一种光学零件的表面检测方法技术

本发明专利技术公开了一种光学零件的表面检测方法，利用对光学零件不透明的光源对对光学零件待测表面进行暗场照明，并配合与所用光源同波段工作的镜头和相机获取暗场照片，待测表面的缺陷被拍摄到暗场照片上，实现成像检测。本发明专利技术光学零件的表面检测方法，有效解决了光学零件表面检测时受下表面影响的技术问题，利用材料的不透明波段将下表面的散射影响进行隔离，使得表面缺陷检测显著简单化，测试准确、且高效；进一步，对于没有不透明光的光学零件，将被检测样品的下表面浸泡到折射率相近的液体里，抑制下表面的强烈散射，降低下表面散射对上表面检测的干扰，并可利用常规的可见光波段完成照明和拍摄。照明和拍摄。照明和拍摄。

【技术实现步骤摘要】
一种光学零件的表面检测方法


[0001]本专利技术涉及一种光学零件的表面检测方法，属于光学零件的表面检测


技术介绍

[0002]光学零件表面缺陷是光学零件表面质量的一个重要评价指标，会对入射到光学零件表面的光束造成散射和能量损耗，如果缺陷的尺寸较小，还会产生较为严重的衍射现象，出现膜层破坏、衍射条纹、能量吸收和疵病畸变等现象，影响光学零件的使用效率和使用寿命。
[0003]光学零件表面缺陷的检测是一个长期存在但没有得到很好解决的实际工程问题，其复杂性源于很多方面，诸如划痕的深度、划痕侧边的方向性、缺陷侧边的粗糙度等；还有一类零件表面缺陷检测难度则源于零件本身的表面状态，例如像棱镜一样的复杂的表面形状、下表面的抛光状态等。
[0004]现有一类光学零件，其表面缺陷的检测受下表面的影响十分严重，例如下表面是磨砂面的激光腔面镜、曲率很大的球面镜等。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种光学零件的表面检测方法，以解决下表面是磨砂面等的光学零件，表面缺陷检测受下表面的影响十分严重的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种光学零件的表面检测方法，利用对光学零件不透明的光源对对光学零件待测表面进行暗场照明，并配合与所用光源同波段工作的镜头和相机获取暗场照片，待测表面的缺陷被拍摄到暗场照片上，实现成像检测。
[0008]例如，照片上有亮度明显高于背景的亮点、亮条纹等，则是被检测表面的麻点和划痕等。
[0009]上述利用对光学零件不透明的光源对对光学零件待测表面进行暗场照明，可以将光照之限制在被光直接照射到的表面，光不会渗透进材料里面，更不会到达光学零件的下表面，排除了来自光直接照射面以外可能的光反射、折射、散射的干扰，使得表面缺陷检测显著简单化，测试准确、且高效。
[0010]上述方法可用于但不限于如下光学零件的检测：1)可见光和近红外波段透明，但紫外光不透明，例如普通的冕牌光学玻璃零件；2)可见光、紫外光和近红外波段均透明，但中红外和远红外波段不透明，例如石英类玻璃光学零件；3)红外透明，但可见光和紫外光波段不透明，例如红外玻璃零件，红外玻璃是另一类非常重要的玻璃材料，例如各类硫系玻璃。
[0011]对紫外光不透明的光学零件，利用紫外光源照明，配合紫外波段工作的镜头和相机来对玻璃上表面的缺陷的成像检测；由于材料本身对紫外光不透明，所以，照射到玻璃制品上表面的紫外光将无法穿透玻璃材料而到达玻璃制品的下表面，因而没有来自下表面的
散射干扰；如此，可以排除玻璃制品下表面的干扰，专注于玻璃上表面的检测。
[0012]对中红外和远红外波段不透明的光学零件，利用中红外或远红外的光源照明，配合中红外或远红外波段工作的镜头和相机来对玻璃上表面的缺陷的成像检测；同理，由于材料本身对中红外或远红外光不透明，所以，照射到玻璃制品上表面的中红外或远红外将无法穿透玻璃材料而到达玻璃制品的下表面，因而没有来自下表面的散射干扰；如此，可以排除玻璃制品下表面的干扰，专注于玻璃上表面的检测。
[0013]对可见光和紫外光波段不透明的光学零件，利用可见光或紫外光光源照明，配合可见光或紫外光波段工作的镜头和相机来对玻璃上表面的缺陷的成像检测；同理，由于材料本身对紫外或可见光波段不透明，所以，照射到玻璃制品上表面的紫外和/或可见光将无法穿透玻璃材料而到达玻璃制品的下表面，因而没有来自下表面的散射干扰；如此，可以排除玻璃制品下表面的干扰，专注于玻璃上表面的检测。
[0014]利用紫外和红外光波段检测，成本相对于可见光波段的检测要高。
[0015]一种用于实现上述检测方法的检测装置包括：包括支架、样品夹具、第一横杆、环形光源、第二横杆、相机和镜头；支架包括底座和垂直设在底座上的纵向支撑杆；样品夹具设在底座上；环形光源通过第一横杆连接在纵向支撑杆上，镜头连接在相机上，相机通过第二横杆连接在纵向支撑杆上、且镜头向下；环形光源位于样品夹具和镜头之间。
[0016]为了方便调节环形光源、相机和镜头的横向位置和纵向位置，第一横杆和第二横杆均为长度可伸缩结构，第一横杆和第二横杆在纵向支撑杆上的高度均可调。
