[发明专利]一种自由曲面在线实时检测方法及装置

权利要求书

1.一种自由曲面在线实时检测装置，包括底座(10)，其特征在于：所述底座上设有用于与光信号处理单元(1)连接的扫描系统单元(2)，所述扫描系统单元(2)包括扫描器(21)，

所述扫描器一端用于接收由光信号处理单元(1)发射的测量光束(7)；

所述扫描器内设有可自转的第一反射振镜(211)和可自转的第二反射振镜(206)，所述第一反射振镜的自转轴与第二反射振镜的自转轴相对垂直设置；

所述扫描器内还设有物镜(207)和用于将测量光束(7)反射到被测样品(5)表面的分束镜(210)；

所述第一反射振镜(211)、第二反射振镜(206)、物镜(207)和分束镜均设于测量光束(7)所在的光路上。

2.根据权利要求1所述的一种自由曲面在线实时检测装置，其特征在于：还包括所述监控机构(3)，所述监控机构(3)包括用于与被测样品(5)对应设置的图像传感器CCD相机(304)。

3.根据权利要求1所述的一种自由曲面在线实时检测装置，其特征在于：还包括可升降的工作台(403)，所述底座设于所述工作台上。

4.根据权利要求1所述的一种自由曲面在线实时检测方法及装置，其特征在于：所述扫描器内设有光纤准直器(9)，所述光纤准直器(9)通过多模光纤跳线(8)与光信号处理单元(1)连接。

5.根据权利要求1所述的一种自由曲面在线实时检测方法及装置，其特征在于：还包括用于安装工件的加工机床(6)，所述加工机床上设有用于带动工件转动的传动轴。

6.根据权利要求1所述的一种自由曲面在线实时检测方法及装置，其特征在于：所述扫描器上还设有用于带动所述第一反射振镜(211)、第二反射振镜(206)转动的电机(2021)。

7.根据权利要求1所述的一种自由曲面在线实时检测方法及装置，其特征在于：所述物镜是带镜筒的消色差双胶合透镜。

8.一种使用根据权利要求1-7任意一项所述的一种自由曲面在线实时检测装置的自由曲面在线实时检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，通过光信号处理单元(1)发射的测量光束(7)，通过多模光纤跳线(8)和光纤准直器(9)准入扫描器(21)；

步骤二，扫描器(21)内的光纤准直器(9)耦合测量光束(7)，将测量光束(7)入射到第一反射振镜(211)上，然后反射到第二反射振镜(206)上，通过第二反射振镜(206)反射且垂直透射物镜(207)照射到分束镜(210)，然后反射到被测样品(5)表面上；

步骤三，测量光束(7)在被测样品(5)表面上经反射原路返回到光信号处理单元(1)，光信号处理单元(1)通过光信号处理单元将探测样品的返回光信号Is与处理单元内建的参考光信号进行Ir进行干涉，得到干涉强度其中，k是所用光源的波数，△l是样品探测点到标准参考面的距离；

步骤四，通过控制旋转第一反射振镜(211)和第二反射振镜(206)将扫描点在被测样品(5)表面二维扫描，得到各点的干涉强度,经OCT成像技术获得检测图像，最后通过数据分析和图像处理技术高精度重构被测样品的面形。

9.根据权利要求8所述的一种自由曲面在线实时检测方法，其特征在于：还包括步骤一前的校准步骤，所述校准步骤通过图像传感器CCD相机在扫描检测前观察工作台(403)及加工机床(6)的联动调节校准初始测量位置，并实时观察扫描检测过程中被测样品的表面。

10.根据权利要求9所述的一种自由曲面在线实时检测方法，其特征在于：所述图像传感器CCD相机为带USB接口的CCD，且可通过USB接口与光信号处理单元中的DSP进行视频图像的数字通信。