CN112684460B - 一种面阵扫频测量装置和方法 - Google Patents
一种面阵扫频测量装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112684460B CN112684460B CN202011517718.XA CN202011517718A CN112684460B CN 112684460 B CN112684460 B CN 112684460B CN 202011517718 A CN202011517718 A CN 202011517718A CN 112684460 B CN112684460 B CN 112684460B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- lens
- array
- camera
- reflecting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 14
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 11
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提供了一种面阵扫频测量装置和方法，属于激光测距技术领域，装置包括可调谐激光器、准直器、扩束器、相位阵列、透镜阵列、第一透镜、分束器、镜头、相机、采集控制单元和反射元件；可调谐激光器用于提供激光光束；相位阵列用于对扩束后的平行光相位调制；透镜阵列用于对每个相位阵列输出的光束聚焦；分束器用于将第一透镜输出的光束分为反射光和透射光；反射元件用于将透射光反射形成参考光；工作时被测物体反射反射光形成信号光；其中，信号光和参考光干涉形成干涉图案；相机用于采集干涉图像；采集控制单元用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。本发明通过多个独立散斑的叠加，实现了降低散斑对比度的效果。
Description
技术领域
本发明属于激光测距技术领域，更具体地，涉及一种面阵扫频测量装置及方法。
背景技术
现代工业生产中，零件加工的精密程度越来越成为高性能设备的关键，准确且稳定的生产出所需要的特定尺寸和形貌的零件非常重要。因此，对所生产的零件进行精确的检测是保证高质量生产的重要环节。现有的技术中，大视场下的精确测距往往需要通过逐点扫描获得零件的形貌，而且测量速度还会受限于扫描的速度，难以在高灵敏度的同时获得高测量速度。
单独使用面阵扫频干涉测量装置时，由于激光光源的相干性太强会出现散斑，这种随机涨落对于测量影响巨大。散斑会导致对物体表面同一点多次采样时数据随机涨落的问题，这会影响测量的精度。现有的最接近的技术是采用机械点(线)扫描的方式，由于光斑为点或线，不会有散斑的影响。但采用机械点(线)扫描方式的速度较面阵系统慢。也有采用宽谱激光作为光源，使用光谱仪探测信号的方案，点扫描时采用线阵的光谱仪，线扫描时采用面阵的光谱仪，理论上不存在面阵的问题，因此也不存在散斑，但扫描方式较为原始，采集的速度也更慢。现有的抑制散斑的技术是在物体上加一个抖动，主要用于激光投影显示领域，显然这种方案不适合于测量装置。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种面阵扫频测量装置和方法，其目的在于引入相位阵列和透镜阵列，使得被测物体表面的散斑为多个散斑的叠加，降低散斑对比度，进而达到抑制散斑的目的。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种一般视场下抑制散斑的面阵扫频测量装置，包括可调谐激光器、准直器、扩束器、相位阵列、透镜阵列、第一透镜、分束器、镜头、相机、采集控制单元和反射元件；
在激光光束的透射方向上依次设置准直器、扩束器、相位阵列、透镜阵列、第一透镜、分束器和反射元件；激光光束经分束器反射的相反方向依次设置镜头和相机；可调谐激光器的输出端连接相机；
可调谐激光器用于提供激光光束；准直器用于将激光光束准直为平行光；扩束器用于对准直器输出的平行光进行扩束；相位阵列用于对扩束后的平行光相位调制；透镜阵列用于对每个相位阵列输出的光束聚焦；第一透镜用于将透镜阵列输出的光束汇聚成像至分束器；分束器用于将第一透镜输出的光束分为反射光和透射光；反射元件用于将透射光反射形成参考光；工作时被测物体反射反射光形成信号光；其中，信号光和参考光干涉形成干涉图案；镜头用于将干涉图像成像至相机上，相机用于采集干涉图像；采集控制单元用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。
