[发明专利]表面测量方法和测量仪

权利要求书

1.一种测量表面(7、7′、7″、7″′)的方法，所述方法至少包括：

产生相干长度超过1毫米的调频激光束；

向所述表面发射作为测量光(MS)的所述激光束；

接收从所述表面(7、7′、7″、7″′)散射回的测量光(MS)；以及

利用一测量干涉仪臂和一基准干涉仪臂来干涉式地测量从基准点至 所述表面(7、7′、7″、7″′)的距离，

其中，所述测量光(MS)在探测移动经过待测表面的过程中被发射和 接收，并且在干涉式地测量距离时，所述测量干涉仪臂和基准干涉仪臂 具有部分共同的光路，所述部分共同的光路具有限定基准干涉仪臂且位 于激光束发射用的光束形成光学系统中的基准面，

所述方法的特征是，

在扫描移动时通过控制所述测量光(MS)的发射方向来避免或者减小 所述测量光(MS)在所述表面(7、7′、7″、7″′)上的偏离基本垂直入射的偏 差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述表面是工业用工件 的表面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该方法包括产生相干长 度超过60毫米的调频激光束。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在测量距离时，为计算 相位信息，考虑用于散射回的测量光(MS)的干涉图中的大于一个阈值的 振幅值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在测量距离时，为了计 算相位信息而进行相位值的振幅加权。

6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征是，在扫描移动时如 此进行发射的控制，即，在测量距离中要遵循所述测量光(MS)基本垂直 入射所述表面(7、7′、7″、7″′)的条件，其中相对于表面法线不超过±5°的 偏差。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，所述控制

-结合所接收的测量光(MS)振幅的与波长相关的变化曲线而作为发 射用调节参数地进行；和/或

-在利用关于所述表面(7、7′、7″、7″′)形貌的信息的情况下进行； 和/或

-在所述测量光(MS)入射点附近利用局部不精确测量来进行，其中 为不精确测量或者粗略扫描而采用以下测量原理中的至少一个：

-声音，

-光，

-机械接触，

-电感，

-电容，

-气压，和/或

-利用之前的测距结果的外插来进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述控制通过改变所述 测量光(MS)的入射直到出现基本与波长无关的振幅变化曲线来进行。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述控制在利用所述表 面(7、7′、7″、7″′)的模型的情况下进行。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，其中所述表面(7、7′、 7″、7″′)的模型通过计算机生成或者通过之前的粗略扫描建立。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述控制通过并行或先 后的对三个测量点的不精确测量来进行。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征是，为不精确测量或者粗 略扫描而采用借助超声波的声音的测量原理。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征是，为不精确测量或者粗 略扫描而采用借助三角测量原理、相位测量原理或渡越时间的光的测量 原理。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征是，为不精确测量或者粗 略扫描而采用通过使行程传感器偏移的机械接触的测量原理。

15.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述控制通过在考虑 所述表面(7、7′、7″、7″′)的预先规定的最大和/或最小曲率半径的情况下， 利用之前的测距结果的外插来进行。