[发明专利]一种光学零件几何参数非接触测量方法及其测量装置

说明书

技术领域：

本发明属于一种几何量的非接触光学测量领域，具体是一种光学零件几何参数非接触测量方法及其测量装置。

背景技术：

目前非接触式的光学零件几何参数(厚度、中心高、移动距离)的测量方法，主要有光度型(机械扫描型)和光谱型。EP0248552A1公开了一种由斜入射的激光器，测量平板透明材料的厚度，以及CN1132348A中改进其光偏转机构，此类设备仅仅用于平板零件的厚度的检测，不能检测检测平凹、平凸、凹凸等光学零件以及距离；JP5018716(A)公开了一种基于扫描物镜的零件几何厚度的测量方法，由于机械扫描的应用，速度慢，不适用于在线快速测量。Matthias和Jochen Schulza在Photonik(2004年第6期)发表“MittendikkevonLinsen berührungslos messen”中公布了一种利用光谱扫描获得光学零件的几何厚度的方法，利用光谱扫描技术找到零件上下表面对应的两个峰值波长，通过计算获得零件的几何厚度；CN101349545A(公开号)公开了一种装置，其基本原理同于Matthias和Jochen Schulza的文章，在装置的几何结构上改进后，适合测量具有柱面结构的零件厚度以及使用多台设备集成后能够提高空间分辨率；JP2007024689(A)公开一种基于光色散测量热玻璃的几何厚度，原理等同于Matthias和Jochen Schulza的文章。该类型装置由于原理是基于光色散，因此需要昂贵的光谱仪作为探测元件；并且可用的波长范围有限，以至于所设计光学镜头的离焦量有限，限制其测量范围，一般在几十毫米之下；并且要求谱仪分辨率很高，设备成本昂贵。此外还有大家公知的利用干涉进行非接触测量的，该类方法通过判读干涉图，获得被测零件的几何参数信息，该类方法极易受到环境因素的影响，比如振动等，且光路复杂。

发明内容：

本发明要提供一种非接触测量装置以及对厚度、移动距离和中心高进行测量的方法，以克服现有技术存在的速度慢，测量动态范围小，成本昂贵，不适用于在线快速测量的问题。

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：

一种光学零件几何参数非接触测量方法：对平行光进行电扫描光开关的调制，形成环带状平行光，经锥透镜(螺纹透镜)会聚实现不同距离的会聚点，利用会聚点瞄准并识别光学零件的表面，从而实现对光学零件几何厚度、移动距离以及光学透镜中心高的测量。

一种光学零件厚度的非接触测量方法，通过控制和计算单元控制光开关驱动来驱动光开关形成直径依次缩小/增大的透过带，则经过光开关得平行光形成环带状平行光，那么通过透镜后的会聚点沿光轴方向依次向后/向前移动，当会聚点分别瞄准零件的上、下表面时，光路对称原路返回，探测器上两次出现能量峰值，两次出现峰值一一对应于不同的环状光带的半径，那么待测光学平板零件的几何厚度按照下式计算：