物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]干涉測(cè)量技術(shù)是以光波干涉原理為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量的一門(mén)技術(shù)，干涉技術(shù)和干涉儀在光學(xué)測(cè)量中占有重要地位。與一般光學(xué)成像測(cè)量技術(shù)相比，干涉測(cè)量有大量程、高靈敏度、高精度等特點(diǎn)。隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)以及在干涉測(cè)量領(lǐng)域中應(yīng)用，使干涉測(cè)量技術(shù)在量程、分辨率、抗干涉能力、測(cè)量精度等方面有了顯著地提高。從光學(xué)零件的質(zhì)量控制到光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)，從經(jīng)典的光學(xué)技術(shù)到自適應(yīng)光學(xué)工程，現(xiàn)代干涉測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。
[0003]但目前的干涉測(cè)量技術(shù)是采用目視或照相方法進(jìn)行干涉條紋的估讀，根據(jù)干涉條紋的變形來(lái)估計(jì)被檢波面的面形誤差。用目視估讀干涉條紋的變形，一般估讀精度為λ/，而且所估讀的條紋變形實(shí)際還包括干涉儀自身的系統(tǒng)誤差，并非完全是被檢波面的實(shí)際面形誤差。采用照相方法記錄干涉條紋，是對(duì)目視估讀較大的改進(jìn)。將干涉圖拍攝到照片上可以借助其它的工具對(duì)干涉條紋進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量，比如采用ZYGO尺等技術(shù)，在條紋照片上通過(guò)尋找每條條紋的中心位置來(lái)評(píng)估條紋的變形，可以把條紋的判讀精度提高到λ/10 - λ/50，但對(duì)應(yīng)干涉條紋照相記錄時(shí)實(shí)際仍包含干涉儀的系統(tǒng)誤差及照相物鏡的畸變。同時(shí)，測(cè)量過(guò)程中大氣擾動(dòng)、環(huán)境振動(dòng)等隨機(jī)影響及曝光中底片的彌散作用也會(huì)引入誤差。盡管人們?cè)?jīng)采用顯微密度計(jì)或光電掃描裝置來(lái)提高條紋的判讀精度，但上述附加誤差仍無(wú)法消除，從而限制了傳統(tǒng)干涉檢測(cè)技術(shù)精度的提高。
[0004]干涉條紋估讀效率低，在測(cè)量過(guò)程中容易引入大氣擾動(dòng)、環(huán)境振動(dòng)等隨機(jī)影響及曝光中底片的彌散作用、干涉儀的系統(tǒng)誤差及照相物鏡的畸變等誤差，而通常在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中并未對(duì)上述誤差進(jìn)行有效的消除，所以導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大，精度不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通過(guò)光學(xué)光線干涉原理與工業(yè)照相機(jī)相結(jié)合再通過(guò)影像數(shù)據(jù)處理器分析處理的物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型包括激光發(fā)射器、光線處理檢測(cè)器、工業(yè)照相機(jī)以及影像數(shù)據(jù)處理器，所述激光發(fā)射器設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器的進(jìn)光端夕卜，待檢測(cè)的產(chǎn)品置于所述光線處理檢測(cè)器的檢測(cè)端外，所述工業(yè)照相機(jī)設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器的成像端的下方，所述工業(yè)照相機(jī)與所述影像數(shù)據(jù)處理器相連接。
[0007]所述光線處理檢測(cè)器包括外殼，所述外殼內(nèi)自所述進(jìn)光端至所述檢測(cè)端依同一水平中心高度依次設(shè)置有分光鏡、聚光鏡、垂直于所述外殼的長(zhǎng)度方向的第一小孔光闌、半透鏡、準(zhǔn)直物鏡以及半透參考鏡，所述分光鏡設(shè)置在所述進(jìn)光端上，所述半透參考鏡設(shè)置在所述檢測(cè)端上。
[0008]所述分光鏡的鏡面與所述外殼的長(zhǎng)度方向互成角度。
