ITBO20100483A1

ITBO20100483A1 - PROFILOMETER FOR THE DETERMINATION OF OBJECT PROFILES PRESENTING SUBSQUERS AND METHOD FOR DETERMINING THE PROFILE OF A MASTER HORN AND A HORN.

Info

Publication number: ITBO20100483A1
Application number: IT000483A
Authority: IT
Inventors: Favio Bortoletto; Simonetta Chinellato; Federico Manzan; Claudio Pernechele
Original assignee: Istituto Naz Di Astrofisica Inaf
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-01-29

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

PROFI LOMETRO PER LA DETERMINAZIONE DI PROFILI DI OGGETTI PRESENTANTI SOTTOSQUADRI E METODO PER DETERMINARE IL PROFILO DI UN "MASTER HORN" E DI PROFI LOMETRO FOR THE DETERMINATION OF PROFILES OF OBJECTS WITH SUB-PANELS AND METHOD FOR DETERMINING THE PROFILE OF A "MASTER HORN" AND OF

UN "HORN". A "HORN".

La presente invenzione concerne un profilometro per la determinazione di profili presentanti sottosquadri, basato sull'interferometria in luce parzialmente coerente (ovvero luce bianca) , ed un metodo per determinare il profilo di tali oggetti. The present invention relates to a profilometer for the determination of profiles having undercuts, based on interferometry in partially coherent light (ie white light), and to a method for determining the profile of such objects.

L'utilizzo della interierometria a luce parzialmente coerente (LCI: Low Coherence Interferometry) per la misura ed il rilievo di profili 3D di superfici con una risoluzione sub-micrometrica ha avuto negli ultimi anni un forte sviluppo grazie all'abbattimento dei costi sul mercato delle sorgenti a bassa coerenza (diodi superluminescenti) . The use of partially coherent light interierometry (LCI: Low Coherence Interferometry) for the measurement and survey of 3D profiles of surfaces with a sub-micrometric resolution has had a strong development in recent years thanks to the reduction of costs on the market of low coherence sources (superluminescent diodes).

In astrofisica questa tecnica ha trovato applicazioni nel controllo della distanza fra specchio primario e specchio secondario in telescopi ottici ed è stata utilizzata anche per misurare la rugosità superficiale di pannelli per radio antenne. In astrophysics this technique has found applications in the control of the distance between the primary mirror and the secondary mirror in optical telescopes and has also been used to measure the surface roughness of panels for radio antennas.

Con riferimento all'interierometria classica, il funzionamento si basa sul principio ottico che l'interferenza fra fronti d'onda avviene solamente se la differenza di cammino ottico fra i bracci ottici è nell'intervallo della lunghezza di coerenza della sorgente. With reference to classical interierometry, the operation is based on the optical principle that interference between wave fronts occurs only if the difference in optical path between the optical arms is in the range of the coherence length of the source.

Nei limiti della condizione di cui sopra, l'interferenza costruttiva avviene solo se i bracci ottici differiscono di una lunghezza pari ad un multiplo intero della lunghezza d'onda; quella distruttiva avviene invece se i due bracci ottici differiscono di una lunghezza pari ad un numero intero dispari di mezze lunghezze d'onda. Within the limits of the above condition, constructive interference occurs only if the optical arms differ by a length equal to an integer multiple of the wavelength; the destructive one occurs instead if the two optical arms differ by a length equal to an odd whole number of half wavelengths.

Nel caso ad esempio dell'utilizzo di un laser, che ha una lunghezza di coerenza molto elevata, l'interferenza appare anche quando il cammino ottico si differenzia di molti centimetri. For example, in the case of using a laser, which has a very high coherence length, the interference appears even when the optical path differs by many centimeters.

Questo ha ovviamente un grande vantaggio in termini di controllo della distanza: anche se gli assi sono disallineati di alcuni millimetri l'interferenza appare ugualmente e questo rende la tecnica facilmente fruibile. This obviously has a great advantage in terms of distance control: even if the axes are misaligned by a few millimeters, the interference appears the same and this makes the technique easy to use.

Di contro però 1'informazione ottenuta in interferometria laser rende praticamente inutilizzabile la tecnica se si vanno a misurare superfici con rugosità superiore alla lunghezza d'onda della sorgente, a causa dell'ambiguità nel riconoscimento della fase (phase wrapping) . On the other hand, however, the information obtained in laser interferometry renders the technique practically unusable if surfaces with a roughness greater than the wavelength of the source are measured, due to the ambiguity in the recognition of the phase (phase wrapping).

