[实用新型]一种基于光谱共焦的成像检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于光谱共焦的成像检测装置，包括照明组件、成像组件、分色组件和多个图像探测器，照明组件发射具有不同波长的光束，不同波长的光束分别照射在被测物体沿光轴一段深度距离内的不同位置，不同波长的光束在被测物体不同深度表面反射后通过成像组件会聚后进入分色组件；分色组件将会聚后的成像光束分为不同波长的多个光束，每个波长的光束会聚在其对应的图像探测器上成像。本实用新型成像检测装置解决了现有成像检测中分辨率与焦深相互制约的问题，实现了物镜高分辨率下也能得到大景深的高精度测量。

技术领域

本实用新型涉及一种基于光谱共焦的成像检测装置，属于成像测量技术领域。

背景技术

成像测量技术广泛应用于工业检测中，例如在半导体检测中广泛使用的显微检测。当前，显微检测的分辨率和景深主要由物镜决定。一般物镜的景深DOF＝λ/2(NA)²，其中λ为波长，NA为物镜的数值孔径；NA越大，则物镜分辨率越高，但景深DOF就越小，检测分辨率和景深相互制约。因此，使用大NA物镜检测时，其景深范围有限，检测深度较大的物体，一般需要沿光轴方向移动物镜或对被测物进行扫描。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于光谱共焦的成像检测装置，该成像检测装置能够实现在物镜NA一定的情况下，通过光谱共焦技术，将物镜的检测景深提高3倍以上。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于光谱共焦的成像检测装置，包括照明组件、成像组件、分色组件和多个图像探测器，照明组件发射具有不同波长的光束，不同波长的光束分别照射在被测物体沿光轴一段深度距离内的不同位置，不同波长的光束在被测物体不同深度表面反射后通过成像组件会聚后进入分色组件；分色组件将会聚后的成像光束分为不同波长的多个光束，每个波长的光束会聚在其对应的图像探测器上成像。

其中，每个图像探测器分别通过电缆与上位机连接，每个图像探测器上的图像采集到的是被测物体不同位置处的清晰图像，上位机通过图像融合技术，提取出每幅图像中图像清晰的区域，融合成一张图像，从而本实用新型装置能够实现在物镜高分辨率下得到大景深范围内被测物体的清晰图像。

其中，所述照明组件包括光源和聚焦镜，聚焦镜将光源发射的带不同波长的光束会聚进入成像组件；光源为LED白光光源或光纤白光光源。

其中，所述成像组件包括物镜、分光镜和筒镜；分光镜为半透半反镜，分光镜将一部分入射照明光束折转，进入物镜后照明在被测物体上，物镜将不同波长的光束会聚在被测物体沿光轴一段深度距离内的不同位置上；在被测物体不同深度表面反射的光束进入物镜会聚成成像光束，成像光束经分光镜透射后再经过筒镜会聚后进入分色组件。

其中，所述分色组件由多个分色棱镜组成，或分色组件由两个分色平面镜组成。

其中，分色组件由多个分色棱镜组成时，多个分色棱镜包括三棱镜a、三棱镜b和四棱镜c；三棱镜a和三棱镜b的胶合面中心为空气隙，该胶合面镀有反射蓝光的高通滤光膜(片)；三棱镜b和四棱镜c的胶合面没有空气间隙，该胶合面镀有反射红光的低通滤光膜(片)。

其中，当分色组件由两个分色平面镜组成时，两个分色平面镜中心延长线的夹角为90度。

有益效果：本实用新型成像检测装置解决了现有成像检测中分辨率与焦深相互制约的问题，实现了物镜高分辨率下也能得到大景深的高精度测量，利用本实用新型装置在检测深度较大的物体时，无需沿光轴方向移动物镜或对被测物体进行扫描，也能够得到被测物体的清晰图像，本实用新型成像检测装置实现了在物镜NA一定的情况下，通过光谱共焦技术，将物镜的检测景深提高3倍以上。

附图说明

图1为实施例1采用分光棱镜的光谱共焦成像检测装置的结构示意图；