[發(fā)明專利]用于彩色共焦測量的顏色標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810186622.6
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108592814B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余卿;崔長彩;章明;葉瑞芳;王寅;周瑞蘭;張昆
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 張浠娟

本發(fā)明公開的用于彩色共焦測量的顏色標(biāo)定方法，包括以能夠完全反射入射光的物面作為標(biāo)準(zhǔn)反射面，得到彩色共焦測量系統(tǒng)的基本“位移?波長”曲線；以色卡為被測物，得到各波長的“位移?波長”曲線；計(jì)算各波長的“位移?波長”曲線相對于基本“位移?波長”曲線的偏移量Δi的大小和方向，將這些偏移量和中心波長制成顏色偏移表；利用光譜儀獲取被測物面上各顏色的中心波長信息，從顏色偏移表找到相對應(yīng)的偏移量Δi；利用已標(biāo)定的基本“位移?波長”曲線，得到對應(yīng)被測物面上各顏色的“位移?波長”曲線；根據(jù)步驟四得到的“位移?波長”曲線，計(jì)算有顏色的被測物面的形貌特征。本發(fā)明能夠修正因?yàn)楸粶y物顏色給彩色共焦測量系統(tǒng)帶來的測量誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)用于光學(xué)表面形貌測量技術(shù)領(lǐng)域與光學(xué)表面檢測技術(shù)領(lǐng)域，特指用于彩色共焦測量的顏色標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

彩色共焦測量方法的原理如圖1所示。復(fù)色光源1發(fā)出的光線經(jīng)過小孔2后可以看作是點(diǎn)光源，經(jīng)過分光鏡3后被色散物鏡4在光軸方向上色散開，形成圖中所示的色散區(qū)域5。在此色散區(qū)域5(自上而下，從藍(lán)光到紅光)內(nèi)，被測物面6的沿光軸方向的位移信息與不同波長的光線的聚焦點(diǎn)一一對應(yīng)。當(dāng)被測物面6位移至光軸方向某個位置時，反射光經(jīng)過分光鏡3后到達(dá)小孔7，此時，理論上只有唯一一種波長的光線能夠通過小孔7并到達(dá)光電接收器8，其它波長的光線則會被阻擋，從而形成彩色共焦測量。

一般的共焦測量系統(tǒng)在測量被測物面高度時，需要讓光學(xué)系統(tǒng)或載物臺沿光軸方向做掃描運(yùn)動，而彩色共焦測量系統(tǒng)則利用了不同波長的光線形成的色散區(qū)域(自上而下，從藍(lán)光到紅光)，通過建立位移與波長的對應(yīng)關(guān)系，來實(shí)現(xiàn)對被測物面高度信息的測量，這種測量方式省去了沿光軸方向的掃描運(yùn)動，提高了測量效率。

但是，從前文所描述的彩色共焦測量方法的原理來看，其用于測量的色散區(qū)域5(自上而下，從藍(lán)光到紅光)只有在測量無顏色被測物或能夠完全反射入射光的被測物時，才能保持所標(biāo)定的色散區(qū)域；一旦被測物有顏色時，已標(biāo)定的“波長-位移”曲線會受到被測物顏色的嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。

因此，本發(fā)明人在理論推導(dǎo)被測物顏色對“位移-波長”曲線的影響函數(shù)關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出一種針對有顏色被測物的顏色標(biāo)定方法，解決彩色共焦測量方法中的顏色干擾難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)目的在于提出一種用于彩色共焦測量的顏色標(biāo)定方法，以修正因?yàn)楸粶y物顏色給彩色共焦測量系統(tǒng)帶來的測量誤差。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

用于彩色共焦測量的顏色標(biāo)定方法，包括以下步驟：

步驟一、以能夠完全反射入射光的物面作為標(biāo)準(zhǔn)反射面，得到基本“位移-波長”曲線，所述“位移-波長”曲線，是指在由位移作為縱坐標(biāo)波長作為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)軸中，將標(biāo)定的點(diǎn)連接而成的曲線，所述標(biāo)定的點(diǎn)是指當(dāng)被測物沿光軸方向移動時，利用測量工具記錄其位移、同時利用光譜儀記錄其波長，進(jìn)而在由位移作為縱坐標(biāo)波長作為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)軸中標(biāo)記的離散點(diǎn)；

步驟二、以色卡為被測物，分別得到色卡各顏色中心波長的“位移-波長”曲線；

步驟三、計(jì)算每種色卡顏色中心波長的“位移-波長”曲線相對于基本“位移-波長”曲線的偏移量Δi的大小和方向，并將這些偏移量和對應(yīng)的色卡各顏色的中心波長制成顏色偏移表；

步驟四、實(shí)際測量時，利用光譜儀獲取被測物面上各顏色的中心波長信息，并從前述顏色偏移表中找到相對應(yīng)的偏移量Δi；再利用已標(biāo)定的基本“位移-波長”曲線，得到對應(yīng)被測物面上各顏色的“位移-波長”曲線；

步驟五、根據(jù)步驟四得到的“位移-波長”曲線，計(jì)算出有顏色的被測物面的形貌特征。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果為：