[0017]本申请长度可伸缩结构、高度均可调，均直接采用现有具有相关功能的结构即可，如可以是利用螺栓进行相对固定的双层套管结构等，可也采用现有自动控制结构等，本申请对比没有特别改进，因此不再赘述。
[0018]为了方便更换，相机可拆卸地连接在第二横杆上；环形光源可拆卸地连接在第一横杆上。具体可拆卸的结构，可以是现有的插接式结构、螺纹连接结构或卡箍结构等。
[0019]检测时，将光学零件待测表面向上地固定在样品夹具上，环形光源以30～75
°
的角度照射到待测表面进行暗场照明，即照明光源不会直接在样品表面反射进入相机镜头。
[0020]上述环形光源、相机和镜头均工作于对光学零件不透明的波段，例如紫外波段、红外波段或可见光波段，且环形光源、相机和镜头工作于相同的波段。
[0021]对于没有不透明光的光学零件，将与待测表面相对的一面浸泡到与光学零件折射率差值在
±
0.05内的液体里，利用可见光波段的光源对对待测表面进行暗场照明，并配合可见光波段工作的镜头和相机获取暗场照片，待测表面的缺陷被拍摄到暗场照片上，实现成像检测。
[0022]这样可以抑制待测表面相对面的强烈散射，降低待测表面相对面对待测表面检测的干扰；而光源、相机和镜头等设备则仍然可以工作于常规的可见光波段，在暗场光的照明下，零件上表面的缺陷检测被拍摄到图片上，实现成像检测。
[0023]当然，对于有不透明光的光学零件，也可用于上述液体浸泡的方式实现，上述方法简单，易操作，成本低。
[0024]若光学零件为单面抛光，光学零件上表面为抛光面、下表面为磨砂面，将磨砂面浸泡到与光学零件折射率差值在
±
0.05内的液体里，抑制下表面的散射，降低下表面散射对上表面检测的干扰，利用可见光波段的光源对对待测表面进行暗场照明，并配合可见光波
段工作的镜头和相机获取暗场照片，待测表面的缺陷被拍摄到暗场照片上，实现成像检测。
[0025]单面抛光的光学零件表面缺陷检测的难度在于，照明光源在磨砂面上的散射非常之强，以至于造成图像的背景强度大大增大，以至于影响到对光学表面缺陷信号的提取和判读，造成缺陷检测的困难。
[0026]上述将磨砂的下表面浸泡于折射率基本一致的液体中，实现对磨砂面的散射抑制，从而降低散射背景、提高目标信号的相对信噪比，使抛光面上的缺陷检测显著简单化。
[0027]一种用于实现上述检测方法的检测装置，包括支架、盛液盘、支脚、样品夹具、第三横杆、环形光源、第一横杆、相机、镜头和第二横杆；支架包括底座和垂直设在底座上的纵向支撑杆；盛液盘通过支脚架设在底座上；样品夹具通过第三横杆连接在纵向支撑杆上，环形光源通过第一横杆连接在纵向支撑杆上，镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学零件的表面检测方法，其特征在于：利用对光学零件不透明的光源对对光学零件待测表面进行暗场照明，并配合与所用光源同波段工作的镜头和相机获取暗场照片，待测表面的缺陷被拍摄到暗场照片上，实现成像检测。2.如权利要求1所述的光学零件的表面检测方法，其特征在于：光学零件包括但不限于如下三种：1)可见光和近红外波段透明，但紫外光不透明；2)可见光、紫外光和近红外波段均透明，但中红外和远红外波段不透明；3)红外透明，但可见光和紫外光波段不透明。3.如权利要求1或2所述的光学零件的表面检测方法，其特征在于：对紫外光不透明的光学零件，利用紫外光源照明，配合紫外波段工作的镜头和相机来对玻璃上表面的缺陷的成像检测；对中红外和远红外波段不透明的光学零件，利用中红外或远红外的光源照明，配合中红外或远红外波段工作的镜头和相机来对玻璃上表面的缺陷的成像检测；对可见光和紫外光波段不透明的光学零件，利用可见光或紫外光光源照明，配合可见光或紫外光波段工作的镜头和相机来对玻璃上表面的缺陷的成像检测。4.如权利要求1或2所述的光学零件的表面检测方法，其特征在于：所用检测装置包括：包括支架、样品夹具、第一横杆、环形光源、第二横杆、相机和镜头；支架包括底座和垂直设在底座上的纵向支撑杆；样品夹具设在底座上；环形光源通过第一横杆连接在纵向支撑杆上，镜头连接在相机上，相机通过第二横杆连接在纵向支撑杆上、且镜头向下；环形光源位于样品夹具和镜头之间。5.如权利要求4所述的光学零件的表面检测方法，其特征在于：第一横杆和第二横杆均为长度可伸缩结构，第一横杆和第二横杆在纵向支撑杆上的高度均可调；相机可拆卸地连接在第二横杆上；环形光源可拆卸地连接在第一横杆上。6.如权利要求4所述的光学零件的表面检测方法，其特征在于：将光学零件待测表面向上地固定在样品夹具上，环形光源以30～75
°
的角度照射到待测表面进行暗场照明；环形光源、相机和镜头工作于紫外波段、红外波段或可见光波段，且环形光源、相机和镜头工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善忠，
申请(专利权)人：爱丁堡南京光电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：