CN109974583A - 一种非接触光学元件表面面形测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种非接触光学元件表面面形测量装置及方法，包括上位机、电子控制模块、探头支撑结构、光学探头、待测元件、元件夹持装置、Z轴电动平移台、千分表及XY轴电动平移台。光学探头向待测元件表面投影聚焦光点，光点反射回物镜后通过三孔光阑形成三孔亮斑。由于亮斑之间距离与光点高度位置有关，因此实时采集图像计算亮斑之间距离可获得表面厚度。为了增加高度测量范围，使用Z轴电动平移台上下移动待测元件并使用千分表测量元件位置。相比传统的接触式面形测量系统，本发明具有非接触的优点，可避免影响元件表面并同时获得大测量范围及高精度。

Description

一种非接触光学元件表面面形测量装置及方法
技术领域
本发明属于光学测量领域，具体涉及一种非接触光学元件表面面形测量装置及方法。
背景技术
光学元件在日常生活及各种精密设备中应用广泛，其面形精度是影响系统性能的关键因素，若加工面形与设计面形相差较大，元件光焦度发生变化进而导致系统性能指标与设计不符。因此高精度光学元件对表面面形有严格的要求，需要有良好的加工精度，在加工过程中及完成后准确测量透镜面形是控制元件质量的关键步骤。
目前零件面形测量方法可分为接触式与非接触式两种。接触法使用机械探头接触零件表面，通过使用光栅尺测量探头位置表征表面高度，但机械接触容易造成元件表面划伤，影响光学系统的杂散光。非接触式测量是元件面形测量技术的发展方向，具有精度高、不损伤表面的优点，但与普通机械及塑料零件面形测量不同，光学元件表面为镜面反射，普通非接触式测量方法难以工作，导致目前工厂中仍然缺少一种非接触式面形测量装置，迫切需要设计新的测量方案来解决上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种非接触光学元件表面面形测量装置及方法。基于光学测量技术获得元件表面厚度，结合扫描生成元件面形，满足平面及大曲率半径光学元件测量要求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于，包括：上位机、电子控制模块、探头支撑结构、光学探头、待测元件、元件夹持装置、Z轴电动平移台、千分表及XY轴电动平移台；所述上位机发送指令至电子控制模块，所述电子控制模块接收上位机的指令，控制光学探头、Z轴电动平移台和XY轴电动平移台的工作；所述光学探头安装在探头支撑结构上，所述待测元件安装在元件夹持装置上，光学探头和待测元件上下相对设置，光学探头向待测元件表面投影聚焦光点，采集光点图像，并传输至上位机；所述元件夹持装置与Z轴电动平移台相连，通过Z轴电动平移台在垂直方向移动待测元件；所述Z轴电动平移台上安装有千分表，用于测量待测元件的位置，并传输至上位机；Z轴电动平移台安装在XY轴电动平移台上，通过XY轴电动平移台在水平方向移动待测元件，Z轴电动平移台和XY轴电动平移台均使用步进电机进行驱动。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述光学探头包括激光器、三孔光阑、相机、分光镜和显微物镜；所述激光器通过光耦控制通断，激光器产生的激光束经过分光镜反射进入显微物镜并被聚焦至待测元件表面，聚焦光点经反射返回至显微物镜，并通过分光镜到达三孔光阑，在相机的探测平面上形成三孔亮斑图案。
进一步地，所述激光器为半导体激光器，功率为5mW；所述相机使用CMOS面阵探测器，像素数目大于100万；所述分光镜为非偏振分光棱镜，尺寸大于10mm×10mm×10mm；所述显微物镜的放大倍数高于10×。
进一步地，所述上位机包括用于控制相机拍摄光点图像的图像采集模块、用于处理图像获得三孔亮斑尺寸的图像处理模块、用于控制Z轴电动平移台和XY轴电动平移台的运动控制模块、以及用于生成检测结果的输出模块；上位机与相机之间通过USB协议、千兆网或CameraLink接口进行通信。
进一步地，所述电子控制模块包括开关电源、单片机、步进电机驱动器及光耦；开关电源实现220V交流电源与5V、24V直流电源的转换，其中24V电源供给步进电机驱动器，5V电源供给激光器、单片机；单片机与上位机进行串口通信并控制输入输出接口；步进电机驱动器用于驱动Z轴电动平移台和XY轴电动平移台的步进电机；步进电机驱动器和激光器之间通过光耦隔绝电流影响。
进一步地，所述待测元件具有抛光曲面，且曲面切平面与水平面夹角小于10°，使得聚焦光点经显微物镜反射后光线可充满三孔光阑；所述元件夹持装置使用自定心夹具。
进一步地，所述Z轴电动平移台包括步进电机和平移台两个部分，其中步进电机具备刹车功能，平移台上下移动待测元件，分辨率为1μm。
进一步地，所述千分表分辨率为1μm，用于测量待测元件Z轴方向的位置，增加待测元件Z轴方向测量范围。
进一步地，所述XY轴电动平移台移动分辨率为1μm，移动范围为50mm×50mm。
