一种光学元件表面疵病的检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学元件表面疵病的检测装置，包括底座，具有光源；纵向导轨，设置于底座上；显微镜，设置于纵向导轨上，并且显微镜的上方设置有CCD图像传感器；载物台，包括具有光阑的载物台一和载物台二，载物台一和载物台二均设置于纵向导轨上，并依次位于显微镜的下方；载物台一与载物台二之间具有在X/Y/Z方向上可调整的相对位移；此外，载物台一的底部具有CMOS图像传感器，CMOS图像传感器和CCD图像传感器与外部的图像处理器连接，促使图像处理器利用图像处理技术处理和/或观察CCD图像传感器和CMOS图像传感器所采集的图像。有益效果：本发明专利技术能够实现小直径大曲率半径表面疵病的快速检测。

Device and method for detecting surface defects of the optical elements.

The invention discloses a detection device, a surface defects of the optical elements comprising a light source with; longitudinal rails are arranged on the base; microscope is provided in the longitudinal guide rail, and the microscope is arranged above the CCD image sensor; carrier includes a diaphragm stage one and stage two. Stage one and stage two are arranged on the longitudinal guide rail, and in turn in the below microscope; stage one and stage two with relative displacement can be adjusted in the direction of X/Y/Z; in addition, the stage is a CMOS image sensor, CMOS image sensor and CCD image processor the image sensor and the external connections, the image processor processing and / or observation of CCD image sensor and CMOS image sensor image by image. The beneficial effect of the invention can realize rapid detection of small diameter and large radius of curvature of the surface flaw.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学设备
，具体来说，涉及一种光学元件表面疵病的检测装置及方法。
技术介绍
随着科技的发展，对光学元件表面的质量要求越来越高。其表面缺陷、划痕、碎边等各种疵病的存在将造成不同程度散射，由于散射将大大消耗光能量同时也可能引入严重的衍射而造成光学元件的新的损伤破坏薄膜层，所以往往由于一个或几个较大的疵病而会严重影响整个系统的运行。因此其检测方法不能用检测表面粗糙度的方法采用抽样取平均之类的统计方法，而是必须查找元件有效孔径内的所有可能疵病。最基本及常用的是目视法，是指在暗场照明的情况下用肉眼或放大镜观测划痕的宽度和长度来划分疵病的等级。但是人眼的分辨率虽然高，但是对于小零件高曲率半径便面却有局限，检测效率低，而且久视会造成因疲劳，严重损害视力。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种光学原件表面疵病的检测装置及方法，以克服现有相关技术所存在的上述问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：根据本专利技术的一个方面，提供了一种光学元件表面疵病的检测装置。该光学元件表面疵病的检测装置包括底座，具有光源；纵向导轨，设置于所述底座上；显微镜，设置于所述纵向导轨上，并且所述显微镜的上方设置有CCD图像传感器；载物台，包括具有光阑的载物台一和载物台二，所述载物台一和所述载物台二均设置于所述纵向导轨上，并依次位于所述显微镜的下方；所述载物台一与所述载物台二之间具有在X/Y/Z方向上可调整的相对位移，并且，所述载物台一与所述载物台二在相对位移调整的情况下，所述载物台一与所述载物台二的光阑与所述光源、所述CCD图像传感器和所述显微镜位于同轴光路上；此外，所述载物台一的底部具有CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器和所述CCD图像传感器与外部的图像处理器连接，促使所述图像处理器利用图像处理技术处理和/或观察所述CCD图像传感器和CMOS图像传感器所采集的图像。其中，所述载物台一与所述纵向导轨之间固定连接，所述载物台二与所述纵向导轨之间活动连接，并且，所述纵向导轨上设置有用于调整所述载物台二在X/Y/Z方向上移动的调节装置。其中，所述调节装置包括粗调旋钮和微调旋钮。其中，所述粗调旋钮和所述微调旋钮为同轴设置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种光学元件表面疵病的检测方法，用于上述的光学元件表面疵病的检测装置。该光学元件表面疵病的检测方法包括以下步骤：将待测光学元件样品上片固定于所述载物台一的光阑上；将待测光学元件样品下片固定于所述载物台二的光阑上；调整所述载物台一和所述载物台二在X/Y/Z方向上的相对位移，并通过CMOS图像传感器观察待测光学元件样品上片和待测光学元件样品下片之间的空气间隙，避免物理碰撞；在待测光学元件样品下片的上表面点一滴清水，继续调整所述载物台一和所述载物台二在X/Y/Z方向上的相对位移，促使所述待测光学元件样品上片和所述待测光学元件样品下片接触；调节显微镜，促使待测光学元件样品出现在视野当中，并调整光源入射角度，促使CCD图像传感器中的图像清晰并无大面积白斑；通过图像处理器，利用图像处理技术，对CCD图像传感器所采集的图像进行处理，提取全口径二维灰度图像，并观察并确定该全口径二维灰度图像中所存在的疵病特征。其中，所述图像处理技术包括：中值滤波图像处理技术、灰度变换图像处理技术、阈值分割图像处理技术、数学形态学膨胀和细化图像处理技术以及边缘提取图像处理技术。本专利技术的有益效果：本专利技术能够实现小直径大曲率半径表面疵病的快速检测，具有分析精度高、适用性广、分析速度快、样品用量少的优点，同时避免了检测人员眼部负担，提高了工作效率，降低了工作成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的光学元件表面疵病的检测装置的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例的光学元件表面疵病的检测方法的流程示意图。图中：1、底座；2、光源；3、纵向导轨；4、显微镜；5、CCD图像传感器；6、载物台一；7、载物台二；8、CMOS图像传感器；9、粗调旋钮；10、微调旋钮。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种光学元件表面疵病的检测装置。如图1所示，根据本专利技术实施例的光学元件表面疵病的检测装置包括底座1，具有光源2；纵向导轨3，设置于所述底座1上；显微镜4，设置于所述纵向导轨3上，并且所述显微镜4的上方设置有CCD图像传感器5；载物台，包括具有光阑的载物台一6和载物台二7，所述载物台一6和所述载物台二7均设置于所述纵向导轨3上，并依次位于所述显微镜4的下方；所述载物台一6与所述载物台二7之间具有在X/Y/Z方向上可调整的相对位移，并且，所述载物台一6与所述载物台二7在相对位移调整的情况下，所述载物台一6与所述载物台二7的光阑与所述光源2、所述CCD图像传感器5和所述显微镜4位于同轴光路上；此外，所述载物台一6的底部具有CMOS图像传感器8，所述CMOS图像传感器8和所述CCD图像传感器5与外部的图像处理器连接，促使所述图像处理器利用图像处理技术处理和/或观察所述CCD图像传感器5和CMOS图像传感器8所采集的图像。具体应用时，对于上述所述载物台一6与所述载物台二7之间具有在X/Y/Z方向上可调整的相对位移来说，其可以通过以下方案来实现：所述载物台一6与所述纵向导轨3之间固定连接，所述载物台二7与所述纵向导轨3之间活动连接，并且，所述纵向导轨3上设置有用于调整所述载物台二7在X/Y/Z方向上移动的调节装置。具体的，所述调节装置包括粗调旋钮9和微调旋钮10。并且，所述粗调旋钮9和所述微调旋钮10为同轴设置。根据本专利技术的实施例，还提供了一种光学元件表面疵病的检测方法，用于上述的光学元件表面疵病的检测装置。如图2所示，根据本专利技术实施例的光学元件表面疵病的检测方法包括以下步骤：步骤S201，将待测光学元件样品上片固定于所述载物台一6的光阑上；步骤S203，将待测光学元件样品下片固定于所述载物台二7的光阑上；步骤S205，调整所述载物台一6和所述载物台二7在X/Y/Z方向上的相对位移，并通过CMOS图像传感器8观察待测光学元件样品上片和待测光学元件样品下片之间的空气间隙，避免物理碰撞；步骤S207，在待测光学元件样品下片的上表面点一滴清水，继续调整所述载物台一6和所述载物台二7在X/Y/Z方向上的相对位移，促使所述待测光学元件样品上片和所述待测光学元件样品下片接触；步骤S209，调节显微镜4，促使待测光学元件样品出现在视野当中，并调整光源2入射角度，促使CCD图像传感器5中的图像清晰并无大面积白斑；步骤S211，通过图像处理器，利用图像处理技术，对CCD图像传感器5所采集的图像进行处理，提取全口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，包括：底座，具有光源；纵向导轨，设置于所述底座上；显微镜，设置于所述纵向导轨上，并且所述显微镜的上方设置有CCD图像传感器；载物台，包括具有光阑的载物台一和载物台二，所述载物台一和所述载物台二均设置于所述纵向导轨上，并依次位于所述显微镜的下方；所述载物台一与所述载物台二之间具有在X/Y/Z方向上可调整的相对位移，并且，所述载物台一与所述载物台二在相对位移调整的情况下，所述载物台一与所述载物台二的光阑与所述光源、所述CCD图像传感器和所述显微镜位于同轴光路上；此外，所述载物台一的底部具有CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器和所述CCD图像传感器与外部的图像处理器连接，促使所述图像处理器利用图像处理技术处理和/或观察所述CCD图像传感器和CMOS图像传感器所采集的图像。

