CN208091948U - 一种曲面光学元件表面疵病的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，包括照明系统和成像系统，所述照明系统内设有照明光源，所述成像系统包括成像镜头、成像装置以及与成像装置信号连接的处理器，所述照明光源设有在成像镜头外侧，所述成像装置至少包括一个同轴成像机构或侧成像机构，本实用新型的有益效果是：本实用新型基于光的散射原理，照明光源均匀照射在曲面光学元件表面，成像系统在曲面光学元件上方对其成像进行检测，可以对不同曲率半径的曲面光学元件进行检测，解决曲面光学元件表面疵病无法自动检测的难题，具有成本低、结构简单的优点。

Description

一种曲面光学元件表面疵病的检测装置

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，具体是一种曲面光学元件表面疵病的检测装置。

背景技术

在照明、投影、数码相机等精密光学系统中，曲面光学透镜，包括球面和非球面光学透镜被广泛使用，这些光学透镜经抛光加工后元件表面尚存在有麻点、划痕、开口气泡等疵病，这些表面疵病会影响系统的稳定性，使系统的精确度降低，因此，对曲面光学元件的表面缺陷检测就显得十分必要。

随着科技的发展，精密光学系统对光学元件表面疵病的要求也越来越高，国内对光学元件表面疵病检测主要为人工目视检测法，人眼长期检测容易产生视觉疲劳，造成判断标准不一，难以定量判断。目前已有不少基于机器视觉技术的光学检测方案，但都是针对平面光学元件的技术方案。因此需要一种针对曲面光学元件表面疵病检测的系统和方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，包括照明系统和成像系统，所述照明系统内设有照明光源，所述成像系统包括成像镜头、成像装置以及与成像装置信号连接的处理器，其特征在于，所述照明光源设有在成像镜头外侧，所述成像装置至少包括一个同轴成像机构或侧成像机构，所述同轴成像机构为一个与成像镜头同轴的相机传感器，所述侧成像机构包括一个与成像镜头轴线相交的相机传感器以及设置在轴线交汇处的可见光部分反射镜，所述可见光部分反射镜靠近成像镜头一侧的镜面为镀膜面。

作为本实用新型进一步的方案：所述照明光源为设置在成像镜头外侧的环形LED灯光源。

作为本实用新型进一步的方案：所述相机传感器上设有用于使相机传感器沿轴线移动的动力机构。

作为本实用新型进一步的方案：所述侧成像机构内相机传感器轴线与成像镜头轴线垂直，所述可见光部分反射镜的水平夹角为45°且可见光部分反射镜中心位于成像镜头轴线上。

作为本实用新型进一步的方案：所述可见光部分反射镜的反射率沿成像镜头向外依次递增且使所有相机传感器接收的散射光光强相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型基于光的散射原理，照明光源均匀照射在曲面光学元件表面，成像系统在曲面光学元件上方对其成像进行检测，可以对不同曲率半径的曲面光学元件进行检测，解决曲面光学元件表面疵病无法自动检测的难题，具有成本低、结构简单等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图。

图2为本实用新型实施例一工作原理图。

图3为本实用新型实施例二工作原理图。

图中：1-相机传感器、2-可见光部分反射镜、3-成像镜头、4-照明光源、5-处理器、6-待测光学元件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，包括照明系统和成像系统，成像系统内设有包括成像镜头3、成像装置以及与成像装置信号连接的处理器3，成像装置设有三组，其中包括一组同轴成像机构和两组侧成像机构，轴向成像机构包括一个位于成像镜头3上方且与成像镜头3同轴的第三相机传感器，侧成像机构包括设置在成像镜头3右侧的第一相机传感器和设置在成像镜头3左侧的第二相机传感器，第一相机传感器轴线与成像镜头3轴线垂直相交且在交汇点设有与水平夹角为45°的第一可见光部分反射镜，且第一可见光部分反射镜的反射率为33.3%，第二相机传感器轴向与成像镜头3轴线垂直相交且在交汇点设有与水平夹角为135°的第一可见光部分反射镜，且第一可见光部分反射镜的反射率为50%。

本实施例在使用时，曲面光学元件6的上表面可以看成S₁，S₂，S₃三个分层的叠加，且S₁，S₂，S3三层在竖直方向上的距离相同，成像镜头3置于曲面光学元件6的正上方，其景深等于各分层S₁，S₂，S₃的竖直方向上的距离，照明光源4也置于曲面光学元件1的正上方，分布于成像镜头3的四周，然后启动照明光源4，使照明光均匀照射在曲面光学元件6上，S₁分层上的任意一点A经成像镜头3，再经过第一可见光部分反射镜反射后成像于第一相机传感器上，调节第一相机传感器与第一可见光部分反射镜的距离，可使A点清晰成像，S₂分层上的任意一点B经成像镜头3，透过第一可见光部分反射镜，再经过第二可见光部分反射镜反射后成像于第二相机传感器上，调节第二相机传感器与第二可见光部分反射镜的距离，可使B点清晰成像，S₃分层上的任意一点C经成像镜头3，再透过第一可见光部分反射镜和第一可见光部分反射镜后成像于第三相机传感器上，调节第三相机传感器距离，可使C点清晰成像，整套系统共用一个成像镜头，保证各分层S₁，S₂，S₃的成像放大倍率一致，然后通过处理器5将分层S₁，S₂，S₃所成清晰的像有序拼接在一起，然后即可通过分析成像上的亮点和暗点来分析曲面光学元件的表面疵病。

实施例二

请参阅图3，本实施例与实施例一相比，根本测量曲面光学元件的不同，设置一组轴向成像机构和一组侧成像机构，且侧成像机构内的可见光部分反射镜2的反射率为50%，其余结构及检测过程均与实施例一相同。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，包括照明系统和成像系统，所述照明系统内设有照明光源(4)，所述成像系统包括成像镜头(3)、成像装置以及与成像装置信号连接的处理器(5)，其特征在于，所述照明光源(4)设有在成像镜头(3)外侧，所述成像装置至少包括一个同轴成像机构或侧成像机构，所述同轴成像机构为一个与成像镜头(3)同轴的相机传感器(1)，所述侧成像机构包括一个与成像镜头(3)轴线相交的相机传感器(1)以及设置在轴线交汇处的可见光部分反射镜(2)，所述可见光部分反射镜(2)靠近成像镜头（3）一侧的镜面均镀膜面。

2.根据权利要求1所述的一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，所述照明光源(4)为设置在成像镜头(3)外侧的环形LED灯光源。

3.根据权利要求1所述的一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，所述相机传感器(1)上设有用于使相机传感器沿轴线移动的动力机构。

4.根据权利要求1所述的一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，所述侧成像机构内相机传感器(1)轴线与成像镜头(3)轴线垂直，所述可见光部分反射镜(2)的水平夹角为45°且可见光部分反射镜(2)中心位于成像镜头(3)轴线上。

5.根据权利要求1所述的一种曲面光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，所述可见光部分反射镜(2)的反射率沿成像镜头(3)向外依次递增且使所有相机传感器(1)接收的散射光光强相同。