[实用新型]基于图像处理的干涉法测厚仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种厚度测量设备，具体地说是一种结构合理、使用方便、测量准确的基于图像处理的干涉法测厚仪。

背景技术

干涉法膜厚测量仪的主要工作原理是：将一束激光用半透半反镜分成两路，两路光最后合成一路产生干涉条纹，在一条光路中插入薄膜，引起光程差改变，干涉图样发生变化，通过分析图样的变化，可以求出透明薄膜的厚度。实际应用中多是将薄膜只插入一部分，使干涉图样的部分改变，通过分析有膜和没膜部分图像错位的条数，可以求出薄膜的厚度。但这种测量方法受限于人眼的观察能力、拍摄图像的分辨率、光的强弱、光斑的规则程度等。限制了其精确度的进一步提高，而且对条纹中心位置的选取不论是人工读数还是软件处理都有一定的误差。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺陷和不足，提出一种用机械转动和图像处理结合取代现有技术中条纹错位程度的判断，以提高测量精度的基于图像处理的干涉法测厚仪。

本实用新型可以通过以下措施达到：

一种基于图像处理的干涉法测厚仪，由迈克尔干涉仪、减速步进电机、摄像头、计算机组成，其特征在于减速步进电机与迈克尔干涉仪的微调旋钮相连接，计算机与用于采集迈克尔干涉仪干涉屏上图像信息的摄像头相连接。

本实用新型与现有技术相比，提供了一种能够更加方便的进行厚度测量的装置，具有结构合理、使用方便、测量准确等显著的优点。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记：迈克尔干涉仪1、减速步进电机2、摄像头3、计算机4。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型提出了一种基于图像处理的干涉法测厚仪，由迈克尔干涉仪1、减速步进电机2、摄像头3、计算机4组成，其特征在于减速步进电机2与迈克尔干涉仪1的微调旋钮相连接，计算机4与用于采集迈克尔干涉仪1干涉屏上图像信息的摄像头3相连接。

本实用新型在使用时，先调整迈克尔逊干涉仪干涉仪产生圆环条纹，在干涉仪动镜一臂插入薄膜，调节薄膜位置使受薄膜影响的干涉条纹占整个干涉图样的一半，干涉图样发生错位。如果薄膜是镀在玻璃片上的，可将玻璃片上的膜擦去一半，对比有膜和没膜部分的影响。观察到干涉图样的错位后，可直接读出错位的整数条数，可以人眼读，也可以计算机识别，这部分不会造成误差，对应的膜厚为h1= kλ(n-1), 其中k为错位条数，λ为所用激光器的波长，n为折射率。对不足一条的条纹错位用电机转动结合图像处理的方法来测量。

读出整数错位条数后，先拍摄一张没有薄膜的干涉图像，然后加入薄膜，起转电机，使动镜移动，将移动过程中的图样变化摄成录像，存入计算机后将拍摄的录像过程截取为一系列的照片，这一过程可用premiere软件实现，将截取出的图片依次与拍摄的无膜部分的图片比较，找到第一次图样重合的图片，判断重合的方法为：将两幅图片的每个像素值相减，统计相减后图片各像素对应值的大小，像素数值求和后第一个极小值对应的图片便是。找到第一次重合的图片在所有图片中的位置，拍摄时间已知，便能求出转到这里的时间，电机转速已知，便可求出动镜移动距离，对应的膜厚为：h2=d/（n-1），其中n为薄膜的折射率，d为动镜移动距离。将两部分加起来便是膜的厚度。

本实用新型与现有技术相比，提供了一种能够更加方便的进行厚度测量的装置，具有结构合理、使用方便、测量准确等显著的优点。