玻璃表面应力检测装置以及用于其的检测棱镜制造方法及图纸

本申请公开了一种玻璃表面应力检测装置以及用于其的检测棱镜。所述检测装置包括：照明单元；检测棱镜，其具有检测表面，至少部分光以全反射临界角入射至检测表面并在沿被检测玻璃表面传播之后由检测表面耦合导出；成像单元，用于形成检测图像；以及布置在所述照明单元和所述检测棱镜的检测表面之间的光路上的柱面反射镜，该柱面反射镜的柱面形状的轴向垂直于所述至少部分光与检测表面的法线共同所在的光路法线平面。所述柱面形状的反射面使光束发散或会聚，使入射到检测表面上的光具有包含全反射临界角的不同入射角，使得能够减轻甚至省去人工调节入射角的工作，并使装置的整体结构更加紧凑。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种光学检测装置，具体地涉及一种玻璃表面应力检测装置。
技术介绍
玻璃板是日常生活和工业生产中都常见的材料。为了衡量玻璃板质量、确保玻璃板使用的安全，经常需要对玻璃板中的应力进行测量。为了检测玻璃板应力，在国标等标准中规定，采用双折射的方式测量玻璃的表面应力，以表征玻璃内部的应力水平。目前，实际使用中，测定玻璃表面应力的方式主要有：微分表面折射法DSR(DifferentialSurfaceRefractometry)、表面掠角偏光法GASP(GrazingAngleSurfacePlarimetry)，以及近期爱沙尼亚推出了透射激光的方法。其中GASP方式对表面应力比较低的钢化玻璃具有较高的测量精度，适用于建筑上使用的半钢化玻璃的表面应力检测。GASP的测量原理是：入射偏振光束进入玻璃表面薄层，平行玻璃表面运行一段距离后离开玻璃，由于玻璃表面应力作用，光束产生双折射现象，其光程差可借助光楔精确测出。光楔可制成多种精度等级，因此无论应力大小如何，GASP均可精确地予以测定。然而，现有的GASP方式的玻璃表面应力检测装置在测量过程中需要调节入射光角度以及入射点两个自由度，在出射后需要调节反射镜的位置以及角度，手动调整的部件较多，操作繁琐，效率低，无法在强光下工作，适应能力低，并且设备体积大，携带不方便。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种结构简单、操作容易的便携式玻璃表面应力检测装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种玻璃表面应力检测装置，其包括：照明单元，用于提供偏振照明光；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，来自所述照明单元的光中的至少部分光以全反射临界角入射至所述检测棱镜的检测表面，并在沿被检测玻璃表面传播之后由所述检测表面从所述被检测玻璃表面耦合导出；和成像单元，该成像单元布置成接收来自所述检测棱镜的光并形成检测图像，其中，所述玻璃表面应力检测装置还包括布置在所述照明单元和所述检测棱镜的检测表面之间的光路上的柱面反射镜，该柱面反射镜的柱面形状的轴向垂直于所述至少部分光与所述检测表面的法线共同所在的光路法线平面。所述柱面反射镜可以是凸面柱面反射镜。优选地，所述柱面反射镜是凹面柱面反射镜。在一些实施例中，所述柱面反射镜为布置在所述照明单元与检测棱镜之间的反射镜。优选地，所述检测棱镜构造为使得来自所述柱面反射镜的光入射检测棱镜之后直接照射到所述检测表面上。所述检测棱镜可以包括导入棱镜、导出棱镜和设置在导入棱镜和导出棱镜之间的光阑，所述检测表面由所述导入棱镜和导出棱镜各自的彼此共面的表面形成。在另一些实施例中，所述柱面反射镜可以由所述检测棱镜的、用于对进入检测棱镜的光进行反射并将其引导到所述检测表面的反射面构成。优选地，所述检测棱镜包括导入棱镜、导出棱镜和设置在导入棱镜和导出棱镜之间的光阑，所述检测表面由所述导入棱镜和导出棱镜各自的彼此共面的表面形成，所述反射面形成在所述导入棱镜上。优选地，所述导入棱镜和导出棱镜是一体成型的，所述检测棱镜的光阑由设置在所述导入棱镜和导出棱镜上的凹槽形成。所述玻璃表面应力检测装置还可以包括设置在所述柱面透镜的入射表面上的起偏器。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种用于玻璃表面应力检测装置的检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面以及用于对进入检测棱镜的光进行反射并将光引导至所述检测表面的柱面反射面，该柱面反射面的柱面形状的轴向平行于所述检测表面。优选地，所述柱面反射面具有凹面的柱面形状。所述检测棱镜可以包括导入棱镜和导出棱镜，所述导入棱镜和导出棱镜具有彼此共面的表面，并且所述表面形成检测棱镜的检测表面，所述柱面反射面形成在所述导入棱镜上。优选地，所述导入棱镜和导出棱镜是一体成型的。优选地，所述检测棱镜还可以包括设置在所述导入棱镜和导出棱镜之间且垂直于所述检测表面的凹槽，所述凹槽形成用于阻止光从导入棱镜一侧向导出棱镜一侧传播的光阑。本专利技术中，通过柱面形状的反射面使照明光会聚或发散，使得入射到检测棱镜的检测表面上的光具有包含了全反射临界角的不同入射角，从而使得能够减轻甚至省去了人工调节入射角的工作。相应地，这样使得有可能省略用于调节入射角的部件，从而使得玻璃表面应力检测装置的整体结构更加紧凑。附图说明通过参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显，附图中相同的附图标记表示相同或相应的部件和特征。