CN218726549U - 一种带有照明光源的镊子 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种带有照明光源的镊子，包括镊子夹爪及镊子的其他部分，所述镊子夹爪的夹持面是球形面、U形面、V形面或平面，以适配所述透镜的外形，所述镊子夹爪上设有洞坑，所述洞坑用于容置和固定光源，所述光源用于照明被夹持光学零件的磨砂柱面，在被检透镜体内产生漫射光，漫射光照射被检表面上的缺陷，使缺陷成为二次发光点。本申请实施例中，采用上述的一种带有照明光源的镊子，不仅便于手工操作和缺陷的人眼判读，而且还可以通过摄像、显示和图像处理等技术手段实现自动化操作和缺陷的机器判读，提高微小光学零件表面缺陷检验的效率。

Description

一种带有照明光源的镊子

技术领域

本实用新型涉及精密光学零件加工领域，尤其涉及微小光学零件通光表面缺陷的检验。

背景技术

在光通信器件、激光器、医疗仪器等现代光学设备中，需要使用各种微小光学零件，例如形状是长柱形的双凸球面透镜，两端凸面通光，圆柱段直径1mm，透镜长度1.5mm，光学加工中，在检验两端凸通光面上的划痕、麻点、膜坑等表面缺陷时，存在两个主要问题，一是检验本身困难，视场干扰因素难以克服，二是基本靠人工检验，效率低，难于机械化。

第一个问题的产生原因，是由于被检验的光学零件尺寸小，加工缺陷需要在显微镜下观察检验，当被检零件存在曲面时，曲表面无法回避照明光源带来的干扰，光源的反光像占据了部分曲表面的位置，显微镜视场内不能形成全暗背景，缺陷处的对比度差。第二个问题的产生原因与第一个问题相关，由于现在基本只能靠人工手持镊子夹持零件，通过显微镜筒靠人员判读，难以用上CCD摄像、高清显示、自动图像识别等新技术手段，所以效率低下，检验员人眼疲劳。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带有照明光源的镊子，以解决“回避投光干扰以获得检验暗背景”和“用自动化设备取代人工操作和人眼判读”两个问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

本申请提供了一种带有照明光源的镊子，将照明光源设置在镊子的单侧或两侧夹爪上，使光源照明被检透镜的磨砂柱面，从而在被检透镜体内产生漫射光，漫射光直接照射或间接照射到被检表面上的缺陷处，缺陷自身成为二次发光点，即散射发光点，散射发光点发出的光进入显微镜物镜，在显微镜视场内，可以观测到在全暗背景下的高对比度缺陷。

进一步限定，上述的一种带有照明光源的镊子，其中，所述镊子夹爪上设置有通孔、盲孔、阶梯孔或槽孔型的洞坑，以适配所述光源的安装尺寸，使所述光源被卡嵌、帖附或胶粘在洞坑中。

进一步限定，上述的一种带有照明光源的镊子，其中，驱动所述光源的导线是柔性的线排或薄膜，卡嵌、帖附、或印刷在镊子杆上以引向电源。

进一步限定，上述的一种带有照明光源的镊子，其中，驱动所述光源的电源安装在镊子上的其他部位或镊子以外位置，所述安装在镊子上的其他部位的电源是纽扣电池或光敏电池。

进一步限定，上述的一种带有照明光源的镊子，其中，所述光源是LED灯珠、导光光纤、荧光光源或反射其他投光的反射镜，所述光源是点状的、带状的或串状的。

进一步限定，上述的一种带有照明光源的镊子，其中，所述镊子夹爪是U型座的、宽嘴的或环形爪的，所述镊子夹爪的夹持面是球形面、U形面、V形面或平面，以适配所述透镜的外形。

进一步限定，上述的一种带有照明光源的镊子，由机械手驱动，或本身是机械手的手指，既对被检透镜进行照明，又实施对被检透镜的“取”、“检”、“放”作业。

本实用新型至少具备以下有益效果：

1、通过设置在所述镊子夹爪上的光源照射被检透镜的磨砂柱面，在被检透镜体内产生漫射光，漫射光直接照射或间接照射到被检表面上的缺陷处，缺陷自身成为二次发光点，二次发光点的散射光进入显微镜物镜，在显微镜视场内，可以观测到在全暗背景下的高对比度缺陷，达到了“回避投光干扰以获得检验暗背景”的目的；

2、通过设置所述镊子由机械手驱动，或镊子本身就是机械手的手指，所述镊子既对被检透镜进行照明，又实施对被检透镜的“取”、“检”、“放”作业，通过设置对透镜端面进行摄像、显示、缺陷判读处理等设施，达到了“用自动化设备取代人工操作和人眼判读”的目的；

