[發(fā)明專利]一種凸非球面光學(xué)元件的面型檢測裝置

有效

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• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102589467A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭云峰;林建華;郭隱彪;董之然;白志揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件的檢測裝置，尤其是涉及一種凸非球面光學(xué)元件的面型檢測裝置。

背景技術(shù)

非球面光學(xué)元件在應(yīng)用方面有諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是近年來，新材料的出現(xiàn)和新的制造技術(shù)的發(fā)展使得非球面的加工技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是非球面元件的制造必須與精確的非球面檢測技術(shù)相結(jié)合才能得到合格的非球面。所以非球面光學(xué)元件的檢測已經(jīng)成為現(xiàn)在光學(xué)測量技術(shù)研究的前沿領(lǐng)域。

目前，檢測非球面的方法大多采用的是接觸式和非接觸式兩種測量方法，但是在非接觸式測量時通常會遇到一些麻煩。在非接觸式測量中，由于不是直接測量非球面本身的幾何形狀，而是用光感傳感器對非球面的反射光進(jìn)行探測，因此對測頭和被測工件的相對位置要求很高。這就要求有一種能實(shí)現(xiàn)測頭與工件表面相對位置調(diào)整的檢測平臺。

中國專利CN1785560公開一種非球面光學(xué)元件的加工技術(shù)，主要用于硒化鋅和硫化鋅非球面光學(xué)元件的加工。用計算機(jī)數(shù)控車床及金剛石圓弧刀具對硒化鋅和硫化鋅進(jìn)行切削加工，采用新工藝流程：吸附夾具的設(shè)計制造、元件半精加工、元件精加工、檢測面型、精修面型等。

中國專利CN1785559公開一種非球面光學(xué)元件的加工技術(shù)，主要用于鍺單晶非球面光學(xué)元件的加工。用計算機(jī)數(shù)控車床及金剛石圓弧刀具對鍺單晶進(jìn)行切削加工，采用工藝流程：A下料；B粗磨；C吸附夾具的設(shè)計制造；D元件半精加工；E元件精加工；F檢測面型；G精修面型等，以及選擇了合理的工藝參數(shù)。

中國專利CN1846937公開一種光學(xué)元件的加工技術(shù)，主要用于光學(xué)玻璃和硅單晶非球面光學(xué)元件的加工。用計算機(jī)數(shù)控磨床和數(shù)控拋光機(jī)床對光學(xué)玻璃和硅單晶進(jìn)行加工，采用新工藝流程，非球面精磨、非球面拋光、非球面修拋、檢測面型等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的的目的在于針對現(xiàn)有的檢測裝置對凸非球面光學(xué)元件測量時無法保證工件待測量面與光源垂直，無法對凸非球面光學(xué)元件面型進(jìn)行全面精確測量的問題，提供一種能過通過A，C，Y三軸聯(lián)動調(diào)整工件的位置和姿態(tài)，保證能檢測到整個凸非球面面型的凸非球面光學(xué)元件的面型檢測裝置。

本發(fā)明設(shè)有光源、反射鏡、接收鏡、檢測平臺、升降臺和分析處理系統(tǒng)；所述反射鏡設(shè)于光源的出射光束前方，檢測平臺設(shè)于反射鏡的反射光束前方，接收鏡設(shè)于被測光學(xué)元件的反射光束前方，分析處理系統(tǒng)設(shè)于接收鏡的反射光束前方；

所述檢測平臺自下而上依次設(shè)有垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)、擺動機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；

所述垂直運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)有底座、第1支承油腔、升降桿、絲桿電機(jī)、連接板、微調(diào)楔塊和限位槽；所述微調(diào)楔塊位于底座上，連接板固定在微調(diào)楔塊上，連接板與絲桿電機(jī)通過滾珠絲桿連接；所述升降臺由微調(diào)楔塊支撐，附在升降臺上的升降桿位于限位槽內(nèi)，微調(diào)楔塊與升降臺的接觸面上和升降桿與限位槽的接觸面上開有第2支承油腔，起到潤滑的作用和防止爬行的發(fā)生，即可以通過微調(diào)楔塊的水平運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)升降臺的垂直方向高精度運(yùn)動；

所述擺動機(jī)構(gòu)設(shè)有第3支承油腔、靜壓止推軸承、轉(zhuǎn)軸、C軸工作臺、擺動平臺和伺服電機(jī)；C軸工作臺固定在擺動平臺上，擺動平臺通過轉(zhuǎn)軸連接在升降臺上，伺服電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而帶動擺動平臺在平面內(nèi)繞軸轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)軸兩端裝有靜壓止推軸承，并固定在升降臺上；第3支撐油腔設(shè)在升降臺的凹槽內(nèi)；

所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)有馬達(dá)和A軸工作臺，所述馬達(dá)位于C軸工作臺上，馬達(dá)與A軸工作臺直接相連，馬達(dá)驅(qū)動A軸工作臺在平面內(nèi)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動；被測光學(xué)元件設(shè)于A軸工作臺上。

所述馬達(dá)可采用DD馬達(dá)。

由于A軸可采用DD馬達(dá)直接驅(qū)動，省去了中間連接機(jī)構(gòu)，因此減少了因機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的定位誤差。而且結(jié)構(gòu)簡單，無機(jī)械效率損失，輸出扭矩大，無機(jī)械精度損失，從而實(shí)現(xiàn)了高定位精度、高動態(tài)響應(yīng)和低噪聲等等獨(dú)有的特點(diǎn)。

由于C軸的轉(zhuǎn)軸采用靜壓軸承支撐，靜壓軸承具有承載能力高、旋轉(zhuǎn)精度高、使用壽命長、均化誤差等特點(diǎn)，因此適合高精度場合。

由于在多處開有支承油腔，支承油腔可以起到潤滑作用，因此可有效防止爬行的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成主視示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成側(cè)視示意圖。

圖1、2中的各主要部件的標(biāo)記如下：