[發明專利]用于高度和厚度的非接觸式測量的集成光學器件

有效

• 申請號: 201480084629.7
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN107209356B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 大衛·瑞奧倫;大衛·馬薩特
• 申請（專利權）人: 阿森提斯股份有限公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G01B11/06
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;黃謙

1.用于測量高度的色散共焦測量儀器，其中，所述測量儀器配置成同時測量物體(400)的多個不同點，并且包括測量體積，所述測量體積在光軸的方向上由所述測量儀器的軸向色差限定，并且在垂直于所述光軸的平面中由包括多個圖像點的圖像橫向場(12)限定，并且

其中，所述色散共焦測量儀器還包括測量頭(200)，所述測量頭包含：

-至少一個復色源(10)，所述復色源(10)能夠在自由場條件下直接生成多個源點，或者通過在照明光纖組(71)內的傳播生成所述多個源點；

-配置成組合和/或分離光束的組合/分離組件(60)，

-透鏡組(50)，所述透鏡組形成配置成接受由所述多個源點限定的物體橫向場(11)的色散光學系統，并且包括具有延伸的軸向色差的至少一個透鏡，所述至少一個透鏡配置為將包含在至少一個復色源的光譜中的波長分為沿光軸的波長的連續光譜，并配置為在所述物體(400)的空間中形成所述圖像橫向場(12)，所述圖像橫向場的軸向位置取決于連續光譜的波長；

-與光電探測器(21)相關聯的光譜分析裝置(20)，所述光譜分析裝置(20)配置成對與形成所述圖像橫向場(12)的所述多個圖像點對應的多個光譜成像；

-位于所述透鏡組(50)的共軛圖像平面(13)中的多個空間濾波器，所述多個空間濾波器組織的方式與位于所述物體橫向場(11)中的所述多個源點基本相同，并且其中，所述多個空間濾波器使所述測量儀器具有共焦性質；以及

-配置成至少部分地完成以下操作中的一個或多個操作的計算機和電子裝置(30)：處理信號、計算、數據傳輸、控制和配置所述測量儀器，所述處理包括信號采集，所述計算包括為所述多個不同點中的每個點確定高度值。

2.根據權利要求1所述的用于測量高度的色散共焦測量儀器，其中，所述至少一個復色源是微型LED矩陣，所述微型LED矩陣形成的所述多個源點根據所述物體橫向場(11)被組織。

3.根據權利要求2所述的用于測量高度的色散共焦測量儀器，其中，所述微型LED矩陣能夠被尋址，以對所述物體(400)的所述多個不同點以單獨或成組的方式進行連續測量。

4.根據權利要求1所述的用于測量高度的色散共焦測量儀器，其中，位于所述測量頭(200)中的所述空間濾波器和所述源點的數量是一個，以測量所述物體(400)的單個點，其中，所述空間濾波器與所述源點共軛，使得所述測量儀器具有共焦的性質。

5.根據權利要求1所述的色散共焦測量儀器，其中，所述計算機和電子裝置(30)是一個或多個射頻收發器，所述射頻收發器通過射頻波傳輸數據、控制和配置所述色散共焦測量儀器。

6.根據權利要求1所述的色散共焦測量儀器，包括可再充電電池或至少在測量期間自備的電池(42)。

7.根據權利要求1所述的用于測量高度的色散共焦測量儀器，其中，位于所述測量頭(200)中的與所述多個源點共軛的所述多個空間濾波器和所述多個源點形成一個或多個接續線，使得所述色散共焦測量儀器在一個方向上保持共焦的性質，同時能夠測量所述物體(400)的一個或多個接續線。

8.根據權利要求1所述的色散共焦測量儀器，用于測量位于測量體積(500)中的物體(400)的不同層的表面對應的多個高度，或者用于測量位于測量體積(500)中的物體(400)的一個或多個層的一個或多個厚度。

9.根據權利要求1所述的色散共焦測量儀器，配置成用于可見光和/或紅外光范圍的測量。