環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，聚光凸透鏡位于激光器和準(zhǔn)直凸透鏡之間且聚光凸透鏡的焦點(diǎn)與準(zhǔn)直凸透鏡的焦點(diǎn)重合；所述分束鏡位于聚光凸透鏡和準(zhǔn)直凸透鏡之間，用于將來(lái)自準(zhǔn)直凸透鏡的光線分為第一光束和第二光束，該參考透鏡與準(zhǔn)直凸透鏡相對(duì)的表面為凸面，此參考透鏡與凸面相背的表面為標(biāo)準(zhǔn)參考面；位于環(huán)形斜面反射鏡中央的環(huán)形反射斜面沿其周向且位于內(nèi)側(cè)，所述待檢測(cè)所述環(huán)形導(dǎo)軌位于環(huán)形斜面反射鏡內(nèi)，且環(huán)形斜面反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)形導(dǎo)軌與參考透鏡各自的軸線重合，所述環(huán)形導(dǎo)軌位于參考透鏡的焦點(diǎn)以外。本實(shí)用新型能一次性獲得全部立體環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面形貌信息，同時(shí)也大大提高了測(cè)試效率、精度和可靠性。
【專利說(shuō)明】環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)檢測(cè)裝置，尤其涉及一種環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光干涉技術(shù)是現(xiàn)代最精密有效的測(cè)試技術(shù)之一，它集當(dāng)代最新技術(shù)于一體，廣泛采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)等領(lǐng)域的最新成果，能快速、準(zhǔn)確地完成對(duì)光學(xué)零件與系統(tǒng)的檢驗(yàn)。在如今的光學(xué)車間，從光學(xué)零件的設(shè)計(jì)加工與檢驗(yàn)到光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)、校正和測(cè)試，干涉儀已經(jīng)成為一種易于操作、可靠、高精度、智能化的必不可少的測(cè)試檢驗(yàn)裝置，它在光學(xué)零件和系統(tǒng)的大批量生產(chǎn)和檢驗(yàn)中有著不可低估的作用。
[0003]但是，現(xiàn)有干涉儀往往針對(duì)面形檢測(cè)形貌偏差，例如彎曲或局部彎曲或凹凸區(qū)，對(duì)于立體面形的形貌檢測(cè)需要多次反復(fù)檢測(cè)，不能一次獲得全部立體面形形貌；其次，現(xiàn)有干涉儀檢測(cè)精度和可靠性容易受外界振動(dòng)和溫度、氣流等環(huán)境因素影響。因此，如何設(shè)計(jì)一種一次性獲得全部立體環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面形貌信息的高精度、可靠性的光學(xué)檢測(cè)裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供一種環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，此光學(xué)檢測(cè)裝置能一次性獲得全部立體環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面形貌信息，同時(shí)也大大提高了測(cè)試效率、精度和可靠性。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，所述外凹槽面沿環(huán)形導(dǎo)軌周向且位于內(nèi)側(cè)或外側(cè)，包括激光器、聚光凸透鏡、分束鏡、作為物鏡的準(zhǔn)直凸透鏡、參考透鏡和環(huán)形斜面反射鏡，所述聚光凸透鏡位于激光器和準(zhǔn)直凸透鏡之間且聚光凸透鏡的焦點(diǎn)與準(zhǔn)直凸透鏡的焦點(diǎn)重合；所述分束鏡位于聚光凸透鏡和準(zhǔn)直凸透鏡之間，用于將來(lái)自準(zhǔn)直凸透鏡的光線分為第一光束和第二光束；所述參考透鏡位于準(zhǔn)直凸透鏡與分束鏡相背的一側(cè)，該參考透鏡與準(zhǔn)直凸透鏡相對(duì)的表面為凸面，此參考透鏡與凸面相背的表面為標(biāo)準(zhǔn)參考面；
