[發明專利]用于無接觸地測量或者檢查體表面的光學設備

有效

• 申請號: 200980148670.5
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN102239384A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: C.格拉塞納普
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司股份公司
• 主分類號: G01B11/12
• 分類號: G01B11/12;G01B11/24;G01B11/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;李家麟

1.?一種用于無接觸地確定體表面（2）的特性的光學設備，所述體表面（2）的特性如曲率、走向、輪廓、對準或者粗糙度，該光學設備包括：

-?用于在體表面（2）與參考邊（4）之間構造間隙（5）的裝置，其中：

-?參考邊（4）限定了體表面（2）的切線的方向，以及

-?在所述切線的法線的方向上來觀察，在體表面（2）與參考邊（4）之間的距離限定了間隙寬度（a）；

-?用于將間隙（5）成像到空間分辨的檢測器（9）上的設備；

-?與檢測器（9）相連的分析設備，所述分析設備被構造為：

-?用于按照檢測器（9）的輸出信號確定在所述切線的方向上并排的間隙寬度（a），以及

-?用于按照沿著所述切線并排的間隙寬度（a）確定體表面（2）的特性，所述體表面（2）的特性如曲率、走向、輪廓、對準或者粗糙度。

2.?根據權利要求1所述的光學設備，其被構造為：

-?用于按照被確定為物理量的間隙寬度（a）測量特性，或者

-?用于通過將所確定的間隙寬度（a）與期望間隙寬度比較來檢查特性，分別

-?根據光隙方法或者三角測量方法。

3.?根據權利要求1或2所述的光學設備，其中，參考邊（4）的伸展小于體表面（2）在參考邊（4）的方向上的伸展，所述光學設備被配備有用于使參考邊（4）在所述切線的方向上縱向移位的設備。

4.?根據上述權利要求之一所述的光學設備，其配備有用于使參考邊（4）平行移位并且由此用于使間隙（5）垂直于所述切線平行移位的設備。

5.?根據權利要求3或4所述的光學設備，其配備有在使參考邊（4）移位時的強制導軌，優選地以機械直線導軌或者曲線導軌為形式的強制導軌，其中參考邊（4）保持在距體表面（2）為預先給定的對應于間隙寬度（a）的距離。

6.?根據權利要求3至5之一所述的光學設備，其具有調節設備，所述調節設備被構造用于基于連續的或者周期的距離測量來維持在參考邊（4）與體表面（2）之間的距離。

7.?根據上述權利要求之一所述的光學設備，其中，檢測器（9）具有至少一個由多個單傳感器構成的行并且設置使用子像素算法來確定在單傳感器上的強度分布的對準和伸展。

8.?根據上述權利要求之一所述的光學設備，其具有光源，所述光源的輻射優選地穿過聚焦的光學系統被指向體表面（2）的與參考邊（4）對置的區域。

9.?根據權利要求8所述的光學設備，其中，發光二極管（10）被設置為光源，所述發光二極管（10）優選地發射具有均勻強度的確定波長的光。

10.?根據權利要求8所述的光學設備，其中，寬帶的光源（10）與衍射透鏡組合來被設置為光源，所述衍射透鏡產生焦線的根據波長而不同的對準。

11.?根據上述權利要求之一所述的光學設備，其中，

-?在量規（3）上構造參考邊（4），

-?將光源集成到量規（3）中，

-?在檢測器（9）之前設置有具有所限定的橫向放大率的成像光學系統（8），

-?檢測器（9）和成像光學系統（8）是攝像機（7）的部件，以及

-?攝像機（7）和量規（3）彼此以預先給定的距離被連接為組合部件。

12.?根據權利要求11所述的光學設備，其配備有用于測量和調節在量規與體之間的距離的設備，在所述體上構造有體表面（2）。

13.?根據權利要求11或12所述的光學設備，其中，在成像光學系統（8）之前設置有偏振濾光鏡。

14.?根據權利要求11或12所述的光學設備，其配備有用于進行距離測量的設備，利用所述用于進行距離測量的設備設置在坐標系X、Y、Z的半空間＋/－x、＋/－y、＋z中的軸向方向上的測量。

15.?根據上述權利要求之一所述的光學設備，其中，參考邊能被交換并且在大小方面能被調整。

16.?根據上述權利要求之一所述的光學設備，其中，設置根據基于光衍射而形成的攝像機圖像的解釋來確定體表面（2）的走向、輪廓、對準或者粗糙度。