Tali problemi sono ovviati utilizzando apparecchiature interferometriche con una sorgente a bassa coerenza temporale e ad alta coerenza spaziale che permettono di ottenere misure tridimensionali di superfici estese con una risoluzione in profondità di poche centinaia di nanometri. These problems are obviated by using interferometric equipment with a low time coherence and high spatial coherence source that allow to obtain three-dimensional measurements of large surfaces with a depth resolution of a few hundred nanometers.

Sono note pertanto apparecchiature 1 interierometriche a luce bianca, un esempio delle quali è illustrato nella figura 1, in grado di misurare con precisioni elevate anche superfici 2 scabre, ovvero superfici ad elevata rugosità, utilizzando un sistema di scansione collegato allo specchio 7 di riferimento. Therefore, white light interierometric apparatuses 1 are known, an example of which is illustrated in Figure 1, capable of measuring even rough surfaces 2, or highly rough surfaces, with high precision, using a scanning system connected to the reference mirror 7.

Facendo cambiare il braccio ottico L in maniera dinamica tramite la scansione, siamo in grado di produrre 1'interferenza a varie distanze LO dalla superficie 2 in esame. By making the optical arm L dynamically change by scanning, we are able to produce the interference at various distances LO from the surface 2 under examination.

Utilizzando un sensore 6 a matrice (ad es. un CMOS o CCD) e leggendo il segnale elettrico correlato al livello di luce ricevuta da ogni pixel in sincronia con la movimentazione dello specchio 7 di riferimento siamo in grado di evidenziare, per ogni punto della superficie 2 di misura, per quale distanza avviene l'interferenza; quindi tale apparecchiatura 1 consente di stimare la profondità relativa fra i punti della superficie 2 da misurare (ad esempio i punti 3 e 4) con una precisione dell'ordine di grandezza del micron. Using a matrix sensor 6 (e.g. a CMOS or CCD) and reading the electrical signal correlated to the level of light received by each pixel in synchrony with the movement of the reference mirror 7 we are able to highlight, for each point of the surface 2 of measurement, for what distance the interference occurs; therefore this apparatus 1 allows to estimate the relative depth between the points of the surface 2 to be measured (for example the points 3 and 4) with a precision of the order of magnitude of the micron.

Tale apparecchiatura 1 risolve il problema dell'ambiguità di fase, in quanto la luce non è coerente temporalmente ma solo spazialmente. This apparatus 1 solves the problem of phase ambiguity, since the light is not temporally coherent but only spatially.

Tale tecnica è stata utilizzata con successo anche come "rangefinder" in ambito astronomico per il controllo dell'allineamento fra gli specchi primario e secondario, in telescopi ottici, permettendo di ottenere una accuratezza dell'ordine di grandezza dei micron su una distanza di circa dieci metri. This technique has also been used successfully as a "rangefinder" in astronomy for checking the alignment between primary and secondary mirrors, in optical telescopes, allowing to obtain an accuracy of the order of magnitude of microns over a distance of about ten meters.

In meccanica di precisione sono comunemente costruiti oggetti presentanti sottosquadri. In precision mechanics, objects with undercuts are commonly constructed.

Un esempio ricavato dall'astronomia è costituito da oggetti noti come "horn corrugati" ovvero antenne a "tromba corrugate". An example derived from astronomy consists of objects known as "corrugated horn" or "corrugated horn" antennas.

Con il termine "horn" si intende un oggetto utilizzato nei radiotelescopi e nelle telecomunicazioni per il filtraggio selettivo di predeterminate lunghezze d'onda. L' "horn corrugato" è un oggetto che presenta una cavità leggermente conica sviluppantesi assialmente e presentante una superficie interna con una pluralità di recessi distribuiti spazialmente secondo una predeterminata disposizione; tali recessi presentano parametri geometrici predeterminati. The term "horn" refers to an object used in radio telescopes and telecommunications for the selective filtering of predetermined wavelengths. The "corrugated horn" is an object having a slightly conical cavity extending axially and presenting an internal surface with a plurality of recesses spatially distributed according to a predetermined arrangement; these recesses have predetermined geometric parameters.

