非接触式点光源成像测量反射面位置的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及非接触式点光源成像测量反射面位置的装置及方法，包括机架、基准面、传感器组件以及位移传感器；传感器组件包括沿光线入射方向依次于第一光轴上的点光源、半透半反镜、凸透镜一以及设置于第二光轴上的图像传感器；第一光轴与基准面垂直，第一光轴和第二光轴呈设定的夹角设置；点光源位于凸透镜一的焦点上，图像传感器与第二光轴的交点和点光源与第一光轴的交点以半透半反镜为对称面对称设置，半透半反镜位于第一光轴和第二光轴的角平分线上。本发明专利技术克服了色散共焦位移传感技术中要求反射面严格垂直于光轴、量程范围受色散镜头色散范围限制的缺点，而且制造成本低，测量速度快。

A device and method for measuring the position of the reflector with non contact point light source imaging

【技术实现步骤摘要】
非接触式点光源成像测量反射面位置的装置及方法
本专利技术涉及光电一体化领域，特别涉及一种非接触式点光源成像测量反射面位置的装置及方法。
技术介绍
目前反射面位置的常用测量方法为色散共焦位移传感技术，该技术的原理是：位于色散镜头光轴上的具有连续光谱的白光点光源发出的光，经过色散镜头后在光轴上不同波长的光聚焦于不同的点。被测反射面位于不同波长聚焦点的位置范围之内时，只有一种波长的光在反射面形成最小的光斑，其它波长的光斑大小随波长与该波长差异变大而变大。光斑反射光线经过原色散镜头以及镜头和点光源之间的半透半反镜聚焦到一个小孔，光谱传感器位于小孔的后方，用于探测反射光的中心波长，该中心波长与被测反射面之间对应关系由色散镜头特性决定，从而测得反射面的位置。但色散共焦位移传感技术的缺点是光谱传感器价格高，镜面反射时要求反射面垂直于光轴、反射光才能聚焦于小孔，量程范围受色散镜头的色散限制而一般小于几百微米。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种非接触式点光源成像测量反射面位置的装置及方法，该装置及方法不仅克服了色散共焦位移传感技术中要求反射面严格垂直于光轴、量程范围受色散镜头色散范围限制的缺点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式点光源成像测量反射面位置的装置，其特征在于：包括机架(1)、设置于机架(1)上的用于放置被测物体(2)的基准面(3)、滑动连接于机架(1)上且可在靠近或远离基准面(3)的方向上移动的传感器组件(4)以及设置于机架(1)上且位于基准面(3)和传感器组件(4)之间的用于获取传感器组件(4)相对基准面(3)位置信息的位移传感器(5)；所述传感器组件(4)包括沿光线入射方向依次设置于第一光轴(41)上的点光源(42)、半透半反镜(43)、凸透镜一(44)以及设置于第二光轴(45)上的用于获取经被测物体(2)的被测反射面(21)和半透半反镜(43)反射后光线的图像传感器(46)；所述第一光轴...

【技术特征摘要】
1.一种非接触式点光源成像测量反射面位置的装置，其特征在于：包括机架(1)、设置于机架(1)上的用于放置被测物体(2)的基准面(3)、滑动连接于机架(1)上且可在靠近或远离基准面(3)的方向上移动的传感器组件(4)以及设置于机架(1)上且位于基准面(3)和传感器组件(4)之间的用于获取传感器组件(4)相对基准面(3)位置信息的位移传感器(5)；所述传感器组件(4)包括沿光线入射方向依次设置于第一光轴(41)上的点光源(42)、半透半反镜(43)、凸透镜一(44)以及设置于第二光轴(45)上的用于获取经被测物体(2)的被测反射面(21)和半透半反镜(43)反射后光线的图像传感器(46)；所述第一光轴(41)与基准面(3)垂直，第一光轴(41)和第二光轴(45)呈设定的夹角设置；所述点光源(42)位于凸透镜一(44)的焦点上，所述图像传感器(46)与第二光轴(45)的交点和点光源(42)与第一光轴(41)的交点以半透半反镜(43)为对称面对称设置，所述半透半反镜(43)位于第一光轴(41)和第二光轴(45)的角平分线上使得经被测反射面(21)反射后的光线能经半透半反镜(43)偏折到第二光轴(45)。2.根据权利要求1所述的非接触式点光源成像测量反射面位置的装置，其特征在于：所述图像传感器(46)采用面阵图像传感器，所述点光源(42)采用单色点光源。3.根据权利要求1所述的非接触式点光源成像测量反射面位置的装置，其特征在于：所述位移传感器(5)为设置于机架(1)上且位于基准面(3)和传感器组件(4)之间的光栅尺。4.根据权利要求1所述的非接触式点光源成像测量反射面位置的装置，其特征在于：所述半透半反镜(43)与第一光轴(41)和第二光轴(45)均呈45°夹角。5.一种非接触式点光源成像测反射面位置的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：①将一与被测物体(2)同一规格的标准块(6)放置于基准面(3)上，打开点光源(42)，使光线透过半透半反镜(43)和凸透镜一(44)后汇聚在标准块(6)的被测反射面上，光线经被测反射面反射后依次经过凸透镜一(44)和半透半反镜(43)，半透半反镜(43)将光线偏折到第二光轴(45)后在图像传感器(46)上形成光斑，然后调整传感器组件(4)相对基准面(3)的距离，当图像传感器(46)检测到位于其上的光斑最小时，位移传感器(5)获取传感器组件(4)到基准面(3)的距离(a)，用该距离(a)减去标准块(6)的标准距离值(c)，获得一个固定偏移量值(b)；②将被测物体(2)放置于基准面(3)上，打开点光源(42)，使光线透过半透半反镜(43)和凸透镜一(44)后汇聚在被测物体(2)的被测反射面(21)上，光线经被测反射面反射后依次经过凸透镜一(44)和半透半反镜(43)，半透半反镜(43)将光线偏折到第二光轴(45)后在图像传感器(46)上形成光斑，然后调整传感器组件(4)相对基准面(3)的距离，当图像传感器(46)检测到位于其上的光斑最小时，位移传感器(5)获取传感器组件(4)到基准面(3)的距离(d)，将此距离(d)减去步骤①中的固定偏移量值(b)即获得被测反射面(21)与基准面(3)的距离(e)。6.一种非接触式点光源成像测量反射面位置的装置，其特征在于：包括机架(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏，
申请(专利权)人：福州锐景达光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35