[发明专利]用于测量表面形状轮廓的方法和装置

权利要求书

1.一种用于测量薄材料板的表面的形状轮廓的装置，包括：

光源，用于提供被引导至所述薄材料板的所述表面处的光束；

线性平移平台，其耦合至所述光源以使所述光源在所述薄材料板的所述表面上方平移，从而所述光束在被引导至所述表面处时入射在所述表面上的多个位置处，并在所述多个位置中的每个位置处产生反射光束；

位于预定位置处的多个光接收器，用于选择性地截取在所述多个位置中的每个位置处产生的所述反射光束；

数据采集设备，其被配置成接收关于所述光源与在截取所述多个位置中的每个位置处所产生的所述反射光束的所述多个光接收器中选定的一个光接收器之间的位置差的信息；以及

数据分析设备，其被配置成将所述位置差信息与所述薄材料板的所述表面的形状轮廓相关联。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源所提供的光束为细长形。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述细长光束的长轴垂直于所述光源的所述平移方向。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述细长光束的长宽比至少为10。

5.如以上权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述光源所提供的光束的宽度等于或小于3mm。

6.如以上权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述光接收器是光检测器。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光检测器包含在单个物理装置内。

8.如以上权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述光接收器耦合至所述平移平台，以使它们与所述光源一前一后运动。

9.如权利要求1到5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述光接收器是耦合至光检测器的多模光纤。

10.如以上权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述光接收器沿所述光源的所述平移方向分布。

11.如以上权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述数据分析设备将所述位置差信息与基本平行于所述光源的平移方向的方向上的所述形状轮廓相关联。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据分析设备对求解y(x)，其中y(x)是所述形状轮廓，y′(x)是y(x)的导数，D(x)+D_o是所述多个位置中的每个位置处的所截取反射光束与所述入射光束之间的位置差，而θ_o是所述光束入射在所述薄材料板的表面上的角度。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据分析设备对积分以获得y(x)，其中y(x)是所述形状轮廓，y′(x)是y(x)的导数，D(x)+D_o是所述多个位置中的每个位置处的所截取反射光束与所述入射光束之间的位置差，而θ_o是所述光束入射在所述薄材料板的表面上的角度。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据分析设备对求解y(x)，其中y(x)是所述形状轮廓，y′(x)是y(x)的导数，D′₀+D′(x)是所述多个位置中的每个位置处的所截取反射光束与所述入射光束之间的位置差，而θ_o是所述光束入射在所述薄材料板的表面上的角度。

15.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括光耦合至所述光源的光束成形器，其中所述光束成形器将所述光源所提供的圆形光束转换成细长光束。

16.如以上权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括光耦合至所述光接收器以用于从所截取的反射光束去除噪声的至少一个窄带通滤波器。