I recessi sono distanziati l'uno dall'altro ed hanno altresì una larghezza ed una profondità in funzione di una predeterminata banda di lunghezza d'onda da filtrare, ovvero sono realizzati in funzione delle caratteristiche ottiche dell' "horn". The recesses are spaced from each other and also have a width and a depth as a function of a predetermined wavelength band to be filtered, ie they are made as a function of the optical characteristics of the "horn".

I recessi dell' "horn" devono essere realizzati rispettando tolleranze meccaniche molto stringenti sui parametri geometrici caratteristici (ad esempio profondità e larghezza di ogni recesso, distanza tra i recessi, etc.). The recesses of the "horn" must be made respecting very stringent mechanical tolerances on the characteristic geometric parameters (for example depth and width of each recess, distance between recesses, etc.).

Pertanto, una esigenza fortemente sentita è quella di verificare che tali tolleranze meccaniche siano effettivamente rispettate negli "horn" realizzati. Therefore, a strongly felt need is to verify that these mechanical tolerances are actually respected in the "horns" made.

Ad oggi non è tuttavia possibile misurare il profilo della superficie interna della cavità dell' "horn" e viene misurato solamente, seppur non senza una certa difficoltà, il relativo “master horn" che è impiegato per la fabbricazione dell' "horn". To date, however, it is not possible to measure the profile of the internal surface of the "horn" cavity and only the relative "master horn" which is used for the manufacture of the "horn" is measured, albeit not without some difficulty.

Pertanto, è una esigenza fortemente sentita in campo radioastronomico quella di poter misurare oggetti del tipo “horn" con una precisione ed una accuratezza elevata. Therefore, it is a strongly felt need in the radio astronomy field to be able to measure “horn” type objects with high precision and accuracy.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di soddisfare l'esigenza sopra espressa e di superare gli inconvenienti sopra riportati, nella metrologia di manufatti meccanici di precisione con profili complicati. The object of the present invention is therefore that of satisfying the need expressed above and overcoming the drawbacks reported above, in the metrology of precision mechanical products with complicated profiles.

In particolare, scopo della presente invenzione è quello di proporre un profilometro ed un metodo per rilevare il profilo della superficie di oggetti presentanti sottosquadri, in particolare di “horn" e di master “horn". In particular, the object of the present invention is to propose a profilometer and a method for detecting the profile of the surface of objects with undercuts, in particular of "horn" and of master "horn".

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo di sicurezza per casseforti e simili come illustrato negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred but not exclusive embodiment of a safety device for safes and the like as illustrated in the accompanying drawings in which:

la figura 1 illustra in maniera schematica un apparato interferometrico di tipo noto con sorgente a bassa coerenza temporale; Figure 1 schematically illustrates an interferometric apparatus of a known type with a low time coherence source;

le figure 2 e 3 illustrano viste schematiche di un profilometro oggetto della presente invenzione in due rispettive configurazioni operative; Figures 2 and 3 show schematic views of a profilometer object of the present invention in two respective operating configurations;

- le figure 3a e 3b illustrano due ingrandimenti di rispettivi particolari del profilometro oggetto della presente invenzione; Figures 3a and 3b show two enlargements of respective details of the profilometer object of the present invention;

la figura 4 illustra una vista schematica ingrandita del profilometro di cui alle figure 2 e 3 in una ulteriore configurazione operativa; Figure 4 illustrates an enlarged schematic view of the profilometer of Figures 2 and 3 in a further operational configuration;

- la figura 5 illustra tre grafici relativi ad una elaborazione di un profilo di una superficie. Figure 5 illustrates three graphs relating to an elaboration of a profile of a surface.

Conformemente ai disegni allegati, approntati non in scala per maggiore chiarezza, è stato indicato con il riferimento numero 10 un profilometro per rilevare il profilo di una superficie 12 di un oggetto 11. In accordance with the attached drawings, prepared not to scale for greater clarity, reference number 10 indicates a profilometer for detecting the profile of a surface 12 of an object 11.

L'oggetto 11, illustrato nelle figure da 2 a 4 a titolo esemplificativo ma non limitativo, è un "horn", ovvero un filtro ottico comunemente utilizzato in ambito radio astronomico e già descritto, nelle sue caratteristiche essenziali, con riferimento all'arte nota. The object 11, illustrated in Figures 2 to 4 by way of example but not of limitation, is a "horn", that is an optical filter commonly used in the radio astronomical field and already described, in its essential characteristics, with reference to the known art .

