测量传感器及测量装置制造方法及图纸

技术编号:39158975 阅读:6 留言:0更新日期:2023-10-23 15:01
本申请提供了测量传感器及测量装置。测量传感器包括:发射传感头,包括间隔设置的第一透镜组及第二透镜组,第一透镜组用于将第一线偏振光转换为第一圆偏振光并透射至第二透镜组,第二透镜组用于将第一圆偏振光转换为第二圆偏振光并将第二圆偏振光反射至第一透镜组,第一透镜组还用于将第二圆偏振光反射至第二透镜组,第二透镜组还用于将第二圆偏振光转换为第二线偏振光并透射至待测物;及接收传感头,用于接收第二线偏振光并转换为测量信号,用于获取待测物的测量信息。本申请提供的测量传感器能够利用自身较小的尺寸获取大范围内的高精度对准测量。的高精度对准测量。的高精度对准测量。

【技术实现步骤摘要】
测量传感器及测量装置


[0001]本申请涉及测量水准领域,具体涉及测量传感器及测量装置。

技术介绍

[0002]在利用纠偏传感器进行测量时,为保证测量的准确性,往往需要探测光的范围足够大、探测区域光功率尽量均匀,以实现更高的测量精度。
[0003]然而,在需要较大的测量范围时,若焦距较短,则会导致所取光源发光角度较大,所产生的探测范围内光功率不均匀;若焦距较长,则会导致纠偏传感器的整体体积较大。因此,纠偏传感器的体积、测量范围及光功率均匀性不能兼容。

技术实现思路

[0004]第一方面,本申请提供了一种测量传感器,所述测量传感器包括:发射传感头,所述发射传感头包括间隔设置的第一透镜组及第二透镜组,所述第一透镜组用于将第一线偏振光转换为第一圆偏振光并透射至所述第二透镜组,所述第二透镜组用于将所述第一圆偏振光转换为第二圆偏振光并将所述第二圆偏振光反射至所述第一透镜组,所述第一透镜组还用于将所述第二透镜组反射至所述第一透镜组的所述第二圆偏振光反射至所述第二透镜组,所述第二透镜组还用于将自所述第一透镜组反射至所述第二透镜组的所述第二圆偏振光转换为第二线偏振光并透射至待测物;及接收传感头,所述接收传感头用于接收经过所述待测物的所述第二线偏振光并转换为测量信号,所述测量信号用于获取所述待测物的测量信息。
[0005]其中,所述第一透镜组包括间隔设置的第一1/4波片及半透半反膜,所述第一1/4波片相较于所述半透半反膜远离所述第二透镜组设置,所述第一1/4波片用于将所述第一线偏振光转换为第一圆偏振光并透射至所述半透半反膜,所述半透半反膜用于反射部分所述第一圆偏振光并透射另外部分所述第一圆偏振光至所述第二透镜组;所述第二透镜组包括间隔设置的第二1/4波片及偏振反射膜,所述第二1/4波片相较于所述偏振反射膜靠近所述半透半反膜设置,所述第二1/4波片用于将透过所述半透半反膜的所述第一圆偏振光转换为第三线偏振光并投射至所述偏振反射膜,所述偏振反射膜用于反射所述第三线偏振光至所述第二1/4波片,所述第二1/4波片用于将由所述偏振反射膜反射的所述第三线偏振光转换为所述第二圆偏振光并透射至所述半透半反膜,所述半透半反膜还用于透过部分所述第二圆偏振光并反射另外部分所述第二圆偏振光至所述第二1/4波片,所述第二1/4波片还用于将由所述半透半反膜反射的所述第二圆偏振光转换为所述第二线偏振光并透射至所述偏振反射膜,所述偏振反射膜还用于将所述第二线偏振光透射至待测物。
[0006]其中,所述第一透镜组还包括第一透镜,所述第一透镜用于承载所述第一1/4波片与所述半透半反膜中至少一者;所述第二透镜组还包括第二透镜,所述第二透镜用于承载所述第二1/4波片与所
述偏振反射膜中至少一者。
[0007]其中,所述第一透镜具有相背设置的第一面与第二面,且所述第一面相较于所述第二面远离所述第二透镜组,所述半透半反膜设于所述第一面。
[0008]其中,所述第二透镜设于所述第二1/4波片与所述偏振反射膜之间,所述第二透镜具有相背设置的第三面与第四面,且所述第三面相较于所述第四面靠近所述第一透镜组,所述偏振反射膜设于所述第四面。
[0009]其中,所述第一面、所述第二面、所述第三面及所述第四面朝向所述第一1/4波片的方向凸起,且所述第一面、所述第二面、所述第三面及所述第四面均为非球面。
[0010]其中,所述测量传感器还包括光源,所述光源设于所述第一透镜组背离所述第二透镜组的一侧,所述光源用于出射所述第一线偏振光至所述第一透镜组;或者,所述测量传感器还包括光源及线偏振片,所述光源设于所述第一透镜组背离所述第二透镜组的一侧,所述线偏振片设于所述光源与所述第一透镜组之间,所述光源用于出射第三圆偏振光至所述线偏振片,所述线偏振片用于将所述第三圆偏振光转换为所述第一线偏振光。
[0011]其中,所述发射传感头具有光轴,所述光轴穿过所述第一透镜的中心与所述第二透镜的中心,所述发射传感头满足:|R1|、|R2|、|R3|及|R4|的值均满足5~100,d1、d2、d3、d4及d5的值均满足2~20,K1、K2、K3、K4的值均满足