图1为根据本专利技术实施例一的玻璃表面应力检测装置的一个示例的示意图；图2为根据本专利技术实施例二的玻璃表面应力检测装置的一个示例的示意图；图3为根据本专利技术实施例三的玻璃表面应力检测装置的一个示例的示意图；图4为适用于根据本专利技术实施例三的玻璃表面应力检测装置的检测棱镜的示意图；图5为根据本专利技术实施例四的玻璃表面应力检测装置的一个示例的示意图；图6为适用于根据本专利技术实施例四的玻璃表面应力检测装置的检测棱镜的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。图1为根据本专利技术实施例一的玻璃表面应力检测装置100的示意图。如图1所示，玻璃表面应力检测装置100包括：照明单元10、检测棱镜20和成像单元30。照明单元10用于提供偏振照明光。检测棱镜20具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面20a，来自所述照明单元10的光中的至少部分光以全反射临界角入射至检测表面20a，并在沿被检测玻璃表面传播之后由所述检测表面从所述被检测玻璃表面20a耦合导出。成像单元30布置成接收来自检测棱镜20的光并形成检测图像。在图1所示示例中，成像单元30包括例如沿光路依次设置的光楔32、检偏器33和透镜组34。光楔32例如可以采用石英楔。玻璃表面应力检测装置100还包括布置在照明单元10和检测棱镜20之间的柱面反射镜16。根据本实施例，该柱面反射镜16为凹面柱面反射镜。柱面反射镜16布置成使得其柱面形状的轴向垂直于以全反射临界角入射检测表面20a的所述至少部分光与检测表面20a的法线共同所在的光路法线平面。在图1所示的布置中，柱面反射镜16的柱面形状的轴向为垂直于图面平面的方向。根据本实施例，来自光源的光束通过柱面反射镜16将产生会聚的扇形光束，扇形光束被引导到检测棱镜20的检测表面上。扇形光束在进入检测棱镜20时具有不同的入射角，这些入射角中包含全反射临界角。因此，通过柱面反射镜16产生扇形会聚光束使得入射到检测棱镜20的检测表面20a上的光中的至少部分光具有全反射临界角，这部分光可以被用于通过GASP方法检测玻璃表面应力。相比于现有技术中的玻璃表面应力检测装置，根据本专利技术实施例的玻璃表面应力检测装置可以减轻甚至省去调节光线入射检测表面20a时的入射角的工作；相应地，也使得装置的结构更加简单紧凑。如图1所示，检测棱镜20的入射表面可以构造为大致垂直于来自柱面反射镜16的光束，以减小由于反射造成的光量损失。在图1所示示例中，照明单元10中的光源包括激光器12和准直扩束镜13。激光器12发出的激光单色性好、相干性好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃表面应力检测装置，包括：照明单元，用于提供偏振照明光；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，来自所述照明单元的光中的至少部分光以全反射临界角入射至所述检测棱镜的检测表面，并在沿被检测玻璃表面传播之后由所述检测表面从所述被检测玻璃表面耦合导出；和成像单元，该成像单元布置成接收来自所述检测棱镜的光并形成检测图像，其特征在于，所述玻璃表面应力检测装置还包括布置在所述照明单元和所述检测棱镜的检测表面之间的光路上的柱面反射镜，该柱面反射镜的柱面形状的轴向垂直于所述至少部分光与所述检测表面的法线共同所在的光路法线平面。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃表面应力检测装置，包括：照明单元，用于提供偏振照明光；检测棱镜，其具有用于与被检测玻璃的表面贴合以进行检测的检测表面，来自所述照明单元的光中的至少部分光以全反射临界角入射至所述检测棱镜的检测表面，并在沿被检测玻璃表面传播之后由所述检测表面从所述被检测玻璃表面耦合导出；和成像单元，该成像单元布置成接收来自所述检测棱镜的光并形成检测图像，其特征在于，所述玻璃表面应力检测装置还包括布置在所述照明单元和所述检测棱镜的检测表面之间的光路上的柱面反射镜，该柱面反射镜的柱面形状的轴向垂直于所述至少部分光与所述检测表面的法线共同所在的光路法线平面。2.如权利要求1所述的玻璃表面应力检测装置，其中，所述柱面反射镜是凸面柱面反射镜。3.如权利要求1所述的玻璃表面应力检测装置，其中，所述柱面反射镜是凹面柱面反射镜。4.如权利要求1所述的玻璃表面应力检测装置，其中，所述柱面反射镜为布置在所述照明单元与检测棱镜之间的反射镜。5.如权利要求4所述的玻璃表面应力检测装置，其中，所述检测棱镜构造为使得来自所述柱面反射镜的光入射检测棱镜之后直接照射到所述检测表面上。6.如权利要求5所述的玻璃表面应力检测装置，其中，所述检测棱镜包括导入棱镜、导出棱镜和设置在导入棱镜和导出棱镜之间的光阑，所述检测表面由所述导入棱镜和导出棱镜各自的彼此共面的表面形成。7.如权利要求1所述的玻璃表面应力检测装置，其中，所述柱面反射镜由所述检测棱镜的、用于对进入检测棱镜的光进行反射并将其引导到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊峰，
申请(专利权)人：北京杰福科技有限公司，南通杰福光学仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11