[发明专利]通过角度可变照明来进行材料测试

说明书

本发明涉及一种光学系统(100)，该光学系统包括照明模块(111)，该照明模块被设计用于以至少一个角度可变的照明几何形状来照射样本物体(180，181)。该光学系统还包括：成像光学单元，该成像光学单元被设置用于在检测器(114)上产生以该至少一个角度可变的照明几何形状照射的该样本物体(180，181)的成像表示；以及该检测器(114)，该检测器被设计用于基于该成像表示来捕捉该样本物体(180，181)的至少一个图像。该光学系统进一步包括控制器，该控制器被设置用于基于传递函数和该至少一个图像来确定结果图像。

技术领域

本发明的多个不同的实例总体上涉及一种具有照明模块的光学系统，该照明模块被设置用于以角度可变的照明几何形状来照射样本物体。本发明的多个不同的实例具体涉及用于基于传递函数和该样本物体的至少一个图像来确定结果图像的技术。

背景技术

在材料测试中可能经常需要产生样本物体的高度轮廓。于是可以基于高度轮廓来检测例如异常。

用于确定高度轮廓的一种技术是所谓的“明暗恢复形状”(SFS)。例如参见Prados,Emmanuel,和Olivier Faugeras.“Shape from shading[明暗恢复形状]”.Handbook ofmathematical models in computer vision[计算机视觉中的数学模型手册](2006):375-388。SFS具有特定的缺点和局限性。例如，获得足够大量的图像以执行高度轮廓的重建可能经常是繁复且复杂的。此外，相应的技术可能是耗时的并且容易出错。

发明内容

因此，需要改进的材料测试技术。具体地，需要消除或减轻至少一些上述局限性和缺点的此类技术。

这个目的通过下面所述的特征来实现。一种光学系统，包括：照明模块，该照明模块被设置用于以至少一个角度可变的照明几何形状来照射样本物体；成像光学单元，该成像光学单元被设置用于在检测器上产生以该至少一个角度可变的照明几何形状照射的该样本物体的成像表示；该检测器，该检测器被设置用于基于该成像表示来捕捉该样本物体的至少一个图像；以及控制器，该控制器被设置用于基于传递函数和该至少一个图像来确定结果图像。一种方法，包括：用至少一个角度可变的照明几何形状来照射样本物体；将以该至少一个角度可变的照明几何形状照射的该样本物体在检测器上成像；基于该成像表示来捕捉该样本物体的至少一个图像；以及基于传递函数和该至少一个图像来确定结果图像。

下面所述的特征限定了实施例。

在一实施例中，该照明模块和该检测器被布置成反射光几何形状。

在一实施例中，该照明模块被设置用于以暗场几何形状来照射该样本物体。

在一实施例中，该控制器还被设置用于检测该结果图像中的异常，其中，这些异常包括该结果图像的对比度的极值。

在一实施例中，该控制器还被设置用于检测该结果图像中的异常，其中，这些异常包括与该样本物体的真实空间图案的偏差。

在一实施例中，该控制器被设置用于基于以下技术中的至少一种技术来确定与该样本物体的真实空间图像的偏差：傅里叶空间滤波；自相关作用；与该真实空间图案的参考图像的偏差。

在一实施例中，该传递函数针对在该成像光学单元的单倍孔径或两倍孔径内的空间频率没有小于该传递函数针对在该成像光学单元的单倍孔径或两倍孔径内的空间频率的所有绝对值中的最大值的5％的绝对值、可选地没有小于后者的2％的值、进一步可选地没有小于后者的0.5％的值。

在一实施例中，该传递函数针对在该成像光学单元的孔径内的空间频率没有局部极值。

在一实施例中，该传递函数是根据该至少一个角度可变的照明几何形状来确定的。

在一实施例中，该传递函数是阶梯函数。