比；小十字絲完全涂黑，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(jù)權(quán)利要求1所述一種檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的雙十字絲分劃 板，其特征在于同心雙十字絲分劃板的不同心誤差根據(jù)變焦距鏡頭視軸晃 動(dòng)檢測(cè)精度決定， 一般取0.0005mm-0.001mm。
3、 一種檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的雙十字絲分劃板的使用方法，其特 征在于該同心雙十字絲分劃板的使用方法第一步驟安排檢測(cè)平行光管、被檢測(cè)變焦距鏡頭、讀數(shù)顯微鏡同軸，在檢測(cè)平 行光管焦平面上安置同心雙十字絲分劃板，變焦距鏡頭把同心雙十字絲分 劃板的像投射到變焦距鏡頭的像面上；第二步驟把被檢測(cè)變焦距鏡頭調(diào)整到長(zhǎng)焦，微調(diào)讀數(shù)顯微鏡位置，首先用深色 小十字絲定位長(zhǎng)焦距視軸中心，記錄下鏡頭處于長(zhǎng)焦距時(shí)的讀數(shù)顯微鏡位 置(x。 y,);第三步驟調(diào)整鏡頭焦距至短焦，深色小十字絲因?yàn)槌叽巛^小無(wú)法用顯微鏡觀察 到，而淺色大十字絲由于像高縮小變得越發(fā)清楚，用它來(lái)定位短焦距視軸中心，記錄下鏡頭處于短焦距時(shí)的讀數(shù)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(zhǎng)、短焦的視軸晃動(dòng)量，按以下公式換算成角度X2)2+(y「^ (弧度) 1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的雙十字分劃板制作及使用方法。為了解決大變倍比的變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)的測(cè)量問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種同心雙十字絲分劃板，在分劃板中心，刻劃兩個(gè)同心十字絲，大十字絲的寬度和長(zhǎng)度與小十字絲的寬度和長(zhǎng)度比例等于鏡頭的變倍比；小十字絲完全涂黑，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(zhǎng)焦距視軸中心，用淺色大十字絲來(lái)定位短焦距視軸中心，獲得變焦距鏡頭視軸晃動(dòng)高精度檢測(cè)結(jié)果。解決了按常規(guī)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的變倍比較大的變焦距鏡頭的視軸晃動(dòng)檢測(cè)。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，證明了該檢測(cè)工具及檢測(cè)方案的正確性和可行性。而且工具簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，價(jià)值可觀。
文檔編號(hào)G01B21/22GK101246263SQ20071030035
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者郎小龍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所