焦点；点B’为所述接收用平面镜7出射光的聚焦点。
[0026]本发明的所述平行光带可做成宽度不小于300mm的平行光束;该平行光带的光通量可达lmW/cm2以上。
[0027]由于测量系统处于高温环境，所述点光源I必须尽可能减小功耗以避免自身发热；为提高测量信噪比，所述平行光束又要求有较高光通量。为此将额定功率IW的所述半球面LED发光管降耗至100?150mW状态下使用，再经特制柱型棱镜压缩为宽度小于40mm，长度约300mm的扇形光带，经所述发射抛物凹面镜4整形后形成约10cm2的平行光束带，则光通量不低于lmW/cm2，已有足够的信噪比。若所述平行光束不需300mm宽，则更易解决。至于理想的发射抛物凹面镜4和接收抛物凹面镜6，可由精密加工中心精铣而得。
[0028]由于该设计中不存在透镜，且整体质量很小，所以不存在因所述透镜质量过大而影响测量系统转摆结果的可靠性弊端。由于该设计使得测量所述待测样品5平行光带为单一远心光束，这样免除了光线接收系统依靠相应软件拼接处理的繁琐，并提高了测量结果的准确度。此外，该设计采用的是较宽的所述平行光带测量所述待测样品5的尺寸，这使得所述待测样品5的尺寸范围大幅拓宽，进而提高了该无透镜平行光测量系统的普适性。
[0029]所述点光源I为半球面LED发光二级管具有很大的发射角且发射单色光。该设计采用单独LED发光管发射点光源是为了获得的所述平行光带为单一远心光束。这种光束利于测量过程中光线信号的传输与接收，有助于对所述待测样品5进行精确的尺寸测量。此外，由于所述半球面LED发光管在低功耗下使用，所以即使在高温环境下工作也不会缩短其使用寿命。
[0030]所述接收用平面镜7和所述CCD阵列检测器9之间设有单色滤光片8。之所以设置所述单色滤光片8是为了滤去待测样品5S卩乳件的红光或其他杂光，进而提高测量结果的准确性。
[0031]为了能使所述滤光片8滤去测量所不需的杂散光线信号，而使最终投射到所述CCD阵列检测器9上的光线信号是真实待测信号，所以将所述滤光片8置于所述接收用平面镜7出射光的聚焦点B’上。
[0032]位于所述发射抛物凹面镜4和所述待测样品5之间的光路上以及位于所述待测样品5和所述接收抛物凹面镜6之间的光路上均设置有玻窗。所述玻窗具有防尘和防潮的功能，以确保所述无透镜宽束平行光发射接收系统每个部件在干燥洁净的环境中工作，避免出现测量误差，为测量结果的准确性提供保障。
[0033]所述CXD阵列检测器9的位置可调节。即所述CCD阵列检测器9与所述接收用平面镜7之间的距离可调节。当所述CCD阵列检测器9距离所述接收用平面镜7越远时，所述CCD阵列检测器9得到的检测结果的精确度越高。
[0034]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种无透镜宽束平行光发射接收系统，包括光发射系统和光接收系统，其特征在于:所述光发射系统包括点光源(I)、位于所述点光源(I)右斜下方的柱型棱镜(2)、位于所述柱型棱镜(2)右下方的发射用平面镜(3)和位于所述发射用平面镜(3)左斜下方的发射抛物凹面镜(4)，所述光接收系统包括与所述发射抛物凹面镜(4)在水平方向对称设置的接收抛物凹面镜(6)、位于所述接收抛物凹面镜(6)左斜上方的接收用平面镜(7)和位于所述接收用平面镜(7)左斜上方的用于接收像面的CCD阵列检测器(9);所述点光源(I)发射的球面光通过所述柱型棱镜(2)转换为扇形光带，所述扇形光带通过所述发射用平面镜(3)反射至所述发射抛物凹面镜(4)表面，再由所述发射抛物凹面镜(4)出射平行光带至待测样品(5)表面，所述待测样品(5)未遮挡的所述平行光带入射至所述接收抛物凹面镜(6)表面，再由所述接收抛物凹面镜(6)出射所述扇形光带至所述接收用平面镜(7)，所述接收用平面镜(7)将所述扇形光带出射至所述CCD阵列检测器(9)上。2.根据权利要求1所述的无透镜宽束平行光发射接收系统，其特征在于:所述点光源(I)为通过半球面LED发光管发射的单色点光源。3.根据权利要求1所述的无透镜宽束平行光发射接收系统，其特征在于:所述接收用平面镜(7)和所述CCD阵列检测器(9)之间设有单色滤光片(8)。4.根据权利要求3所述的无透镜宽束平行光发射接收系统，其特征在于:所述单色滤光片(8)位于所述接收用平面镜(7)出射光的聚焦点上。5.根据权利要求1所述的无透镜宽束平行光发射接收系统，其特征在于:位于所述发射抛物凹面镜(4)和所述待测样品(5)之间的光路上以及位于所述待测样品(5)和所述接收抛物凹面镜(6)之间的光路上均设置有玻窗。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的无透镜宽束平行光发射接收系统，其特征在于:所述C⑶阵列检测器(9)的位置可调节。
【专利摘要】本发明提供一种无透镜宽束平行光发射接收系统，包括点光源、柱型棱镜、发射用平面镜、发射抛物凹面镜、接收抛物凹面镜、接收用平面镜、滤光片以及CCD阵列检测器，点光源发射的光通过柱型棱镜转换为扇形光带，扇形光带通过发射用平面镜反射至发射抛物凹面镜表面，再由发射抛物凹面镜出射平行光带至待测样品表面，待测样品未遮挡的平行光带入射至接收抛物凹面镜表面，再由接收抛物凹面镜出射扇形光带至接收用平面镜，接收用平面镜将扇形光带出射至用于检测因待测样品遮挡平行光带产生暗角角度大小的CCD阵列检测器上。本发明的有益效果是：因该设计无透镜，质量小，所以提高了检测过程中的转动或摆动速率，不会因透镜质量过大而影响测量结果准确性。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN105547154
【申请号】CN201610044822
【发明人】谭成章, 邢中柱
【申请人】天津市兆瑞测控技术有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月25日