CN105403151B - 干涉及投影一体化非球面偏心检测仪及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
干涉及投影一体化非球面偏心检测仪及其检测方法，属于光学检测技术领域。该检测仪包括激光光学系统A和激光光学系统B，所述的激光光学系统A底部固定设置多维位移平台A，所述的多维位移平台A下方配合设置多维位移平台B，所述的多维位移平台B下方配合设置激光光学系统B，所述的多维位移平台B上固定设置镜片夹具。本发明能够在同一台设备上，检测多种类型镜片的偏心和倾斜问题，不但提高了镜片的检测精度，还大大加快了镜片的检测速度，不但提升了企业的产品品质，同时也能提高企业的生产经济效益。
Description
技术领域
本发明属于光学检测技术领域，具体涉及干涉及投影一体化非球面偏心检测仪及其检测方法。
背景技术
目前市场上，针对非球面镜片加工精度的偏心检测技术，大部分还只停留在接触式上，有少部分非接触式的光学测量方法，又都只能检测面型问题，无法检测镜片的加工以及组装偏心、倾斜问题，给镜头的成像质量带来了隐患。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供干涉及投影一体化非球面偏心检测仪及其检测方法的技术方案。
所述的干涉及投影一体化非球面偏心检测仪，其特征在于包括激光光学系统A和激光光学系统B，所述的激光光学系统A底部固定设置多维位移平台A，所述的多维位移平台A下方配合设置多维位移平台B，所述的多维位移平台B下方配合设置激光光学系统B，所述的多维位移平台B上固定设置镜片夹具。
所述的干涉及投影一体化非球面偏心检测仪，其特征在于所述的激光光学系统B设置在底座上，所述的底座上固定设置支架B，所述的支架B上设置多维位移平台B和支架A，所述的支架A上设置多维位移平台A。
所述的干涉及投影一体化非球面偏心检测仪，其特征在于所述的支架A包括立柱A和固定板A，所述的固定板A上设有供光路通过的通孔A，所述的支架B包括立柱B和固定板B，所述的固定板B上设有供光路通过的通孔B。
所述的干涉及投影一体化非球面偏心检测仪，其特征在于所述的多维位移平台A设置在固定板A上，所述的多维位移平台B设置在固定板B上。
所述的利用干涉及投影一体化非球面偏心检测仪进行非球面偏心检测的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）检测非球面镜片上下两个表面的相对水平位移偏心时，将激光光学系统A和激光光学系统B同时打开，激光光学系统A发射出来的激光束A和激光光学系统B发射出来的激光束B分别照射在被测非球面镜片的上下两个表面上，并且在上表面球心环和下表面球心环上形成反射光路，分别得到上/下表面球心环像，通过分析确定出上下两个面形成的上/下表面球心环像的中心点相对位置的数值，即得出非球面上下两个表面的相对水平位移偏心数值；
2）检测非球面镜片上表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值时，将激光光学系统B打开，关闭激光光学系统A的光源，但不关闭激光光学系统A的接收装置，激光光学系统B的激光束B穿过被测非球面镜片时，部分光被被测非球面镜片的形状遮挡，无法穿透，只有边缘部分的光束进入激光光学系统A的接收装置，形成边缘轮廓影像，之后将上/下表面球心环像的中心点与边缘轮廓影像重叠，即得到上表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值；
3）检测非球面镜片下表面对于非球面镜片非球面镜片外圆轮廓的偏心数值时，将激光光学系统A打开，关闭激光光学系统B的光源，但不关闭激光光学系统B的接收装置，激光光学系统A的激光束A穿过被测非球面镜片时，部分光被被测非球面镜片的形状遮挡，无法穿透，只有边缘部分的光束进入激光光学系统B的接收装置，形成边缘轮廓影像，之后将上/下表面球心环像的中心点与边缘轮廓的影像重叠，即可得到上表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值；
