CN106556353A - 2d共焦位移传感器 - Google Patents
2d共焦位移传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106556353A CN106556353A CN201510613174.XA CN201510613174A CN106556353A CN 106556353 A CN106556353 A CN 106556353A CN 201510613174 A CN201510613174 A CN 201510613174A CN 106556353 A CN106556353 A CN 106556353A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piece
- mems micromirror
- confocal displacement
- displacement transducers
- confocal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种2D共焦位移传感器，共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。MEMS微镜片震动系统包括MEMS微镜片和控制MEMS微镜片的单片机。本发明提供的一种2D共焦位移传感器，提升了原单点位移传感器可以测量应用的范围，可以在不要其他运动的机构的前体下实现2D形貌数据的测量，依靠单独一个光路一块光谱仪检测，比用多光、多路光谱检测实现的成本更低，结构更紧凑小巧。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种用于超高精度和超高稳定性的非接触光学位移测量仪器的2D共焦位移传感器。
背景技术
目前市面上常规的都是单点共焦位移传感器，共焦位移计是一种新型的超高精度和超高稳定性的非接触光学位移测量仪器，由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色)，通过色散镜头发生光谱色散，在一条轴线上形成一系列不同波长的单色光，每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。物体表面将照射光反射回来，通过共聚焦小孔过滤，只有满足共焦条件的单色光，可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长，换算获得距离值。
现在全球制造生产共焦位移传感器的主要有法国STIL SA公司，德国米铱公司，德国Precitec公司。以上公司主要制造生产的都是单点的共焦位移传感器。其中法国STIL SA公司和德国Precitec公司有尝试研制出通过上百个光纤通道同时检测来实现2D共焦位移传感器，但是此种方式设备体积庞大，成本是单点共焦位移传感器的5到10倍。
现有的共焦位移传感器主要为单点测量，可以直接满足的应用仅限于物体振动或变形的位移测量、玻璃厚度测量、扫描表面形貌、粗糙度等，应用时候必须要借助二维运动的电动平台才可以实现。测头固定放置在某个位置无法直接测量二维尺寸。自动化在线检测越来越多的需要进行二维形貌扫描后的测量，单点共焦位移传感器无法直接满足应用需要。
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出了一种2D共焦位移传感器。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种2D共焦位移传感器，其中具体方案为：
共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。
上述的一种2D共焦位移传感器，其中，MEMS微镜片震动系统包括MEMS微镜片和控制MEMS微镜片的单片机。
上述的一种2D共焦位移传感器，其中，聚焦部和色散部呈90°垂直，在聚焦部和色散部的中间加装一个45°放射式的MEMS微镜片。
上述的一种2D共焦位移传感器，其中，用单片机控制MEMS微镜片做往复性的倾斜晃动，速度200-300次/s。
一种2D共焦位移传感器的操作方法，具体为：
由MEMS微镜片做高速的往复性的倾斜晃动，色散部最后照射在被测物体上的光的位置随着MEMS微镜片的晃动在被测物体上呈一条线的轨迹做高速滑动；
2D共焦位移传感器内部的光谱仪在MEMS微镜片晃动的每一个周期反馈出一次被测面的二维形状曲线；
将光谱仪每一个周期中的测量值做为2D共焦位移传感器的Z轴测量值，将MEMS微镜片晃动每个周期的在被测物体上的位置做为2D共焦位移传感器的X轴测量值，之后通过系统的单片机计算给出X，Z两维的测量数据。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
用MEMS微镜片的往复振动改变原单点共焦位移传感器的光路，实现单点位置的光点做高速线轨迹扫描运动。
1.此种2D共焦位移传感器提升了原单点位移传感器可以测量应用的范围，可以在不要其他运动的机构的前体下实现2D形貌数据的测量。
2.此种2D共焦位移传感器还是依靠单独一个光路一块光谱仪检测，比用多光、多路光谱检测实现的成本更低，结构更紧凑小巧。
附图说明
图1为现有技术中单点共焦位移传感器的结构图；
图2为本发明提供的2D共焦位移传感器的结构图。
图中：
1色散部 2聚焦部 3 MEMS微镜片震动系统
4光源 5 MEMS微镜片
具体实施方式
本发明提供的一种2D共焦位移传感器，将共焦位移传感器的测头的聚焦部2和色散部1做成两节，将聚焦的部分和色散的部分90°垂直安装，在中间加装一个45°放射式的MEMS微镜片5，用单片机控制MEMS微镜片5做高速的往复性的倾斜晃动，速度200-300次/s。
MEMS微镜片震动系统3包括MEMS微镜片5和控制MEMS微镜片5的单片机，MEMS微镜片5做高速的往复性的倾斜晃动，色散部1最后照射在被测物体上的光的位置随着MEMS微镜片5的晃动在被测物体上呈一条线的轨迹做高速滑动；
2D共焦位移传感器内部的光谱仪在MEMS微镜片5晃动的每一个周期反馈出一次被测面的二维形状曲线；
将光谱仪每一个周期中的测量值做为2D共焦位移传感器的Z轴测量值，将MEMS微镜片5晃动每个周期的在被测物体上的位置做为2D共焦位移传感器的X轴测量值，之后通过系统的单片机计算给出X，Z两维的测量数据。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (5)
1.一种2D共焦位移传感器，其特征在于：
共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。
2.如权利要求1所述的一种2D共焦位移传感器，其特征在于：MEMS微镜片震动系统包括MEMS微镜片和控制MEMS微镜片的单片机。
3.如权利要求1所述的一种2D共焦位移传感器，其特征在于：聚焦部和色散部呈90°垂直，在聚焦部和色散部的中间加装一个45°放射式的MEMS微镜片。
4.如权利要求2-3所述的一种2D共焦位移传感器，其特征在于：用单片机控制MEMS微镜片做往复性的倾斜晃动，速度200-300次/s。
5.如权利要求4所述的一种2D共焦位移传感器的操作方法，其特征在于：
由MEMS微镜片做高速的往复性的倾斜晃动，色散部最后照射在被测物体上的光的位置随着MEMS微镜片的晃动在被测物体上呈一条线的轨迹做高速滑动；
2D共焦位移传感器内部的光谱仪在MEMS微镜片晃动的每一个周期反馈出一次被测面的二维形状曲线；
将光谱仪每一个周期中的测量值做为2D共焦位移传感器的Z轴测量值，将MEMS微镜片晃动每个周期的在被测物体上的位置做为2D共焦位移传感器的X轴测量值，之后通过系统的单片机计算给出X，Z两维的测量数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510613174.XA CN106556353A (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 2d共焦位移传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510613174.XA CN106556353A (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 2d共焦位移传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106556353A true CN106556353A (zh) | 2017-04-05 |
