專利名稱：折疊式激光三角法測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光學(xué)法長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種折疊式激光三角法測(cè)量裝置，它可用于非接觸位置、位移測(cè)量，特別是生產(chǎn)過程中的非接觸在線測(cè)量，例如涂層的厚度測(cè)量。
背景技術(shù)：
激光三角法測(cè)量技術(shù)是一種目前常用的非接觸位置測(cè)量技術(shù)。它先將激光照射在不透明的被測(cè)物體上，照射點(diǎn)S1上的散射光經(jīng)透鏡成象為S1′，當(dāng)物體向上移動(dòng)時(shí)，物體上激光照射點(diǎn)變?yōu)镾2，相應(yīng)地其像移動(dòng)到S2′，若用光電位置傳感器測(cè)量出像的位置，就可以對(duì)應(yīng)測(cè)出激光照射點(diǎn)的位置，從而測(cè)出物體的移動(dòng)量。
在激光三角法測(cè)量技術(shù)中，位置分辨率取決于兩個(gè)因素，一個(gè)是光電位置傳感器的分辨率，另一個(gè)是透鏡的放大率，也就是L2/L1的值。光電位置傳感器的分辨率是固定的，除非采用新型器件，是無法改變的，而L1是成象透鏡至被測(cè)物體的距離，一般也不可能很小，因此，在大多數(shù)應(yīng)用中，當(dāng)希望得到大的分辨率時(shí)，只能增大L2，因此，儀器的尺寸也隨之增大，這對(duì)于實(shí)際應(yīng)用是不利的。正是由于這一限制，現(xiàn)有激光三角測(cè)量傳感器的光學(xué)放大率都不是很大，因此傳感器的位置分辨率也就受到限制。如“激光測(cè)厚儀”(中國(guó)專利號(hào)為87105775)，它包括激光器、視頻信號(hào)處理器和微機(jī)終端處理系統(tǒng)，并采取電荷耦合器件(CCD)攝像系統(tǒng)作光電轉(zhuǎn)換裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種折疊式激光三角法測(cè)量裝置，采用該光路既可以在增大光學(xué)放大率、提高位置分辨率的同時(shí)，不增大儀器的尺寸。
本實(shí)用新型的一種折疊式激光三角法測(cè)量裝置，包括成像透鏡、激光器和光電傳感器，其特征在于該測(cè)量裝置包括至少一個(gè)反射鏡，反射鏡位于透鏡的像方光路中，其鏡面的法線平行于激光器出射光束與成像透鏡中心所確定的平面，光電傳感器采集反射鏡的光信號(hào)。
本實(shí)用新型針對(duì)在高光學(xué)放大率的情況時(shí)，像距L2很長(zhǎng)的問題，用一個(gè)或若干個(gè)平面反射鏡折疊成像透鏡的像方光路，從而大大減少了儀器尺寸，同時(shí)又可以增大光學(xué)放大率，獲得高的位置分辨率。


圖1為現(xiàn)有測(cè)量裝置的測(cè)量裝置示意圖；圖2為本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖3為本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)例的示意圖；圖4為本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)例的示意圖；圖5為本實(shí)用新型的第四個(gè)實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施方式
附圖中各標(biāo)記說明如下1--激光器，2--光電傳感器，3--成像透鏡，0b--被測(cè)物體，S1為物體位置1，S2為物體位置2，S1′為像位置1，S2′為像位置2，L1代表物距，L2代表像距，M、M1、M2、M3、M4-反射鏡，a′b′-反射后的像平面，ab-原來的像平面。
如附圖所示，反射鏡M位于透鏡3的像方光路中，反射鏡鏡面的法線平行于激光器1發(fā)出的光束與成像透鏡3中心所確定的平面，光電傳感器2采集反射鏡M的光信號(hào)。
鏡面的方位角采用以下方法確定可以使光路更加規(guī)整應(yīng)使得原來的像平面ab經(jīng)反射鏡成鏡像后的位置a′b′與水平線或垂直線平行。其目的是使得與a′b′重合的光電位置傳感器處于水平或垂直方位。
鏡面的中心位置采用以下方法確定可以使光路更加緊湊應(yīng)使得原來的像平面ab經(jīng)反射鏡成像后的位置a′b′在激光器附近。
當(dāng)放大倍數(shù)太大使得像距L2太長(zhǎng)，或由于物體距離很遠(yuǎn)而使得像距L2也太長(zhǎng)時(shí)，光路折疊一次仍嫌過長(zhǎng)，這時(shí)可以使用兩個(gè)以上的平面反射鏡，這些反射鏡的設(shè)置方法是將光路折疊多次后，應(yīng)使得原來的像平面ab經(jīng)多個(gè)反射鏡成像后的位置a′b′與水平線或垂直線平行，并且盡可能靠近激光器。
圖2是用一個(gè)反射鏡，像面水平的實(shí)施例，其特點(diǎn)為短物距、中放大倍數(shù)、單反射鏡、像面水平。
圖3也是用一個(gè)反射鏡，但像面垂直的實(shí)施例，其特點(diǎn)為短物距、中放大倍數(shù)、單反射鏡、像面垂直。
圖4是用四個(gè)反射鏡，像面水平的實(shí)施例，它適用于短物距、高放大倍數(shù)的情況。其特點(diǎn)為短物距、高放大倍數(shù)、多反射鏡、像面水平。
圖5也是用四個(gè)反射鏡，像面水平的實(shí)施例，其特點(diǎn)為長(zhǎng)物距、中放大倍數(shù)、多反射鏡、像面水平，它適用于長(zhǎng)物距、中放大倍數(shù)的情況。
權(quán)利要求1.一種折疊式激光三角法測(cè)量裝置，包括成像透鏡、激光器和光電傳感器，其特征在于該測(cè)量裝置包括至少一個(gè)反射鏡(M)，反射鏡(M)位于透鏡(3)的像方光路中，其鏡面的法線平行于激光器(1)出射光束與成像透鏡(3)中心所確定的平面，光電傳感器(2)采集反射鏡(3)的光信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種折疊式激光三角法測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括至少一個(gè)平面反射鏡，這些反射鏡都位于成像透鏡的像方光路中，且其鏡面的法線平行于激光器出射光束與成像透鏡中心所確定的平面。本實(shí)用新型根據(jù)在高光學(xué)放大率的情況時(shí)，像距L2很長(zhǎng)的問題，用一個(gè)或若干個(gè)平面反射鏡折疊成像透鏡的像方光路，從而大大減少了儀器尺寸，同時(shí)又可以增大光學(xué)放大率，獲得高的位置分辨率。
文檔編號(hào)G01B11/04GK2653435SQ0325476
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者趙斌 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)