[发明专利]一种透镜组件及具有其的激光位移传感器有效
申请号: | 202110985306.7 | 申请日: | 2021-08-25 |
公开(公告)号: | CN113721346B | 公开(公告)日: | 2023-02-03 |
发明(设计)人: | 初明璋;赵慧斌;殷伯华;许广鹿;韩立 | 申请(专利权)人: | 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院;中国科学院电工研究所 |
主分类号: | G02B13/00 | 分类号: | G02B13/00;G02B27/00;G01B11/02 |
代理公司: | 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250 | 代理人: | 郑越 |
地址: | 250104 山东省济*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 透镜 组件 具有 激光 位移 传感器 | ||
本发明涉及激光测量技术领域,具体涉及一种透镜组件及具有其的激光位移传感器。一种透镜组件,包括:沿光线传输方向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,所述第一透镜和第三透镜均为双凸透镜,第二透镜为双凹透镜,且所述第一透镜和第三透镜的折射率均大于第二透镜的折射率,所述第一透镜和第三透镜的阿贝数均小于第二透镜的阿贝数。本发明测量精度较高。
技术领域
本发明涉及激光测量技术领域,具体涉及一种透镜组件及具有其的激光位移传感器。
背景技术
激光位移传感器是一种高精度测量特定距离范围的仪器,其基本原理是光学三角法:以激光发射点、被测目标点、接收点三者构成一个三角形,已知发射点与接收点两者的角度和位置信息,计算出被测目标点的位置。在使用中,通过记录传感器量程范围内的光电位置信息,读取标定数据的方式来给出被测物体的位移量。这种原理的测距仪一般是用来测量2000毫米以下短程距离(行业称之为位移),常用在铁轨、产品厚度、平整度和尺寸等方面。现有的激光位移传感器测量量程与精度是多种多样的,但基本在110—190毫米的宽量程范围内,精度往往达不到6微米。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的激光位移传感器测量精度较低的缺陷,从而提供一种测量精度较高的透镜组件及具有其的激光位移传感器。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种透镜组件,包括:
沿光线传输方向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,所述第一透镜和第三透镜均为双凸透镜,第二透镜为双凹透镜,且所述第一透镜和第三透镜的折射率均大于第二透镜的折射率,所述第一透镜和第三透镜的阿贝数均小于第二透镜的阿贝数。
可选地,所述第一透镜和第三透镜的折射率相等且均大于1.75,所述第二透镜的折射率小于1.5;所述第一透镜和第三透镜的阿贝数相等且均小于40,所述第二透镜的阿贝数大于60。
可选地,所述第一透镜和第二透镜的第一组合焦距与透镜组件的总焦距的比值小于-6且大于-7,所述第二透镜和第三透镜的第二组合焦距与透镜组件的总焦距的比值小于3且大于2。
还提供了一种激光位移传感器,包括所述的透镜组件。
可选地,还包括位于透镜组件出射方向上的传感器,所述传感器相对光线传输方向倾斜设置。
可选地,所述传感器相对光线传输方向的倾斜角小于43°且大于40°。
可选地,还包括位于所述第三透镜和所述传感器之间的反射镜,所述反射镜相对光线传输方向倾斜设置,所述第三透镜靠近所述反射镜的镜面与所述反射镜的第一中心距离小于17毫米且大于14毫米,所述反射镜与传感器的第二中心距离小于22毫米且大于19毫米。
可选地,还包括底座和激光器组件,所述激光器组件和透镜组件均设于所述底座上,且所述激光器组件与所述底座活动连接。
可选地,所述激光器组件与底座的安装面上设有第一转动件和第二转动件,所述第一转动件的第一转轴与底座的安装面垂直,且同时与第二转动件的第二转轴垂直,以分别调节所述激光器组件的激光出射角度和激光出射俯仰角度。
可选地,所述激光器组件还包括聚光镜和激光器,所述聚光镜与所述激光器同轴设置,且所述聚光镜通过调节件朝向或远离所述激光器运动,以调节聚光镜和激光器之间的距离。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的透镜组件,包括沿光线传输方向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,且第一透镜和第三透镜均采用高折射率低阿贝数材质,第二透镜则采用低折射率高阿贝数材质,从而减少了系统球差和慧差,具有一定的对称性,自由度高,以校正球差、慧差和像散等畸变;且景深较大,像面光斑相对较小且较均匀,从而能够在量程150mm±40mm内,获得4微米的测量精度,提高了测量精度。
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