專利名稱：干涉圖變倍無畸變采集裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種干涉圖采集裝置，特別是一種干涉圖變倍無畸變采集裝置。
二背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光學(xué)干涉儀主要通過目視觀察干涉圖，或者附加照相光路拍攝干涉圖。經(jīng)過幾十年的演變，傳統(tǒng)的干涉儀，不論是斐索型還是泰曼型干涉儀，仍在工廠、科研院所廣泛使用，它們具有簡單、直觀等優(yōu)點，但缺點也很明顯，已經(jīng)滿足不了研究人員和工業(yè)化生產(chǎn)快速、智能化、高精度的測試需求，缺點主要表現(xiàn)在(1)目視估測精度低，受操作人員經(jīng)驗因素影響大；(2)照相分析進(jìn)行定量檢測花費時間長、勞動強(qiáng)度大，測量精度仍不是很高，不能實時獲得測試結(jié)果；(3)獲得的波面判讀指標(biāo)少，一般只是用光圈、局部光圈等參數(shù)作為產(chǎn)品指標(biāo)，不能與目益提高的多參數(shù)加工質(zhì)量要求相適應(yīng)；(4)不能進(jìn)行波面數(shù)據(jù)存儲與運算，一般不能對多個波面進(jìn)行處理，不能進(jìn)行系統(tǒng)質(zhì)量校正、絕對檢驗以及對多個測試結(jié)果的實時處理，不利于數(shù)據(jù)庫的建立與檔案數(shù)據(jù)處理。
隨著現(xiàn)代光干涉技術(shù)、精密機(jī)械、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字波面移相干涉儀應(yīng)運而生，除了繼承傳統(tǒng)干涉儀所具有的優(yōu)點外，它還有兩個方面的特點(1)在硬件上，干涉儀能產(chǎn)生符合移相干涉術(shù)分析算法要求的干涉圖；(2)在軟件上，數(shù)字化的干涉圖分析系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N不同測試口徑的波面進(jìn)行分析，具有干涉圖采集、處理、波面圖形繪制等功能。因此，在數(shù)字波面移相干涉儀中，干涉圖采集的無畸變共軛技術(shù)和被測物體的變倍、視場光強(qiáng)自動調(diào)整技術(shù)顯得特別重要。國內(nèi)外對干涉圖處理技術(shù)研究頗多，但均不能實現(xiàn)干涉圖變倍無畸變采集的技術(shù)。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種適用于不同測試口徑的干涉圖變倍無畸變采集能自動變倍和進(jìn)行光強(qiáng)自動調(diào)整的干涉圖變倍無畸變采集裝置。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案是一種干涉圖變倍無畸變采集裝置，包括干涉儀，該干涉儀的測試口下方設(shè)置測試物，從測試物返回到干涉儀的測試波面與干涉儀內(nèi)部的參考波面形成干涉場，會聚的干涉場從干涉儀的輸出口輸出，在干涉場的會聚點設(shè)置一個針孔濾波器，第一成像物鏡將干涉場共軛成像在旋轉(zhuǎn)毛玻璃上，并以此像為物通過變焦物鏡和第二成像物鏡共軛成像在固體攝像機(jī)的靶面上；旋轉(zhuǎn)毛玻璃位于變焦物鏡的焦面上，固體攝像機(jī)的靶面位于第二成像物鏡的焦面上；旋轉(zhuǎn)毛玻璃、變焦物鏡、第二成像物鏡和固體攝像機(jī)依次沿光軸固定在基板上，基板安裝導(dǎo)軌上，固體攝像機(jī)與計算機(jī)相連。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是(1)可以對不同口徑的測試波面進(jìn)行干涉圖變倍無畸變采集，并對進(jìn)入固體攝像機(jī)的光強(qiáng)可進(jìn)行調(diào)節(jié)；(2)各部件加工方便，易于在干涉儀中進(jìn)行安裝和控制，具備小型、輕量化的特點；(3)具有較廣泛的通用性，因為只要根據(jù)干涉儀的口徑，合適地選擇第一成像物鏡，其余的部件則不需要改變，故可用于目前所有干涉儀的圖像采集系統(tǒng)。
四

附圖是本實用新型的干涉圖變倍無畸變采集裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理。