4）检测非球面镜片整体倾斜数值的时，将激光光学系统A打开，并且观察平面环的反射干涉图形，之后通过计算干涉条纹，得出被测非球面镜片的整体倾斜情况。
本发明能够在同一台设备上，检测多种类型镜片的偏心和倾斜问题，不但提高了镜片的检测精度，还大大加快了镜片的检测速度，不但提升了企业的产品品质，同时也能提高企业的生产经济效益。
附图说明
图1，2为本发明的整体结构图；
图3为本发明中被测非球面镜片实例图；
图4为本发明中反射偏心环形图；
图5为本发明中干涉倾斜测量图；
图6为本发明中非球面镜片的外形轮廓图。
图中：1-激光光学系统A；2-多维位移平台A；3-支架A；4-激光束A；5-非球面镜片；6-镜片夹具；7-多维位移平台B；8-支架B；9-激光光学系统B；10-底座板；11-激光束B；12-上表面球心环；13-平面环；14-外圆轮廓；15-下表面球心环；16-上/下表面球心环像；301-立柱A；302-固定板A；303-通孔A；801-立柱B；802-固定板B；803-通孔B。
具体实施方式
以下结合说明书附图来进一步说明本发明。
如图1和2所示，干涉及投影一体化非球面偏心检测仪包括激光光学系统A1和激光光学系统B9，激光光学系统A1底部固定设置多维位移平台A2，多维位移平台A2下方配合设置多维位移平台B7，多维位移平台B7下方配合设置激光光学系统B9，多维位移平台B7上固定设置镜片夹具6，镜片夹具6夹持非球面镜片5。激光光学系统A1和激光光学系统B9为现有系统，发射波长632.8nm红色波段激光。多维位移平台A2和多维位移平台B7为现有平台，能够进行上下左右以及倾斜移动。具体是：激光光学系统B9设置在底座10上，底座10上固定设置支架B8，支架B8上设置多维位移平台B7和支架A3，支架A3上设置多维位移平台A2。其中，支架A3包括立柱A301和固定板A302，固定板A302上设有供光路通过的通孔A303。支架B8包括立柱B801和固定板B802，固定板B802上设有供光路通过的通孔B803。多维位移平台A2设置在固定板A302上，多维位移平台B7设置在固定板B802上。
利用上述的干涉及投影一体化非球面偏心检测仪进行非球面偏心检测的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）检测非球面镜片5（如图3为该非球面镜片5的实例图）上下两个表面的相对水平位移偏心时，将激光光学系统A1和激光光学系统B9同时打开，激光光学系统A1发射出来的激光束A4和激光光学系统B9发射出来的激光束B11分别照射在被测非球面镜片5的上下两个表面上，并且在上表面球心环12和下表面球心环15上形成反射光路，分别得到如图4所示的上/下表面球心环像16，通过分析确定出上下两个面形成的上/下表面球心环像16的中心点相对位置的数值，即得出非球面上下两个表面的相对水平位移偏心数值；
2）检测非球面镜片5上表面相对于非球面镜片5外圆轮廓的偏心数值时，将激光光学系统B9打开，关闭激光光学系统A1的光源，但不关闭激光光学系统A1的接收装置，激光光学系统B9的激光束B11穿过被测非球面镜片5时，部分光被被测非球面镜片5的形状遮挡，无法穿透，只有边缘部分的光束进入激光光学系统A1的接收装置，形成边缘轮廓影像，如图6所示，之后将图4所示的上/下表面球心环像16的中心点与图6所示的边缘轮廓影像重叠，即得到上表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值；
3）检测非球面镜片5下表面对于非球面镜片非球面镜片5外圆轮廓的偏心数值时，将激光光学系统A1打开，关闭激光光学系统B9的光源，但不关闭激光光学系统B9的接收装置，激光光学系统A1的激光束A4穿过被测非球面镜片5时，部分光被被测非球面镜片5的形状遮挡，无法穿透，只有边缘部分的光束进入激光光学系统B9的接收装置，形成边缘轮廓影像，如图5所示，之后将图4所示的上/下表面球心环像16的中心点与图5所示的边缘轮廓的影像重叠，即可得到上表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值；
