CN110879042A - 使用led光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法,包括光源、前端监测光路，探测光路、后端监测光路、测量组件、反射镜，以及被测光学件；测量组件包括在同一光轴上依次设置的准直镜组、滤光片、第四分光立方棱镜、第六分光立方棱镜、第九分光立方棱镜、调焦光路，测量组件形成沿光轴方向的测量光路。本发明实施例提供的光路，通过调整反射镜的位置以改变探测光路中的光程。在反射镜移动过程中，记录探测光路得到的两次峰值信号时的反射镜的位移，得到被测光学件厚度对应的空气间隔；使用宽波段的单色LED光源，同时采用前端监测光路和后端监测光路来对LED光源进行监测，以在降低成本的同时保证测量精度。

Description

使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法

技术领域

本发明涉及光学测量领域，具体涉及一种使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法。

背景技术

透镜厚度尺寸是透射式光学元件加工过程中需要控制的重要尺寸，高精度光学系统中的光学件对厚度的要求甚至达到微米级别，目前常用接触式和非接触式测量方式进行光学件厚度测量，其中非接触式测量由于测量重复性好和测量精度高等优点而广泛被使用。现有多数的非接触式测量多基于迈克尔逊干涉仪原理，一般使用短相干激光作为光源，其驱动电路复杂，且价格比较昂贵。为了使非接触式测量设备的开发简单化，可以使用单色LED替代激光作为光源。

同时也出现了各种非接触式透镜检测技术，如授权公告号为CN101922919B，授权公告日为2013年06月19日，名称为《一种光学零件几何参数非接触测量方法及其测量装置》的中国发明专利，又如授权公告号为CN208140038U，授权公告日为2018年11月23日，名称为《一种非接触式透镜检测装置》的实用新型专利。

现有技术是不足之处在于，但是LED发光相对不稳定，点亮一段时间后，LED光强会发生变化从而导致测量误差增加，降低测量精度，因此LED作为光源时，亟需一定的监测手段来保证发光稳定性，以去除测量光源的不稳定带来的影响，实现对透镜厚度尺寸相对稳定的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低成本、保证精度的使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法，包括光源、前端监测光路，探测光路、后端监测光路、测量组件、反射镜，以及被测光学件；

所述测量组件包括在同一光轴上依次设置的准直镜组、滤光片、第四分光立方棱镜、第六分光立方棱镜、第九分光立方棱镜、调焦光路，所述测量组件形成沿所述光轴方向的测量光路；

所述反射镜、所述探测光路设置在所述第六分光立方棱镜的对应反射光路方向上，所述探测光路与所述反射镜分布在所述第六分光立方棱镜的两侧；

所述前端监测光路，所述探测光路、以及所述后端监测光路均分别连接相应的探测器，用以记录对应光路的电流信号并将所述电流信号转换为光强信号；

所述光源通过所述准直镜组转化为近似平行光束后经过所述滤光片变成宽波段单色准直光；

所述宽波段单色准直光在所述第四分光立方棱镜处半反半透，经所述第四分光立方棱镜反射的光形成偏离所述光轴的前端测量光路，经所述第四分光立方棱镜投射的光进入后续测量光路；

所述测量光路中的光继续在所述第六分光立方棱镜处半反半透，经所述第六分光立方棱镜反射的光达到所述反射镜后发生反射，第二次经所述第六分光立方棱镜投射后形成第一参考光路；第一次经所述第六分光立方棱镜透射的光进入后续测量光路；