【技术特征摘要】
1.一种光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，包括：底座，具有光源；纵向导轨，设置于所述底座上；显微镜，设置于所述纵向导轨上，并且所述显微镜的上方设置有CCD图像传感器；载物台，包括具有光阑的载物台一和载物台二，所述载物台一和所述载物台二均设置于所述纵向导轨上，并依次位于所述显微镜的下方；所述载物台一与所述载物台二之间具有在X/Y/Z方向上可调整的相对位移，并且，所述载物台一与所述载物台二在相对位移调整的情况下，所述载物台一与所述载物台二的光阑与所述光源、所述CCD图像传感器和所述显微镜位于同轴光路上；此外，所述载物台一的底部具有CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器和所述CCD图像传感器与外部的图像处理器连接，促使所述图像处理器利用图像处理技术处理和/或观察所述CCD图像传感器和CMOS图像传感器所采集的图像。2.根据权利要求1所述的光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，所述载物台一与所述纵向导轨之间固定连接，所述载物台二与所述纵向导轨之间活动连接，并且，所述纵向导轨上设置有用于调整所述载物台二在X/Y/Z方向上移动的调节装置。3.根据权利要求2所述的光学元件表面疵病的检测装置，其特征在于，所述调节装置包括粗调旋钮和微调旋钮。4.根据权利要求3所述的光学元...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨援，姜博宇，
申请(专利权)人：北京创思工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11