[實用新型]基于反射成像的曲面鏡面三維檢測裝置

有效

• 申請號: 201921460966.8
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN210321639U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 萬新軍
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞霏光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 蘇州周智專利代理事務所(特殊普通合伙) 32312
• 代理人: 周雅卿

本實用新型公開了一種基于反射成像的曲面鏡面三維檢測裝置，包括工作架，所述工作架的內部安裝有樣品臺、圖像發生裝置、至少兩組圖像采集裝置和升降裝置；所述圖像發生裝置和兩組所述圖像采集裝置均位于所述樣品臺的上方；所述升降裝置驅動所述樣品臺靠近和/或遠離所述圖像采集裝置；所述圖像采集裝置與接收端信號連接。本實用新型具有至少兩組圖案采集裝置，同時具有樣品升降裝置，可以根據被測曲面鏡面樣品的尺寸和表面陡度范圍來調節測量視場大小，適應性強，采集的三維輪廓數據與標準設計數據進行對比處理得到三維輪廓誤差，提高檢測鏡面輪廓的精度與效率。

技術領域

本實用新型屬于鏡面檢測技術領域，特別是涉及一種基于反射成像的曲面鏡面三維檢測裝置。

背景技術

隨著經濟技術的發展，使用增強現實(Augmented Reality，簡稱AR)設備的人群越來越廣泛，使得AR設備市場蓬勃發展。AR成像系統中普遍采用光學自由曲面來實現成像，自由曲面反射鏡的引入可以簡化AR系統結構和降低重量。光學自由曲面的面型誤差對于AR成像效果具有明顯的影響，但由于目前AR行業剛剛起步，對于光學自由曲面鏡片的面型輪廓誤差的檢測方法還處于摸索階段。

大多數檢測自由曲面面型輪廓的方法是通過三坐標測量儀來測量自由曲面的三維輪廓數據；這種儀器測量周期長，測量設備昂貴，而且是接觸式測量；對于光學級鏡片，測量后表面會產生損傷，產品只能報廢處理，所以最多作為抽樣檢測，不能實現產品的全檢。結構光投影光學掃描儀能夠非接觸測量自由曲面的面型輪廓，它需要投影圖像到待測物體表面，但是光學自由曲面鏡的表面是鏡面，投影圖像會被反射而不能被接收，因此也不適合光學自由曲面的三維測量。

近年來基于條紋反射原理的曲面鏡面三維輪廓測量裝置得到發展。它通過一個圖像發生裝置產生條紋圖像，該圖像經過鏡面表面反射后，變形的條紋圖像被圖像采集裝置接收，根據圖像重構出鏡面三維輪廓。這種方法適合于鏡面自由曲面的快速三維重構。但是現有條紋反射鏡面測量裝置都采用一組固定視場大小的圖像采集裝置，在實際應用中存在很大的局限性。有的測量場合下，被測鏡面口徑很大，因此需要大的測量視場配合，被測樣品也要放的離圖像采集裝置較遠；有的應用場合，被測鏡面尺寸較小，但表面陡度大，因此只需要小的測量視場，但被測樣品要離圖像采集裝置比較近。現有條紋反射鏡面三維測量裝置采用固定視場大小的結構不能滿足這些需求。

實用新型內容

本實用新型主要解決的技術問題是提供一種基于反射成像的曲面鏡面三維檢測裝置，具有至少兩組圖案采集裝置，同時具有樣品升降裝置，可以根據被測曲面鏡面樣品的尺寸和表面陡度范圍來調節測量視場大小，適應性強，能夠快速采集具有一定曲度的鏡面表面三維輪廓，采集的三維輪廓數據與標準設計數據進行對比處理得到三維輪廓誤差，可以提高檢測鏡面產品的表面輪廓的精度與效率。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的一個技術方案是：一種基于反射成像的曲面鏡面三維檢測裝置，包括工作架，所述工作架的內部安裝有樣品臺、圖像發生裝置、至少兩組圖像采集裝置和升降裝置；

所述圖像發生裝置和兩組所述圖像采集裝置均位于所述樣品臺的上方；

所述升降裝置驅動所述樣品臺靠近和/或遠離所述圖像采集裝置；

所述圖像采集裝置與接收端信號連接。

本實用新型為解決其技術問題所采用的進一步技術方案是：

進一步地說，所述圖像采集裝置包括第一圖像采集單元和第二圖像采集單元，所述第一圖像采集單元的成像方向的中軸線與所述第一圖像采集單元所在的縱向線形成有第一夾角，所述第二圖像采集單元的成像方向的中軸線與所述第二圖像采集單元所在的縱向線形成有第二夾角，所述第一夾角的夾角值小于所述第二夾角的夾角值。

進一步地說，所述第一圖像采集單元包含至少兩個呈一排設置的第一相機，所有所述第一相機的成像方向一致；所述第二圖像采集單元包含至少兩個呈一排設置的第二相機，所有所述第二相機的成像方向一致。