此外，本发明还提出了一种如上所述的非接触光学元件表面面形测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：移动Z轴电动平移台和XY轴电动平移台至初始设定位置，安装待测元件；
步骤二：快速移动Z轴电动平移台上下扫描，实时采集相机图像，当图像中出现三孔亮斑时降低速度，实时计算亮斑边长，当边长为设定值时停止移动，计算光学表面高度Z坐标，并记录此时XYZ点坐标；
步骤三：XY轴电动平移台在水平方向移动待测元件，移动过程中实时计算三孔亮斑边长，Z轴电动平移台移动待测元件使得三孔亮斑边长不变，上位机读取千分表数值并对三孔亮斑边长进行修正，保存此时XYZ坐标；
步骤四：根据保存的XYZ坐标，生成元件表面面形，与设定面形进行比较，确认是否满足加工要求，并根据用户要求输出测量结果。
本发明的有益效果是：
1、基于光学技术测量光学元件表面面形，相比现有接触式测量方法具有非接触的优点，可避免损伤元件表面引入杂散光；
2、通过采用三孔光阑的方式克服了传统共焦技术需Z扫描确定聚焦光点位置导致效率较低的问题，在小范围内无需扫描即可获得光点位置，进一步结合千分表可同时实现大范围及高精度测量。
附图说明
图1是本发明所述非接触光学元件表面面形测量装置的示意图。
图2是光学探头结构示意图。
图3是三孔光阑示意图及光点位置不同时的三孔亮斑示意图。
附图标记如下：1-上位机、2-电子控制模块、3-探头支撑结构、4-光学探头、5-待测元件、6-元件夹持装置、7-Z轴电动平移台、8-千分表、9-XY轴电动平移台，41-激光器、42-三孔光阑、43-相机、44-分光镜、45-显微物镜。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示的非接触光学元件表面面形测量装置，用于测量平面及大曲率半径光学元件的表面面形，包括上位机1、电子控制模块2、探头支撑结构3、光学探头4、待测元件5、元件夹持装置6、Z轴电动平移台7、千分表8及XY轴电动平移台9等组成部分。光学探头4向元件表面投影聚焦光点，光点反射回物镜45后通过三孔光阑42形成三孔亮斑。由于亮斑之间距离与光点高度位置有关，因此实时采集图像计算亮斑之间距离可获得表面厚度。为了增加高度测量范围，使用Z轴电动平移台7上下移动待测元件5并使用千分表8测量元件位置。
测量时首先设定XY扫描范围，移动三轴电动平移台（即Z轴电动平移台7和XY轴电动平移台9）至初始设定位置，将待测元件5安装在元件夹持装置6上，Z轴电动平移台7带动元件上下移动，实时读取并处理相机43探测图像，获得亮斑之间的距离，结合千分表8显示数据计算获得光学表面高度位置，XY轴电动平移台9带动元件在XY方向扫描，扫描过程中控制Z轴电动平移台7，保证亮斑尺寸变化较小，加快扫描速度。扫描完成后上位机1保存每个XY位置处的表面高度并生成面形。
上位机1为台式或笔记本计算机，为了便于使用，上位机1安装64位或32位Windows操作系统，提供USB及千兆网接口，若相机43为CameraLink接口，上位机1需提供采集卡安装卡槽。当使用普通USB摄像头作为相机43时，上位机1可通过通用驱动控制及采集摄像头。上位机1通过串口与电子控制模块2之间实现交互，可发送指令控制Z轴电动平移台7及XY轴电动平移台9移动。若上位机1不提供串口接口，需提供至少2个USB接口，分别通过USB转串口模块与电子控制模块2进行连接及与千分表8进行通信获取数据。
上位机1中编写控制程序，包括用于控制相机拍摄光点图像的图像采集模块、用于处理图像获得三孔亮斑尺寸的图像处理模块、用于控制三轴电动平移台的运动控制模块、及用于生成检测结果的输出模块。
电子控制模块2包括开关电源、单片机、步进电机驱动器、光耦等部分，实现上位机1与其余硬件部分的交互工作，接收上位机1指令控制三轴平移台移动、控制光源通断、控制相机触发等功能，提供220V交流电源、平移台极限及零位信号等输入接口，刹车信号、步进电机驱动信号、激光器电源、相机触发等输出接口。电子控制模块2通过使用开关电源实现220V交流电源与5V、24V直流电源的转换，其中24V电源需提供至少5A电流，用于供给步进电机驱动器及光耦，5V电源需提供至少2A电流，用于供给激光器41、单片机及光耦。单片机用于与上位机1进行串口通信并控制输入输出接口。步进电机驱动器、激光器41之间通过光耦隔绝电流影响。
光学探头4具体结构如图2所示，包括激光器41、显微光路、三孔光阑42及相机43、四个部分，显微光路包括分光镜44和长工作距显微物镜45。激光器41使用普通半导体激光器，功率为5mW，可通过光耦控制激光器41通断，激光束经分光镜44反射进入显微物镜45并被聚焦至待测元件5表面。待测元件5具有抛光曲面，且曲面切平面与水平面夹角小于10°，使得聚焦光点经显微物镜45反射后光线可充满三孔光阑42。由于元件表面为光滑表面，聚焦光点经反射返回显微物镜45，通过分光镜44到达三孔光阑42。当元件表面高度变化时，返回光束汇聚状态发生变化，三孔亮斑的边长发生变化，如图3所示。相机43使用CMOS面阵探测器，像素数目大于100万。分光镜44为非偏振分光棱镜，尺寸大于10 mm × 10 mm × 10mm。为了提高测量分辨率，显微物镜45的放大倍数需高于10×。