3、通过将所述镊子的夹爪部位设置为U形座、宽嘴夹爪或环形夹爪，夹爪的夹持面设置为球面形、U形、V形或平面形，以适应被夹持的被检透镜各种形状。

附图说明

图1为常规在显微镜下检验双凸透镜抛光面的示意图；

图2为本申请实施例一种带有照明光源的镊子的具体结构示意图；

图3为本申请实施例一种带有照明光源的镊子的具体结构示意图；

图4为本申请实施例一种带有照明光源的镊子在应用中的通光示意图；

图5为本申请实施例一种带有照明光源的镊子在应用中的双侧通光面同时检验的通光示意图；

图6为本申请实施例一种带有照明光源的镊子的具体结构示意图；

图7为本申请实施例一种带有照明光源的镊子的具体结构示意图；

图8为本申请实施例一种带有照明光源的镊子的具体结构示意图；

图9为本申请实施例一种带有照明光源的镊子的具体结构示意图。

附图标记

被检透镜-100、显微镜物镜-200、左端显微系统-201、右端显微系统-202、投光光源-300、镊子-400、光源安装洞坑-401、凹夹持端面-402、平夹持端面-403、凹形座-410、凹形座U形坑-411、凹形座方形坑-412、宽嘴镊子-420、环形镊子-430、光源-500、带状光源-510、串状光源-520、散射发光点-600、左端反射镜-701、右端反射镜-702、吸嘴-800、电源-900。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，在现有技术中，当检验尺寸只有约1mm尺度的零件通光表面时，需要在显微镜下操作和判读，如果被检验零件存在曲面（凸面或凹面），照明光源300照射到曲表面后，反射光将射进显微镜物镜200，在视场内产生光源300的反射像。需要说明的是，投光照明的光源通常有三种形式，即套在物镜周边一圈的环形光源、在物镜旁侧斜照的斜射光源（如图1所示的光源300）、和沿物镜轴线射下的同轴光源，不论何种投光照明形式，只要检验的是曲面就无法回避光源反射像，如果是检验平面，反射像虽可以在某个角度挪出视场，但在实际操作中也不能保证回避得了光源反射像的干扰。

这种光源反射像带来两个弊端，一个是闪耀的反射像使视场不能成为暗视场，导致表面缺陷检验时对比度低，另一个是由于光源的反光像占据了部分被检曲表面的位置，需要改变被检零件姿态（例如检验员手持镊子夹持透镜100作略微摆动），才能看清原先光源反射像占据位置的通光面，因而不能一次看清整个透镜曲面，影响检验效率。

本实用新型公开一种带有照明光源的镊子，将照明光源设置在镊子的夹爪上，使光源照明被检透镜的柱面，而被检透镜100通常情况下都是具有磨砂柱面的，磨砂柱面被照明后，在被检透镜100体内产生漫射光。

在一种较佳的实施方式中，如图2-图3所示，在镊子400的夹爪上，设置洞坑401，内部安装光源500，以照明被检透镜100的磨砂柱面，如果夹持圆柱形或球形透镜，镊子夹爪可以设置弧形的或V形的夹持面402，如果夹持平直柱面的透镜，镊子夹爪可以设置平直的夹持面403。

需要说明的是，光源500可以是具有特定功率、特定色温的LED灯珠，洞坑401可以设置在镊子400的单侧夹爪上或双侧夹爪上，洞坑401可以是通孔、盲孔、阶梯孔或槽孔，以适配光源500的安装尺寸，使光源500可以被卡嵌、帖附或胶粘在洞坑401中，驱动光源的导线可以是柔性的线排、薄膜，可以卡嵌、帖附、或印刷在镊子杆上以引向电源，电源可以安装在镊子上的其他部位或镊子以外位置，安装在镊子的其他部位上的电源可以是纽扣电池或光敏电池。

如图4所示，当光源500照射到被检透镜100的磨砂柱面后，在被检透镜体内产生漫射光，漫射光直接照射或间接照射到被检表面上的缺陷处，缺陷自身成为二次发光点，即散射发光点600，散射发光点600发出的光进入显微镜物镜200后在显微镜筒里被观测到。在显微镜视场内，可以见到在全暗背景下的高对比度缺陷，以及外围一圈由透镜柱面形成的细亮圈，这一圈细亮圈是不影响被检透镜100的有效通光孔径（通常是直径90%的中央区域）内缺陷检验的，并且这一圈细亮圈可以通过简单的后期软件数据处理以消除，因此图4达到了“回避投光干扰以获得检验暗背景”的目的。

