介绍用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统的制作方法

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技术领域:

本实用新型涉及一种超光滑镜片表面疵病参数检测系统,尤其是涉及一种用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统。



背景技术:

光学元件的表面疵病主要指麻点、划痕、裂口气泡、残破点及残破边等,表面疵病会对元件的性能产生影响。目前,国内外对光学元件表面疵病的检测方法有目视法、高通滤波成像法、低通滤波成像法、暗场成像等。查阅文献和实际测试发现在暗场成像方法中,针对于高反射镜上的划痕这一类微米量级的疵病,在入射光线的投影方向与划痕的方向成75°~90°范围内时,散射光成像比较清晰,当入射光线的投影方向与划痕的方向成0°~75°范围内时,散射光成像越来越不清晰,特别是入射光线的投影方向与划痕的方向成0°时,几乎看不到划痕的亮像。暗场亮像测量划痕型疵病的场合,为了解决在一定角度范围内成像不清晰的问题,一般采用入射光方向不变,使用旋转台带动样品旋转达到入射光从各个方向照射到待测样品表面上的目的,但这种方法由于需要旋转台的转动,一方面结构复杂,精密旋转台成本较高,另一方面每旋转一个角度都需要采集对应的图像,图像处理也十分复杂,同时也不可避免地带入旋转误差,导致检测效率不高,检测精度降低。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其能够从180°角度范围内同时照射被测对象,没有照射角度盲区,能够一次成像发现疵病的位置和形状,有效提高检测效率和精度。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:

一种用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:包括多个在180°范围内形成聚焦光幕的一体式光源,用于接收反射光的多个陷光器以成像器件为中心与一体式光源对称分布。

三个一体式光源在180°内均匀排列,两两汇聚光幕光轴之间的夹角为60°。

一体式光源包括一字线型激光器以及由两个透镜构成的整形透镜组,固定装夹在长方体套筒内。

陷光器整体为长方体,内部为空心圆锥体,其内外黑化处理。

成像器件为ccd成像器件或cmos成像器件,成像器件与支撑纵杆和机械臂构成可移动组件。

一体式光源设置在光源支架上,陷光器设置在陷光器支架上,光源支架和陷光器支架上带有调节角度和高度的部件。

与现有技术相比,本实用新型具有的优点和效果如下:

1、本实用新型提供的用于检测高反镜表面疵病的照明光源,多个一字线型激光器通过整形后组合安装使入射光在180°范围内形成激光聚焦光幕,聚焦光幕照射待测样品,反射光形成对称的光幕分别被对应的陷光器吸收。其有益效果在于:光幕聚焦后照射样品时,ccd能一次成像检测疵病,无需使用旋转台改变入射光和疵病的夹角多次成像,同时降低成本,提高检测效率和精度。

2、本实用新型可用于高反射镜疵病检测的激光光源照明系统,避免了单光束照射时需要对样品或激光光束在180°范围内旋转的复杂操作以及产生的旋转误差,能显著提高检测效率和测量精度。

附图说明:

图1为本实用新型系统的结构示意图;

图2为系统光路俯视平面图;

图3为系统单组光路俯视平面图;

图4为系统单组光路正视图;

图5为激光器陷光器示意图。

图中:1-支撑纵杆、2-机械臂、3-成像器件、4-陷光器、5-陷光器支撑架、6-待测样品、7-样品座、8-底座、9-一体式光源、10-光源支架、11-一字线型激光器、12-整形透镜组。

具体实施方式:

本实用新型为一种用于检测高反射镜表面疵病的激光散射成像装置照明系统,是一种半环形照明光源,激光在180°范围内以聚焦光幕的形式照射待测样品,反射光形成对称的光幕分别被对应的陷光器吸收,存在疵病时,散射光经ccd器件最终形成暗场亮像。

本实用新型包括半环形光源入射光幕和对应的反射光幕以及半环形陷光器,所述的陷光器用于接收半环形入射光幕的反射光,所述的半环形光幕由多个一体式光源在180°范围内均匀分布,其出射光幕均汇聚在同一光斑处。设置多组(例如3组)透镜(平凸或双凸),对多个一字线型激光光源发出的激光整形,形成180°范围内照射样品的激光聚焦光幕。聚焦光斑处放置被测样品,当被测样品表面存在疵病时,散射光最终被ccd成像器件或cmos成像器件接收成像,反射光形成对称的光幕分别被对应的陷光器吸收。每个一体式光源包括一个一字线型激光器和两个透镜,固定装夹在长方体套筒内,通过改变套筒的空间放置方向,很方便的改变光幕的入射角度。由一字线型激光器发出平整的平面光幕,经过透镜一整形成平行平面光幕,然后利用透镜二聚焦形成汇聚光幕。在汇聚光斑处放置待测样品,反射光由对应的陷光器吸收。每组光源组成相同,一个一字线型激光器和整形透镜组固定装夹于长方体套筒中,出射得到一定角度的聚焦光幕,由多组(例如3组)光幕组合构成180°范围内的汇聚光幕。

