[發明專利]拼接測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201811434724.1
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109341587B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 徐富超;賈辛;甘大春;邢廷文
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

本發明公開了一種拼接測量裝置，適于對凹球面的面形進行拼接測量，所述拼接測量裝置包括：干涉儀、參考透鏡、第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、第一調整機構、第二調整機構、凹球面的被測件、運動臺和控制機構，第一平面反射鏡安裝在第一調整機構上，第一調整機構配置成改變第一平面反射鏡的位置；第二平面反射鏡安裝在第二調整機構上，第二調整機構配置成改變第二平面反射鏡的位置；被測件放置在運動臺上，運動臺配置成改變所述被測件的位置；控制機構與干涉儀、第一調整機構、第二調整機構和運動臺相連通以發出控制信號，借助于第一調整機構和第二調整機構，第一平面反射鏡和第二平面反射鏡之間的夾角能被調節以使得入射到被測件上的光線相對于從參考透鏡射出的光線傾斜第一角度，從而避免傾斜被測件。

技術領域

本發明屬于光學檢測領域，涉及一種對凹球面的面形進行拼接測量的裝置和方法。

背景技術

光刻鏡頭是一個由幾十片鏡片組成的復雜的光學系統，部分鏡面口徑大，對應的標準鏡頭研制困難。拼接測量通過將一個鏡面規劃為多個小的子孔徑，并逐個子孔徑測量，然后再將子孔徑的面形通過算法組合成整個鏡面的面形。在相關技術中，已提出了一種自動拼接干涉儀，實現了對光學元件的自動拼接測量，但檢測精度低，只作為高精度鏡片加工中的過程檢測儀器。其精度低的最主要原因是在拼接測量過程中，被測件的外環區域需要傾斜一定的角度去匹配標準鏡的狀態，而這種傾斜會使得被測件變形，變形量直接代入檢測結果中，無法達到高精度檢測目的。因此，亟須一種改進的拼接測量裝置。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種拼接測量裝置，適于對凹球面的面形進行拼接測量，所述拼接測量裝置包括：干涉儀、參考透鏡、第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、第一調整機構、第二調整機構、凹球面的被測件、運動臺和控制機構，第一平面反射鏡安裝在第一調整機構上，第一調整機構配置成改變第一平面反射鏡的位置；第二平面反射鏡安裝在第二調整機構上，第二調整機構配置成改變第二平面反射鏡的位置；被測件放置在運動臺上，運動臺配置成改變所述被測件的位置；控制機構與干涉儀、第一調整機構、第二調整機構和運動臺相連通以發出控制信號，借助于第一調整機構和第二調整機構，第一平面反射鏡和第二平面反射鏡之間的夾角能被調節以使得入射到被測件上的光線相對于從參考透鏡射出的光線傾斜第一角度，從而避免傾斜被測件。

根據本發明的一個示例性實施例，所述第一調整機構配置成使得所述第一平面反射鏡沿第一方向、第二方向、第三方向平移和繞第二方向旋轉；其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直；所述第二調整機構配置成使得所述第二平面反射鏡沿所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向平移和繞所述第二方向旋轉；以及所述運動臺配置成使被測件沿所述第一方向和所述第三方向平移和繞所述第三方向旋轉。

根據本發明的一個示例性實施例，在測量所述被測件的外環子孔徑時，所述第一調整機構和第二調整機構根據所述控制機構發出的控制信號分別調整所述第一平面反射鏡和第二平面反射鏡的位置，使得第一和第二平面反射鏡之間的夾角被調整成第二角度，并且第二角度是第一角度的一半；所述運動臺根據所述控制機構發出的控制信號調整被測件的位置，使得被測件的球心移動到第一焦點，所述第一焦點由所述參考透鏡的焦點被調整后的第一平面反射鏡和第二平面反射鏡反射形成。

根據本發明的一個示例性實施例，所述第一平面反射鏡被調整成靠近所述參考透鏡的焦點并大致垂直于從所述參考透鏡射出的邊緣光線。

根據本發明的一個示例性實施例，所述第二平面反射鏡被調整成能夠將經所述第一平面反射鏡反射的全部光線反射到待測件上。

根據本發明的一個示例性實施例，所述第二平面反射鏡被調整成不阻擋測量光束射出到所述第一平面反射鏡上。

根據本發明的一個示例性實施例，在測量被測件的中心子孔徑時，所述運動臺根據所述控制機構發出的控制信號調整被測件的位置，使得被測件的球心與參考透鏡的焦點重合；所述第一調整機構和所述第二調整機構分別根據所述控制機構發出的控制信號調整第一平面鏡和第二平面鏡的位置，使得所述第一平面鏡和第二平面鏡離開光路。