CN207923075U - 一种三维表面非接触干涉测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学制造技术领域，尤其是指一种三维表面非接触干涉测量仪，包括激光器、空间滤波器、准直镜、第一反射镜、分光镜、第二反射镜、成像镜头、CCD相机、第三反射镜和待测物放置台，所述激光器、空间滤波器、准直镜和第一反射镜同设于水平光轴线L1；所述第一反射镜、分光镜和待测物放置台同设于垂直光轴线L2；所述第二反射镜、分光镜和第三反射镜同设于水平光轴线L3；所述第二反射镜、成像镜头和CCD相机同设于垂直光轴线L4。本实用新型组件少，体积小，操作方便。

Description

一种三维表面非接触干涉测量仪

技术领域

本发明涉及光学制造技术领域，尤其是指一种三维表面非接触干涉测量仪。

背景技术

随着加工制造产业的发展，加工精度的要求也越来越高。特别是在光学制造领域，传统方法大多采用的接触式测量，接触式测量不可避免地要光学器件与待测物进行触碰，这样会对光学器件的表面造成磨损，容易破坏光学器件的测量精度，产生不可逆的损坏。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种组件少、体积小、操作方便的三维表面非接触干涉测量仪。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种三维表面非接触干涉测量仪，包括激光器、空间滤波器、准直镜、第一反射镜、分光镜、第二反射镜、成像镜头、CCD相机、第三反射镜和待测物放置台，所述激光器、空间滤波器、准直镜和第一反射镜同设于水平光轴线L1；所述第一反射镜、分光镜和待测物放置台同设于垂直光轴线L2；所述第二反射镜、分光镜和第三反射镜同设于水平光轴线L3；所述第二反射镜、成像镜头和CCD相机同设于垂直光轴线L4。

进一步的，还包括底板、基板、第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架分别固定于底板，所述基板和待测物放置台从下往上架设于第一支架和第二支架之间；所述激光器、空间滤波器、准直镜和第一反射镜均设置于底板，所述分光镜、第二反射镜和第三反射镜均设置于基板，所述成像镜头和CCD相机设置于第一支架。

进一步的，所述激光器为半导体激光器。

进一步的，所述待测物放置台与分光镜之间设置有λ/4波片。

进一步的，所述第三反射镜与分光镜之间设置有λ/4波片。

进一步的，所述CCD相机设有相位掩膜板。

进一步的，所述成像镜头与分光镜之间设置有λ/4波片。

进一步的，所述基板设有供激光穿过的开口。

本发明的有益效果：本实用新型组件少，体积小，操作方便，实际使用时，将待测物放置在待测物放置台，本实用新型无需光学器件与待测物进行直接接触，即可基于干涉原理得出待测物面型的干涉图样，对光学器件起到很好的保护作用，从而延长使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的原理示意图。

图3是本实用新型添加λ/4波片和相位掩膜板后的原理示意图。

图4是本实用新型所述基板的结构示意图。

附图标记：

1-激光器；2-空间滤波器；3-准直镜；4-第一反射镜；5-分光镜；6-第二反射镜；7-成像镜头；8-CCD相机；9-第三反射镜；10-待测物放置台；11-底板；12-基板；121-开口；13-第一支架；14-第二支架。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

请参阅图1和图2所示，一种三维表面非接触干涉测量仪，包括激光器1、空间滤波器2、准直镜3、第一反射镜4、分光镜5、第二反射镜6、成像镜头7、CCD相机8、第三反射镜9和待测物放置台10，所述激光器1、空间滤波器2、准直镜3和第一反射镜4同设于水平光轴线L1；所述第一反射镜4、分光镜5和待测物放置台10同设于垂直光轴线L2；所述第二反射镜6、分光镜5和第三反射镜9同设于水平光轴线L3；所述第二反射镜6、成像镜头7和CCD相机8同设于垂直光轴线L4。本实施例中，所述第一反射镜4与水平面之间的夹角为40°-50°，具体地，所述第一反射镜4与水平面之间的夹角为45°，所述第二反射镜6与水平面之间的夹角为40°-50°，具体地，所述第二反射镜6与水平面之间的夹角为45°。所述第三反光镜与水平面的夹角为40°-50°，具体地，所述第三反射镜9与水平面之间的夹角为45°。本实用新型组件少，体积小，操作方便，实际使用时，将待测物放置在待测物放置台10，本实用新型无需光学器件与待测物进行直接接触，即可基于干涉原理得出待测物面型的干涉图样，对光学器件起到很好的保护作用，从而延长使用寿命。在通过CCD相机8与外置的图像处理器连接，干涉条纹在图像处理器的处理下提取出干涉条纹中的真实相位分布，拟合出待测物的三维面型，得出的平整度、光洁度、表面缺陷等参数。所述图像处理器可以为现有的计算机。其中干涉原理指的是来自激光器1发出的光源，通过分光镜5分成两个光束，两个光束各自经过不同的光程后再进行合并，得出干涉条纹。所述待测物放置台10的表面透明，便于光线透过。所述空间滤波器2用于对光源进行空间调制，降低了外围杂乱光线的空间相干性，减少干涉图样中的杂乱信号。所述准直镜3用于将发散的光源准直为平行光。所述第一反射镜4和第二反射镜6用于改变光线的传播方向，以配合对准CCD相机8、激光器1与待测物的入光位置。

