[发明专利]用多波长来测量表面形状测量方法和使用此方法的装置

权利要求书

1、一种用多波长来测量表面形状的测量方法，通过分支单元对测量对象面和基准面照射单色光，根据因从测量对象面和基准面两者反射并返回同一光路的反射光而产生的干涉条纹的强度值，求出测量对象面的表面高度和表面形状，其特征在于，所述测量方法包含下列过程：

第1过程，该第1过程中以对光的行进方向倾斜任意角度的姿势配置所述基准面，将波长不同的多个单色光同时照射到测量对象物和基准面，并取得其产生的干涉条纹的图像；

第2过程，该第2过程中对每一单色光求出取得的所述图像中各像素的干涉条纹的强度值；

第3过程，该第3过程中利用求干扰条纹波形的表达式，对每一所述像素利用各像素的强度值及其附近的多个像素的强度值，并假设这些像素的干涉条纹波形的直流分量、交流振幅和相位相等，对每一单色光求出各像素的相位；

第4过程，该第4过程中根据对每一单色光求出的各像素的相位求出表面高度的候补群，并从各波长的候补群求出共同的高度，作为实际高度；

第5过程，该第5过程中根据求出的所述实际高度，求出测量对象物的表面形状。

2、如权利要求1中所述的用多波长来测量表面形状的测量方法，其特征在于，

一面使朝向所述测量对象物的光和1个或多个测量对象物相对平行移动、一面以规定的时间间隔对测量对象物的每一测量位置重复进行所述第1过程至第5过程，从而求出测量对象物的表面形状。

3、如权利要求1或2中所述的用多波长来测量表面形状的测量方法，其特征在于，

使各像素的强度值g(x，y)在像素附近，拟合干涉条纹波形表达式g(x，y)＝a+bcos{2πf_xx+2πf_yy+φ}，从而求出所求的每一所述波长的相位。

4、如权利要求1至3中任一项所述的用多波长来测量表面形状的测量方法，其特征在于，

利用配备将多个单色光分离的滤色片的摄像单元，拍摄所述干涉条纹的图像，

去除因所述滤色片特性产生的串扰的影响而包含在每一所述单色光中的其它单色光的干涉条纹的强度值。

5、一种用多波长来测量表面形状的测量装置，通过分支单元对测量对象面和基准面照射单色光，根据因从测量对象面和基准面两者反射并返回同一光路的反射光而产生的干涉条纹的强度值，求出测量对象面的表面高度和表面形状，其特征在于，所述测量装置包含下列组成要素：

保持单元，该保持单元以对光的行进方向倾斜任意角度的姿势配置所述基准面，而且放置并保持测量对象物；

照明单元，该照明单元同时输出波长不同的多个单色光；

摄像单元，该摄像单元利用照射多个所述单色光后从测量对象物和基准面反射并返回同一光路的反射光，使每一单色光产生干涉条纹，并拍摄测量对象面；

取样单元，该取样单元对每一像素装入所拍摄的所述测量对象面，作为干涉条纹的强度值；

存储单元，该存储单元存储作为由所述取样单元装入的所述强度值的干扰条纹强度值群；

运算单元，该运算单元对每一像素从所述存储单元存储的强度值群读出强度值，利用各像素的强度值和每一像素的邻近的像素的强度值，假设各像素包含的干扰条纹波形的直流分量、交流振幅和相位相等，并利用求干扰条纹波形的表达式，对每一单色光求出各像素的相位后，

根据每一单色光求出的各像素的相位求出多个表面高度候补群，从各候补群求出共同的高度作为实际高度，

进而，从该求出的所述测量对象面的表面高度，求出表面形状。

6、如权利要求5中所述的用多波长来测量表面形状的测量装置，其特征在于，

所述测量装置还包含下列组成要素：

驱动单元，该驱动单元中至少由所述照明单元、摄像单元、分支单元和基准面构成光学系统单元，并且

使所述保持单元和所述光学系统单元的至少一方移动，以便使朝向所述测量对象物的光和1个或多个测量对象物相对平行移动；

控制单元，该控制单元一面使光学系统单元和保持单元相对平行移动、一面控制所述各单元工作，以便求出测量对象物的表面形状。

7、如权利要求5或6中所述的用多波长来测量表面形状的测量装置，其特征在于，

照明单元具有输出不同波长的多个单色光源。