[发明专利]基于结构光照明的面形测量装置和方法有效

专利信息
申请号: 201711242382.9 申请日: 2017-11-30
公开(公告)号: CN108020174B 公开(公告)日: 2019-06-11
发明(设计)人: 刘辰光;赵一轩;刘俭;陈刚;李勇;谭久彬 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学;北京锐驰恒业仪器科技有限公司
主分类号: G01B11/25 分类号: G01B11/25
代理公司: 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11465 代理人: 李冉
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要: 基于结构光照明的面形测量装置和方法,属于光学显微成像与测量技术领域。本发明专利的技术特点是:装置包括:结构光照明模块、轴向扫描模块和探测模块。本发明在常规结构光照明显微系统中增加由偏振分光镜、低孔径物镜、管镜和平面反射镜等组成的轴向扫描装置,实现结构光照明条纹在被观测样品空间的高速轴向移动,并且利用窗口傅里叶变换对不同z向位置条纹投影下拍摄的图片进行处理,计算每个子区域图像在投影条纹频率处的相关系数,获取每个横向位置清晰度轴向响应曲线,曲线的峰值位置即为样品该横向位置的相对高度,最终获取样品表面面形。该发明具有装调简单,轴向扫描速度快,测量结果受样品表面反射率差异影响小和信噪比高的优点。
搜索关键词: 基于 结构 照明 测量 装置 方法
【主权项】:
1.基于结构光照明的面形测量装置,其特征在于:包括结构光照明模块、轴向扫描模块和探测模块;所述结构光照明模块由两路照明光路组成,第一路照明光路按照光线传播方向依次为:激光器(1)、传导光纤(2)、准直镜(3)、偏振分光镜一(4)、振幅型正弦光栅一(5)和管镜一(6);第二路照明光路按照光线传播方向依次为:激光器(1)、传导光纤(2)、准直镜(3)、偏振分光镜一(4)、平面反射镜一(7)、振幅型正弦光栅二(8)和管镜二(9);所述轴向扫描模块按照光线传播方向依次为:分光镜二(13)、分光镜一(10)、物镜一(11)、平面反射镜二(12)、管镜三(14)、管镜四(15)、分光镜三(16)和物镜二(17);所述探测模块由两路探测光路组成,第一路探测光路按照光线传播方向依次为:偏振分光镜二(19)、平面反射镜三(22)、管镜五(23)和CCD一(24);第二路探测光路按照光线传播方向依次为:偏振分光镜二(19)、管镜六(20)和CCD二(21);所述结构光照明模块的两路照明光路共用偏振分光镜一(4);物镜二(17)的下方设置被测样品(18);激光器(1)发出激发光,经过传导光纤(2)和准直镜(3)之后形成平行光,经过偏振分光镜一(4)将光束分为偏振方向正交的两路平行光,其中一路通过振幅型正弦光栅一(5)调制后,经过管镜一(6)出射,另一路通过振幅型正弦光栅二(8)调制后,经过管镜二(9)出射,两束照明光经过分光镜二(13)、分光镜一(10)合为一束照明光,依次经过物镜一(11)、平面反射镜二(12)、管镜三(14)、管镜四(15)、分光镜三(16)和物镜二(17)出射到被测样品(18)表面;照射在样品表面正弦分布的光经样品表面反射后,依次经过物镜二(17)、分光镜三(19)和偏振分光镜二(22)后被分为两路偏振方向相互垂直的信号光,第一路信号光通过管镜五(22)后被CCD一(24)探测,第二路信号光通过管镜六(20)后被CCD二(21)探测。
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