[實用新型]一種表面形貌測量裝置

有效

• 申請號: 201721789870.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN207556477U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 佟飛;雷澤民
• 申請（專利權）人: 北京卓立漢光儀器有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;郭曉宇

本實用新型涉及到表面形貌測量技術領域，其提供了一種表面形貌測量裝置，包括：光源，用于產生寬譜帶的出射光，傳輸到準直單元；準直單元，用于將出射光準直為平行光束，平行光束入射到探測單元；探測單元與待測物體表面設置成一定的角度，且探測單元使入射的光產生色散并聚焦后照射到待測物體表面；待測物體表面反射的光進入到接收單元，接收單元具有較大的數值孔徑，對待測物體表面反射的光進行會聚和光路偏轉；從接收單元出射的光進入到聚焦單元，聚焦單元將光聚焦到信息處理單元；信息處理單元將入射的光信號轉換為電信號，并進行數據處理，以獲取測量結果；位移單元在完成一次測量后，將整個裝置移動一段距離，測量待測物體表面的其它部位。

技術領域

本實用新型涉及到表面形貌測量或三維表面輪廓測定技術領域，尤其涉及一種表面形貌測量裝置。

背景技術

物體的表面質量在現代的加工，機械，電子和材料等領域有著十分重要的意義，通過表面檢測手段來獲取表面的形態特征是研究物體表面質量的基礎。在表面測量的技術和原理之中，傳統的觸針式輪廓儀是通過觸針的機械壓力來測量的，屬于接觸測量的方式。另一種是非接觸的方式，主要有光學法，掃描電子顯微鏡法等，其中光學測量的方法由于測量精度高，量程大，分辨率高等特點，得到了較大的發展和應用，現代的光學測量方法是結合了經典的光學理論，圖像處理，自動控制，微型精密機械和計算機技術的綜合型方法，已經在不同領域的測量過程中發揮了重要作用。

光學測量方法依據不同的基本原理可以分為三種：1)以光波干涉原理為主的輪廓檢測技術，主要有雙光束干涉技術，白光干涉技術，外差干涉技術和微分干涉顯微技術等；2)以結構光投影原理為主的輪廓檢測技術，主要有三角法和光切法。3)以聚焦光束作為探針的輪廓檢測技術，主要有離焦檢測技術和共焦顯微技術等。

共焦顯微技術突破了傳統的普通光學顯微鏡的分辨極限和有限焦深的限制，在橫向分辨率和縱向層析分辨上有更強的成像能力，共焦顯微的基本原理為入射光經過透鏡或透鏡組聚焦在觀測樣品上，激發樣品的熒光，熒光被另一組透鏡收集后，成像在探測器的濾波小孔上，兩個透鏡組的焦點落在同一個位置即樣品上，故名共聚焦，簡稱為共焦。光譜共焦原理則是在共焦顯微技術的基礎上發展而來的，采用復色光源，一般為白光或譜帶更寬的光源，通過系統中的色散元件得到軸向的色散分布，通過色散分布將波長與位移一一對應，并結合共焦的原理獲得高對比度的信號，省去了共焦顯微技術中的軸向掃描過程，大大提高了檢測速度，使這項技術得以在工業檢測過程中應用。

目前已有許多公開的專利和論文研究了光譜共焦技術的發展和具體應用。但是，現有大多數的掃描方式是屬于點掃描，而點掃描光譜共焦方法在數據采集速度上是處于劣勢的。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本實用新型的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

實用新型內容

本實用新型實施例提出一種基于線掃描方式的表面形貌測量裝置，以快速得到物體表面形貌的高精度數據。

為了達到上述目的，本實用新型實施例提供一種表面形貌測量裝置，包括光源、準直單元、探測單元、接收單元、聚焦單元、信息處理單元以及位移單元：其中，所述光源，用于產生寬譜帶的出射光，傳輸到所述準直單元；所述準直單元，用于將所述出射光準直為平行光束，所述平行光束入射到所述探測單元；所述探測單元與待測物體表面設置成一定的角度，且所述探測單元使入射的光產生色散并聚焦后照射到所述待測物體表面；所述待測物體表面反射的光進入到所述接收單元，所述接收單元具有較大的數值孔徑，對所述待測物體表面反射的光進行會聚和光路偏轉；從所述接收單元出射的光進入到所述聚焦單元，所述聚焦單元將光聚焦到所述信息處理單元；所述信息處理單元將入射的光信號轉換為電信號，并進行數據處理，以獲取測量結果；所述位移單元在完成一次測量后，將整個裝置移動一段距離，測量所述待測物體表面的其它部位。