[0006]位于環(huán)形斜面反射鏡中央的環(huán)形反射斜面沿其周向且位于內(nèi)側(cè)，所述待檢測(cè)所述環(huán)形導(dǎo)軌位于環(huán)形斜面反射鏡內(nèi)，且環(huán)形斜面反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)形導(dǎo)軌與參考透鏡各自的軸線重合，所述環(huán)形斜面反射鏡的環(huán)形反射斜面與沿環(huán)形導(dǎo)軌的外凹槽面面對(duì)面設(shè)置，所述環(huán)形導(dǎo)軌位于參考透鏡的I倍焦距以外；
[0007]干涉圖樣接收部件位于所述分束鏡一側(cè)，用于接收來(lái)自分束鏡的第二光束。
[0008]上述技術(shù)方案進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)方案如下:
[0009]1.上述方案中，所述環(huán)形斜面反射鏡的環(huán)形反射斜面的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌的軸線夾角為45°或者位于45°和90°之間或者小于45°。
[0010]2.上述方案中，所述環(huán)形斜面反射鏡的環(huán)形反射斜面的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌的軸線夾角為60°或者30°。[0011]3.上述方案中，所述聚光凸透鏡與準(zhǔn)直凸透鏡的焦點(diǎn)重合處設(shè)有一第一小孔光闌。
[0012]4.上述方案中，所述分束鏡與干涉圖樣接收部件之間設(shè)有一第二小孔光闌。
[0013]5.上述方案中，所述干涉圖樣接收部件為C⑶相機(jī)或者成像接收器件。
[0014]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0015]1.本實(shí)用新型環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，其聚光凸透鏡位于激光器和準(zhǔn)直凸透鏡之間且聚光凸透鏡的焦點(diǎn)與準(zhǔn)直凸透鏡的焦點(diǎn)重合；所述分束鏡位于聚光凸透鏡和準(zhǔn)直凸透鏡之間，用于將來(lái)自準(zhǔn)直凸透鏡的光線分為第一光束和第二光束；所述參考透鏡位于準(zhǔn)直凸透鏡與分束鏡相背的一側(cè)，該參考透鏡與準(zhǔn)直凸透鏡相對(duì)的表面為凸面，此參考透鏡與凸面相背的表面為標(biāo)準(zhǔn)參考面，所述環(huán)形斜面反射鏡位于待檢測(cè)所述環(huán)形導(dǎo)軌內(nèi)，且環(huán)形斜面反射鏡的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)形導(dǎo)軌與參考透鏡各自的軸線重合，能實(shí)時(shí)一次性獲得全部立體環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面形貌信息，提高了測(cè)試效率和精度。
[0016]2.本實(shí)用新型環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，其參考光束與測(cè)量光束經(jīng)過(guò)同一光路，對(duì)外界振動(dòng)和溫度、氣流等環(huán)境因素的變化能產(chǎn)生彼此共模抑制，一般無(wú)需隔震和恒溫條件也能獲得穩(wěn)定的干涉條紋，抗震效果好、對(duì)外界環(huán)境要求低，大大提高了精度和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]附圖1為本實(shí)用新型環(huán)形導(dǎo)軌一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖2為用于檢測(cè)附圖1環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖3為本實(shí)用新型環(huán)形導(dǎo)軌二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]附圖4為用于檢測(cè)附圖3環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖5為本實(shí)用新型環(huán)形導(dǎo)軌三結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖6為用于檢測(cè)附圖5環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]附圖7為本實(shí)用新型理想干涉示意圖。