优选地，当可调谐激光器发出等波数间隔的触发信号时，触发信号用于控制相机采集干涉图像。
优选地，当反射元件为分束平板或光学窗口时，反射元件第一反射面的反射光为第一参考光，反射元件第二反射面的反射光为第二参考光；其中，信号光、第一参考光和第二参考光两两发生干涉。
优选地，反射元件为倾斜反射元件。
优选地，相位阵列为阿达玛相位阵列。
另一方面，本发明提供了一种小视场下抑制散斑的面阵扫频测量装置，包括可调谐激光器、准直器、扩束器、相位阵列、透镜阵列、分束器、第二透镜、第三透镜、第四透镜、相机、采集控制单元和反射元件；
在激光光束的透射方向上依次设置准直器、扩束器、相位阵列、透镜阵列、分束器、第三透镜和反射元件；激光光束经分束器反射的方向依次设置第二透镜、分束器、第四透镜和相机；可调谐激光器的输出端连接相机；
可调谐激光器用于提供激光光束；准直器用于将激光光束准直为平行光；扩束器用于将平行光扩束；相位阵列用于将扩束后的平行光进行阵列式的相位调制；透镜阵列用于将每个相位阵列输出的光束聚焦；分束器用于将透镜阵列输出的光束分为反射光和透射光；第二透镜用于将反射光汇聚成像至被测物体上，经反射形成信号光；第三透镜用于将透射光汇聚成像至反射元件；反射元件用于反射透射光形成参考光；第四透镜用于将信号光和参考光干涉形成的干涉图像成像至相机上；相机用于采集干涉图像；采集控制单元用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。
优选地，当可调谐激光器发出等波数间隔的触发信号时，触发信号用于控制相机采集干涉图像。
优选地，当反射元件为分束平板或光学窗口时，反射元件第一反射面的反射光为第一参考光，反射元件第二反射面的反射光为第二参考光；其中，信号光、第一参考光和第二参考光两两发生干涉。
优选地，反射元件为倾斜反射元件。
优选地，相位阵列为阿达玛相位阵列。
另一方面，本发明提供了一种抑制散斑的面阵扫频测量方法，包括以下步骤：
S1.将依次经过准直和扩束后的激光光束进行相位调制后聚焦；
S2.结合透镜，将S2获取的聚焦光束分解为透射光和反射光；
S3.利用反射元件将透射光反射后形成参考光，且利用被测物体将反射光反射后形成信号光；
S4.信号光与参考光发生干涉，形成干涉图像；
S5.根据相机采集的干涉图案，分析被测物体的表面形貌。
优选地，当反射元件为分束平板或光学窗口时，反射元件第一反射面的反射光为第一参考光，反射元件第二反射面的反射光为第二参考光；其中，信号光、第一参考光和第二参考光两两发生干涉。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供的抑制散斑的面阵扫频测量装置，由于采用相位阵列对激光光束的光斑进行阵列式的相位调制，透镜阵列用于对每个相位阵列输出的光束进行聚焦，根据公式可知，本发明通过多个独立散斑的叠加，实现降低散斑对比度的效果。
本发明通过相机与选配镜头可以实现小视场和一般视场的面阵扫频，当相机与镜头配合使用时，实现一般视场的面阵扫频，当相机与透镜(显微镜)配合使用时，实现小视场的面阵扫频，避免了光学系统近大远小的特性影响被测物体的三维位置分析；同时与传统的点探测相比，相机的面阵扫频特性，使得激光测距的精准度更高。
本发明中当反射元件是具有两个反射面的光学元件时，此时的光路结构可以看作是双参考臂系统，可以有效地解决传统激光干涉测距存在的非模糊距离问题和死区距离，可以实现精准地测距和测厚。
本发明提供的反射元件为倾斜反射元件时，可以有效地抑制死区和镜像信号峰，因此，可以扩大面阵扫频的测量范围。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的抑制散斑的面阵扫频测量装置示意图；
图2是本发明实施例2提供的抑制散斑的面阵扫频测量装置示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中，
1.可调谐激光器；2.准直器；3.扩束器；4.相位阵列；5.透镜阵列；6.第一透镜；7.分束器；8.被测物体；9.反射元件；10.镜头；11.相机；12.采集控制单元；15.第二透镜；14.第三透镜；13.第四透镜。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
单独使用面阵扫频干涉测量装置时，由于激光光源的相干性太强会出现散斑，这种随机涨落对于测量影响巨大，使用激光散斑抑制装置可以抑制散斑对比度，实现噪声更低的面阵探测。
本发明公开了一种抑制散斑的面阵扫频测量装置及方法，采用相机采集干涉图像，实现面阵扫频测量；在面阵扫频测量的装置中，引入阿达玛(Hadamard)相位阵列和透镜阵列，使得被测物体表面的散斑为多个散斑的叠加，降低散斑对比度，达到抑制散斑的目的。同时使用扫频光源和面阵探测的方式，减少光路中的活动结构，提高了面阵扫频测量装置的稳定性和成像速度。