实施例:

参照图1,本实用新型为一种高反射镜表面疵病激光散射成像装置照明系统,上述系统中多个带有调节角度和高度的光源支架10和陷光器支架5在各自180°范围内均匀排列分布,其上分别装有一体式光源9和陷光器4,一体式光源9是一个长方体套筒,内部固定装夹一字线型激光器11和整形透镜组12,由多个一体式光源9在180°范围内形成聚焦光幕,从各个角度照射待测样品区域,避免单一角度照射时疵病成像不清晰的问题。陷光器4以ccd成像器件3为中心与一体式光源9对称分布,用于接收反射光,其内外黑化处理,避免杂散光造成的影响。陷光器4也可采用已知的其它形式的陷光器,只要能吸收反射光幕即可。调节一体式光源9入射角度,以汇聚光幕照射安装在样品座7上的待测样品6,其正上方安装成像器件3,与支撑纵杆1、机械臂2构成可移动组件,通过调节与待测样品6的高度,对疵病进行清晰成像。

参照图2,本实用新型高反射镜表面疵病激光散射成像装置照明系统中半环形光源是由一体式光源9和陷光器4组成,三个一体式光源在180°内均匀排列,两两汇聚光幕光轴之间的夹角为60°,汇聚光斑重合处放置待测样品,光幕可从180°范围内各个角度照射待测样品,解决了单一角度照射中可能某些角度下疵病成像不清晰的问题,陷光器4与一体式光源9对称分布,构成近似环形,反射光幕被对应分布的陷光器吸收。

参照图3和图4,图3和图4为本实用新型高反射镜表面疵病激光散射成像装置照明系统的单组光路俯视平面图与正视图,一体式光源9包括一字线型激光器11以及整形透镜组12,一字线型激光器11发出平面激光经过整形透镜组12后整形成聚焦光幕,得到的汇聚光斑照射在待测样品上。

参照图5,图5为本实用新型高反射镜表面疵病激光散射成像装置照明系统中的陷光器4,整体为长方体,内部为空心圆锥体,便于反射光被陷光器4吸收。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,以及部分运用的实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。


技术特征:

1.一种用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:包括多个在180°范围内形成聚焦光幕的一体式光源(9),用于接收反射光的多个陷光器(4)以成像器件(3)为中心与一体式光源(9)对称分布。

2.根据权利要求1所述的用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:三个一体式光源(9)在180°内均匀排列,两两汇聚光幕光轴之间的夹角为60°。

3.根据权利要求1或2所述的用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:一体式光源(9)包括一字线型激光器(11)以及由两个透镜构成的整形透镜组(12),固定装夹在长方体套筒内。

4.根据权利要求3所述的用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:陷光器(4)整体为长方体,内部为空心圆锥体,其内外黑化处理。

5.根据权利要求4所述的用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:成像器件(3)为ccd成像器件或cmos成像器件,成像器件(3)与支撑纵杆(1)和机械臂(2)构成可移动组件。

6.根据权利要求5所述的用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其特征在于:一体式光源(9)设置在光源支架(10)上,陷光器(4)设置在陷光器支架(5)上,光源支架(10)和陷光器支架(5)上带有调节角度和高度的部件。

技术总结
本实用新型涉及用于检测高反镜表面疵病激光散射成像装置的照明系统,其能够从180°角度范围内同时照射被测对象,没有照射角度盲区,能够一次成像发现疵病的位置和形状,有效提高检测效率和精度。本实用新型包括多个在180°范围内形成聚焦光幕的一体式光源,用于接收反射光的多个陷光器以成像器件为中心与一体式光源对称分布。三个一体式光源在180°内均匀排列,两两汇聚光幕光轴之间的夹角为60°。一体式光源包括一字线型激光器以及由两个透镜构成的整形透镜组,固定装夹在长方体套筒内。陷光器整体为长方体,内部为空心圆锥体,其内外黑化处理。成像器件为CCD成像器件或CMOS成像器件,成像器件与支撑纵杆和机械臂构成可移动组件。

技术研发人员:高爱华;韦瑶;秦文罡;侯劲尧;刘卫国;闫丽荣
受保护的技术使用者:西安工业大学
技术研发日:2019.11.06
技术公布日:2020.08.18

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