所述测量光路中的光继续在所述第九分光立方棱镜处半反半透分成两个光学分路，经所述第九分光立方棱镜反射的光形成偏离所述光轴的所述后端监测光路；

经所述第九分光立方棱镜透射的光继续进入所述调焦光路后经所述被测光学件反射后，沿原光路返回经所述第六分光立方棱镜反射后形成第二参考光路；

所述探测光路包括第一参考光路和第二参考光路；

所述反射镜经过所述直线运动机构的驱动能够改变所述第一参考光路的光程。

进一步的，所述直线运动机构包括支架本体和滑块，所述反射镜固定安装于所述滑块上，所述滑块和所述支架本体滑动连接；

所述滑块内设有螺母，所述支架本体设有与所述螺母配合的丝杠和驱动所述丝杠转动的电机。

进一步的，所述光源为单色LED或者红外LED与可见单色LED的混合光。

进一步的，一种使用所述光路的测量被测光学件厚度的方法，包括以下步骤：

a、以在所述光源点亮时的时刻t为基准，所述前端监测光路、所述后端监测光路和所述探测光路的光强信号分别记录为I_5-0，I_10-0和I_13-0；

b、在t任意时刻，所述前端监测光路、所述后端监测光路和所述探测光路的光强信号分别记录为I_5-1，I_10-1和I_13-1，根据所述前端监测光路、所述后端监测光路和所述探测光路中的光强信号比例固定，可推定；

及光源不稳定性通过公式表示为：

其中，k为光源不稳定系数；

c、在后续的其他任意时刻t_m，所述前端监测光路、所述后端监测光路和所述探测光路的光强信号分别记录为I_5-m，I_10-m和I_13-m，所述探测器光路的光强信号值根据所述光源不稳定性公式修正为：

I′_13-m＝k(I_10-m-I_10-0)+I_13-m

或者：

I′_13-m＝k(I_5-m-I_5-0)+I_13-m；

对所述探测器光路的光强信号修正的同时，移动所述反射镜，记录所述反射镜移动过程中，所述反射镜的位移；

首先经所述被测光学件的靠近所述调焦光路的前表面反射的所述第二参考光路和所述所述第一参考光路进入到所述探测光路中的光的光程相等时会发生干涉，所述探测光路中的探测器会检测到第一峰值信号；

记录所述第一峰值信号出现时所述反射镜所在的位置；

所述直线运动机构驱动所述反射镜相对所述第六分光立方棱镜的距离发生变化，用以改变所述第一参考光路的光程；

经所述被测光学件的远离所述调焦光路的后表面反射的所述第二参考光路和所述第一参考光路进入到所述探测光路中的光的光程相等时会发生干涉，所述探测光路的探测器检测到第二峰值信号；

记录所述第二峰值信号出现时所述反射镜所在的位置；

所述第一峰值信号和所述第二峰值信号出现时所述反射镜的移动距离为所述被测光学件前后表面对应的空气间隔。

在上述技术方案中，本发明提供的使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法，通过在测量光路前端和后端加入监测光路，使用后端监测光路探测光强与前端监测电路光强的相对变化来对最终探测光路的信号进行修正，弥补了LED作为光源因发热量导致光强变化的缺点，光路结构简单，容易加工，在有效降低成本的同时，可以保证测量重复性和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的直线运动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的探测器收到的稳定光源的峰值信号示意图；

图4为本发明实施例提供的探测器收到的不稳定光源的峰值信号示意图；

图5为本发明实施例提供的工作原理示意图。

附图标记说明：

1、光源；2、准直镜组；3、滤光片；4、第四分光棱镜；5、前端监测光路；6、第六分光棱镜；7、反射镜；8、直线运动机构；9、第九分光棱镜；10、后端监测光路；11、调焦光路；12、被测光学元件；13、探测光路；81、支架本体；82、滑块；83、丝杠；84、电机；131、探测器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-5所示，本发明实施例提供的一种使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法，包括光源1、前端监测光路5，探测光路13、后端监测光路10、测量组件、反射镜7，以及被测光学件12；

测量组件包括在同一光轴上依次设置的准直镜组2、滤光片3、第四分光立方棱镜4、第六分光立方棱镜6、第九分光立方棱镜9、调焦光路11，测量组件形成沿光轴方向的测量光路；