抑制散斑的原理如下：
激光散斑的抑制本质上式要降低散斑对比度，散斑对比度C的定义可以描述为散斑标准差σI与散斑均值之比，具体公式为：
当有多个独立散斑叠加时，可以看成是光强的叠加，具体为：
若每个光斑的平均光强为则总的平均光强/>可以表示为：
方差可以表示为：
因此，当有N个独立散斑叠加且散斑的平均光强都一样时，对比度CN可以为：
其中，n为散斑编号。
根据对比度公式说明，当多个独立散斑叠加时，散斑对比度会下降，达到抑制散斑的目的。在本发明中，使用阿达玛(Hadamard)相位阵列光栅调制激光光源，再使用透镜矩阵将调制后的光照射到被测物体上，使得被测物体上散斑对比度下降，提高成像质量。
单独使用透镜阵列，散斑也会发生重叠现象，但是独立性是随机的，抑制散斑的效果不明显。为了解决这一问题，本发明引入相位阵列。在数学中，阿达玛矩阵(Hadamardmatrix)是一个方阵，每个元素都是+1或-1，每行都是互相正交的，光经过阿达玛矩阵相位阵列后，对光进行相位调制，再经过透镜阵列，成像在被测物体表面的散斑可以保证独立。因此相位阵列和透镜阵列相配合，散斑的抑制效果最佳。
本发明提供的抑制散斑的面阵扫频测量装置及方法，除了一般视场和大视场的面阵探测外，还可以搭配显微镜实现小视场的探测，只需要在光路中改变透镜位置和增减透镜数量即可实现。
实施例1
如图1所示提供了一种抑制散斑的面阵扫频测量装置，包括可调谐激光器1、准直器2、扩束器3、相位阵列4、透镜阵列5、第一透镜6、分束器7、镜头10、相机11、采集控制单元12和反射元件9；
在激光光束的透射方向上依次设置准直器2、扩束器3、相位阵列4、透镜阵列5、第一透镜6、分束器7和反射元件；激光光束经分束器7反射的相反方向依次设置镜头10和相机11；可调谐激光器1的输出端连接相机11；
可调谐激光器1用于通过发送触发信号控制相机采集干涉图像，并提供激光光束；准直器2用于将可调谐激光器1输出的发散激光光束准直为平行光；扩束器3用于将准直器2输出的平行光扩束至典型值为30mm的光斑；相位阵列4用于将30mm的光斑进行阵列式的相位调制；透镜阵列5用于对每个相位阵列输出的光束进行聚焦；第一透镜6用于将透镜阵列输出的光束汇聚成像至分束器7；分束器7用于将第一透镜6输出的光束分为反射光和透射光；透射光经过反射元件9反射形成参考光；反射光照射至被测物体后反射，形成信号光；信号光和参考光干涉形成干涉图案；镜头10用于将干涉图像成像至相机11上，相机11用于采集干涉图像；采集控制单元12用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。
可调谐激光器1通过光纤连接至准直器2，可调谐激光器1可以调谐输出激光的波长，其输出的波长随时间变化的过程称为光频率扫描，简称扫频。可调谐激光器1还可以实现发出等波数间隔的触发信号，即每当其输出光变化了相同的波数时，发出一个触发信号，触发信号用于控制相机11开始采集；在可调谐激光器1不发出等波数间隔的触发信号时，相机等时间间隔采样，这种采样方式的成本更低，但测量精度下降。采集控制单元12可以完成采集相等设备信号、控制系统各单元时序以及处理显示数据等功能。
根据干涉图像分析被测物体的表面形貌的原理具体如下：
相机11记录不同时刻经过散斑抑制后的信号光和参考光干涉获取的干涉图像，多张干涉图像实际记录的是各点的频谱，通过反傅里叶变换可获知被测物体表面和内部相对固定参考面的距离信息，从而达到测距/测厚的目的。
优选地，反射元件9可以是一个具有单一反射面的光学元件，反射镜面为被测物体8的参考面，来自被测物体8的反射光为反射光，来自反射元件9的反射光为参考光，第一反射光与参考光光产生的干涉图像被相机11记录；
优选地，反射元件9也可以是一个具有两个反射面的光学元件，此时的光路结构可以看作双参考臂系统。此时，被测物体8的反射光为反射光，反射元件9的第一反射面的反射光为第一参考光，反射元件9的第二反射面的反射光为第二反射光，信号光、第一参考光和第二参考光两两发生干涉，产生的干涉图像被相机记录；
优选地，反射元件9为倾斜反射元件，即，相对于光轴倾斜θ角，可以抑制死区，扩展量程。例如，反射元件9与x轴的夹角呈2°；具体倾斜反射元件抑制死区的原理如下：
假设(x,y)是被测物体的表面坐标，当反射元件9不倾斜时，信号光和参考光两者的光程差为l(x,y)，通过相机11获取的光谱为对S1在/>域进行傅里叶变换后，得到的第一变换谱会出现一对沿零点对称且互为镜像的信号峰以及一个零点附近的具有一定宽度的死区，信号峰的横坐标为±l(x,y)，死区为可调谐激光器1的光谱I(λ)的傅里叶变换。
