CN208140038U - 一种非接触式透镜检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式透镜检测装置，包括载物台和设置在所述载物台侧面的支撑架，所述支撑架上沿光轴方向由上至下依次设置光源、多模分光模块和光学探头，所述光学探头具有高色散率，所述多模分光模块通过光纤光路与光谱仪信号相连接，所述光谱仪与数据处理模块信号相连接，所述数据处理模块上信号连接有显示模块。本实用新型利用色散的原理，对于不同光谱形成的光谱信号进行分析，得到待测零件的尺寸参数，能够解决光学透镜加工过程中手工检测效率低下,人为偏差大,以及容易产生测量损伤的问题,提高测量精度和效率。

Description

一种非接触式透镜检测装置

技术领域

本实用新型属于光学零件测量技术领域，尤其是涉及一种非接触式透镜检测装置。

背景技术

光学透镜是由玻璃或聚合材料制成的，高质量的光学透镜有着严格的公差限制。在光学零件的加工过程中,无论是过程检验还是完工检查,对于光学零件尤其是光学透镜的中心高和外圆尺寸,都是必须检查的项目,目前生产过程中,大多是用千分尺人工检查,效率低,误差大,特别是对于特殊材质的瓜果农学零件,还容易产生测量损伤。

同时,对于未来的光学加工装备,在线测量光学零件的中心高,外径等技术参数,可以实现光学零件的智能制造。而非接触式测量方法，常用的包括图像测量法、共面电容法、白光共焦法和干涉法等，然而随着现今行业内对精确度、抗干扰性和效率等方面的要求越来越高，这些方法都存在缺陷，无法全部达到要求。

申请公布号为 CN 104315985 A的发明申请公开了一种透镜中心厚度干涉测量方法，该方法首先通过移动被测透镜，使干涉仪出射的平行光束经过标准镜头后会聚在被测透镜表面。然后采用双路测距干涉仪进行距离测量及面形误差补偿，获取被测透镜前后表面顶点处两次定位的位置坐标，然后利用光线追迹公式计算透镜中心厚度。该方法使用的测量装置包括干涉仪，标准物镜，激光测距仪，五维调整架及移动导轨。其中标准物镜和被测透镜依次放在干涉仪光源出射光线方向。被测透镜固定在五维调整架上，可在导轨上移动。该发明利用干涉法对透镜表面定位及位置补偿，实现了透镜中心厚度的非接触测量。然而，该发明采用干涉测量，存在抗干扰性差和效率低的问题。

因此，需要一种新的无接触式的测量装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种非接触式透镜检测装置，利用色散的原理，对于不同光谱形成的光谱信号进行分析，得到待测零件的尺寸参数，能够解决光学透镜加工过程中手工检测效率低下,人为偏差大,以及容易产生测量损伤的问题,提高测量精度和效率。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种非接触式透镜检测装置，包括载物台和设置在所述载物台侧面的支撑架，所述支撑架上沿光轴方向由上至下依次设置光源、多模分光模块和光学探头，所述光学探头具有高色散率，所述多模分光模块通过光纤光路与光谱仪信号相连接，所述光谱仪与数据处理模块信号相连接，所述数据处理模块上信号连接有显示模块。

进一步地，所述光源为白色LED灯或卤钨光源。

进一步地，所述多模分光模块为熔融拉锥多模分光器或光波导多模分光器。

进一步地，所述载物台上设置附加模块，所述附加模块为定心模块或多维移动平台。

进一步地，所述多维移动品台为二维移动平台或三维移动平台。

进一步地，所述显示模块为LCD显示器、LED显示器或触摸屏显示器。

进一步地，所述数据处理模块为计算机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型针对目前光学透镜的检查采用千分尺进行人工检查，存在效率低,误差大,特别是对于特殊材质的瓜果农学零件,还容易产生测量损伤的问题，提供一种非接触式透镜检测装置，包括载物台和设置在所述载物台侧面的支撑架，所述支撑架上沿光轴方向由上至下依次设置光源、多模分光模块和光学探头，所述光学探头具有高色散率，所述多模分光模块通过光纤光路与光谱仪信号相连接，所述光谱仪与数据处理模块信号相连接，所述数据处理模块上信号连接有显示模块。

其中，光源采用白色LED灯或卤钨光源，具有稳定性好和光谱宽的优点。

本实用新型的测量原理如下：光源发出的光经过多模光纤的传输到达光阑，光学探头对多色光聚焦在物方不同距离，形成较大的色散离较量；如图3所示，在放入待测零件之前，由于没有反射光，因此光谱仪探测只有背景信号，平板玻璃放入探头的测量范围之内，零件的上下表面刚好对两种不同色光形成自准直，因此反射回去的光能量完全进入光阑；而其它色光则在光阑处形成大于光阑的弥散斑，因此光谱相应的各个色光的能量曲线如图4所示，两个峰值处所对应的波长对应了待测零件的厚度。本实用新型的测量范围为0.3mm-15mm，探测精度为2微米。

