[發(fā)明專利]光學(xué)位置檢測裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811522210.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109443210A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡進;陳銘勇
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州億拓光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B9/00
• 代理公司: 蘇州謹(jǐn)和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 仲崇明

本申請公開了一種光學(xué)位置檢測裝置，該裝置包括：檢測光源以及沿檢測光源的成像光路依次設(shè)置的光闌、投影鏡組、成像放大鏡組和探測器，其中，檢測光源為點光源或線光源；投影鏡組，將來自光闌的光束以一定傾角入射在工件的待測表面；成像放大鏡組，可將待測表面的反射光束進行2級放大成像后入射至探測器。本申請還公開了一種光學(xué)位置檢測方法。本發(fā)明的檢測裝置和方法，采用獨立的成像光路，邊緣輪廓更清晰，檢測精度更高，同時可采用不同角度的斜入射方式，可以避開其它光路占據(jù)的空間位置，而且裝置簡單可靠，成本低廉，可以將工件表面的位置變化放大30～160倍，可以實現(xiàn)亞微米級的位置檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光學(xué)位置檢測裝置和方法。

背景技術(shù)

光學(xué)位置檢測方法具有非接觸、高精度和響應(yīng)快速等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于定位控制和產(chǎn)品形貌檢測等領(lǐng)域。

現(xiàn)有的光學(xué)位置檢測方法有多種：共焦法(也稱為共軛焦法，多見于激光共焦顯微鏡)、三角法(在當(dāng)前商用的激光位移傳感器中被廣泛采用)、干涉法(例如雙頻激光干涉儀)、像散法(光驅(qū)的伺服聚焦即采用改法，也用于精密光學(xué)加工，例如專利201010170978.4)等等。

在特殊的情況下，以上方法難以滿足需求。例如：已經(jīng)有其它光路占據(jù)了工件待測位置的正上方，此時光路位置已被侵占，技術(shù)方案無法實施。

為了解決光路位置已被侵占的問題，中國專利第201811053107.7號公開了一種光學(xué)位置檢測裝置和方法，其光源采用的是平行光束，提供的棱鏡幾何放大作用，必須以60度以上掠入射為基礎(chǔ)，否則放大倍率大幅降低。而且掠入射有2個明顯的缺點：

1、照射面積大，容易受到灰塵和檢測表面起伏的影響；

2、工件表面位置上下變化時，檢測光線照射的區(qū)域隨之左右偏移，可能偏離預(yù)定的檢測位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)位置檢測裝置和方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本申請實施例公開一種光學(xué)位置檢測裝置，包括檢測光源以及沿檢測光源的成像光路依次設(shè)置的光闌、投影鏡組、成像放大鏡組和探測器，其中，

檢測光源為點光源或線光源；

投影鏡組，將來自光闌的光束以一定傾角入射在工件的待測表面；

成像放大鏡組，可將待測表面的反射光束進行放大成像后入射至探測器。

優(yōu)選的，在上述的光學(xué)位置檢測裝置中，定義一加工空間，該加工空間位于工件待測表面垂直上方，

所述檢測光源、光闌、投影鏡組、成像放大鏡組和探測器均位于所述加工空間外。

優(yōu)選的，在上述的光學(xué)位置檢測裝置中，所述檢測光源、光闌、投影鏡組位于所述加工空間的一側(cè)，

成像放大鏡組和探測器位于所述加工空間的另外一側(cè)。

優(yōu)選的，在上述的光學(xué)位置檢測裝置中，所述成像放大鏡組包括沿成像光路依次設(shè)置的第1級放大鏡組和第2級放大鏡組，所述第2級放大鏡組的放大倍率大于第1級放大鏡組的放大倍率。

優(yōu)選的，在上述的光學(xué)位置檢測裝置中，所述第1級放大鏡組采用物方遠心光路。

優(yōu)選的，在上述的光學(xué)位置檢測裝置中，所述第1級放大鏡組的放大倍率為3～4倍，優(yōu)選為3倍。

優(yōu)選的，在上述的光學(xué)位置檢測裝置中，所述第2級放大鏡組的放大倍率為5～20倍，優(yōu)選為6倍。