随着大口径红外透镜在高分辨率、高灵敏度的红外相机中得到越来越广泛的应用,为了保证红外相机的成像质量,对大口径红外透镜进行高精度的检测十分重要。在光学测量领域中,中心厚度、折射率以及前后表面曲率半径是反映透镜光学性能的四项基本参数,其中曲率半径的加工精度是影响红外相机中大口径红外透镜成像性能最重要的因素之一,对曲率半径的检测贯穿整个红外透镜加工过程的始终。目前常用的曲率半径测量方法主要包括球径仪法、样板法、轮廓仪法以及干涉法,这些方法能够很好地实现对小口径红外透镜曲率半径的高精度测量。然而,在测量大口径红外透镜时这些方法普遍存在测量范围不足以及测量灵活性不够等缺陷。三坐标测量机具有通用性强、测量行程长、测量精度高、测量方法简便灵活等优点,研究基于三坐标的曲率半径测量方法能够很好的弥补上述几种常用曲率半径测量方法在测量大口径红外透镜时存在的不足,具有较高的实际应用价值。本文首先从测头探针的选择、待测透镜的装夹、测量坐标系的建立以及采样策略的选择四个方面入手,对基于三坐标的红外光学透镜曲率半径测量方案进行讨论,制定出一种基于“三环采样”曲率半径测量方案。然后通过分析三坐标测量法测量误差的来源,归纳影响测量精度的因素,结合测量原理应用误差理论推导出三坐标测量法测量透镜曲率半径的测量标准差估计公式,并据此运用MATLAB对该方法的测量范围以及测量精度进行分析。最后通过实验测量两个口径分别为160mm和280mm的红外透镜,验证了“三环采样”测量方案的可行性以及标准差估计公式的正确性。研究结果表明:三坐标测量机能够对大口径红外透镜(Φ>200mm)的曲率半径进行测量,且其测量标准差最小可达微米量级。透镜的尺寸形状、采样方案、测量次数以及三坐标测量机自身的测量精度是影响三坐标测量机曲率半径测量精度的主要因素,文中推导出的标准差估计公式反映了这些因素对测量精度的影响,为制定合理的测量方案提供了理论依据。