[实用新型]一种光学系统、色散物镜及光谱共焦传感器

说明书

一种光学系统，由物方至像方依次包括同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，其中，第一透镜用于控制外部光纤阵列投射调制侦测光的球差、慧差、并发散调制侦测光；第二透镜用于消除调制侦测光的球差、慧差，压缩调制侦测光的光束直径，并控制光学系统焦距；第三透镜用于控制调制侦测光的球差、并与第二透镜配合控制光学系统焦距；第四透镜用于与第二透镜、第三透镜配合控制光学系统的焦距；第五透镜用于消除调制侦测光的球差，并第二透镜、第三透镜、第四透镜配合用于控制光学系统焦距；第六透镜用于补偿调制侦测光的球差、消除调制侦测光的慧差。

技术领域

本实用新型属于光学测量领域，特别是涉及一种光学系统、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，色散物镜是其核心器件，色散物镜的好坏决定着分辨率、量程、线长等参数。目前，现有的线测量光谱共焦传感器在对物体表面轮廓和形状测量中时，色散物镜还存在着采样效率低、工作速度慢的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光学系统，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种光学系统，由物方至像方依次包括同轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜以及第六透镜，其中，所述第一透镜用于控制外部光纤阵列投射调制侦测光的球差、慧差、并发散所述调制侦测光；所述第二透镜用于消除所述调制侦测光的球差、慧差，压缩所述调制侦测光的光束直径，并控制所述光学系统焦距；所述第三透镜用于控制所述调制侦测光的球差、并与所述第二透镜配合控制所述光学系统焦距；所述第四透镜用于与所述第二透镜、所述第三透镜配合控制所述光学系统的焦距；所述第五透镜用于消除所述调制侦测光的球差，并所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜配合用于控制所述光学系统焦距；所述第六透镜用于补偿所述调制侦测光的球差、消除所述调制侦测光的慧差。

优选的，所述第一透镜为弯月透镜，朝向像方设置；所述第二透镜为弯月透镜，朝向像方设置；所述第三透镜为双凸透镜；所述第四透镜为弯月透镜，朝向物方设置；所述第五透镜为双凹透镜；所述第六透镜为双凸透镜。

优选的，所述第一透镜的焦距取值范围为-30mm至-15mm；所述第二透镜的焦距取值范围为25mm至50mm；所述第三透镜的焦距取值范围为60mm至80mm；所述第四透镜的焦距取值范围为60mm至80mm；所述第五透镜的焦距取值范围为-70mm至-50mm；所述第六透镜的焦距取值范围为40mm至60mm。

优选的，所述第一透镜与所述第二透镜之间的间距取值范围为3mm至10mm；所述第二透镜与所述第三透镜之间的间距取值范围为0.2mm至15mm；所述第三透镜与所述第四透镜之间的间距取值范围为0.2mm至15mm；所述第四透镜与所述第五透镜之间的间距取值范围为1mm至15mm；所述第五透镜与所述第六透镜之间的间距取值范围为5mm至40mm。

优选的，所述第一透镜的中心厚度取值范围为2mm-10mm；所述第二透镜的中心厚度取值范围6mm-20mm；所述第三透镜的中心厚度取值范围2mm-20mm；所述第四透镜的中心厚度取值范围2mm-20mm；所述第五透镜的中心厚度取值范围2mm-20mm；所述第六透镜的中心厚度取值范围2mm-20mm。