反射镜7、探测光路13设置在第六分光立方棱镜6的对应反射光路方向上，探测光路13与反射镜7分布在第六分光立方棱镜6的两侧；

前端监测光路5，探测光路13、以及后端监测光路10均分别连接相应的探测器，用以记录对应光路的电流信号并将电流信号转换为光强信号；

光源1通过准直镜组2转化为近似平行光束后经过滤光片3变成宽波段单色准直光；

宽波段单色准直光在第四分光立方棱镜4处半反半透，经第四分光立方棱镜4反射的光形成偏离光轴的前端测量光路5，经第四分光立方棱镜4投射的光进入后续测量光路；

测量光路中的光继续在第六分光立方棱镜6处半反半透，经第六分光立方棱镜6反射的光达到反射镜7后发生反射，再次经第六分光立方棱镜6后形成第一参考光路；经第六分光立方棱镜6透射的光进入后续测量光路；

测量光路中的光继续在第九分光立方棱镜9处半反半透分成两个光学分路，经第九分光立方棱镜9反射的光形成偏离光轴的后端监测光路10；

经第九分光立方棱镜9透射的光继续进入调焦光路11后经被测光学件12反射，沿原光路返回经第六分光立方棱镜6反射后形成第二参考光路；

探测光路13包括第一参考光路和第二参考光路；

反射镜7经过直线运动机构8的驱动能够改变第一参考光路的光程。

具体的，本发明提供了一种基于迈克尔逊干涉仪原理用于测量光学元件厚度的光路。光源1为具有一定发散角的单色LED光源，经后续准直镜组2和滤光片3后变为宽波段单色平行光，带宽一般在20nm-60nm，以保证相干长度满足测量要求。单色LED光源可以是可见光波段任意颜色的单色光，可见光可以保证在测量过程中无需其他指示光源，可只使用一种光源即完成测量。准直镜组2可以是由一片或者多片透镜组成的准直镜组，准直镜组2与滤光片3的位置可以互换，光源发出的光可以先经过滤光片3后经过准直镜组2。光源1、被测光学元件12、和测量组件都在同一光轴上对应布置。第四分光立方棱镜4、第六分光立方棱镜6、第九分光立方棱镜9均为1:1的分光率。

本发明中，单色LED产生的宽波段单色平行光经过第四分光立方棱镜4后，一部分进入前端监测光路5，另一部分进入后续测量光路。由于第四分光立方棱镜4的分光比例是固定的，进入前端监测光路5中的光与LED光源所发出的光的总光强的比例也是固定，前端监测光路5中的光强信号变化比例即可反映出光源1的光强随时间和温度等因素的变化比例，达到对光源进行监测的目的。

测量光路进入第六分光立方棱镜6中的光也分为两部分，一部分照射到反射镜7，经其反射后通过第六分光立方棱镜6，最终到达探测光路13，反射镜7可以在直线运动机构8上运动，以改变光程，另一部分光继续进入测量光路。反射镜7在第六分光立方棱镜6的反射光路上直线运动。

测量光路的光进入第九分光立方棱镜9后，一部分进入后端监测光路10，一部分继续进入后续测量光路。由于第九分光立方棱镜9也是固定分光比例，因此进入后端监测光路10的光与前端监测光路5中的光的强度比值也是固定的，后端监测光路10中的探测器信号值可以反映前端监测光路5的稳定性。进入后续测量光路的光经过调焦光路11后汇聚到被测光学件12的表面后原路返回，经调焦光路11、第九分光立方棱镜9和第六分光立方棱镜6后进入探测光路13。通常情况下第九立方棱镜9中的光束尺寸要大于对应探测器感光面有效窗口的大小，所以使用调焦光路11使平行光束进行汇聚，对能量进行接收，避免光强信号的损失。

从反射镜7和被测光学件12返回进入到探测光路13中的光光程相等时会发生干涉，探测光路13中的探测器会检测到一个峰值信号，驱动直线运动机构8使改变测量反射镜7位置发生变化，可以使从测量反射镜7返回的光的光程发生变化，使其光程可以满足被测光学件12的不同表面返回的光发生干涉，记录探测光路13中不同峰值信号时直线运动机构8所在的位置，其位置差就是被测光学件12两个表面对应的空气间隔。