在一种较佳的实施方式中，如图5所示，把被测透镜100平置，则可同时检测透镜的两端曲面，并且既可以通过显微镜筒人工检验，也可以加入图像处理功能后进行自动判读。光源500照亮透镜100的柱面后，在左右两端面生成缺陷的散射发光点600，左端可设置摄像、显示及数据图像处理的显微系统201，右端可设置摄像、显示及数据图像处理的显微系统202，以分析两端面的缺陷，也可以通过左端反射镜701和右端反射镜702把光路折转，使整体检测机构布置得更紧凑。

可以理解的是，图5中夹持被测透镜100并实现柱面照明的镊子，在实际应用中可以是由机械手驱动的，或镊子本身就是机械手的手指，镊子从料盒里取出被测透镜100，移动镊子将透镜置入检测位置后镊子并不松开，两端的显微系统201和202摄取图像并由处理软件获得端面缺陷信息后，机械手带动镊子到指定位置，松开和放下透镜，使得透镜可以在“不放手检测”的情况下，一次完成“取料”、“检验”、“归放”的三步动作，因此图5达到了“用自动化设备取代人工操作和人眼判读”的目的。

在一种较佳的实施方式中，如图5-图7所示，透镜也可以在“放手检测”的情况下，完成“取料”、“检验”、“归放”的三步动作，夹持被测透镜100并实现柱面照明的“镊子”，可以是不移动的凹形座410，凹形座410使被测透镜100定位在图5中的检测位置，可以在凹形座410的底部或两侧设置洞坑401并设置光源500，夹持圆柱形或球形透镜时凹形座410上可以设置U形坑411、夹持平直柱面透镜时凹形座410上可以设置方形坑412。

可以理解的是，图6-图7中透镜的取放，可以由机械手以其他方式实现，例如用吸嘴800实现，机械手带动吸嘴800从料盒里取出被测透镜100，移动至设定位置后放气松开透镜，使透镜落入凹形座410，两端的显微系统201和201摄取图像并由处理软件获得端面缺陷信息后，机械手再带动吸嘴800从凹形座410里吸出透镜，移送到指定位置去。

可以理解的是，由于被测透镜100本身的尺度只有1mm左右，凹形座410的尺度也只有约3mm，所以凹形座410可以称为一种带有照明光源的“镊子”。

在一种较佳的实施方式中，如图8所示，根据所检透镜规格尺寸的不同，可以在宽嘴镊子420上设置带状光源510，电源900可以设置在宽嘴镊子420上离带状光源510较近的位置，图8所示电源900是纽扣电池。

在一种较佳的实施方式中，如图9所示，根据所检透镜规格尺寸的不同，可以在环形镊子430上设置串状光源520，夹持被测透镜的镊子嘴是两个半环形状，或者也可以是两个向内的V字形状。

显然的，本申请所述的被测透镜，可以广义地理解，即不限于双凸球面镜，可以是双端曲面的，可以是一端平面一端曲面的，可以是球透镜，可以是双平通光面的波片，可以是“渐变折射率材料”透镜，可以是截面矩形的“窗口片”，只需要非通光柱面是磨砂面，就可以使用本申请一种带有照明光源的镊子来操作检验。

显然的，本申请所述的光源，是广义的“光源”，不限于使用LED灯珠，也可以是导光的光纤、荧光光源、或反射其他投光的一小片反射镜。

显然的，本申请所述的镊子，可以是一个独立的零件，也可以是由两个以上零件拼装组合而成。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (8)

1.一种带有照明光源的镊子，其特征在于，包括镊子夹爪及镊子的其他部分，所述镊子夹爪的夹持面是球形面、U形面、V形面或平面，以适配所述透镜的外形，所述镊子夹爪上设有洞坑，所述洞坑用于容置和固定光源，所述光源用于照明被夹持光学零件的磨砂柱面，在被检透镜体内产生漫射光，漫射光照射被检表面上的缺陷，使缺陷成为二次发光点。

2.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，所述镊子单侧或两侧夹爪上设置有通孔、盲孔、阶梯孔或槽孔型的洞坑，以适配所述光源的安装尺寸，所述光源卡嵌、帖附或胶粘在洞坑中。

3.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，驱动所述光源的导线是柔性的线排或薄膜，卡嵌、帖附、或印刷在镊子杆上以引向电源。

4.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，驱动所述光源的电源安装在镊子上的其他部位或镊子以外位置，所述安装在镊子上的其他部位的电源是纽扣电池或光敏电池。

5.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，所述光源是LED灯珠、导光光纤、荧光光源或反射其他投光的反射镜，所述光源是点状的、带状的或串状的。

6.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，所述镊子夹爪是U型座的、宽嘴的或环形爪的。

7.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，所述镊子由机械手驱动或镊子夹爪是机械手的手指。

8.根据权利要求1所述的一种带有照明光源的镊子，其特征在于，所述镊子为独立零件或由至少两个零件拼装制成。

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