[發明專利]一種掃描排錯設備和掃描排錯方法

在審

• 申請號: 202010073961.0
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111157025A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張少林;張萬禎;周秋玲
• 申請（專利權）人: 深圳市威富視界有限公司
• 主分類號: G01D5/30
• 分類號: G01D5/30
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 袁哲

1.一種掃描排錯設備，其特征在于，包括光梳測距組件和與所述光梳測距組件相連的掃描控制組件，所述掃描控制組件用于控制所述光梳測距組件的移動，所述光梳測距組件包括：

分別用于產生信號光和本振光的激光發生器，所述信號光和本振光平行；

相互垂直的第一分束鏡和第二分束鏡，所述信號光以45°角入射所述第一分束鏡，所述本振光以45°角入射所述第二分束鏡，所述信號光經過所述第一分束鏡后，反射的部分成為參考光，透射的部分成為測量光；

反射鏡，所述反射鏡設置于所述參考光的光路上，且所述反射鏡與所述參考光垂直，所述參考光經所述反射鏡反射后照射所述第二分束鏡，所述本振光和所述參考光于所述第二分束鏡合束；以及

光電探測器，所述光電探測器設置于所述本振光經過所述第二分束鏡后的光路上，所述光電探測器和所述第一分束鏡設置于所述第二分束鏡的同側。

2.如權利要求1所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述光梳測距組件還包括第一準直鏡和第二準直鏡，所述激光發生器包括用于發射不同頻率的激光的第一激光器和第二激光器，所述第一激光器和所述第二激光器分別通過光纖連接所述第一準直鏡和第二準直鏡。

3.如權利要求1所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述光梳測距組件還包括第一準直鏡、第二準直鏡、光纖耦合器和聲光移頻器，所述激光發生器發射的激光經過所述光纖耦合器分為所述信號光和所述本振光，所述信號光或者所述本振光經過所述聲光移頻器進行移頻，所述信號光和所述本振光分別傳遞至所述第一準直鏡和第二準直鏡。

4.如權利要求2或者3所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述第一準直鏡和第二準直鏡分別正對所述第一分束鏡和所述第二分束鏡設置，且所述第一準直鏡和第二準直鏡的光軸平行并與所述第一分束鏡呈45°夾角。

5.如權利要求1所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述光梳測距組件還包括光學帶通濾波器，所述光學帶通濾波器設置于所述光電探測器和所述第二分束鏡之間的光路上。

6.如權利要求1所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述掃描排錯設備還包括噴涂控制組件，所述噴涂控制組件用于向被檢測的工件噴涂反光涂層。

7.如權利要求1所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述掃描排錯設備還包括排錯控制組件，所述排錯控制組件連接所述掃描控制組件，與所述光梳測距組件同步移動，用于在所述光梳測距組件檢測到工件安裝問題時即時排錯。

8.一種掃描排錯方法，適用于如權利要求1-7任一項所述的掃描排錯設備，其特征在于，所述掃描排錯方法包括如下步驟：

產生光信號：所述激光發生器產生信號光和本振光，所述信號光和本振光的頻率穩定，且所述信號光的頻率和所述本振光的頻率存在微小差異；所述信號光經所述第一分束鏡反射的部分成為用于照射反射鏡的參考光，所述信號光經透射所述第一分束鏡的部分成為用于照射工件的測量光；

收集光信號：所述參考光透射所述第一分束鏡并被所述第二分束鏡反射，所述測量光被所述第一分束鏡反射并被所述第二分束鏡反射，所述本振光透射所述第二分束鏡，所述參考光、測量光和本振光合束形成合束光，所述合束光被所述光電探測器接收；

數據處理：所述光電探測器根據所述合束光中所述參考光與所述測量光的時間延遲計算所述工件表面與所述光梳測距組件的距離，并根據所述工件表面與所述光梳測距組件的距離獲取工件安裝是否存在錯誤的信息。

9.如權利要求8所述的掃描排錯方法，其特征在于，在所述數據處理步驟中，所述工件表面與所述光梳測距組件的距離的計算公式為：

其中L為工件與所述光柵測距組件之間的距離，c表示光速，n_g表示所述合束光的群折射率，Δτ表示所述測量光和本振光的相長干涉與所述參考光和本振光的相長干涉之間相差的時間，所述Δf_r表示所述本振光與所述信號光的頻率差，所述f_r表示所述信號光的頻率。

10.如權利要求9所述的掃描排錯方法，其特征在于，在所述數據處理步驟之前，還包括如下步驟：

擴展非模糊范圍：所述激光發生器改變所述信號光和本振光的頻率，重復所述產生光信號步驟和所述收集光信號步驟；

所述數據處理步驟具體包括：所述光電探測器根據兩次收集到的所述合束光中所述參考光與所述測量光的時間延遲，綜合兩次計算結果獲取最終的所述工件表面與所述光梳測距組件的距離，并根據計算所述工件表面與所述光梳測距組件的距離的結果獲取工件安裝是否存在錯誤的信息。