当反射元件9在(x＝0,y＝0)的点沿x轴旋转θ角后，信号光和参考光两者的光程差为l(x,y)+xsin(θ)，通过相机11获取的光谱为对S2在/>域进行傅里叶变换后，得到的第二变换谱会出现一对沿零点对称的信号峰以及一个在零点附近的具有一定宽度的死区，第二变换谱的信号峰的横坐标与sin(θ)成正比。由于θ时一个预先设置的固定值，因此，信号峰的中心值是可以预估的。而第二变换谱的死区同样为可调谐激光器1的光谱I(λ)的傅里叶变换，且不会与sin(θ)决定的信号峰发生混叠，因此，使用高通滤波算法可以滤除死区以及负半轴的信号，再将经过滤波的第二变换谱由傅里叶逆变换至x域，得到一个复数光谱信号S3，光谱信号S3不再包含可调谐激光器1的光谱I(λ)，镜像部分也会得到大幅抑制，因此，对S3在/>域进行傅里叶变换后得到的变换谱仅包含一个信号峰，死区和镜像信号均会得到大幅抑制。因此，面阵扫频测量范围将可以从正半轴扩展至整个正负半轴，且不受死区干扰。
进一步地，具有两个反射面的反射元件9可以是分束平板或光学窗口等，具有两个接近平行反射面的光学单体元件，也可以是由分束器、第一参考反射镜、第二参考反射镜和若干滤光片组成。
当抑制散斑的面阵扫频测量装置是单参考臂设置时，只有一个干涉峰，且它不在死区内时，才能获取准确的距离值。典型的死区范围是一个非模糊区间大小的百分之一。
实施例1提供的抑制散斑的面阵扫频测量装置适用于一般视场和大视场下，在一般视场通常采用的镜头可以是配带光圈的远心镜头。
实施例2
如图2所示提供了一种抑制散斑的面阵扫频测量装置，包括可调谐激光器1、准直器2、扩束器3、相位阵列4、透镜阵列5、分束器7、第二透镜15、第三透镜14、第四透镜13、相机11、采集控制单元12和反射元件9；
在激光光束的透射方向上依次设置准直器2、扩束器3、相位阵列4、透镜阵列5、分束器7、第三透镜14和反射元件9；激光光束经分束器7反射的方向依次设置第二透镜15、分束器7、第四透镜13和相机11；可调谐激光器1的输出端连接相机11；
可调谐激光器1用于通过发送触发信号控制相机采集干涉图像，并提供激光光束；准直器2用于将可调谐激光器1输出的发散激光光束准直为平行光；扩束器3用于将准直器2输出的平行光扩束至典型值为30mm的光斑；相位阵列4用于将30mm的光斑进行阵列式的相位调制；透镜阵列5用于将每个相位阵列输出的光束进行聚焦；分束器7用于将透镜阵列5输出的光束分为反射光和透射光；第二透镜15用于将反射光汇聚成像至被测物体8上，经反射形成信号光；第三透镜14用于将透射光汇聚成像至反射元件9；反射元件9用于反射汇聚后的透射光，形成参考光；第四透镜用于将信号光和参考光干涉形成的干涉图像成像至相机11上；相机11用于采集干涉图像；采集控制单元12用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。
优选地，反射元件9为倾斜反射元件。
实施例2提供的面阵扫频测量装置在一般视场、小视场和大视场下均适用。
综上所述，本发明与现有技术相比，存在以下优势：
本发明提供的抑制散斑的面阵扫频测量装置，由于采用相位阵列对激光光束的光斑进行阵列式的相位调制，透镜阵列用于对每个相位阵列输出的光束进行聚焦，根据公式可知，本发明通过多个独立散斑的叠加，实现降低散斑对比度的效果。
本发明通过相机与选配镜头可以实现小视场和一般视场的面阵扫频，当相机与镜头配合使用时，实现一般视场的面阵扫频，当相机与透镜(显微镜)配合使用时，实现小视场的面阵扫频，避免了光学系统近大远小的特性影响被测物体的三维位置分析；同时与传统的点探测相比，相机的面阵扫频特性，减少了光路中的活动结构，提高了系统稳定性和成像速度。
本发明中当反射元件是具有两个反射面的光学元件时，此时的光路结构可以看作是双参考臂系统，可以有效地解决传统激光干涉测距存在的非模糊距离问题和死区距离，可以实现精准地测距和测厚。
本发明提供的反射元件为倾斜反射元件时，可以有效地抑制死区和镜像信号峰，因此，可以扩大面阵扫频的测量范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种面阵扫频测量装置，其特征在于，包括可调谐激光器（1）、准直器（2）、扩束器（3）、阿达玛相位阵列（4）、透镜阵列（5）、第一透镜（6）、分束器（7）、镜头（10）、相机（11）、采集控制单元（12）和反射元件（9）；
在激光光束的透射方向上依次设置所述准直器（2）、所述扩束器（3）、所述阿达玛相位阵列（4）、所述透镜阵列（5）、所述第一透镜（6）、所述分束器（7）和所述反射元件（9）；激光光束经所述分束器（7）反射的相反方向依次设置所述镜头（10）和所述相机（11）；所述可调谐激光器（1）的输出端连接所述相机（11）；