元件夹持装置6用于定位元件位置，使用自定心夹具保证元件中心位于夹具中心，由加工决定定位精度，可夹持不同尺寸规格光学元件。
Z轴电动平移台7使用步进电机进行移动，电机驱动信号由单片机通过光耦提供，可根据上位机指令上下移动元件，实现光学探头位置对元件表面的跟随。步进电机提供刹车功能，断电时保证平移台不发生移动造成危险。平移台移动分辨率等于或高于1 μm，提供限位及零位信号便于实现平移台位置的绝对定位。
千分表8为数显千分表，可与上位机1直接进行通信，分辨率为1μm，千分表8固定部分与光学探头4之间不存在相对位移，移动部分与待测元件5之间不存在相对位移，可用于准确定位待测元件5的Z轴绝对位置，从而增加Z轴方向测量范围。
XY轴电动平移台9也使用步进电机进行驱动，移动分辨率为1μm，移动范围为50mm× 50mm，用于在水平方向移动待测元件5，提供限位及零位信号。
本发明的测量流程为：
1、移动三轴电动平移台至初始设定位置，安装待测元件5；
2、快速移动Z轴电动平移台7上下扫描，实时采集相机图像，当图像中出现三孔亮斑时降低速度，实时计算亮斑边长，当边长为设定值时停止移动，计算表面高度Z坐标，记录此时XYZ点坐标；
3、XY轴电动平移台9在水平方向移动待测元件5，移动过程中实时计算三孔亮斑边长，Z轴电动平移台7移动待测元件5使得三孔亮斑边长几乎不变，上位机1读取千分表8数值并对三孔亮斑边长进行修正，保存此时XYZ坐标；
4、根据保存的XYZ坐标，生成元件表面面形，与设定面形进行比较，确认是否满足加工要求，并根据用户要求输出测量结果。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于，包括：上位机（1）、电子控制模块（2）、探头支撑结构（3）、光学探头（4）、待测元件（5）、元件夹持装置（6）、Z轴电动平移台（7）、千分表（8）及XY轴电动平移台（9）；所述上位机（1）发送指令至电子控制模块（2），所述电子控制模块（2）接收上位机（1）的指令，控制光学探头（4）、Z轴电动平移台（7）和XY轴电动平移台（9）的工作；所述光学探头（4）安装在探头支撑结构（3）上，所述待测元件（5）安装在元件夹持装置（6）上，光学探头（4）和待测元件（5）上下相对设置，光学探头（4）向待测元件（5）表面投影聚焦光点，采集光点图像，并传输至上位机（1）；所述元件夹持装置（6）与Z轴电动平移台（7）相连，通过Z轴电动平移台（7）在垂直方向移动待测元件（5）；所述Z轴电动平移台（7）上安装有千分表（8），用于测量待测元件（5）的位置，并传输至上位机（1）；Z轴电动平移台（7）安装在XY轴电动平移台（9）上，通过XY轴电动平移台（9）在水平方向移动待测元件（5），Z轴电动平移台（7）和XY轴电动平移台（9）均使用步进电机进行驱动。
2.如权利要求1所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述光学探头（4）包括激光器（41）、三孔光阑（42）、相机（43）、分光镜（44）和显微物镜（45）；所述激光器（41）通过光耦控制通断，激光器（41）产生的激光束经过分光镜（44）反射进入显微物镜（45）并被聚焦至待测元件（5）表面，聚焦光点经反射返回至显微物镜（45），并通过分光镜（44）到达三孔光阑（42），在相机（43）的探测平面上形成三孔亮斑图案。
3.如权利要求2所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述激光器（41）为半导体激光器，功率为5mW；所述相机（43）使用CMOS面阵探测器，像素数目大于100万；所述分光镜（44）为非偏振分光棱镜，尺寸大于10mm×10mm×10mm；所述显微物镜（45）的放大倍数高于10×。
4.如权利要求2所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述上位机（1）包括用于控制相机（43）拍摄光点图像的图像采集模块、用于处理图像获得三孔亮斑尺寸的图像处理模块、用于控制Z轴电动平移台（7）和XY轴电动平移台（9）的运动控制模块、以及用于生成检测结果的输出模块；上位机（1）与相机（43）之间通过USB协议、千兆网或CameraLink接口进行通信。
5.如权利要求2所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述电子控制模块（2）包括开关电源、单片机、步进电机驱动器及光耦；开关电源实现220V交流电源与5V、24V直流电源的转换，其中24V电源供给步进电机驱动器，5V电源供给激光器（41）、单片机；单片机与上位机（1）进行串口通信并控制输入输出接口；步进电机驱动器用于驱动Z轴电动平移台（7）和XY轴电动平移台（9）的步进电机；步进电机驱动器和激光器（41）之间通过光耦隔绝电流影响。