工作原理如下：整体光路在第六分光立方棱镜6处进行分光，分光前的光路是共用的，光程差为零，经第六分光立方棱镜6分光后，其中一路光(如图5实线所示路径)，即第一参考光路中的光，经反射镜7反射进入与探测光路13连接的探测器131，另外一路光(如图5虚线所示路径)，经过第九分光立方棱镜9,调焦光路11达到被测光学件12的前表面、或者后表面，然后原路返回再次经第六分光立方棱镜6时也进入探测器131。以实线长度之和所代表的路径与以虚线长度之和所代表的路径相等时，探测器131会有一个峰值信号。经被测光学件12的前表面和后表面的不同表面反射时虚线的路径长度不同，所以相应的反射镜7需要移动到不同的位置才能使探测器131获得峰值信号，探测器131获得峰值信号时反射镜7的位置是可以记录的，两次获得峰值信号时反射镜7所处的位置差，即可表征被测光学件12前后两个表面的厚度。其中实线长度之和所代表第一参考光路的路径，即从第六分光立方棱镜6的光轴处到反射镜7加上从反射镜7反光处到探测器131之间的路径；以虚线长度之和代表第二参考光路的路径，即从两倍的第六分光立方棱镜6的光轴处到被测光学件12表面加上第六分光立方棱镜6光轴到探测器131的路径。若第一参考光路和第二参考光路相等则探测器131就有一个峰值信号。因为第二参考光路中被测光学件12的前后表面对应的光路路径长度是不同的，所以使探测器131有峰值信号时反射镜7的位置也不同，获得峰值信号时反射镜7的移动量即可表征光学件厚度。

本发明还包括控制和计算单元，控制和计算单元与相应探测器和直线运动机构8相连，控制和计算单元控制直线运动机构8的电机运动。

直线运动机构8包括支架本体81和滑块82，反射镜7固定安装于滑块82上，滑块82和支架本体81滑动连接；

滑块82内设有螺母，支架本体81设有与螺母配合的丝杠83和驱动丝杠83转动的电机84。

具体的，直线运动机构8上装有类型为步进电机的电机84，步进电机驱动丝杠83运动，从而带动滑块82沿直线运动，滑块82与安装在其上的反射镜7一起运动，从而改变反射镜7的位置。支架本体81和滑块82在相应位置设有互相配合的滑轨与凸块，以实现滑动连接。控制和计算单元控制电机84开关和运动时间。反射镜7可固定连接位移传感器以记录其移动距离。

光源1为单色LED或者红外LED与可见单色LED的混合光。

具体的，本发明中的光源1可以为单色LED或者红外LED与可见单色LED的混合光，同时将滤光片2更改为两种测量LED光对应的波段，装调时使用可见光，测量时更改为红外光，以满足不同材料的光学件测量。本发明中的光路也可以对多个透射式光学件组成的同轴透镜组进行测量。

一种使用测量被测光学件12的前后两个表面对应的空气间隔的测量方法，包括以下步骤：

a、以在光源1点亮时的时刻t₀为基准，前端监测光路5、后端监测光路10和探测光路13的光强信号分别记录为I_5-0，I_10-0和I_13-0；

b、在t₁任意时刻，前端监测光路5、后端监测光路10和探测光路13的光强信号分别记录为I_5-1，I_10-1和I_13-1，根据前端监测光路5、后端监测光路10和探测光路13中的光强信号比例固定，可推定；

及光源不稳定性通过公式表示为：

其中，k为光源不稳定系数；

c、在后续的其他任意时刻t_m，前端监测光路5、后端监测光路10和探测光路13的光强信号分别记录为I_5-m，I_10-m和I_13-m，探测器光路13的光强信号值根据光源不稳定性公式修正为：

I′_13-m＝k(I_10-m-I_10-0)+I_13-m

或者：

I′_13-m＝k(I_5-m-I_5-0)+I_13-m；

对探测器光路13的光强信号修正的同时，移动反射镜7，记录反射镜7移动过程中，反射镜7的位移；

首先经被测光学件12的靠近调焦光路11的前表面反射的第二参考光路和第一参考光路进入到探测光路13中的光的光程相等时会发生干涉，探测光路13中的探测器会检测到第一峰值信号；