所述可调谐激光器（1）用于提供激光光束；所述准直器（2）用于将激光光束准直为平行光；所述扩束器（3）用于对所述准直器（2）输出的平行光进行扩束；所述阿达玛相位阵列（4）用于对扩束后的平行光相位调制；所述透镜阵列（5）用于对每个阿达玛相位阵列输出的光束聚焦；所述第一透镜（6）用于将所述透镜阵列（5）输出的光束汇聚成像至所述分束器（7）；所述分束器（7）用于将所述第一透镜（6）输出的光束分为反射光和透射光；所述反射元件（9）用于将透射光反射形成参考光；工作时被测物体（8）反射反射光形成信号光；其中，信号光和参考光干涉形成干涉图案；所述镜头（10）用于将干涉图像成像至所述相机（11）上；所述采集控制单元（12）用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。
2.根据权利要求1所述的面阵扫频测量装置，其特征在于，当所述可调谐激光器（1）发出等波数间隔的触发信号时，触发信号用于控制相机（11）采集干涉图像。
3.根据权利要求1或2所述的面阵扫频测量装置，其特征在于，当反射元件（9）为分束平板或光学窗口时，反射元件第一反射面的反射光为第一参考光，反射元件第二反射面的反射光为第二参考光；其中，信号光、第一参考光和第二参考光两两发生干涉。
4.根据权利要求1或2所述的面阵扫频测量装置，其特征在于，所述反射元件（9）为倾斜反射元件。
5.一种面阵扫频测量装置，其特征在于，包括可调谐激光器（1）、准直器（2）、扩束器（3）、阿达玛相位阵列（4）、透镜阵列（5）、分束器（7）、第二透镜（15）、第三透镜（14）、第四透镜（13）、相机（11）、采集控制单元（12）和反射元件（9）；
在激光光束的透射方向上依次设置所述准直器（2）、扩束器（3）、阿达玛相位阵列（4）、透镜阵列（5）、分束器（7）、第三透镜（14）和反射元件（9）；激光光束经所述分束器（7）反射的方向依次设置所述第二透镜（15）、分束器（7）、第四透镜（13）和相机（11）；所述可调谐激光器（1）的输出端连接所述相机（11）；
所述可调谐激光器（1）用于提供激光光束；所述准直器（2）用于将激光光束准直为平行光；所述扩束器（3）用于将平行光扩束；所述阿达玛相位阵列（4）用于将扩束后的平行光进行阵列式的相位调制；所述透镜阵列（5）用于将每个阿达玛相位阵列输出的光束聚焦；所述分束器（7）用于将所述透镜阵列（5）输出的光束分为反射光和透射光；所述第二透镜（15）用于将反射光汇聚成像至被测物体（8）上，经反射形成信号光；所述第三透镜（14）用于将透射光汇聚成像至反射元件（9）；所述反射元件（9）用于反射透射光形成参考光；所述第四透镜（13）用于将信号光和参考光干涉形成的干涉图像成像至所述相机（11）上；所述采集控制单元（12）用于根据干涉图像分析被测物体的表面形貌。
6.根据权利要求5所述的面阵扫频测量装置，其特征在于，当所述可调谐激光器（1）发出等波数间隔的触发信号时，触发信号用于控制相机（11）采集干涉图像。
7.根据权利要求5或6所述的面阵扫频测量装置，其特征在于，当反射元件（9）为分束平板或光学窗口时，反射元件第一反射面的反射光为第一参考光，反射元件第二反射面的反射光为第二参考光；其中，信号光、第一参考光和第二参考光两两发生干涉。
8.根据权利要求5或6所述的面阵扫频测量装置，其特征在于，所述反射元件（9）为倾斜反射元件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011517718.XA CN112684460B (zh) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | 一种面阵扫频测量装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011517718.XA CN112684460B (zh) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | 一种面阵扫频测量装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112684460A CN112684460A (zh) | 2021-04-20 |
