自由曲面形貌三维测量方法及装置

摘要

本发明属于自由曲面形貌测量技术，具体涉及一种自由曲面形貌测量方法及装置。本发明自由曲面形貌三维测量装置包括：激光器、光束整形系统、矩形光栅、单色傅立叶变换透镜、波片及频谱选择器、单色变倍率镜头、两个全反射镜、待测自由曲面、高速高清摄像机、两组精密丝杠和精密导轨组、机床平台主轴、龙门悬臂梁。本发明利用空间光学傅里叶分析方法，产生正弦光强靶标输出，投影至待测自由曲面表面，进行三维形貌测量的方法和装置；便利于包括球面、椭球面、双曲面、抛物面在内的各种自由曲面的三维表面的动态在线测量；便利于光学表面的铣磨、细磨、粗抛和精抛阶段，所有工艺过程的动态在线检测，不需要二次装夹。

主权项

一种自由曲面形貌三维测量装置，其特征在于，包括信号发生器(14)、待测自由曲面(10)、转轴(13)、信号接收器(11)以及计算机(12)，其中，信号发生器输出对准待测自由曲面，而待测自由曲面设置在转轴上，同时其反射输出对准信号接收器，计算机连接信号接收器用于计算处理，其中，所述信号发生器(14)由发生系统和扫描系统组成，所述发生系统包括精密丝杠一(81)和精密导轨一(82)以及设置在精密导轨上且沿光的传播方向依次设置的激光器(1)、光束整形系统(2)、矩形光栅(3)、单色傅立叶变换透镜(4)、频谱选择器(5)、波片(6)、单色变倍率镜头(7)，所述扫描系统输入与发生系统的单色变倍率镜头(7)输出对应，所述矩形光栅(3)位于光束整形系统(2)的后面，并使矩形光栅(3)定位在单色傅立叶变换透镜(4)的前焦平面上；波片(6)及频谱选择器(5)位于单色傅立叶变换透镜(4)的后焦平面上，并定位于单色变倍率镜头(7)的前焦平面上。