[0009]所述光線處理檢測(cè)器還包括設(shè)置在所述外殼內(nèi)的第二小孔光闌以及目鏡，所述第二小孔光闌設(shè)置在所述半透鏡的下方并與所述外殼的長(zhǎng)度方向相平行，所述目鏡設(shè)置在所述第二小孔光闌的正下方，所述目鏡設(shè)置在所述成像端上。
[0010]所述半透參考鏡的外周上設(shè)置有壓電晶體，所述半透參考鏡的外周與所述壓電晶體的內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述壓電晶體與外部電源相連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:在本實(shí)用新型中，由于在傳統(tǒng)的光學(xué)干涉檢測(cè)儀的基礎(chǔ)上增加了工業(yè)照相機(jī)以及影像數(shù)據(jù)處理器，所以在工業(yè)照相機(jī)得出被測(cè)產(chǎn)品表面的干涉圖像并傳輸至影像數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而能夠代替以往的人工肉眼觀測(cè)圖像，大大地提高了工作效率以及檢測(cè)精度。
【附圖說(shuō)明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及光路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型包括激光發(fā)射器1、光線處理檢測(cè)器、工業(yè)照相機(jī)3以及影像數(shù)據(jù)處理器，所述激光發(fā)射器設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器的進(jìn)光端外，待檢測(cè)的產(chǎn)品置于所述光線處理檢測(cè)器的檢測(cè)端外，所述工業(yè)照相機(jī)3設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器的成像端的下方，所述工業(yè)照相機(jī)3與所述影像數(shù)據(jù)處理器相連接。
[0014]所述光線處理檢測(cè)器包括外殼，所述外殼內(nèi)自所述進(jìn)光端至所述檢測(cè)端依同一水平中心高度依次設(shè)置有分光鏡21、聚光鏡22、垂直于所述外殼的長(zhǎng)度方向的第一小孔光闌23、半透鏡24、準(zhǔn)直物鏡25以及半透參考鏡26，所述分光鏡21設(shè)置在所述進(jìn)光端上，所述半透參考鏡26設(shè)置在所述檢測(cè)端上。
[0015]所述分光鏡21的鏡面與所述外殼的長(zhǎng)度方向互成角度，在本具體實(shí)施例中，所述角度為四十五度。
[0016]所述光線處理檢測(cè)器還包括設(shè)置在所述外殼內(nèi)的第二小孔光闌27以及目鏡28，所述第二小孔光闌27設(shè)置在所述半透鏡24的下方并與所述外殼的長(zhǎng)度方向相平行，所述目鏡28設(shè)置在所述第二小孔光闌27的正下方，所述目鏡28設(shè)置在所述成像端上。
[0017]所述半透參考鏡26的外周上設(shè)置有壓電晶體29，所述半透參考鏡26的外周與所述壓電晶體29的內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述壓電晶體29與外部電源相連接。
[0018]工作原理:
[0019]開(kāi)啟所述激光發(fā)射器I，檢測(cè)光線射至所述分光鏡21上，通過(guò)所述分光鏡21上分為兩束光并射至所述聚光鏡22的上下兩端后，變?yōu)閮墒嘟坏臋z測(cè)光，其交點(diǎn)剛好處于所述第一小孔光闌23的孔上，通過(guò)所述第一小孔光闌23，該兩束檢測(cè)光線射至所述準(zhǔn)直物鏡25的上下兩端，再由所述準(zhǔn)直物鏡25使兩束所述檢測(cè)光線平行于所述外殼的長(zhǎng)度方向射至所述半透參考鏡26上，兩束所述檢測(cè)光線的一部分穿過(guò)所述半透參考鏡26射至待測(cè)產(chǎn)品上后被原路放射至所述半透鏡24并通過(guò)所述二小孔光闌27在所述目鏡28上成像，兩束所述檢測(cè)光線的另一部分光在所述半透參考鏡26處就被反射并原路放射至所述半透鏡24并通過(guò)所述二小孔光闌27在所述目鏡28上成像，上述兩個(gè)像形成所述待測(cè)產(chǎn)品的表面光線干涉圖，所述干涉圖被所述工業(yè)照相機(jī)3捕捉并傳輸至所述影像數(shù)據(jù)處理器。