4）检测非球面镜片5整体倾斜数值的时，将激光光学系统A1打开，并且观察平面环13的反射干涉图形，如图5所示，之后通过计算干涉条纹，得出被测非球面镜片5的整体倾斜情况。
以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.利用干涉及投影一体化非球面偏心检测仪进行非球面偏心检测的方法，所述的干涉及投影一体化非球面偏心检测仪包括激光光学系统A（1）和激光光学系统B（9），所述的激光光学系统A（1）底部固定设置多维位移平台A（2），所述的多维位移平台A（2）下方配合设置多维位移平台B（7），所述的多维位移平台B（7）下方配合设置激光光学系统B（9），所述的多维位移平台B（7）上固定设置镜片夹具（6），其特征在于包括以下步骤：
1）检测非球面镜片（5）上下两个表面的相对水平位移偏心时，将激光光学系统A（1）和激光光学系统B（9）同时打开，激光光学系统A（1）发射出来的激光束A（4）和激光光学系统B（9）发射出来的激光束B（11）分别照射在被测非球面镜片（5）的上下两个表面上，并且在上表面球心环（12）和下表面球心环（15）上形成反射光路，分别得到上表面球心环像和下表面球心环像，通过分析确定出上下两个面形成的上表面球心环像和下表面球心环像的中心点相对位置的数值，即得出非球面上下两个表面的相对水平位移偏心数值；
2）检测非球面镜片（5）上表面相对于非球面镜片（5）外圆轮廓的偏心数值时，将激光光学系统B（9）打开，关闭激光光学系统A（1）的光源，但不关闭激光光学系统A（1）的接收装置，激光光学系统B（9）的激光束B（11）穿过被测非球面镜片（5）时，部分光被被测非球面镜片（5）的形状遮挡，无法穿透，只有边缘部分的光束进入激光光学系统A（1）的接收装置，形成边缘轮廓影像，之后将上/下表面球心环像（16）的中心点与边缘轮廓影像重叠，即得到上表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值；
3）检测非球面镜片（5）下表面对于非球面镜片非球面镜片（5）外圆轮廓的偏心数值时，将激光光学系统A（1）打开，关闭激光光学系统B（9）的光源，但不关闭激光光学系统B（9）的接收装置，激光光学系统A（1）的激光束A（4）穿过被测非球面镜片（5）时，部分光被被测非球面镜片（5）的形状遮挡，无法穿透，只有边缘部分的光束进入激光光学系统B（9）的接收装置，形成边缘轮廓影像，之后将上/下表面球心环像（16）的中心点与边缘轮廓的影像重叠，即可得到下表面相对于非球面镜片外圆轮廓的偏心数值；
4）检测非球面镜片（5）整体倾斜数值的时，将激光光学系统A（1）打开，并且观察平面环（13）的反射干涉图形，之后通过计算干涉条纹，得出被测非球面镜片（5）的整体倾斜情况。
2.如权利要求1所述的利用干涉及投影一体化非球面偏心检测仪进行非球面偏心检测的方法，其特征在于所述的激光光学系统B（9）设置在底座（10）上，所述的底座（10）上固定设置支架B（8），所述的支架B（8）上设置多维位移平台B（7）和支架A（3），所述的支架A（3）上设置多维位移平台A（2）。
3.如权利要求2所述的利用干涉及投影一体化非球面偏心检测仪进行非球面偏心检测的方法，其特征在于所述的支架A（3）包括立柱A（301）和固定板A（302），所述的固定板A（302）上设有供光路通过的通孔A（303），所述的支架B（8）包括立柱B（801）和固定板B（802），所述的固定板B（802）上设有供光路通过的通孔B（803）。
4.如权利要求3所述的利用干涉及投影一体化非球面偏心检测仪进行非球面偏心检测的方法，其特征在于所述的多维位移平台A（2）设置在固定板A（302）上，所述的多维位移平台B（7）设置在固定板B（802）上。
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