[實用新型]白光光譜共焦線掃描裝置

有效

• 申請號: 201720342246.6
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN206803960U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 姚勇
• 申請（專利權）人: 浙江協同光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 王嘉華

技術領域:

本實用新型涉及物體表面輪廓和形狀的檢測儀器領域，具體地說是一種非接觸式三維掃描儀中采用白光光譜共焦線對物體表面進行掃描，達到檢測被檢物體輪廓和表面形狀的一種白光光譜共焦線掃描裝置。

背景技術：

現有機械電子產品的研發、生產、檢測、逆向開發等各個階段，需要對物體輪廓進行精密測量，利用光譜共焦位移傳感器，可以精確地測繪被測樣品的外形尺寸和位移。目前的物體表面輪廓和形狀檢測儀采用光譜共焦位移傳感器，這種技術方案采樣方式為點測量，存在著采樣效率低、工作速度慢的缺陷。

發明內容：

本實用新型的目的是針對現有物體表面輪廓和形狀檢測儀所存在的采樣效率低、工作速度慢的缺陷進行改進，提出一種采樣效率高、工作速度快的白光光譜共焦線掃描裝置。

本實用新型的目的是這樣來實現的：本實用新型的一種白光光譜共焦線掃描裝置，包括白光光源和光譜儀，其特征在于上述白光光源放置在一個準直鏡的焦點處形成平行光，上述平行光經單維聚焦鏡和單維準直鏡形成細長狀平行光，上述細長狀平行光投射到平面反射振鏡，經平面反射振鏡反射到一個拋物面反射鏡，上述拋物面反射鏡的焦線是平面反射振鏡的轉軸，上述細長狀平行光經拋物面反射鏡反射到單維色散聚焦鏡，在單維色散聚焦鏡的焦線處匯聚成線狀光，被測物體的表面放置在單維色散聚焦鏡的焦線處，聚焦在被測物體表面的線狀光反射經單維色散聚焦鏡、拋物面反射鏡、平面反射振鏡、分光鏡投射到光譜儀。

本實用新型的一種白光光譜共焦線掃描裝置把白色光源通過準直鏡、單維聚焦鏡、單維準直鏡、平面反射振鏡、拋物面反射鏡、單維色散聚焦鏡轉變成一束隨平面反射振鏡轉動掃描的線狀掃描線，平面反射振鏡轉動的角度為線狀掃描線對物體表面掃描的行程，被測物體表面的變化，會使線狀掃描線不共焦，光譜儀即可通過色散記錄被測物體表面輪廓和表面形狀的變化。本實用新型的白光光譜共焦線掃描裝置可以將現有技術點采樣提高到線采樣，可實現采樣效率高、工作速度快的目的，本實用新型可用于物體表面和輪廓的檢測儀。

附圖說明：

圖1為實用新型的一種白光光譜共焦線掃描裝置的結構示意圖。

具體實施方式：

本實用新型的一種白光光譜共焦線掃描裝置，包括白光光源1和光譜儀5，其特征在于上述白光光源1放置在一個準直鏡2的焦點處形成平行光，上述平行光經單維聚焦鏡3和單維準直鏡形成細長狀平行光，上述細長狀平行光投射到平面反射振鏡，經平面反射振鏡7反射到一個拋物面反射鏡8，上述拋物面反射鏡8的焦線是平面反射振鏡7的轉軸，上述細長狀平行光經拋物面反射鏡8反射到單維色散聚焦鏡9，在單維色散聚焦鏡9的焦線處匯聚成線狀光，被測物體10的表面放置在單維色散聚焦鏡9的焦線處，聚焦在被測物體10表面的線狀光反射經單維色散聚焦鏡9、拋物面反射鏡8、平面反射振鏡7、分光鏡6投射到光譜儀5。

上述白光光源1選用歐司朗XBO系列75W短弧氙燈，平面反射振鏡7選用美國Thorlabs Inc的GVS20x/E02型號。參數：振動頻率250Hz，偏角±12.5°，重復精度15μRad，掃面反射信號經光譜儀的狹縫和光柵色散后，在高速線陣CMOS傳感器的感光面上成像。根據CMOS上成像點的位移量，經過解算得出該被檢測點的位移參數。

本裝置可以一次掃描樣品后直接得出工件表面的3D掃描圖。可應用在集成電路、精密電子線路、手機玻璃面板，薄膜厚度，多層透明材料復合等精密工件的檢測，測繪等場合。也可用于高透明度、高反射率的玻璃和金屬以及鏡面的加工測繪上。

檢測速度：57線/秒，或 5.7 mm/s。

掃描線間距：2.5微米-100微米。

測量精度：1-2.5微米。

重復性：好。

檢測面可偏轉角度達：50度。