6.如权利要求2所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述待测元件（5）具有抛光曲面，且曲面切平面与水平面夹角小于10°，使得聚焦光点经显微物镜（45）反射后光线可充满三孔光阑（42）；所述元件夹持装置（6）使用自定心夹具。
7.如权利要求1所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述Z轴电动平移台（7）包括步进电机和平移台两个部分，其中步进电机具备刹车功能，平移台上下移动待测元件（5），分辨率为1μm。
8.如权利要求1所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述千分表（8）分辨率为1μm，用于测量待测元件（5）Z轴方向的位置，增加待测元件（5）Z轴方向测量范围。
9.如权利要求1所述的一种非接触光学元件表面面形测量装置，其特征在于：所述XY轴电动平移台（9）移动分辨率为1μm，移动范围为50mm×50mm。
10.一种如权利要求1-9中任一所述的非接触光学元件表面面形测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：移动Z轴电动平移台（7）和XY轴电动平移台（9）至初始设定位置，安装待测元件（5）；
步骤二：快速移动Z轴电动平移台（7）上下扫描，实时采集相机图像，当图像中出现三孔亮斑时降低速度，实时计算亮斑边长，当边长为设定值时停止移动，计算光学表面高度Z坐标，并记录此时XYZ点坐标；
步骤三：XY轴电动平移台（9）在水平方向移动待测元件（5），移动过程中实时计算三孔亮斑边长，Z轴电动平移台（7）移动待测元件（5）使得三孔亮斑边长不变，上位机（1）读取千分表（8）数值并对三孔亮斑边长进行修正，保存此时XYZ坐标；
步骤四：根据保存的XYZ坐标，生成元件表面面形，与设定面形进行比较，确认是否满足加工要求，并根据用户要求输出测量结果。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110497533A (zh) * 2019-07-23 2019-11-26 同济大学 具有在线检测功能的立方体反射镜超精密车削加工方法
CN112304249A (zh) * 2020-09-22 2021-02-02 江苏大学 一种透明材料三维表面及厚度分布同时检测系统及方法
CN112504069A (zh) * 2020-12-09 2021-03-16 合肥埃科光电科技有限公司 一种非接触式精密测量仪
CN112781841A (zh) * 2020-12-30 2021-05-11 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于显微测量的成像传感器像面平行度调试系统及方法
CN113639968A (zh) * 2021-08-09 2021-11-12 南京森林警察学院 一种基于焦深延拓像散探头的透镜参数测量方法
CN113933026A (zh) * 2021-09-17 2022-01-14 南京森林警察学院 基于透射反射混合照明的透镜表面瑕疵检测装置及方法

Citations (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4264208A (en) * 1978-10-25 1981-04-28 Semperit Aktiengesellschaft Method and apparatus for measuring the surface of an object
US4701049A (en) * 1983-06-22 1987-10-20 B.V. Optische Industrie "De Oude Delft" Measuring system employing a measuring method based on the triangulation principle for the non-contact measurement of a distance from the surface of a contoured object to a reference level. _
EP0289200A2 (en) * 1987-04-27 1988-11-02 Fritz K. Preikschat Apparatus and method for particle analysis
JPH03135712A (ja) * 1989-07-19 1991-06-10 Olympus Optical Co Ltd 表面形状測定装置
DE4025577A1 (de) * 1990-08-11 1992-02-13 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum beruehrungslosen messen des abstands von einem objekt