結(jié)合附圖，在干涉儀1的測試口1a下方設(shè)置測試物2，干涉儀1內(nèi)部的準(zhǔn)直光束從測試口1a射出并投向測試物2，從測試物2返回的測試波面又重新進(jìn)入干涉儀1內(nèi)部。該測試波面與干涉儀1內(nèi)部的參考波面發(fā)生干涉，形成干涉場，干涉場的口徑取決于測試物2的口徑。會聚的干涉場從干涉儀1的輸出口1b輸出，在干涉場的會聚點放置一個針孔濾波器3濾去雜散光，并由第一成像物鏡4將測試物2的測試波面與參考波面形成的干涉場共軛成像在旋轉(zhuǎn)毛玻璃5上，并以此像為物通過變焦物鏡6和第二成像物鏡7共軛成像在固體攝像機(jī)8的靶面上。旋轉(zhuǎn)毛玻璃5位于變焦物鏡6的焦面上，固體攝像機(jī)8的靶面位于第二成像物鏡7的焦面上。旋轉(zhuǎn)毛玻璃5、變焦物鏡6、第二成像物鏡7和固體攝像機(jī)8依次沿光軸11固定在基板10上，基板10安裝導(dǎo)軌9上，該基板10與電機(jī)可以沿光軸11作前后運動。根據(jù)測試物2的位置，基板10沿光軸作前后移動調(diào)節(jié)，可以把該物共軛成像在旋轉(zhuǎn)毛玻璃5上。這里采用了二級共軛成像光路，實現(xiàn)了干涉圖的無畸變共軛采集。
變焦物鏡6還能夠?qū)Σ煌瑴y試口徑的干涉場進(jìn)行變倍處理，使干涉圖適當(dāng)充滿固體攝像機(jī)8的靶面，以獲得足夠的波面信息。透鏡6a、6c、6d和可變光闌6b組成變焦物鏡6，可變光闌6b設(shè)置在透鏡6a、6c之間。變焦物鏡6在變倍過程中通過調(diào)節(jié)內(nèi)部可變光闌6b的大小，還可以控制進(jìn)入固體攝像機(jī)8的光強(qiáng)，使得固體攝像機(jī)8的光敏元件工作在線性區(qū)。固體攝像機(jī)8采集的干涉圖通過電纜輸入計算機(jī)12進(jìn)行數(shù)字化分析處理。因此，本實用新型還具有干涉圖變倍和光強(qiáng)調(diào)整的功能。
權(quán)利要求1.一種干涉圖變倍無畸變采集裝置，包括干涉儀[1]，干涉儀[1]的測試口[1a]下方設(shè)置測試物[2]，從測試物[2]返回到干涉儀[1]的測試波面與干涉儀[1]內(nèi)部的參考波面形成干涉場，會聚的干涉場從干涉儀[1]的輸出口[1b]輸出，其特征在于在干涉場的會聚點設(shè)置一個針孔濾波器[3]，第一成像物鏡[4]將干涉場共軛成像在旋轉(zhuǎn)毛玻璃[5]上，并以此像為物通過變焦物鏡[6]和第二成像物鏡[7]共軛成像在固體攝像機(jī)[8]的靶面上；旋轉(zhuǎn)毛玻璃[5]位于變焦物鏡[6]的焦面上，固體攝像機(jī)[8]的靶面位于第二成像物鏡[7]的焦面上；旋轉(zhuǎn)毛玻璃[5]、變焦物鏡[6]、第二成像物鏡[7]和固體攝像機(jī)[8]依次沿光軸[11]固定在基板[10]上，基板[10]安裝導(dǎo)軌[9]上，固體攝像機(jī)[8]與計算機(jī)[12]相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉圖變倍無畸變采集裝置，其特征在于變焦物鏡[6]由透鏡[6a]、[6c]、[6d]和可變光闌[6b]組成，可變光闌[6b]設(shè)置在透鏡[6a]、[6c]之間，通過變焦物鏡[6]對旋轉(zhuǎn)毛玻璃[5]上干涉場的像進(jìn)行變倍處理，使干涉圖適當(dāng)充滿固體攝像機(jī)[8]的靶面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干涉圖變倍無畸變采集裝置，其特征在于基板[10]與電機(jī)連接，在導(dǎo)軌[9]上滑動。
專利摘要本實用新型涉及一種干涉圖變倍無畸變采集裝置。在干涉場的會聚點設(shè)置一個針孔濾波器，第一成像物鏡將測試物的物場共軛成像在旋轉(zhuǎn)毛玻璃上，并以此像為物通過變焦物鏡和第二成像物鏡共軛成像在固體攝像機(jī)的靶面上；旋轉(zhuǎn)毛玻璃位于變焦物鏡的焦面上，固體攝像機(jī)的靶面位于第二成像物鏡的焦面上，旋轉(zhuǎn)毛玻璃、變焦物鏡、第二成像物鏡和固體攝像機(jī)等部件沿光軸固定在基板上，基板安裝導(dǎo)軌上，固體攝像機(jī)與計算機(jī)相連。本實用新型可對不同口徑的測試物進(jìn)行干涉圖變倍無畸變采集，對進(jìn)入固體攝像機(jī)的光強(qiáng)可調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，可用于目前所有干涉儀的圖像采集系統(tǒng)。
文檔編號G02B27/00GK2679707SQ200420025400
公開日2005年2月16日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者何勇, 高志山, 朱日宏, 陳磊, 王青, 烏蘭圖雅, 郭仁慧, 沈華 申請人:南京理工貝索光電科技有限公司