[實(shí)用新型]一種快速測量光學(xué)鏡片曲率半徑的光路結(jié)構(gòu)和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921509220.1
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN210321640U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮繼全;付瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 大連鑒影光學(xué)科技有限公司
• 主分類號: G01B11/255
• 分類號: G01B11/255
• 代理公司: 大連大工智訊專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21244
• 代理人: 崔雪;梁左秋

本實(shí)用新型涉及球面半徑檢測技術(shù)領(lǐng)域，提供一種快速測量光學(xué)鏡片曲率半徑的光路結(jié)構(gòu)和設(shè)備，包括：發(fā)光LED、切換式透鏡單元、棱鏡、半反半透鏡、保護(hù)玻璃、光闌和CCD攝像機(jī)；所述發(fā)光LED發(fā)射的光穿過切換式透鏡單元的中心，射入棱鏡；經(jīng)棱鏡折射后平行射入半反半透鏡；所述半反半透鏡片反射的光線反射到被測樣本上，并被被測樣本再次反射，光線依次經(jīng)過半反半透鏡和光闌后，入射到CCD攝像機(jī)中。所述切換式透鏡單元包括第一透鏡或者依次設(shè)置在第一透鏡和第二透鏡。本實(shí)用新型能夠?qū)η蛎媲拾霃竭M(jìn)行快速檢測，設(shè)備成本低、手持式便攜性、穩(wěn)定性高、精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及球面半徑檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速測量光學(xué)鏡片曲率半徑的光路結(jié)構(gòu)和設(shè)備。

背景技術(shù)

目前的各種光學(xué)鏡片或金屬等球面曲率的檢測設(shè)備，包含有：球徑儀、激光干涉儀、輪廓儀、面形儀；以及母片對比看干涉條紋等對比法檢測。

球徑儀是利于四個(gè)點(diǎn)支撐球面，四周三個(gè)點(diǎn)支撐球面邊緣，中心一點(diǎn)頂住球面鏡的球心，中心的支撐點(diǎn)具有高精密伸縮量計(jì)算，達(dá)到納米級，從而通過中心點(diǎn)和和四周三點(diǎn)的距離差高度差，來計(jì)算球面曲率半徑。設(shè)計(jì)上，要求中心點(diǎn)和四周三個(gè)點(diǎn)的同心度、四周三點(diǎn)高度差有嚴(yán)格精密要求。為此，球徑儀設(shè)計(jì)上和使用上，都需要穩(wěn)定的環(huán)境和平臺，測量慢，不可移動(dòng)等缺點(diǎn)。

激光干涉儀是光學(xué)鏡片測量曲率半徑常用的設(shè)備，該設(shè)備采用激光干涉法，將一束激光分成二路，采用反射回的激光和光路中折射回的激光進(jìn)行干涉，通過計(jì)算干涉條紋的數(shù)量和位置，來計(jì)算鏡片的曲率半徑；而且測量時(shí)，需要對應(yīng)的切換補(bǔ)正鏡片。優(yōu)點(diǎn)是精度高；缺點(diǎn)是速度慢、設(shè)備大且不可移動(dòng)、校準(zhǔn)困難、設(shè)備昂貴。

輪廓儀是利于激光進(jìn)行位移傳感器移動(dòng)掃描，采用基于2D激光掃描的方式：主要原理為使用一束線激光照射到被檢測物體，上方用CCD進(jìn)行拍攝，得出直線的位置并應(yīng)用三角算法，得出當(dāng)前直線上各個(gè)空間位置。在做立體掃描時(shí)，需要配合精密的移動(dòng)平臺，在移動(dòng)平臺移動(dòng)的過程中得出各個(gè)直線的空間位置，并進(jìn)行匯總計(jì)算，得出立體數(shù)據(jù)。輪廓儀缺點(diǎn)：必須結(jié)合高精度的移動(dòng)平臺配合使用，時(shí)間長，降低了穩(wěn)定性同時(shí)造成成本高。

光學(xué)面形儀設(shè)備，采用了條紋相位光技術(shù)，該設(shè)備采用非接觸測量，快速掃描方式，通過擬合結(jié)構(gòu)光技術(shù)，進(jìn)行反射光的角度計(jì)算，來檢測球面的曲率半徑。該設(shè)備缺點(diǎn)是要求精確輸入鏡片到檢測CCD端面距離，這樣不適合機(jī)種的快速切換和在線研磨中的高度變化。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型主要解決上述技術(shù)問題，提出一種快速測量光學(xué)鏡片曲率半徑的光路結(jié)構(gòu)和設(shè)備，能夠?qū)η蛎媲拾霃竭M(jìn)行快速檢測，設(shè)備成本低、手持式便攜性、穩(wěn)定性高、精度高。

本實(shí)用新型提供了一種快速測量光學(xué)鏡片曲率半徑的光路結(jié)構(gòu)，包括：發(fā)光LED(1)、切換式透鏡單元、棱鏡(3)、半反半透鏡(4)、保護(hù)玻璃 (5)、光闌(7)和CCD攝像機(jī)(8)；

所述發(fā)光LED(1)發(fā)射的光穿過切換式透鏡單元的中心，射入棱鏡(3)；經(jīng)棱鏡(3)折射后平行射入半反半透鏡(4)；

所述半反半透鏡(4)反射的光線反射到被測樣本(6)上，并由被測樣本(6)再次反射，光線依次經(jīng)過半反半透鏡(4)和光闌(7)后，入射到 CCD攝像機(jī)(8)中。

優(yōu)選的，所述切換式透鏡單元包括第一透鏡(2)或者依次設(shè)置在第一透鏡(2)和第二透鏡(9)；

所述第一透鏡(2)的入射面為凸面、出射面為平面；

所述第二透鏡(9)的入射面為平面、出射面為凸面。

優(yōu)選的，所述發(fā)光LED(1)發(fā)出的光線經(jīng)過第一透鏡(2)時(shí)，光線匯聚點(diǎn)位于被測樣本(6)外側(cè)30-180mm范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述發(fā)光LED(1)發(fā)出的光線經(jīng)過第一透鏡(2)和第二透鏡(9) 組合透鏡時(shí)，光線匯聚點(diǎn)位于被測樣本(6)內(nèi)側(cè)20-50mm范圍內(nèi)。