| CN112684460B true CN112684460B (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=75449723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011517718.XA Active CN112684460B (zh) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | 一种面阵扫频测量装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112684460B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113933265B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-01-03 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 散斑测量装置及测量分析方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101603813A (zh) * | 2009-07-10 | 2009-12-16 | 杭州电子科技大学 | 一种光学驻波纳米颗粒尺寸测量装置 |
| JP2011242304A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Niigata Univ | 表面形状の測定方法及び測定装置 |
| CN102980600A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-20 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于双脉冲数字散斑瞬态测量光学系统 |
| CN109445089A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-08 | 浙江大学 | 一种基于高速波前调制的多模光纤三维成像装置及方法 |
| CN110108223A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-09 | 合肥工业大学 | 散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统及测量方法 |
| CN110376596A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 华中科技大学 | 一种物体表面三维坐标测量系统以及测量方法 |
| CN111999739A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-27 | 杭州爱莱达科技有限公司 | 相位调制测距测速相干激光雷达方法及装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016084261A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社日立製作所 | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
-
2020
- 2020-12-21 CN CN202011517718.XA patent/CN112684460B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101603813A (zh) * | 2009-07-10 | 2009-12-16 | 杭州电子科技大学 | 一种光学驻波纳米颗粒尺寸测量装置 |
| JP2011242304A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Niigata Univ | 表面形状の測定方法及び測定装置 |
| CN102980600A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-20 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于双脉冲数字散斑瞬态测量光学系统 |
| CN109445089A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-08 | 浙江大学 | 一种基于高速波前调制的多模光纤三维成像装置及方法 |
| CN110108223A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-09 | 合肥工业大学 | 散斑干涉与剪切散斑干涉的测量系统及测量方法 |
| CN110376596A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 华中科技大学 | 一种物体表面三维坐标测量系统以及测量方法 |