请参阅图1所示，本实施例中，还包括底板11、基板12、第一支架13和第二支架14，所述第一支架13和第二支架14分别固定于底板11，所述基板12和待测物放置台10从下往上架设于第一支架13和第二支架14之间；所述激光器1、空间滤波器2、准直镜3和第一反射镜4均设置于底板11，所述分光镜5、第二反射镜6和第三反射镜9均设置于基板12，所述成像镜头7和CCD相机8设置于第一支架13。所述底板11、基板12、第一支架13和第二支架14用于对光学器件起到固定的作用，无需移动光学器件即可进行测量，避免了由于移动器件而产生的振动误差。克服移动而导致的抖动问题。

本实施例中，所述激光器1为半导体激光器。所述半导体激光器与空间滤波器2配合可以获得良好的相干性光源。同时，半导体激光器体积小，组装方便，校准便捷，操作简便。

请参阅图3所示，本实施例中，所述CCD相机8设有相位掩膜板。所述相位掩膜板用于获得准确的不同相位的图像，相比于现有的机械式限位偏移器，相位掩膜板能够进一步减少误差。

请参阅图3所示，本实施例中，所述待测物放置台10与分光镜5之间设置有λ/4波片。所述第三反射镜9与分光镜5之间设置有λ/4波片。所述成像镜头7与分光镜5之间设置有λ/4波片。所述λ/4波片用于降低本实用新型对环境振动的敏感性，改善了因环境振动产生的杂散光的问题，同时减少了非测量面所产生的干涉条纹，减少了图像处理后出现的拉线虚边等现象。

请参阅图4所示，本实施例中，所述基板12设有供激光穿过的开口121。所述开口121避免造成测量误差。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：包括激光器(1)、空间滤波器(2)、准直镜(3)、第一反射镜(4)、分光镜(5)、第二反射镜(6)、成像镜头(7)、CCD相机(8)、第三反射镜(9)和待测物放置台(10)，所述激光器(1)、空间滤波器(2)、准直镜(3)和第一反射镜(4)同设于水平光轴线L1；所述第一反射镜(4)、分光镜(5)和待测物放置台(10)同设于垂直光轴线L2；所述第二反射镜(6)、分光镜(5)和第三反射镜(9)同设于水平光轴线L3；所述第二反射镜(6)、成像镜头(7)和CCD相机(8)同设于垂直光轴线L4。

2.根据权利要求1所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：还包括底板(11)、基板(12)、第一支架(13)和第二支架(14)，所述第一支架(13)和第二支架(14)分别固定于底板(11)，所述基板(12)和待测物放置台(10)从下往上架设于第一支架(13)和第二支架(14)之间；所述激光器(1)、空间滤波器(2)、准直镜(3)和第一反射镜(4)均设置于底板(11)，所述分光镜(5)、第二反射镜(6)和第三反射镜(9)均设置于基板(12)，所述成像镜头(7)和CCD相机(8)设置于第一支架(13)。

3.根据权利要求1所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：所述激光器(1)为半导体激光器。

4.根据权利要求1所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：所述待测物放置台(10)与分光镜(5)之间设置有λ/4波片。

5.根据权利要求1所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：所述第三反射镜(9)与分光镜(5)之间设置有λ/4波片。

6.根据权利要求1所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：所述CCD相机(8)设有相位掩膜板。

7.根据权利要求1所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：所述成像镜头(7)与分光镜(5)之间设置有λ/4波片。

8.根据权利要求2所述的一种三维表面非接触干涉测量仪，其特征在于：所述基板(12)设有供激光穿过的开口(121)。