记录第一峰值信号出现时反射镜7所在的位置；

直线运动机构8驱动反射镜7相对第六分光立方棱镜6的距离发生变化，用以改变第一参考光路的光程；

经被测光学件12的远离调焦光路11的后表面反射的第二参考光路和第一参考光路进入到探测光路13中的光的光程相等时会发生干涉，探测光路13的探测器检测到第二峰值信号；

记录第二峰值信号出现时反射镜7所在的位置；

第一峰值信号和第二峰值信号出现时反射镜7的移动距离为被测光学件12前后表面对应的空气间隔。

具体的，第二参考光路里从第九分光立方棱镜9透射的光到达被测光学元件12后经其前表面反射，沿原光路返回最终进入探测光路13，与从反射镜7返回的第一参考光路的光发生干涉，当两路光的光程相等时，探测光路13中的探测器获取到的信号有最大值(第一峰值信号)。控制和计算单元驱动反射镜7在直线运动机构8上移动，移动过程中，被测光学件12的后表面返回的第二参考光路的光与第一参考光路里反射镜7返回的光发生干涉，探测光路13中同样可以获得一个最大值信号(第二峰值信号)，记录两次最大值信号使直线运动机构的位置，两个位置之差即为被测光学件12厚度对应的空气间隔。滑块82上可以安装位移传感器来记录反射镜7的位移。

更为具体的，在短时间内可以认为光源1是稳定的，那么前端监测光路5的探测器和后端监测光路10的探测器接收到的光强信号应该是稳定的，如果光源1的信号发生了变化，那么前端监测光路5的探测器和后端监测光路10的探测器接收到的光强信号就会发生变化，通过两个光路的对应探测器光强信号的变化值差异就可以反算光源能量变化情况。

探测器的数据是离散信号，峰值信号不是直接测量出来的，需要通过在反射镜7移动过程中,记录探测光路13的探测器对应修正后的光强信号。具体的，反射镜7位移为x₀时,探测光路13的探测器对应一个修正后的光强信号l₀,反射镜7再变化一个很小的位移量移动到位移为x₁，探测光路13的探测器对应一个修正后的光强信号I₁，以此类推，会有很多组关于反射镜位移x和探测器131光强信号I的数据，那么就可以绘制出类似图3的一条曲线，通过高斯拟合，就可以计算出两个峰值出现时对应的反射镜7的位移，再通过这两个位移之差去计算被测光学件12的厚度。因前端监测光路5和后端监测光路10可以互相表征，探测器131光强信号的数据可以以前端监测光路5为基准或者以后端监测光路10为基准。

其中，加入对探测光路13的探测器的光强信号修正的原因是：假设光源足够稳定且光谱为标准的高斯分布，那么直线运动机构运动时相邻的两个峰值信号应该如图3反应的探测光路13的光强信号和反射镜7的位移关系图，计算两个峰值信号的所在位移差就可以代表透镜的厚度或者间隔。但是，如果光源本身不够稳定，那么在使用过程中采集到的数据曲线会有波动，如图4所示反应的探测光路13的光强信号和反射镜7的位移关系图。这种情况下计算两个峰值信号之间的间距会与理论值有一定的误差，加入前端监测光路5和后端监测光路10的目的就是修正这条曲线，使实际的曲线尽量接近理想曲线，从而提高计算的准确性。

本发明中，最终探测光路13中的探测器所探测到信号应与前端监测光路5和后端监测光路10中的探测器信号进行归一化处理，使用相对变化值来表征探测器信号的大小，以去除测量光源1的不稳定带来的影响，实现相对稳定的测量。

以某一初始时刻t₀为基准，在光源点亮时测得监测光路5中的光强信号为I_5-0，监测光路10中光强信号为I_10-0，由于光路结构是固定的，因此前端监测光路5和后端监测光路10中的光强信号比值也是固定的，如其他任意时刻t₁监测光路5中的光强信号为I_5-1，那么监测光路10中的光强信号I_10-1应该满足下式：