| CN111999739A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-27 | 杭州爱莱达科技有限公司 | 相位调制测距测速相干激光雷达方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于束间动态干涉的快速匀滑新方法;熊皓;物理学报;第69卷(第6期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112684460A (zh) | 2021-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112684463B (zh) | 一种面阵扫频测量装置和方法 | |
| US6271924B1 (en) | Noncontact acoustic optic scanning laser vibrometer for determining the difference between an object and a reference surface | |
| US7710577B2 (en) | Multiplexing spectrum interference optical coherence tomography | |
| CN110987817B (zh) | 基于大数值孔径物镜整合暗场观察的椭偏仪及测量方法 | |
| JP3237309B2 (ja) | システムエラー測定方法及びそれを用いた形状測定装置 | |
| JP2009541770A (ja) | 調整システムを有する光周波数領域トモグラフィ用装置、光周波数領域トモグラフィ用装置の調整システム、および光周波数領域トモグラフィ用装置を調整する方法、および物体の画像化方法 | |
| US6320665B1 (en) | Acousto optic scanning laser vibrometer for determining the dynamic properties of an object | |
| CN109855743B (zh) | 双频激光外差干涉相位测量大尺寸光学平面的装置及方法 | |
| US7084984B2 (en) | Apparatus and method for high speed scan for detection and measurement of properties of sub-wavelength defects and artifacts in semiconductor and mask metrology | |
| US7324209B2 (en) | Apparatus and method for ellipsometric measurements with high spatial resolution | |
| CN112684460B (zh) | 一种面阵扫频测量装置和方法 | |
| CN114354141A (zh) | 一种基于频域测量超表面相位的方法及系统 | |
| CN112684462A (zh) | 一种放大型面阵扫频测量装置和方法 | |
| US9924115B2 (en) | Apparatus and method for three-dimensional infrared imaging of surfaces | |
| CN106338258B (zh) | 一种用于点衍射干涉仪针孔对准的装置及方法 | |
| CN112711030A (zh) | 一种显微镜面阵扫频测量装置和方法 | |
| CN112711029A (zh) | 一种面阵扫频测量装置和方法 | |
| CN112684461A (zh) | 一种抗振型面阵扫频测量装置和方法 | |
| CN112731345B (zh) | 具有主动光学防抖功能的抗振型面阵扫频测距/厚的装置和方法 | |
| CN112731346B (zh) | 具有主动光学防抖功能的显微型面阵扫频测距/厚的装置和方法 | |
| US11703461B2 (en) | Optical sensor for surface inspection and metrology | |
| CN116840260B (zh) | 晶圆表面缺陷检测方法及装置 | |
| CN117705001B (zh) | 基于凹面镜的数字全息物体形貌测量装置及方法 | |
| US11561080B2 (en) | Optical sensor for surface inspection and metrology | |
| WO2024084823A1 (ja) | 検査装置及び３次元断層像形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |