[发明专利]用于光学测量表面形貌的装置和方法

权利要求书

1.一种用于确定结构的表面形貌的装置，所述装置包括：

探头；

照明单元，该照明单元被配置为输出入射到所述结构的多个光束；

聚光组件，该聚光组件包括像空间透镜和物空间透镜；

变焦组件，该变焦组件沿着所述像空间透镜与所述物空间透镜之间的光路定位，所述变焦组件的一部分位于所述物空间透镜的后焦距处，并且包括可变光学功率元件或者发散和汇聚透镜；

检测器，该检测器具有传感元件阵列，所述传感元件阵列被配置为测量从被照射的所述结构返回的多个光束中的每个光束的特性；以及

处理器，该处理器连接到所述检测器，并且被配置为基于测得的从所述被照射的结构返回的所述多个光束中的每个光束的特性，生成表示所述结构的形貌的数据，

其中，所述聚光组件被配置为：

接收所述多个光束中的每个光束；

使所述多个光束在变焦组件内重叠；以及

将所述多个光束中的每个光束聚焦于所述探头的外部的各焦点，以照射所述结构，并且

其中，所述变焦组件被配置为，使所述各焦点沿着所述多个光束的传播方向移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变焦组件的至少一部分位于所述聚光组件中的物镜的后焦距处，以抑制当所述各焦点沿着所述光束的所述传播方向移动时所述多个光束的各焦点之间的间隔变化。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变焦组件沿着所述多个光束的光路定位，使得所述多个光束中的大部分光束沿着所述变焦组件的至少一部分与所述多个光束中的其他光束重叠，以抑制当所述各焦点沿着所述光束的所述传播方向移动时所述多个光束的各焦点之间的间隔变化。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个光束中的每个光束在进入所述变焦组件时具有大致平行的构造，并且其中，所述变焦组件将所述多个光束中的每个光束相似地调整为在从所述变焦组件出射时具有汇聚构造、平行构造或发散构造，以使所述各焦点沿着所述光束的所述传播方向移动。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述特性包括强度。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变焦组件使所述各焦点移动至少10mm。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述物空间透镜包括远心透镜，并且所述变焦组件的至少一部分位于所述远心透镜的后焦距处。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述像空间透镜包括布置为使得通过所述变焦组件的所述多个光束重叠且大致平行的焦距和位置。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变焦组件包括可变光学功率元件，并且所述变焦组件能够操作为在不移动所述可变光学功率元件的情况下使所述各焦点移动，从而使所述各焦点与所述探头之间的间隔以大于10Hz的频率振荡至少10mm。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变焦透镜组包括所述发散透镜和所述汇聚透镜；并且所述发散透镜与所述汇聚透镜之间的间隔被改变，以使所述外部焦点移位。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述照明单元包括透镜阵列。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述探头包括光传输介质。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述探头是中空的。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述探头的内表面是反射式的。

15.根据权利要求1所述的装置，还包括：在所述探头的末端的反射镜。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述反射镜是倾斜的反射镜。