CN1089712A (zh) * 1992-12-21 1994-07-20 米罗斯拉夫·汉那卡 用于聚光灯，投影机以及放大装置的照明系统
US5377001A (en) * 1991-07-20 1994-12-27 Tet Techno Trust Investment Settlement Apparatus for surface inspection
JPH0883441A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Toshiba Corp 光ディスク原盤露光装置
JPH1068616A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Fuji Xerox Co Ltd 形状計測装置
US5939709A (en) * 1997-06-19 1999-08-17 Ghislain; Lucien P. Scanning probe optical microscope using a solid immersion lens
US6252686B1 (en) * 1997-05-07 2001-06-26 Sony Corporation Optical pickup device
JP2001317933A (ja) * 2000-05-02 2001-11-16 Ricoh Co Ltd 形状測定装置
US20020105647A1 (en) * 2001-02-08 2002-08-08 Lanhua Wei Small spot ellipsometer
US20020167723A1 (en) * 2000-09-11 2002-11-14 Olympus Optical Co., Ltd. Confocal microscope and height measurement method using the same
CN2588324Y (zh) * 2002-12-25 2003-11-26 合肥工业大学 并行像散三维光聚焦探测装置
CN1510392A (zh) * 2002-12-25 2004-07-07 合肥工业大学 并行像散三维光聚焦探测方法及装置
JP2005070225A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Tokyo Seimitsu Co Ltd 表面画像投影装置及び表面画像投影方法
JP2005201976A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Fujinon Corp 光学素子及び光学素子アレイ
US20080266576A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Mitutoyo Corporation Optical displacement measuring apparatus
DE102007038271A1 (de) * 2007-08-14 2009-02-19 Testo Ag Temperaturmessgerät
CN102223994A (zh) * 2008-11-27 2011-10-19 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光学元件制造方法及成型模具
CN102589463A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 合肥工业大学 二维和三维一体化成像测量系统
CN102636130A (zh) * 2012-04-19 2012-08-15 中国科学院光电技术研究所 一种大动态范围测量非球面光学元件表面轮廓装置
CN102818525A (zh) * 2012-08-21 2012-12-12 深圳市斯尔顿科技有限公司 双光楔测距装置和测距方法
CN103308008A (zh) * 2013-06-21 2013-09-18 中国科学院上海技术物理研究所 一种低温状态下元件平面度的测量装置及方法
CN104279978A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 上海微电子装备有限公司 三维图形检测装置及测量方法
CN104520669A (zh) * 2012-08-07 2015-04-15 卡尔蔡司工业测量技术有限公司 用于测量测量对象的测量装置、设备及方法
RU2013154510A (ru) * 2013-12-09 2015-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" (ОАО "НПП "Геофизика-Космос") Углоизмерительный прибор
CN105004286A (zh) * 2015-05-19 2015-10-28 哈尔滨工业大学 一种基于激光束衍射光斑特性的超精密车削加工表面三维微观形貌测量方法
CN105157625A (zh) * 2015-05-29 2015-12-16 北京航空航天大学 一种基于变焦成像透镜的光纤端面显微干涉测量系统
CN105814402A (zh) * 2013-11-27 2016-07-27 苏州大学 连续可调结构光照明的超分辨显微成像方法与系统
CN106338343A (zh) * 2016-10-27 2017-01-18 中国科学院光电技术研究所 一种基于菲涅耳波带片的波前探测方法
CN106500965A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 北方夜视技术股份有限公司 基于ccd探测器的龙虾眼x射线光学元件聚焦性能测试装置与方法
CN106596354A (zh) * 2016-12-08 2017-04-26 南京信息工程大学 一种基于微透镜阵列的光散射特性测量装置及方法
CN106767545A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 中国科学院高能物理研究所 一种高精度高空间分辨角度测量仪及角度测量方法
CN106840027A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 南京理工大学 光学自由曲面的像散补偿型干涉检测装置与检测方法
CN107250870A (zh) * 2015-01-20 2017-10-13 3I艾姆尹治意大利有限责任公司 具有主柱面柱镜的远心光学物镜的图像获取设备
CN206832199U (zh) * 2017-04-07 2018-01-02 安徽电气工程职业技术学院 三维微纳米非接触触发探头以及mems器件测量装置
CN107748433A (zh) * 2017-11-24 2018-03-02 嘉兴中润光学科技有限公司 广角可交换式定焦镜头
TW201818115A (zh) * 2016-08-12 2018-05-16 克萊譚克公司 離軸反射無焦光學中繼
CN108344381A (zh) * 2018-02-09 2018-07-31 苏州大学 一种非接触式三维面形测量方法
CN108344383A (zh) * 2018-02-09 2018-07-31 苏州大学 一种非接触式坐标测量机
CN108780214A (zh) * 2016-03-04 2018-11-09 佳能株式会社 光学系统以及具有该光学系统的成像装置和投影装置
CN209623618U (zh) * 2019-04-11 2019-11-12 南京信息工程大学 一种非接触光学元件表面面形测量装置

Patent Citations (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4264208A (en) * 1978-10-25 1981-04-28 Semperit Aktiengesellschaft Method and apparatus for measuring the surface of an object
US4701049A (en) * 1983-06-22 1987-10-20 B.V. Optische Industrie "De Oude Delft" Measuring system employing a measuring method based on the triangulation principle for the non-contact measurement of a distance from the surface of a contoured object to a reference level. _
EP0289200A2 (en) * 1987-04-27 1988-11-02 Fritz K. Preikschat Apparatus and method for particle analysis
JPH03135712A (ja) * 1989-07-19 1991-06-10 Olympus Optical Co Ltd 表面形状測定装置
DE4025577A1 (de) * 1990-08-11 1992-02-13 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum beruehrungslosen messen des abstands von einem objekt
US5377001A (en) * 1991-07-20 1994-12-27 Tet Techno Trust Investment Settlement Apparatus for surface inspection
CN1089712A (zh) * 1992-12-21 1994-07-20 米罗斯拉夫·汉那卡 用于聚光灯，投影机以及放大装置的照明系统
JPH0883441A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Toshiba Corp 光ディスク原盤露光装置
JPH1068616A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Fuji Xerox Co Ltd 形状計測装置
US6252686B1 (en) * 1997-05-07 2001-06-26 Sony Corporation Optical pickup device
US5939709A (en) * 1997-06-19 1999-08-17 Ghislain; Lucien P. Scanning probe optical microscope using a solid immersion lens
JP2001317933A (ja) * 2000-05-02 2001-11-16 Ricoh Co Ltd 形状測定装置
US20020167723A1 (en) * 2000-09-11 2002-11-14 Olympus Optical Co., Ltd. Confocal microscope and height measurement method using the same
US20020105647A1 (en) * 2001-02-08 2002-08-08 Lanhua Wei Small spot ellipsometer
CN2588324Y (zh) * 2002-12-25 2003-11-26 合肥工业大学 并行像散三维光聚焦探测装置
CN1510392A (zh) * 2002-12-25 2004-07-07 合肥工业大学 并行像散三维光聚焦探测方法及装置
JP2005070225A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Tokyo Seimitsu Co Ltd 表面画像投影装置及び表面画像投影方法
JP2005201976A (ja) * 2004-01-13 2005-07-28 Fujinon Corp 光学素子及び光学素子アレイ
US20080266576A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Mitutoyo Corporation Optical displacement measuring apparatus
DE102007038271A1 (de) * 2007-08-14 2009-02-19 Testo Ag Temperaturmessgerät
CN102223994A (zh) * 2008-11-27 2011-10-19 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光学元件制造方法及成型模具
CN102589463A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 合肥工业大学 二维和三维一体化成像测量系统
CN102636130A (zh) * 2012-04-19 2012-08-15 中国科学院光电技术研究所 一种大动态范围测量非球面光学元件表面轮廓装置
CN104520669A (zh) * 2012-08-07 2015-04-15 卡尔蔡司工业测量技术有限公司 用于测量测量对象的测量装置、设备及方法
CN102818525A (zh) * 2012-08-21 2012-12-12 深圳市斯尔顿科技有限公司 双光楔测距装置和测距方法
CN103308008A (zh) * 2013-06-21 2013-09-18 中国科学院上海技术物理研究所 一种低温状态下元件平面度的测量装置及方法
CN104279978A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 上海微电子装备有限公司 三维图形检测装置及测量方法
CN105814402A (zh) * 2013-11-27 2016-07-27 苏州大学 连续可调结构光照明的超分辨显微成像方法与系统
RU2013154510A (ru) * 2013-12-09 2015-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" (ОАО "НПП "Геофизика-Космос") Углоизмерительный прибор
CN107250870A (zh) * 2015-01-20 2017-10-13 3I艾姆尹治意大利有限责任公司 具有主柱面柱镜的远心光学物镜的图像获取设备
