[发明专利]用于高度和厚度的非接触式测量的集成光学器件

权利要求书

1.用于测量高度的色散共焦测量仪器，其中，所述测量仪器配置成同时测量物体(400)的多个不同点，并且包括测量体积，所述测量体积在光轴的方向上由所述测量仪器的轴向色差限定，并且在垂直于所述光轴的平面中由包括多个图像点的图像横向场(12)限定，并且

其中，所述色散共焦测量仪器还包括测量头(200)，所述测量头包含：

-至少一个复色源(10)，所述复色源(10)能够在自由场条件下直接生成多个源点，或者通过在照明光纤组(71)内的传播生成所述多个源点；

-配置成组合和/或分离光束的组合/分离组件(60)，

-透镜组(50)，所述透镜组形成配置成接受由所述多个源点限定的物体横向场(11)的色散光学系统，并且包括具有延伸的轴向色差的至少一个透镜，所述至少一个透镜配置为将包含在至少一个复色源的光谱中的波长分为沿光轴的波长的连续光谱，并配置为在所述物体(400)的空间中形成所述图像横向场(12)，所述图像横向场的轴向位置取决于连续光谱的波长；

-与光电探测器(21)相关联的光谱分析装置(20)，所述光谱分析装置(20)配置成对与形成所述图像横向场(12)的所述多个图像点对应的多个光谱成像；

-位于所述透镜组(50)的共轭图像平面(13)中的多个空间滤波器，所述多个空间滤波器组织的方式与位于所述物体横向场(11)中的所述多个源点基本相同，并且其中，所述多个空间滤波器使所述测量仪器具有共焦性质；以及

-配置成至少部分地完成以下操作中的一个或多个操作的计算机和电子装置(30)：处理信号、计算、数据传输、控制和配置所述测量仪器，所述处理包括信号采集，所述计算包括为所述多个不同点中的每个点确定高度值。

2.根据权利要求1所述的用于测量高度的色散共焦测量仪器，其中，所述至少一个复色源是微型LED矩阵，所述微型LED矩阵形成的所述多个源点根据所述物体横向场(11)被组织。

3.根据权利要求2所述的用于测量高度的色散共焦测量仪器，其中，所述微型LED矩阵能够被寻址，以对所述物体(400)的所述多个不同点以单独或成组的方式进行连续测量。

4.根据权利要求1所述的用于测量高度的色散共焦测量仪器，其中，位于所述测量头(200)中的所述空间滤波器和所述源点的数量是一个，以测量所述物体(400)的单个点，其中，所述空间滤波器与所述源点共轭，使得所述测量仪器具有共焦的性质。

5.根据权利要求1所述的色散共焦测量仪器，其中，所述计算机和电子装置(30)是一个或多个射频收发器，所述射频收发器通过射频波传输数据、控制和配置所述色散共焦测量仪器。

6.根据权利要求1所述的色散共焦测量仪器，包括可再充电电池或至少在测量期间自备的电池(42)。

7.根据权利要求1所述的用于测量高度的色散共焦测量仪器，其中，位于所述测量头(200)中的与所述多个源点共轭的所述多个空间滤波器和所述多个源点形成一个或多个接续线，使得所述色散共焦测量仪器在一个方向上保持共焦的性质，同时能够测量所述物体(400)的一个或多个接续线。

8.根据权利要求1所述的色散共焦测量仪器，用于测量位于测量体积(500)中的物体(400)的不同层的表面对应的多个高度，或者用于测量位于测量体积(500)中的物体(400)的一个或多个层的一个或多个厚度。

9.根据权利要求1所述的色散共焦测量仪器，配置成用于可见光和/或红外光范围的测量。