[实用新型]光学系统、色散物镜及光谱共焦传感器

说明书

本实用新型公开一种光学系统、色散物镜及光谱共焦传感器，该光学系统包括由物方至像方依次同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜及第十一透镜，第一透镜消除投射调制侦测光的球差，产生部分色散，第二透镜和第三透镜消除调制侦测光的场曲和慧差，第四透镜和第五透镜平衡调制侦测光的场曲和慧差，第六透镜、第七透镜、第八透镜消除投射调制侦测光的球差和像散，第九透镜控制光焦度，产生较大色散，第十透镜和第十一透镜消除调制侦测光残余慧差和像散，该光学系统为双远心结构，有效保证投射到被测物上的测量光斑的亮度和精度的一致性，具有大测量范围、大角度适应性。

技术领域

本实用新型属于光学测量领域，尤其涉及一种光学系统、色散物镜及光谱共焦传感器。

背景技术

随着精密和超精密制造业的迅速发展，对高精密的检测需求也越来越高，因此高精密的位移传感器也应运而生。超精密的位移传感器精度可达到微米级别；传统的接触式测量虽然也有较高的精度，但是由于其可能会划伤被测物体表面，而且当被测物体为弱刚性或是轻软材料时，接触式测量也会造成弹性形变，引入测量的误差，而且接触式测量速度较慢，难以实现自动化测量，基于接触式测量存在的诸多不足，因此非接触式位移传感器受到了更大的关注。

利用光谱共焦位移传感器，可以非接触式地、精确地测绘被测样品的外形尺寸和位移。目前的物体表面轮廓和形状检测仪采用光谱共焦位移传感器，这种技术方案采样方式为点测量，存在着采样效率低、工作速度慢的缺陷。

光谱共焦传感器中，色散镜头是其核心器件，决定着分辨率、量程、线长等参数。现有线测量光谱共焦传感器对物体表面轮廓和形状测量中存在测量范围小、角度适应性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光学系统，以解决上述现有技术存在对物体表面轮廓和形状测量存在测量范围小、角度适应性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种光学系统，所述光学系统包括：由物方至像方依次同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜以及第十一透镜；

其中，所述第一透镜用于消除投射调制侦测光的球差，并产生部分色散；

所述第二透镜和所述第三透镜为对称结构，用于消除调制侦测光的场曲和慧差；

所述第四透镜和所述第五透镜用于平衡调制侦测光的场曲和慧差；

所述第六透镜、所述第七透镜和所述第八透镜用于消除投射调制侦测光的球差和像散；所述第九透镜用于控制光焦度，并产生较大色散；

所述第十透镜和所述第十一透镜用于消除调制侦测光残余慧差和像散。优选地，所述光学系统还包括：

所述第一透镜为双凸透镜；

所述第二透镜为弯月透镜，朝向物方设置；

所述第三透镜为双凹透镜；

所述第四透镜为弯月透镜，朝向像方设置；

所述第五透镜为弯月透镜，朝向像方设置

所述第六透镜为平凸透镜，朝向像方设置；

所述第七透镜为平凸透镜，朝向物方设置；

所述第八透镜为弯月透镜，朝向物方设置；

所述第九透镜为弯月透镜，朝向像方设置；

所述第十透镜为双凸透镜；

所述第十一透镜为弯月透镜，朝向物方设置。

优选地，所述光学系统还包括：