本实用新型是基于“色散”即不同波长的光波在同一种光学材料中的折射率不同的原理，对光学零件的几何尺寸进行测量。测量精度高，操作方便。达到国内领先的技术水平。未来可以广泛应用于光学零件检测，以及光学零件的智能制造，具有广阔的应用前景。

另外，为了便于适应其他的测量功能，在载物台上设置附加模块，且附加模块选用现有的能够自动找正的定心机构，很显然还可以选用能够多维调整待测零件的多为移动平台，比如二维移动平台或三维移动平台。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型第二种实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型未放入待测透镜前光谱仪探测的背景信号；

图4为本实用新型使用时的光纤路径示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。应该理解，为了使得技术方案更加明确，这里使用的“前、后、左、右、上、下”等表示方位的用语均为相对于图1的方位名词，不因视图的转换变换方位表述方式。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员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1：

如图1所示，一种非接触式透镜检测装置，包括载物台1和设置在所述载物台1侧面的支撑架2，所述支撑架2上沿光轴方向由上至下依次设置光源3、多模分光模块4和光学探头5，所述光学探头5具有高色散率，所述多模分光模块4通过光纤光路与光谱仪6信号相连接，所述光谱仪6与数据处理模块7信号相连接，所述数据处理模块7上信号连接有显示模块8。

所述光源3为白色LED灯。

所述多模分光模块4为熔融拉锥多模分光器或光波导多模分光器。

所述显示模块8为LCD显示器。

所述数据处理模块7为计算机。

该实施例中，提供一种非接触式透镜检测装置，包括载物台和设置在所述载物台侧面的支撑架，所述支撑架上沿光轴方向由上至下依次设置光源、多模分光模块和光学探头，所述光学探头具有高色散率，所述多模分光模块通过光纤光路与光谱仪信号相连接，所述光谱仪与数据处理模块信号相连接，所述数据处理模块上信号连接有显示模块。

其中，光源采用白色LED灯，具有稳定性好和光谱宽的优点，当然，也可以选用卤钨光源；多模分光模块采用熔融拉锥多模分光器，当然也可以选用光波导多模分光器；而显示模块采用LCD显示器，很显然也可以是LED显示器或触摸屏显示器。

本实用新型的测量原理如下：光源发出的光经过多模光纤的传输到达光阑，光学探头对多色光聚焦在物方不同距离，形成较大的色散离较量；如图3所示，在放入待测零件之前，由于没有反射光，因此光谱仪探测只有是背景信号，平板玻璃放入探头的测量范围之内，零件的上下表面刚好对两种不同色光形成自准直，因此反射回去的光能量完全进入光阑；而其它色光则在光阑处形成大于光阑的弥散斑，因此光谱相应的各个色光的能量曲线如图4所示，两个峰值处所对应的波长对应了待测零件的厚度。本实用新型的测量范围为0.3mm-15mm，探测精度为2微米。

本实用新型是基于“色散”即不同波长的光波在同一种光学材料中的折射率不同的原理，对光学零件的几何尺寸进行测量。测量精度高，操作方便。达到国内领先的技术水平。未来可以广泛应用于光学零件检测，以及光学零件的智能制造，具有广阔的应用前景。

实施例2：

如图2所示，一种非接触式透镜检测装置，包括载物台1和设置在所述载物台1侧面的支撑架2，所述支撑架2上沿光轴方向由上至下依次设置光源3、多模分光模块4和光学探头5，所述光学探头5具有高色散率，所述多模分光模块4通过光纤光路与光谱仪6信号相连接，所述光谱仪6与数据处理模块7信号相连接，所述数据处理模块7上信号连接有显示模块8。

所述光源3为白色LED灯。

所述多模分光模块4为熔融拉锥多模分光器。

所述载物台1上设置附加模块9，所述附加模块9为多维移动平台。

所述多维移动品台为三维移动平台。

所述显示模块8为触摸屏显示器。

所述数据处理模块7为计算机。

该实施例中，为了便于适应其他的测量功能，在载物台上设置附加模块，且附加模块选用现有的能够自动找正的定心机构，很显然还可以选用能够多维调整待测零件的多维移动平台，比如二维移动平台或三维移动平台。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种非接触式透镜检测装置，包括载物台和设置在所述载物台侧面的支撑架，其特征在于：所述支撑架上沿光轴方向由上至下依次设置光源、多模分光模块和光学探头，所述光学探头具有高色散率，所述多模分光模块通过光纤光路与光谱仪信号相连接，所述光谱仪与数据处理模块信号相连接，所述数据处理模块上信号连接有显示模块。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式透镜检测装置，其特征在于：所述光源为白色LED灯或卤钨光源。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式透镜检测装置，其特征在于：所述多模分光模块为熔融拉锥多模分光器或光波导多模分光器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种非接触式透镜检测装置，其特征在于：所述载物台上设置附加模块，所述附加模块为定心模块或多维移动平台。

5.根据权利要求4所述的一种非接触式透镜检测装置，其特征在于：所述多维移动品台为二维移动平台或三维移动平台。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种非接触式透镜检测装置，其特征在于：所述显示模块为LCD显示器、LED显示器或触摸屏显示器。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一种非接触式透镜检测装置，其特征在于：所述数据处理模块为计算机。