[发明专利]一种光学元件位置检测装置、控制装置及检测方法

权利要求书

1.一种光学元件位置检测装置，其特征在于，包括：

第一测试单元，用于产生第一光束；

第二分束镜，位于所述第一光束的光路上，用于将第一光束分束，形成第七光束和第八光束，所述第七光束经待测光学元件或待测光学元件的反射底座反射，形成第二光束；

第一聚焦透镜，位于所述第二光束的光路上，用于聚焦所述第二光束；

第一检测单元，位于所述第一聚焦透镜的焦面上，用于接收所述第二光束，根据所述第二光束在所述第一检测单元上形成的光斑的位置变化，输出第一检测信号；

第二聚焦透镜，位于所述第八光束的光路上，用于聚焦所述第八光束；

第四检测单元，位于所述第二聚焦透镜的焦面，用于接收所述第八光束，并根据所述第八光束在所述第四检测单元上形成的光斑的位置变化，输出第四检测信号；

数据处理单元，分别与所述第一检测单元和所述第四检测单元电连接，用于根据所述第四检测信号，计算所述第一测试单元的角度变化量，并根据所述第一检测信号和所述第一测试单元的角度变化量，计算所述待测光学元件的角度变化量。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，还包括：

第一分束镜，位于所述第二光束的光路上，用于将所述第二光束分束为第三光束和第四光束，所述第四光束沿所述第二光束的传播方向传播，通过所述第一聚焦透镜聚焦于所述第一检测单元上；

第二检测单元，位于所述第三光束的光路上，用于接收所述第三光束，根据所述第三光束在所述第二检测单元上形成的光斑的位置变化，输出第二检测信号；

所述数据处理单元还与所述第二检测单元电连接，用于根据所述第一检测信号和所述第二检测信号，计算所述待测光学元件的平移变化量。

3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，还包括：

第三分束镜，位于所述第八光束的光路上，用于将所述第八光束分束，形成第九光束和第十光束，所述第十光束沿所述第八光束的传播方向传播，通过所述第二聚焦透镜聚焦于所述第四检测单元上；

第五检测单元，用于接收第九光束，并根据所述第九光束在所述第五检测单元上形成的光斑的位置变化，输出第五检测信号；

所述数据处理单元还与所述第五检测单元电连接，还用于根据所述第四检测信号和第五检测信号，计算所述第一测试单元的角度变化量和平移变化量，根据所述第一检测信号、所述第二检测信号以及所述第一测试单元的角度变化量和平移变化量，计算所述待测光学元件的角度变化量和平移变化量。

4.根据权利要求3所述的位置检测装置，其特征在于，所述第一检测单元、所述第四检测单元和第五检测单元为位置感应检测器。

5.根据权利要求3任意所述的位置检测装置，其特征在于，所述第一检测单元与标准第二光束垂直，所述第四检测单元与标准第八光束垂直，所述第五检测单元与标准第九光束垂直；

其中，所述标准第二光束、所述标准第八光束以及所述标准第九光束分别表示待测光学元件未发生位置变化时，入射对应的所述第一检测单元、所述第四检测单元和所述第五检测单元的光束。

6.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述待测光学元件为反射镜或透镜。

7.根据权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，当所述待测光学元件为透镜时，所述透镜固定设置于反射底座上，所述反射底座用于反射所述第七光束，形成所述第二光束。

8.一种光学元件位置控制装置，其特征在于，包括如权利要求2-5任一所述的光学元件位置检测装置，还包括：

控制单元，与所述光学元件位置检测装置电连接，用于接收所述光学元件位置检测装置的输出的所述待测光学元件的角度变化量和平移变化量，输出控制信号；

电机，与所述控制单元电连接，与所述待测光学元件机械连接，用于根据所述控制信号，调节所述待测光学元件位置。

9.一种光学元件位置检测方法，其特征在于，包括：

利用第一测试单元投射第一光束；

将第一光束分束，形成第七光束和第八光束，所述第七光束经待测光学元件或待测光学元件的反射底座反射，形成第二光束；

聚焦所述第二光束至焦面，形成光斑；

检测所述第二光束形成的光斑的位置变化，输出第一检测信号；

聚焦所述第八光束至焦面，形成光斑；

检测所述第八光束形成的光斑的位置变化，输出第四检测信号；

根据所述第四检测信号，计算所述第一测试单元的角度变化量，根据所述第一检测信号和所述第一测试单元的角度变化量，计算所述待测光学元件的角度变化量。