Family
ID=58413529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510613174.XA Pending CN106556353A (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 2d共焦位移传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106556353A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719774A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-08 | 浙江大学 | 一种基于超结构色散共焦的复杂曲面形貌测量方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6377349B1 (en) * | 1998-03-30 | 2002-04-23 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Arrangement for spectral interferometric optical tomography and surface profile measurement |
| CN102346020A (zh) * | 2010-08-04 | 2012-02-08 | 原相科技股份有限公司 | 用于互动介面的三维信息产生装置与三维信息产生方法 |
| US20130058092A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Air Force | Dynamic Laser Pointer |
| CN104034268A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-10 | 西安工业大学 | 双缝干涉条纹解码光谱共焦位移传感器及其位移测量方法 |
| CN104181691A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 基于mems微镜折叠式的扫描光学系统 |
-
2015
- 2015-09-24 CN CN201510613174.XA patent/CN106556353A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6377349B1 (en) * | 1998-03-30 | 2002-04-23 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Arrangement for spectral interferometric optical tomography and surface profile measurement |
| CN102346020A (zh) * | 2010-08-04 | 2012-02-08 | 原相科技股份有限公司 | 用于互动介面的三维信息产生装置与三维信息产生方法 |
| US20130058092A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Air Force | Dynamic Laser Pointer |
| CN104034268A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-10 | 西安工业大学 | 双缝干涉条纹解码光谱共焦位移传感器及其位移测量方法 |
| CN104181691A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 基于mems微镜折叠式的扫描光学系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王文勇等: "《免疫细胞（组织）化学和分子病理学技术》", 30 November 2010, 第四军医大学出版社 * |
| 竺子民: "《光电图像处理》", 30 September 2000, 华中理工大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719774A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-08 | 浙江大学 | 一种基于超结构色散共焦的复杂曲面形貌测量方法及系统 |
| CN114719774B (zh) * | 2022-04-01 | 2023-04-07 | 浙江大学 | 一种基于超结构色散共焦的复杂曲面形貌测量方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201974160U (zh) | 一种结构光三维形貌测量装置 | |
| CN103433810B (zh) | 一种复杂曲面法矢在机检测装置及方法 | |
| CN101858736B (zh) | 多焦全息差动共焦超大曲率半径测量方法与装置 | |
| CN103292732B (zh) | 一种可伸缩式的大型自由曲面在机测量装置 | |
| TW201839354A (zh) | 光學式轉軸多自由度誤差檢測裝置與方法（二） | |
| CN109357631A (zh) | 一种基于激光位移传感器的测量系统中心标定方法 | |
| CN1758014A (zh) | 用于测量位移的干涉仪系统以及采用该干涉仪系统的曝光系统 | |
| CN107490343B (zh) | 一种用于转台六项几何误差测量方法 | |
| CN104913732B (zh) | 基于复合激光干涉的法线跟踪式非球面测量方法与系统 | |
| CN109520417A (zh) | 机床几何误差及旋转台转角定位误差检定装置和方法 | |
| CN103884270B (zh) | 圆光栅安装时产生二维微小角度的测量装置及方法 | |
| CN206177246U (zh) | 一种可变量程的激光三角法位移测量装置 | |
| CN104375383A (zh) | 用于光刻设备的调焦调平检测装置及方法 | |
| CN205561770U (zh) | 透镜厚度检测装置 | |
| CN109798883B (zh) | 一种高精度二维平移台垂直度检测方法及装置 | |
| CN108519063B (zh) | 双量程复合的激光测头装置及其表面测量方法 | |
| CN106556353A (zh) | 2d共焦位移传感器 | |
| CN105698692A (zh) | 透镜厚度检测装置 | |
| CN104089597B (zh) | 一种多点位移测量装置 | |
| JP6356632B2 (ja) | 面測定方法及び面測定装置 | |
| CN105043280B (zh) | 一种回转中心间距测量方法 | |
| JP2019194571A (ja) | 曲面形状検査装置 | |
| CN110081835A (zh) | 挖掘机液压锥柱塞轮廓加工误差测量装置及方法 | |
| CN110411367A (zh) | 曲面形状检查装置 | |
| JP5030917B2 (ja) | 姿勢測定方法及び研削装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170405 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |