[发明专利]一种无执行机构的曲面形状精密测量装置与方法

权利要求书

1.一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：包括多角度照明光路和曲面形状测量光路；

所述的多角度照明光路沿光线传播方向依次放置：光源（1）、聚光镜（2）、针孔（3）、准直透镜（4）、透射式液晶空间光调制器一（5）、分光棱镜（6）以及被测样品（7），聚光镜（2）将光源（1）发出的光束会聚在针孔（3）上，从针孔（3）岀射的光束经准直透镜（4）准直后，平行入射到透射式液晶空间光调制器一（5），经透射式液晶空间光调制器一（5）调制后平行射出，经分光棱镜（6）反射后平行照射到被测样品（7）表面；

所述的曲面形状测量光路沿光线传播方向依次放置被测样品（7）、分光棱镜（6）、透射式液晶空间光调制器二（8）、成像物镜（9）以及图像传感器（10），被测样品（7）反射的光线透过分光棱镜（6）经透射式液晶空间光调制器二（8）准直后，再由成像物镜（9）会聚到图像传感器（10）进行成像。 

2.根据权利要求1所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：所述的透射式液晶空间光调制器一（5）、透射式液晶空间光调制器二（8）和图像传感器（10）由计算机（11）进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：所述的光源（1）为面光源。

4.根据权利要求1所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：所述的被测样品（7）置于载物台（12）上方。

5.根据权利要求1所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：所述的分光棱镜（6）与多角度照明光路的主光轴和曲面形状测量光路的主光轴均夹角为45度。

6.一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：包括多角度照明光路和曲面形状测量光路；

所述的多角度照明光路沿光线传播方向依次放置：理想点光源、准直透镜（4）、透射式液晶空间光调制器一（5）、分光棱镜（6）以及被测样品（7），理想点光源发出的光束经准直透镜（4）准直后，平行入射到透射式液晶空间光调制器一（5），经透射式液晶空间光调制器一（5）调制后平行射出，经分光棱镜（6）反射后平行照射到被测样品（7）表面；

所述的曲面形状测量光路沿光线传播方向依次放置被测样品（7）、分光棱镜（6）、透射式液晶空间光调制器二（8）、成像物镜（9）以及图像传感器（10），被测样品（7）反射的光线透过分光棱镜（6）经透射式液晶空间光调制器二（8）准直后，再由成像物镜（9）会聚到图像传感器（10）进行成像。

7.根据权利要求6所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：所述的透射式液晶空间光调制器一（5）、透射式液晶空间光调制器二（8）和图像传感器（10）由计算机（11）进行控制。

8.根据权利要求6所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量装置，其特征在于：所述的分光棱镜（6）与多角度照明光路的主光轴和曲面形状测量光路的主光轴均夹角为45度。

9.一种无执行机构的曲面形状精密测量方法，其特征在于：

调整透射式液晶空间光调制器一（5），使平行照射到透射式液晶空间光调制器一（5）的光线沿入射方向或与入射方向成一定角度的方向平行岀射；

调整透射式液晶空间光调制器二（8），使被测样品（7）不同深度位置反射的光线透过分光棱镜（6）经透射式液晶空间光调制器二（8）准直后，成为平行光束；

通过透射式液晶空间光调制器一（5）和透射式液晶空间光调制器二（8）相配合，由图像传感器（10）成像得到不同角度照明下的被测样品（7）的不同层位置照片，最后通过挑选最佳照明角度，整合照片，构造被测样品（7）的曲面形状。

10.根据权利要求9所述的一种无执行机构的曲面形状精密测量方法，其特征在于：通过计算机（11）的图像处理技术进行测量、校正，得出被测样品（7）的三维表面形貌数据。