由于光路是固定的，那么前端监测光路5、后端监测光路10和探测光路13中的光强信号比例也是固定的，以某一时刻t₀为基准，上述三个光路的光强信号分别为I_5-0，I_10-0和I_13-0，在t₁时刻，三个光路的光强信号分别为I_5-1，I_10-1和I_13-1，光源不稳定性可以表示为：

其中，k为光源不稳定系数，用k来表示光源不稳定性。若光源是稳定的，光强不随时间变化，既不衰减也不增强，那么对于确定的光路k值是一个固定值，不随时间的变化而变化。k的变化越大代表光源越不稳定。使用k值可以修正探测器监测的探测光路13接收到的来自于光源1的光信号强度，使所有测量到的光强均以t₀时刻为基准，提高测量精度。

那么在其他任意时刻t_m，三个光路的光强信号分别为I_5-m，I_10-m和I_13-m，实际上由于光源能量波动实际用于绘制曲线的探测器131的光强信号值依据光源不稳定性公式可以修正为：

I′_13-m＝k(I_10-m-I_10-0)+I_13-m

或者：

I′_13-m＝k(I_5-m-I_5-0)+I_13-m

前端监测光路5和后端监测光路10可以对修正数据进行相互校正，两种修正方式结果应基本一致。

使用时，控制和计算单元与三个光路的探测器连接，实时同步采集三个光路的探测器中的信号。在光源点亮时刻t₀记录前端监测光路5、后端监测光路10和探测光路13中记录的光强信号I_5-0，I_10-0和I_13-0；然后在光源稳定一定时间，几分钟到十几分钟，后的时刻t₁作为第二时刻，三个光路的光强信号分别记录为I_5-1，I_10-1和I_13-1，计算光源不稳定系数k；在t_m时刻，控制和计算单元驱动直线运动机构8带动反射镜7运动，并实时同步采集三个光路的探测器中的信号并使用修正公式对探测器131中的测量的光强信号进行修正，根据探测器光路13中修正后的光强信号值绘制曲线并提取两个峰值所在位置，从而准确判断峰值出现时反射镜7所在的位移。

本发明的主要目的是降低基于迈克尔逊干涉仪原理的非接触式透射式光学件厚度测量设备的成本，使用宽波段的单色LED替代价格贵、驱动复杂的激光短相干光源，同时采用前端监测光路和后端监测光路来对LED光源进行监测，以前端监测光路和后端监测光路的探测器信号值与探测光路中探测器的探测信号的相对比值来表征干涉信号的大小，实现稳定的测量，在降低成本的同时保证测量精度。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路，其特征在于，包括光源(1)、前端监测光路(5)，探测光路(13)、后端监测光路(10)、测量组件、反射镜(7)，以及被测光学件(12)；

所述测量组件包括在同一光轴上依次设置的准直镜组(2)、滤光片(3)、第四分光立方棱镜(4)、第六分光立方棱镜(6)、第九分光立方棱镜(9)、调焦光路(11)，所述测量组件形成沿所述光轴方向的测量光路；

所述反射镜(7)、所述探测光路(13)设置在所述第六分光立方棱镜(6)的对应反射光路方向上，所述探测光路(13)与所述反射镜(7)分布在所述第六分光立方棱镜(6)的两侧；

所述前端监测光路(5)、所述探测光路(13)、以及所述后端监测光路(10)均分别连接相应的探测器，用以记录对应光路的电流信号并将所述电流信号转换为光强信号；

所述光源(1)通过所述准直镜组(2)转化为平行光束后经过所述滤光片(3)变成宽波段单色准直光；

所述宽波段单色准直光在所述第四分光立方棱镜(4)处半反半透，经所述第四分光立方棱镜(4)反射的光形成偏离所述光轴的前端测量光路(5)，经所述第四分光立方棱镜(4)投射的光进入后续测量光路；

