[发明专利]一种物体形状测量系统、方法和存储介质

说明书

本发明公开了一种物体形状测量系统、方法和存储介质。所述系统包括第一干涉装置和第二干涉装置，其中第一干涉装置用于提供具有可变周期光谱的光源，第二干涉装置用于接收第一干涉装置所提供的光源，使得光源产生干涉作用，形成主参考平面和次参考平面，对所述主参考平面或次参考平面所在位置获得成像。本发明通过将被测物体放置在次参考平面附近，当第一干涉装置发射出的光线的光谱周期发生变化，次参考平面与主参考平面之间的相对位置则发生相应变化，相当于在无需依赖机械运动的情况下实现对被测物体表面的扫描，具有结构简单、故障率低、容易维护以及使用成本低等效果。本发明广泛应用于测量技术领域。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是一种物体形状测量系统、方法和存储介质。

背景技术

白光干涉测量法(WLI)是一种用于精确测量物体形状的方法。图1所示是白光干涉测量法所使用的装置及其原理，主要包括光源、分束器件、参考镜和成像器件，形成一个类似于迈克尔干涉仪的结构，但比常规的迈克尔干涉仪少了一面镜子，而将被测物体放置在这面少了的镜子所在的位置。分束器件可以将光源发射过来的光线分为两束，一束通向参考镜并反射回来，另一束通向被测物体的表面并反射回来，这些光线将发生干涉现象，由成像器件拍摄到相应的干涉图像。其中，被测物体与分束器件之间将存在一个参考平面，其位置与参考镜与分束器件之间的相对位置有关，当被测物体的表面位于这一参考平面上时，干涉现象将达到最明显的状态。如果被测物体表面是凹凸不平的，那么被测物体相对分束器件运动时，被测物体的表面将能影响干涉图像，因此通过成像器件拍摄被测物体做相对运动过程中所形成的一系列干涉图像，并对干涉图像进行分析，可以获得被测物体表面的竖直方向坐标信息，从而测得被测物体的表面形状或粗糙度，其精度可以达到所用光波波长的四分之一。

由上述可知，现有技术依赖被测物体与测量系统之间做相对运动，最常用的方式包括：在测量系统上安装运动部件，被测物体保持静止，运动部件驱动参考镜等器件运动，形成与被测物体之间的相对运动；或者设置可运动的承载平台，将被测物体放在承载平台上，由承载平台驱动被测物体运动。这些方式都需要机械运动，相应被称为机械扫描，存在一定的复杂性，且容易发生故障，产生维护成本。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种物体形状测量系统、方法和存储介质。

一方面，本发明实施例包括一种物体形状测量系统，包括：

第一干涉装置，用于提供具有可变周期光谱的光源；

第二干涉装置，用于接收所述第一干涉装置所提供的光源，使得光源产生干涉作用，从而形成主参考平面和次参考平面，所述次参考平面分布在所述主参考平面两侧，对所述主参考平面或次参考平面所在位置获得成像。

进一步地，所述第一干涉装置和第二干涉装置当中至少一个是不平衡的。

进一步地，所述测量系统还包括：

控制器，用于控制所述第一干涉装置所提供光源的光谱周期，和/或控制所述第二干涉装置进行成像。

进一步地，所述第一干涉装置包括：

发光器件，用于发出光线；

光耦合器，具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，其中所述第一接口和第二接口位于同一侧，所述第三接口和第四接口位于同一侧；

第一光导器件，连接所述发光器件与所述光耦合器的第一接口；

第二光导器件，一端连接于所述光耦合器的第二接口，另一端用于发射光线；

第三光导器件，一端连接于所述光耦合器的第三接口，另一端连接于反射器；

第四光导器件，安装有扩展器，一端连接于所述光耦合器的第四接口，另一端连接于反射器；所述扩展器用于调整所述第四光导器件的长度。