[0020]此時(shí)啟動(dòng)所述壓電晶體29并使得所述半透參考鏡26沿所述壓電晶體29的內(nèi)壁移動(dòng)極小的單位距離，每次移動(dòng)，都會(huì)在所述目鏡28上成一個(gè)像并被傳輸至所述影像數(shù)據(jù)處理器。所述影像數(shù)據(jù)處理器通過(guò)分析處理多個(gè)所述干涉圖像，最終得出數(shù)據(jù)，工作人員根據(jù)該數(shù)據(jù)來(lái)判定所述待測(cè)產(chǎn)品的表面平整度是否達(dá)標(biāo)。
[0021]本實(shí)用新型適用于小型電子產(chǎn)品屏幕表面平整度加測(cè)領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:它包括激光發(fā)射器(I )、光線處理檢測(cè)器、工業(yè)照相機(jī)(3)以及影像數(shù)據(jù)處理器，所述激光發(fā)射器設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器的進(jìn)光端外，待檢測(cè)的產(chǎn)品置于所述光線處理檢測(cè)器(2)的檢測(cè)端外，所述工業(yè)照相機(jī)(3)設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器的成像端的下方，所述工業(yè)照相機(jī)(3)與所述影像數(shù)據(jù)處理器相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光線處理檢測(cè)器包括外殼，所述外殼內(nèi)自所述進(jìn)光端至所述檢測(cè)端依同一水平中心高度依次設(shè)置有分光鏡(21)、聚光鏡(22)、垂直于所述外殼的長(zhǎng)度方向的第一小孔光闌(23)、半透鏡(24)、準(zhǔn)直物鏡(25)以及半透參考鏡(26)，所述分光鏡(21)設(shè)置在所述進(jìn)光端上，所述半透參考鏡(26)設(shè)置在所述檢測(cè)端上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述分光鏡(21)的鏡面與所述外殼的長(zhǎng)度方向互成角度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述光線處理檢測(cè)器(2)還包括設(shè)置在所述外殼內(nèi)的第二小孔光闌(27)以及目鏡(28)，所述第二小孔光闌(27)設(shè)置在所述半透鏡(24)的下方并與所述外殼的長(zhǎng)度方向相平行，所述目鏡(28)設(shè)置在所述第二小孔光闌(27)的正下方，所述目鏡(28)設(shè)置在所述成像端上。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述半透參考鏡(26)的外周上設(shè)置有壓電晶體(29)，所述半透參考鏡(26)的外周與所述壓電晶體(29)的內(nèi)壁滑動(dòng)連接，所述壓電晶體(29)與外部電源相連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)并提供了一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通過(guò)光學(xué)光線干涉原理與工業(yè)照相機(jī)相結(jié)合再通過(guò)影像數(shù)據(jù)處理器分析處理的物體平整度光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括激光發(fā)射器（1）、光線處理檢測(cè)器（2）、工業(yè)照相機(jī)（3）以及影像數(shù)據(jù)處理器，所述激光發(fā)射器設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器（2）的進(jìn)光端外，待檢測(cè)的產(chǎn)品置于所述光線處理檢測(cè)器（2）的檢測(cè)端外，所述工業(yè)照相機(jī)（3）設(shè)置在所述光線處理檢測(cè)器（2）的成像端的下方，所述工業(yè)照相機(jī)（3）與所述影像數(shù)據(jù)處理器相連接。本實(shí)用新型適用于小型電子產(chǎn)品屏幕表面平整度加測(cè)領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】G01B11/30
【公開(kāi)號(hào)】CN205383999
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521051549
【發(fā)明人】賴(lài)宣潤(rùn)
【申請(qǐng)人】珠海市運(yùn)泰利自動(dòng)化設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日