[0024]以上附圖中:1、外凹槽面；2、環(huán)形導(dǎo)軌；3、激光器；4、聚光凸透鏡；5、分束鏡；6、準(zhǔn)直凸透鏡；7、參考透鏡；71、凸面；72、標(biāo)準(zhǔn)參考面；8、環(huán)形斜面反射鏡；81、環(huán)形反射斜面；9、干涉圖樣接收部件；10、第一小孔光闌；11、第二小孔光闌。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0026]實(shí)施例f 3:—種環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，所述外凹槽面I沿環(huán)形導(dǎo)軌2周向且位于外側(cè)，包括激光器3、聚光凸透鏡4、分束鏡5、作為物鏡的準(zhǔn)直凸透鏡6、參考透鏡7和環(huán)形斜面反射鏡8，所述聚光凸透鏡4位于激光器3和準(zhǔn)直凸透鏡6之間且聚光凸透鏡4的焦點(diǎn)與準(zhǔn)直凸透鏡6的焦點(diǎn)重合；所述分束鏡5位于聚光凸透鏡4和準(zhǔn)直凸透鏡6之間，用于將來(lái)自準(zhǔn)直凸透鏡6的光線分為第一光束和第二光束；所述參考透鏡7位于準(zhǔn)直凸透鏡6與分束鏡5相背的一側(cè)，該參考透鏡7與準(zhǔn)直凸透鏡6相對(duì)的表面為凸面71，此參考透鏡7與凸面71相背的表面為標(biāo)準(zhǔn)參考面72 ；
[0027]位于環(huán)形斜面反射鏡8中央的環(huán)形反射斜面81沿其周向且位于內(nèi)側(cè)，所述待檢測(cè)所述環(huán)形導(dǎo)軌2位于環(huán)形斜面反射鏡8內(nèi)，且環(huán)形斜面反射鏡8的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)形導(dǎo)軌2與參考透鏡7各自的軸線重合，所述環(huán)形斜面反射鏡8的環(huán)形反射斜面81與沿環(huán)形導(dǎo)軌2的外凹槽面I面對(duì)面設(shè)置，所述環(huán)形導(dǎo)軌2位于參考透鏡7的焦點(diǎn)以外；
[0028]干涉圖樣接收部件9位于所述分束鏡5 —側(cè)，用于接收來(lái)自分束鏡5的第二光束。
[0029]上述聚光凸透鏡4與準(zhǔn)直凸透鏡6的焦點(diǎn)重合處設(shè)有一第一小孔光闌10。
[0030]上述分束鏡5與干涉圖樣接收部件9之間設(shè)有一第二小孔光闌11。
[0031]上述干涉圖樣接收部件9為CXD相機(jī)或者成像接受器件。
[0032]如附圖1、2所示，實(shí)施例1中上述環(huán)形斜面反射鏡8的環(huán)形反射斜面81的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌2的軸線夾角為45°，待測(cè)件為環(huán)形導(dǎo)軌一；如附圖3、4所示，實(shí)施例2中上述環(huán)形斜面反射鏡8的環(huán)形反射斜面81的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌2的軸線夾角為60°，待測(cè)件為環(huán)形導(dǎo)軌二 ；如附圖5、6所示，實(shí)施例3中上述環(huán)形斜面反射鏡8的環(huán)形反射斜面81的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌2的軸線夾角為30°，待測(cè)件為環(huán)形導(dǎo)軌三。
[0033]本實(shí)施例環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，工作過(guò)程如下。
