偏心仪测量原理介绍

OptiCentric

一. 测量原理

1、透镜的检查和装配

透镜定心

根据ISO10110标准，当光照

和镜片参考轴不一致，各自在不同

的方向和位置时，中心误差就会出

现。

在固定，调整和粘接大量镜片

时，大量的中心偏差就会导致和增

加镜片的加工错误。因此，只有当

所有生产步骤从中心公差测量到

大量镜片的装配作为一个完整的

规划和概念进行设计和测量时才能满足高精度光学系统的测量要求。

TRIOPTIC公司OptiCentric系列下的全部产品的设计已经覆盖到了任何型号的器件和不同的精细程度。OptiCentric系列同时也覆盖了所有生产步骤从中心测量到光学元件的调整，巩固和装配。OptiCentric系列包括了对任何应用有益处的工具，从简单并且能提供可视的元件到复杂，全自动和电脑控制以及实验室阶段处理。

测量原理

确定中心偏差的常规程序是在光发射和反射时旋转光样品。对于测量，带有光学器件的自准直仪聚焦与表面曲率中心（反射模式）或者镜头焦平面（透射模式）。对于转直仪的测量传输是额外的需要。平行光束从准直仪发射出来聚焦在焦平面用于测量。从镜头反射的图象（反射模式）和投影到镜头焦点的图象（投射模式）是通过自准直仪器的目镜，望远镜和显微镜下观察的。在透射模式中无法从两个透镜表面产生中心偏差。某些情况下，虽然镜头在安置时是倾斜的，但镜头在透射传输测试中能显示无误差中心。图象是从镜头表面反射出来的却描述出了镜头倾斜的标准和各自的中心误差。

全反射方法是中心偏

差测量唯一完整并且准确

的方法，然而反射方法在

很多情况下不好控制。另

一方面，带有机械压缩的

透射方法给出了令人满意

的解决。一个经济的光学

制造过程应该综合考虑这

两种方法。

当中心偏差出现时，

观察图象描绘除了一个圆

的，而样品是围绕一个参

考或数据轴。圆形的直径

是和中心偏差尺寸成比例

的。测量结果可以认定为超出圆的半径或者倾斜表面和镜头轴线。

2、 OptiCentric

在此，设置一个装有镜头的自准直仪器聚焦在样品的图象平面（透射方式）或者在正在测试的镜头表面的曲率中心上（反射模式）。这个测试很简单，聚焦过程和仪器的操作过程可以轻松的展开。

基本设置：

1.带有CCD相机的自准直仪

2.补充的X，Y消色差

3.样品

4.镜面

5.瞄准仪

然而，这个设置需要知道焦距的数值和样品的曲率半

径，否则不能计算出中心偏差。当测量样品的聚焦长

度和曲率半径时也会遇到困难。为了容纳更长的焦距

和曲率半径需要额外的调焦光学元件。

TRIOPTICS以前研制的是标准化的模块化设计，

所以每个仪器是高端的并且相互符合。为了更简单的

挑选适合的仪器，第一步主要的机器零部件包括：

光学传感像头：

光学传感相头的设计是观察和量化中心偏差的大小和大量光学器件。光学传感相头也是用于单个零件在巩固和安装前调整的基本部件。

光学传感像头是基本的光学设置（包括自准直仪和望远镜）装配有适合的十字准线。十字准线后的照明设施适应样品的反射工具。由Trioptics 提供的各种照明单位完全装有光学冷凝器和不同的光源。

·低功率球型物

·带光纤的大功率卤化灯泡

·NIR照明

·激光照明

刻在测量头上允许直接读取超出圆的半径，圆是由旋转样品制造出的产品聚焦或反射出的。目镜（用于误差读取）可以从大范围的尺度或数据库中挑选。照明的刻度（投影在样品曲率或焦点中心）大多为相交的光或针孔。

由Trioptics提供的光学传感测量头为标准设计，所以误差的观察和测量以及镜片的调

整可以展开。

·可视观察目镜

·可视监控视频

·自动PC控制

把可视控制用于目镜是最简易和经济的方法。然而，精确度和可

重复性有了限制并且很大程度上取决于操作者的资格和疲劳程

度。将可视控制用于目镜，CCD相机和CCD光学采集和视频监

控增加了操作的方便舒适性。可以使操作者更好的集中精力处理

样品。这些仪器不能提供中心偏差的记录或者巩固和调整要求达

到的精度。所以拒绝那些光学仪器客户可以很快的忘记这台仪器

价格低廉的优势。

全自动，电脑控制的光学传感像头的应用很

大程度上增加了精确度和可重复性，提供了数据记

录，而且不同由操作者资格或疲劳程度决定。CCD

相机在这种情况下连接在图象采集卡并安装在电脑

上。软件系统控制着测量过程，所以很少由操作者

决定。直接测量数据可作为超出圆半径自动确定并

且用于偏离计算（透射方法）和倾斜角度计算（反

射方法）。

测量证书包括按照ISO10110标准发布数据以及和

数据标准的对比是可行的。为了增加系统的性能和

提高光学存储的效率，许多的光学器件如电子测量

标度，数据存储以及YES/NO 判断都是可用的。每

一个 Trioptics的产品都可以根据客户的要求而不断

的升级。

带有驱动机械装置的高精度底座：

光学传感镜头通常都固定在一个底座上，是为了能上下调整测量头以适

应一定的曲率半径范围（反射模式）和焦距范围（投射模式）。测量头必要的

运动可提供不同的机制和控制，可以通过以下方式调整测量头：

·手工

·带有按扭和加速的动力化控制器

·动力化计算机控制

对于手动远程控制，Trioptics的底座装配有同轴转动旋扭，这种方法虽然

价格低廉，但是对于调整测量头所花费的时间会降低使用效率。此外由于移

动的限制，必须要选择一定的底座高度，因此操作员被固定在了固定的位置。

所以为了能覆盖一定的焦距/半径，需要大量的额外光学器件。

动力化需要步进电机和控制器来增加移动速度和测量头的移动，相比于

手动控制，动力化需要更少的额外的光学元件来覆盖一定的焦距和半径。全自动计算机控制允许对无限的焦距和半径驱动到焦点位置。这些位置可以从光学镜片的设计得知也可以在teach-in procedure中找到，并为今后的使用记录下来。在这种方式下，调整和装配大量镜头就变的更加容易了。与全自动测量头结合起来，机械性的且计算机控制的底座可以和全自动测量以及生产过程结合在一起。Trioptic的手工底座配有数字幻灯可以显示测量头的任何位置以及帮助操作者找到聚焦焦点位置。在机动控制下，镜头位置是由阶段控制动力提供的。

所有的底座都可以在反射和投射方法中用于测量。对于透射中装

配包括底座上的瞄准仪和偏转镜。

双镜头底座：

对于大量复杂的镜片调整和安装，TRIOPTICS研发了双镜头系

列，允许同时测量镜片表面的顶部和底部。这个专利设计大大提高了

镜片装配和测量中心偏差的能力。

用于测量和大型镜片装配的底座：

OptiCentric系列产品线涵盖了从微小内窥镜到大型镜片的装配和测

量的所有应用。OptiCentric® UltraStable系列产品提供了坚固和稳定

的仪表框架，抗震隔离器，重型空气轴承和刚性倾斜可调表。重型空

气轴承直径为300mm，具有极高刚性，轴向和径向误差大大低于50