[发明专利]用于彩色共焦测量的颜色标定方法

说明书

本发明公开的用于彩色共焦测量的颜色标定方法，包括以能够完全反射入射光的物面作为标准反射面，得到彩色共焦测量系统的基本“位移‑波长”曲线；以色卡为被测物，得到各波长的“位移‑波长”曲线；计算各波长的“位移‑波长”曲线相对于基本“位移‑波长”曲线的偏移量Δi的大小和方向，将这些偏移量和中心波长制成颜色偏移表；利用光谱仪获取被测物面上各颜色的中心波长信息，从颜色偏移表找到相对应的偏移量Δi；利用已标定的基本“位移‑波长”曲线，得到对应被测物面上各颜色的“位移‑波长”曲线；根据步骤四得到的“位移‑波长”曲线，计算有颜色的被测物面的形貌特征。本发明能够修正因为被测物颜色给彩色共焦测量系统带来的测量误差。

技术领域

本发明涉及应用于光学表面形貌测量技术领域与光学表面检测技术领域，特指用于彩色共焦测量的颜色标定方法。

背景技术

彩色共焦测量方法的原理如图1所示。复色光源1发出的光线经过小孔2后可以看作是点光源，经过分光镜3后被色散物镜4在光轴方向上色散开，形成图中所示的色散区域5。在此色散区域5(自上而下，从蓝光到红光)内，被测物面6的沿光轴方向的位移信息与不同波长的光线的聚焦点一一对应。当被测物面6位移至光轴方向某个位置时，反射光经过分光镜3后到达小孔7，此时，理论上只有唯一一种波长的光线能够通过小孔7并到达光电接收器8，其它波长的光线则会被阻挡，从而形成彩色共焦测量。

一般的共焦测量系统在测量被测物面高度时，需要让光学系统或载物台沿光轴方向做扫描运动，而彩色共焦测量系统则利用了不同波长的光线形成的色散区域(自上而下，从蓝光到红光)，通过建立位移与波长的对应关系，来实现对被测物面高度信息的测量，这种测量方式省去了沿光轴方向的扫描运动，提高了测量效率。

但是，从前文所描述的彩色共焦测量方法的原理来看，其用于测量的色散区域5(自上而下，从蓝光到红光)只有在测量无颜色被测物或能够完全反射入射光的被测物时，才能保持所标定的色散区域；一旦被测物有颜色时，已标定的“波长-位移”曲线会受到被测物颜色的严重干扰，导致测量不准确。

因此，本发明人在理论推导被测物颜色对“位移-波长”曲线的影响函数关系的基础上，提出一种针对有颜色被测物的颜色标定方法，解决彩色共焦测量方法中的颜色干扰难题。

发明内容

本发明的技术目的在于提出一种用于彩色共焦测量的颜色标定方法，以修正因为被测物颜色给彩色共焦测量系统带来的测量误差。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

用于彩色共焦测量的颜色标定方法，包括以下步骤：

步骤一、以能够完全反射入射光的物面作为标准反射面，得到基本“位移-波长”曲线，所述“位移-波长”曲线，是指在由位移作为纵坐标波长作为横坐标的坐标轴中，将标定的点连接而成的曲线，所述标定的点是指当被测物沿光轴方向移动时，利用测量工具记录其位移、同时利用光谱仪记录其波长，进而在由位移作为纵坐标波长作为横坐标的坐标轴中标记的离散点；

步骤二、以色卡为被测物，分别得到色卡各颜色中心波长的“位移-波长”曲线；

步骤三、计算每种色卡颜色中心波长的“位移-波长”曲线相对于基本“位移-波长”曲线的偏移量Δi的大小和方向，并将这些偏移量和对应的色卡各颜色的中心波长制成颜色偏移表；

步骤四、实际测量时，利用光谱仪获取被测物面上各颜色的中心波长信息，并从前述颜色偏移表中找到相对应的偏移量Δi；再利用已标定的基本“位移-波长”曲线，得到对应被测物面上各颜色的“位移-波长”曲线；

步骤五、根据步骤四得到的“位移-波长”曲线，计算出有颜色的被测物面的形貌特征。

与现有技术相比，本发明有益效果为：