[0034]所述由激光器3出射的光束由聚光凸透鏡4會(huì)聚于準(zhǔn)直凸透鏡6的焦點(diǎn)上的小孔光闌10處，光束透過(guò)分束鏡5通過(guò)準(zhǔn)直凸透鏡6以平行出射，透過(guò)參考透鏡7，再經(jīng)圓錐反射鏡8反射到被測(cè)環(huán)形導(dǎo)軌2上。它的下表面是標(biāo)準(zhǔn)參考面72，圓錐反射鏡8與被測(cè)環(huán)形導(dǎo)軌2同軸并垂直放于參考透鏡7的下方，圓錐反射鏡8的圓錐反射面81所對(duì)應(yīng)的環(huán)形導(dǎo)軌2外側(cè)的外凹槽面I即被測(cè)面。一部分光線從標(biāo)準(zhǔn)參考面72反射，而另一部分光線透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)參考面72射到被測(cè)外凹槽面I上，由被測(cè)外凹槽面I反射回一部分光線。這兩部分光線都經(jīng)分束鏡5反射，在出瞳11處形成兩個(gè)明亮的小孔像。再將干涉圖樣接收部件9即CCD相機(jī)調(diào)焦在標(biāo)準(zhǔn)參考面72和被測(cè)外凹槽面I之間的干涉條紋定域面上，就可以攝取定域面上的由標(biāo)準(zhǔn)參考面72和被測(cè)外凹槽面I之間形成的干涉圖樣，再由計(jì)算機(jī)中的專業(yè)軟件進(jìn)行波面恢復(fù)和信息處理。同上，一次檢測(cè)時(shí)只能檢測(cè)被測(cè)件的下半部分，所以一次檢測(cè)后，要將被測(cè)件旋轉(zhuǎn)180度，檢測(cè)上半部分。
[0035]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)形導(dǎo)軌外凹槽面的光學(xué)檢測(cè)裝置，所述外凹槽面(I)沿環(huán)形導(dǎo)軌(2)周向且位于外側(cè)，其特征在于:包括激光器(3)、聚光凸透鏡(4)、分束鏡(5)、作為物鏡的準(zhǔn)直凸透鏡(6)、參考透鏡(7)和環(huán)形斜面反射鏡(8)，所述聚光凸透鏡(4)位于激光器(3)和準(zhǔn)直凸透鏡(6)之間且聚光凸透鏡(4)的焦點(diǎn)與準(zhǔn)直凸透鏡(6)的焦點(diǎn)重合；所述分束鏡(5)位于聚光凸透鏡(4)和準(zhǔn)直凸透鏡(6)之間，用于將來(lái)自準(zhǔn)直凸透鏡(6)的光線分為第一光束和第二光束；所述參考透鏡(7)位于準(zhǔn)直凸透鏡(6)與分束鏡(5)相背的一側(cè)，該參考透鏡(7)與準(zhǔn)直凸透鏡(6)相對(duì)的表面為凸面(71)，此參考透鏡(7)與凸面(71)相背的表面為標(biāo)準(zhǔn)參考面(72)； 位于環(huán)形斜面反射鏡(8)中央的環(huán)形反射斜面(81)沿其周向且位于內(nèi)側(cè)，所述待檢測(cè)所述環(huán)形導(dǎo)軌(2)位于環(huán)形斜面反射鏡(8)內(nèi)，且環(huán)形斜面反射鏡(8)的旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)形導(dǎo)軌(2)與參考透鏡(7)各自的軸線重合，所述環(huán)形斜面反射鏡(8)的環(huán)形反射斜面(81)與沿環(huán)形導(dǎo)軌(2)的外凹槽面(I)面對(duì)面設(shè)置，所述環(huán)形導(dǎo)軌(2)位于參考透鏡(7)的I倍焦距以外； 干涉圖樣接收部件(9)位于所述分束鏡(5)—側(cè)，用于接收來(lái)自分束鏡(5)的第二光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述環(huán)形斜面反射鏡(8)的環(huán)形反射斜面(81)的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌(2)的軸線夾角為45°或者位于45°和90°之間或者小于 45。。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述環(huán)形斜面反射鏡(8)的環(huán)形反射斜面(81)的垂線與環(huán)形導(dǎo)軌(2)的軸線夾角為60°或者30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述聚光凸透鏡(4)與準(zhǔn)直凸透鏡(6)的焦點(diǎn)重合處設(shè)有一第一小孔光闌(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述分束鏡(5)與干涉圖樣接收部件(9 )之間設(shè)有一第二小孔光闌(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述干涉圖樣接收部件(9)為CCD相機(jī)或者成像接收器件。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK203687888SQ201320735708
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】李雪園, 韓森 申請(qǐng)人:蘇州慧利儀器有限責(zé)任公司, 韓森