CN105004286A (zh) * 2015-05-19 2015-10-28 哈尔滨工业大学 一种基于激光束衍射光斑特性的超精密车削加工表面三维微观形貌测量方法
CN105157625A (zh) * 2015-05-29 2015-12-16 北京航空航天大学 一种基于变焦成像透镜的光纤端面显微干涉测量系统
CN108780214A (zh) * 2016-03-04 2018-11-09 佳能株式会社 光学系统以及具有该光学系统的成像装置和投影装置
TW201818115A (zh) * 2016-08-12 2018-05-16 克萊譚克公司 離軸反射無焦光學中繼
CN106500965A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 北方夜视技术股份有限公司 基于ccd探测器的龙虾眼x射线光学元件聚焦性能测试装置与方法
CN106338343A (zh) * 2016-10-27 2017-01-18 中国科学院光电技术研究所 一种基于菲涅耳波带片的波前探测方法
CN106596354A (zh) * 2016-12-08 2017-04-26 南京信息工程大学 一种基于微透镜阵列的光散射特性测量装置及方法
CN106767545A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 中国科学院高能物理研究所 一种高精度高空间分辨角度测量仪及角度测量方法
CN106840027A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 南京理工大学 光学自由曲面的像散补偿型干涉检测装置与检测方法
CN206832199U (zh) * 2017-04-07 2018-01-02 安徽电气工程职业技术学院 三维微纳米非接触触发探头以及mems器件测量装置
CN107748433A (zh) * 2017-11-24 2018-03-02 嘉兴中润光学科技有限公司 广角可交换式定焦镜头
CN108344381A (zh) * 2018-02-09 2018-07-31 苏州大学 一种非接触式三维面形测量方法
CN108344383A (zh) * 2018-02-09 2018-07-31 苏州大学 一种非接触式坐标测量机
CN209623618U (zh) * 2019-04-11 2019-11-12 南京信息工程大学 一种非接触光学元件表面面形测量装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘卿卿;李海燕;浦昭邦;: "光学法表面形貌测量技术", 《光电技术应用》, no. 02, 15 April 2008 (2008-04-15) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110497533A (zh) * 2019-07-23 2019-11-26 同济大学 具有在线检测功能的立方体反射镜超精密车削加工方法
CN110497533B (zh) * 2019-07-23 2021-03-26 同济大学 具有在线检测功能的立方体反射镜超精密车削加工方法
CN112304249A (zh) * 2020-09-22 2021-02-02 江苏大学 一种透明材料三维表面及厚度分布同时检测系统及方法
CN112504069A (zh) * 2020-12-09 2021-03-16 合肥埃科光电科技有限公司 一种非接触式精密测量仪
CN112781841A (zh) * 2020-12-30 2021-05-11 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于显微测量的成像传感器像面平行度调试系统及方法
CN113639968A (zh) * 2021-08-09 2021-11-12 南京森林警察学院 一种基于焦深延拓像散探头的透镜参数测量方法
CN113639968B (zh) * 2021-08-09 2023-11-14 南京森林警察学院 一种基于焦深延拓像散探头的透镜参数测量方法
CN113933026A (zh) * 2021-09-17 2022-01-14 南京森林警察学院 基于透射反射混合照明的透镜表面瑕疵检测装置及方法
CN113933026B (zh) * 2021-09-17 2023-08-18 南京森林警察学院 一种基于透射反射混合照明的透镜表面瑕疵检测装置及方法

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Publication number Publication date
CN109974583B (zh) 2024-03-26

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