100~100;其中,R1为所述第一面的曲率半径,R2为所述第二面的曲率半径,R3为所述第三面的曲率半径,R4为所述第四面的曲率半径,d1为光源与所述第一面之间于光轴上的距离,d2为所述第一面与所述第二面之间于光轴上的距离,d3为所述第二面与所述第三面于光轴上的距离,d4为所述第三面与所述第四面于光轴上的距离,d5为所述第四面与接收面于光轴上的距离,K1为所述第一面的圆锥系数,K2为所述第二面的圆锥系数,K3为所述第三面的圆锥系数,K4为所述第四面的圆锥系数,其中,所述接收面为所述接收传感头接收所述第二线偏振光的表面。
[0012]其中,所述接收传感头包括依次间隔设置的第三透镜组、第四透镜组及接收传感器,所述第三透镜组相较于所述第四透镜组靠近所述发射传感头设置,所述第三透镜组用于将所述第二线偏振光转换为第四圆偏振光并透射至所述第四透镜组,所述第四透镜组用于将所述第四圆偏振光反射至所述第三透镜组,所述第三透镜组用于将所述第四透镜组反射至所述第三透镜组的所述第四圆偏振光转换为第四线偏振光,并将所述第四线偏振光反射至所述第四透镜组,所述第四透镜组用于将所述第三透镜组反射至所述第四透镜组的所述第四线偏振光透射至所述接收传感器,所述接收传感器用于将所述第四线偏振光转换为所述测量信号。
[0013]本申请提供了一种测量传感器,所述测量传感器通过在所述发射传感头内间隔设置的第一透镜组及第二透镜组,以使得发射传感头内的发光点出射的光束在所述第一透镜组与所述第二透镜组之间发生多次反射后再出射至所述待测物并被所述接收传感头接收,从而使得通过光束折返的方式提高了光程,使得所述发射传感头在保持尺寸不变的情况下能够降低发射传感头内发光点的出光角度,以实现所述发射传感头兼具体积小、测量范围大、测量范围内光功率均匀度高,进而在保持所述测量传感器的尺寸不变甚至降低所述测量传感器的尺寸的情况下,提高了所述测量传感器的测量范围及测量精度。因此,本申请提
供的测量传感器能够利用自身较小的尺寸获取大范围内的高精度对准测量。
[0014]第二方面,本申请还提供了一种测量装置,所述测量装置包括:如第一方面所述的测量传感器;及信号处理装置,所述信号处理装置电连接所述接收传感头,并接收所述接收传感头的所述测量信号,并根据所述测量信号获取所述待测物的测量信息。
[0015]本实施方式提供的所述测量装置,由于所述测量传感器能够利用自身较小的尺寸获取大范围内的高精度对准测量,从而使得所述测量装置能够利用较小的尺寸获取大范围内的高精度对准测量。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请一些实施方式,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本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量传感器,其特征在于,所述测量传感器包括:发射传感头,所述发射传感头包括间隔设置的第一透镜组及第二透镜组,所述第一透镜组用于将第一线偏振光转换为第一圆偏振光并透射至所述第二透镜组,所述第二透镜组用于将所述第一圆偏振光转换为第二圆偏振光并将所述第二圆偏振光反射至所述第一透镜组,所述第一透镜组还用于将所述第二透镜组反射至所述第一透镜组的所述第二圆偏振光反射至所述第二透镜组,所述第二透镜组还用于将自所述第一透镜组反射至所述第二透镜组的所述第二圆偏振光转换为第二线偏振光并透射至待测物;及接收传感头,所述接收传感头用于接收经过所述待测物的所述第二线偏振光并转换为测量信号,所述测量信号用于获取所述待测物的测量信息。2.如权利要求1所述的测量传感器,其特征在于,所述第一透镜组包括间隔设置的第一1/4波片及半透半反膜,所述第一1/4波片相较于所述半透半反膜远离所述第二透镜组设置,所述第一1/4波片用于将所述第一线偏振光转换为第一圆偏振光并透射至所述半透半反膜,所述半透半反膜用于反射部分所述第一圆偏振光并透射另外部分所述第一圆偏振光至所述第二透镜组;所述第二透镜组包括间隔设置的第二1/4波片及偏振反射膜,所述第二1/4波片相较于所述偏振反射膜靠近所述半透半反膜设置,所述第二1/4波片用于将透过所述半透半反膜的所述第一圆偏振光转换为第三线偏振光并投射至所述偏振反射膜,所述偏振反射膜用于反射所述第三线偏振光至所述第二1/4波片,所述第二1/4波片用于将由所述偏振反射膜反射的所述第三线偏振光转换为所述第二圆偏振光并透射至所述半透半反膜,所述半透半反膜还用于透过部分所述第二圆偏振光并反射另外部分所述第二圆偏振光至所述第二1/4波片,所述第二1/4波片还用于将由所述半透半反膜反射的所述第二圆偏振光转换为所述第二线偏振光并透射至所述偏振反射膜,所述偏振反射膜还用于将所述第二线偏振光透射至待测物。3.如权利要求2所述的测量传感器,其特征在于,所述第一透镜组还包括第一透镜,所述第一透镜用于承载所述第一1/4波片与所述半透半反膜中至少一者;所述第二透镜组还包括第二透镜,所述第二透镜用于承载所述第二1/4波片与所述偏振反射膜中至少一者。4.如权利要求3所述的测量传感器,其特征在于,所述第一透镜具有相背设置的第一面与第二面,且所述第一面相较于所述第二面远离所述第二透镜组,所述半透半反膜设于所述第一面。5.如权利要求4所述的测量传感器,其特征在于,所述第二透镜设于所述第二1/4波片与所述偏振反射膜之间,所述第二透镜具有相背设置的第三面与第四面,且所述第三面相较于所述第四面靠近所述第一透镜组,所述偏振反射膜设于所述第四面。6.如权利要求5所述的测量传感器,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:阮迪超杨灏金少峰
申请(专利权)人:深圳市深视智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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