专利名称：一种用于透明材料厚度检测的光学系统的制作方法
一种用于透明材料厚度检测的光学系统
技术领域：
本发明涉及一种用于透明材料厚度检测的光学系统，尤指一种利用共焦原理的透明材料厚度检测的光学系统。
背景技术：
近几年来，医药行业的快速发展，小型玻璃容器的需求量迅速增长，由于国内企业生产工艺与设备相对落后，其质量与发达国家同类产品相比差距较大，严重影响高端产品生产。玻璃容器壁厚、肩部曲率、容器端口尺寸是直接影响容器质量的重要特征参数。所以在玻璃容器生产过程中，这些重要参数必须进行检测。玻璃容器生产中具有高温、红热、脆性大和不易采用接触法测量的特点，必须采用非接触在线检测技术实现各参数的测量。目前，对于透明材料厚度的检测大多采用接触式测量，虽然精度高，但极易划伤器件，造成经济损失，而且速度慢，没有办法进行在线测量。对于在高温、红热环境下进行生产加工的玻璃材料，根本没有办法做到实时在线监控检测。在一些透明材料的非接触检测中，比较常见的是使用成像法和激光扫描法，系统结构比较复杂，造成误差来源较多，测量速度较慢，难以有效提高测量质量。
发明内容本发明目的在于提供一种用于透明材料厚度检测的光学系统，其不但结构简单， 误差来源少，而且精度高，测量速度快，测量范围较大。依据本发明的上述目的，本发明提供一种用于透明材料厚度检测的光学系统，且各波长的光在像面所成的像的弥散斑直径都小于0. 095mm。本光学系统由三个透镜组成， 其中第一透镜是负透镜，第二透镜是正透镜，第三透镜是正透镜，且这些透镜采用的材料相同。上述光学系统的第三透镜的后一个面设计成了非球面。上述光学系统的三个透镜采用的材料折射率相同，为1. 81。相较于现有技术，本发明用于透明材料厚度检测的光学系统通过合理利用材料及分配镜片的形状，可以降低系统的色差，提高测量精度。
图1是本用于透明材料厚度检测的光学系统结构图。
具体实施方式本发明的用于透明材料厚度检测的光学系统采用白光入射，经光系统后，不同波长的光汇聚在光轴的不同点，而这个范围即为测量范围。本发明的用于透明材料厚度检测的光学系统的测量范围可达11. 8mm，各波长的光在像面所成像的弥散斑的直径为 0. 019mm-0. 095mm，共轭距离为 170mm。
上述光学系统是由三个透镜组成的，其中第一透镜10是一负透镜，第二透镜20 是正透镜，第三透镜30是正透镜，这些透镜所采用的玻璃材料是相同的。折射率(Nd)为 1.8052。为了校正像差，把第三透镜的后一个面设计成非球面，不仅减少了透镜的个数，还提高了测量精度。
权利要求
1.一种用于透明材料厚度检测的光学系统，其可以把测量精度提升至微米级。该光学系统主要包括三个透镜，其特征在于系统由三个透镜组成，第一透镜是负透镜，第二透镜是正透镜，第三透镜是正透镜。
2.如权利要求1所述的用于透明材料厚度检测的光学系统，其特征在于第三透镜的后一个面设计成了非球面。
3.如权利要求1所述的用于透明材料厚度检测的光学系统，其特征在于第一透镜的折射率是1.81。
4.如权利要求1所述的用于透明材料厚度检测的光学系统，其特征在于第二透镜的折射率是1.81。
5.如权利要求1所述的用于透明材料厚度检测的光学系统，其特征在于第三透镜的折射率是1.81。
全文摘要
本发明公开一种用于透明材料厚度检测的光学系统，其可以检测厚度在0.02mm-11mm之间的透明材料。该光学系统一共包括三个透镜，第一透镜是负透镜，第二透镜是正透镜，第三透镜是正透镜。这些透镜采用同种材料，且其中第三透镜的后一个面还设计成了非球面。
文档编号G01B11/06GK102331615SQ20101022448
公开日2012年1月25日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者乔杨, 刘涛, 徐熙平 申请人:徐熙平, 长春理工大学