[发明专利]使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法

说明书

本发明公开了使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法,包括光源、前端监测光路，探测光路、后端监测光路、测量组件、反射镜，以及被测光学件；测量组件包括在同一光轴上依次设置的准直镜组、滤光片、第四分光立方棱镜、第六分光立方棱镜、第九分光立方棱镜、调焦光路，测量组件形成沿光轴方向的测量光路。本发明实施例提供的光路，通过调整反射镜的位置以改变探测光路中的光程。在反射镜移动过程中，记录探测光路得到的两次峰值信号时的反射镜的位移，得到被测光学件厚度对应的空气间隔；使用宽波段的单色LED光源，同时采用前端监测光路和后端监测光路来对LED光源进行监测，以在降低成本的同时保证测量精度。

技术领域

本发明涉及光学测量领域，具体涉及一种使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法。

背景技术

透镜厚度尺寸是透射式光学元件加工过程中需要控制的重要尺寸，高精度光学系统中的光学件对厚度的要求甚至达到微米级别，目前常用接触式和非接触式测量方式进行光学件厚度测量，其中非接触式测量由于测量重复性好和测量精度高等优点而广泛被使用。现有多数的非接触式测量多基于迈克尔逊干涉仪原理，一般使用短相干激光作为光源，其驱动电路复杂，且价格比较昂贵。为了使非接触式测量设备的开发简单化，可以使用单色LED替代激光作为光源。

同时也出现了各种非接触式透镜检测技术，如授权公告号为CN101922919B，授权公告日为2013年06月19日，名称为《一种光学零件几何参数非接触测量方法及其测量装置》的中国发明专利，又如授权公告号为CN208140038U，授权公告日为2018年11月23日，名称为《一种非接触式透镜检测装置》的实用新型专利。

现有技术是不足之处在于，但是LED发光相对不稳定，点亮一段时间后，LED光强会发生变化从而导致测量误差增加，降低测量精度，因此LED作为光源时，亟需一定的监测手段来保证发光稳定性，以去除测量光源的不稳定带来的影响，实现对透镜厚度尺寸相对稳定的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低成本、保证精度的使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

使用LED光源对透镜组进行非接触测量的光路及方法，包括光源、前端监测光路，探测光路、后端监测光路、测量组件、反射镜，以及被测光学件；

所述测量组件包括在同一光轴上依次设置的准直镜组、滤光片、第四分光立方棱镜、第六分光立方棱镜、第九分光立方棱镜、调焦光路，所述测量组件形成沿所述光轴方向的测量光路；

所述反射镜、所述探测光路设置在所述第六分光立方棱镜的对应反射光路方向上，所述探测光路与所述反射镜分布在所述第六分光立方棱镜的两侧；

所述前端监测光路，所述探测光路、以及所述后端监测光路均分别连接相应的探测器，用以记录对应光路的电流信号并将所述电流信号转换为光强信号；

所述光源通过所述准直镜组转化为近似平行光束后经过所述滤光片变成宽波段单色准直光；

所述宽波段单色准直光在所述第四分光立方棱镜处半反半透，经所述第四分光立方棱镜反射的光形成偏离所述光轴的前端监测光路，经所述第四分光立方棱镜投射的光进入后续测量光路；

所述测量光路中的光继续在所述第六分光立方棱镜处半反半透，经所述第六分光立方棱镜反射的光达到所述反射镜后发生反射，第二次经所述第六分光立方棱镜投射后形成第一参考光路；第一次经所述第六分光立方棱镜透射的光进入后续测量光路；

所述测量光路中的光继续在所述第九分光立方棱镜处半反半透分成两个光学分路，经所述第九分光立方棱镜反射的光形成偏离所述光轴的所述后端监测光路；