所述测量光路中的光继续在所述第六分光立方棱镜(6)处半反半透，经所述第六分光立方棱镜(6)反射的光达到所述反射镜(7)后发生反射，第二次经所述第六分光立方棱镜(6)投射后形成第一参考光路；第一次经所述第六分光立方棱镜(6)透射的光进入后续测量光路；

所述测量光路中的光继续在所述第九分光立方棱镜(9)处半反半透分成两个光学分路，经所述第九分光立方棱镜(9)反射的光形成偏离所述光轴的所述后端监测光路(10)；

经所述第九分光立方棱镜(9)透射的光继续进入所述调焦光路(11)后经所述被测光学件(12)反射后，沿原光路返回经所述第六分光立方棱镜(6)反射后形成第二参考光路；

所述探测光路(13)包括第一参考光路和第二参考光路；

所述反射镜(7)经过所述直线运动机构(8)的驱动能够改变所述第一参考光路的光程。

2.根据权利要求1所述的非接触测量的光路，其特征在于，所述直线运动机构(8)包括支架本体(81)和滑块(82)，所述反射镜(7)固定安装于所述滑块(82)上，所述滑块(82)和所述支架本体(81)滑动连接；

所述滑块(82)内设有螺母，所述支架本体(81)设有与所述螺母配合的丝杠(83)和驱动所述丝杠(83)转动的电机(84)。

3.根据权利要求1所述的非接触测量的光路，其特征在于，所述光源(1)为单色LED或者红外LED与可见单色LED的混合光。

4.一种使用LED光源对透镜组进行非接触测量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、以在所述光源(1)点亮时的时刻t₀为基准，所述前端监测光路(5)、所述后端监测光路(10)和所述探测光路(13)的光强信号分别记录为I_5-0，I_10-0和I_13-0；

b、在t₁任意时刻，所述前端监测光路(5)、所述后端监测光路(10)和所述探测光路(13)的光强信号分别记录为I_5-1，I_10-1和I_13-1，根据所述前端监测光路(5)、所述后端监测光路(10)和所述探测光路(13)中的光强信号比例固定，可推定；

及光源不稳定性通过公式表示为：

其中，k为光源不稳定系数；

c、在后续的其他任意时刻t_m，所述前端监测光路(5)、所述后端监测光路(10)和所述探测光路(13)的光强信号分别记录为I_5-m，I_10-m和I_13-m，所述探测器光路(13)的光强信号值根据所述光源不稳定性公式修正为：

I₁′_3-m＝k(I_10-m-I_10-0)+I_13-m

或者：

I′_13-m＝k(I_5-m-I_5-0)+I_13-m；

对所述探测器光路(13)的光强信号修正的同时，移动所述反射镜(7)，记录所述反射镜(7)移动过程中，所述反射镜(7)的位移；

首先经所述被测光学件(12)的靠近所述调焦光路(11)的前表面反射的所述第二参考光路和所述第一参考光路进入到所述探测光路(13)中的光的光程相等时会发生干涉，所述探测光路(13)中的探测器会检测到第一峰值信号；

记录所述第一峰值信号出现时所述反射镜(7)所在的位置；

所述直线运动机构(8)驱动所述反射镜(7)相对所述第六分光立方棱镜(6)的距离发生变化，用以改变所述第一参考光路的光程；

经所述被测光学件(12)的远离所述调焦光路(11)的后表面反射的所述第二参考光路和所述第一参考光路进入到所述探测光路(13)中的光的光程相等时会再次发生干涉，所述探测光路(13)的探测器检测到第二峰值信号；

记录所述第二峰值信号出现时所述反射镜(7)所在的位置；

所述第一峰值信号和所述第二峰值信号出现时所述反射镜(7)的移动距离为所述被测光学件(12)前后表面对应的空气间隔。

5.根据权利要求1所述的非接触测量的光路，其特征在于，所述光路还包括计算与控制单元，与所述前端监测光路(5)、所述后端监测光路(10)和所述探测光路(13)的对应探测器分别相连，并能够驱动所述直线运动机构(8)移动。

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