Per maggiore chiarezza e semplicità 1' "horn" 11 è illustrato non in scala, ovvero alcune delle dimensioni costruttive di particolari dello stesso horn 11 sono state aumentate per facilitare la comprensione dell'invenzione. For greater clarity and simplicity, the "horn" 11 is shown not to scale, ie some of the constructive dimensions of details of the same horn 11 have been increased to facilitate understanding of the invention.

L' "horn" 11 reca praticata una cavità o foro 27, sviluppantesi prevalentemente lungo una direzione Y ed individuata da una superficie 12 interna il cui profilo presenta una pluralità di recessi 28. The "horn" 11 has a cavity or hole 27, extending mainly along a direction Y and identified by an internal surface 12 whose profile has a plurality of recesses 28.

I recessi 28 individuano una porzione della superficie 12 in sottosquadro, ovvero non visibile né accessibile lungo la direzione Y di sviluppo prevalente della cavità 27. The recesses 28 identify an undercut portion of the surface 12, that is, not visible or accessible along the direction Y of prevailing development of the cavity 27.

L'"horn" 11 è disposto in appoggio su un piano di riscontro 35. The "horn" 11 rests on an abutment surface 35.

Il profilometro 10 comprende una sorgente 13 di luce predisposta a generare un fascio 14 di luce. The profilometer 10 comprises a light source 13 arranged to generate a beam 14 of light.

Il profilometro 10 comprende un rivelatore 16 configurato per ricevere il fascio 14 di luce opportunamente suddiviso in ulteriori due fasci luminosi, come sarà meglio chiarito in seguito. The profilometer 10 comprises a detector 16 configured to receive the light beam 14 suitably divided into two further light beams, as will be better clarified hereinafter.

Per fascio di luce si intende un fascio comprendente una pluralità di raggi di luce; per semplicità nelle figure 3 e 4 sono illustrati i raggi marginali del fascio, ovvero i raggi che delimitano lo stesso. By light beam is meant a beam comprising a plurality of light rays; for simplicity, figures 3 and 4 show the marginal rays of the beam, ie the rays that delimit it.

Preferibilmente, la sorgente 13 di luce è una sorgente a bassa coerenza temporale e ad elevata coerenza spaziale. La coerenza temporale individua la monocromaticità dell'onda, quindi con il termine bassa coerenza temporale si indica una sorgente non perfettamente monocromatica. Preferably, the light source 13 is a source with low temporal coherence and high spatial coherence. The temporal coherence identifies the monochromaticity of the wave, therefore the term low temporal coherence indicates a source that is not perfectly monochromatic.

La coerenza spaziale individua la proprietà che hanno due raggi di luce generati in differenti punti dello spazio di mantenere la relazione di fase iniziale. Spatial coherence identifies the property that two light rays generated at different points in space have to maintain the initial phase relationship.

Preferibilmente, la sorgente 13 è predisposta per generare un fascio 14 di luce bianca. Preferably, the source 13 is arranged to generate a white light beam 14.

Preferibilmente la sorgente di luce 13 comprende un diodo superluminescente con lunghezza d'onda di 820 nm. Preferibilmente la luce generata dalla sorgente 13 è collimata attraverso un primo gruppo ottico 29 di lenti, comprendente una o più lenti. Preferably the light source 13 comprises a superluminescent diode with a wavelength of 820 nm. Preferably the light generated by the source 13 is collimated through a first optical group 29 of lenses, comprising one or more lenses.

In altre parole, il primo gruppo ottico 29 è predisposto a ridurre la divergenza del fascio 14 di luce generato dalla sorgente 13. In other words, the first optical group 29 is designed to reduce the divergence of the light beam 14 generated by the source 13.

Preferibilmente, il primo gruppo ottico 29 comprende ulteriormente un pin-hole (non illustrato nelle figure), configurato per filtrare spazialmente il fascio di luce 14 aumentandone la coerenza spaziale generata riducendone ulteriormente la divergenza. Preferably, the first optical group 29 further comprises a pin-hole (not shown in the figures), configured to spatially filter the light beam 14, increasing its spatial coherence generated by further reducing its divergence.

Ciascun raggio di luce del fascio 14 avanza lungo una direzione indicata con X nelle figure 3 e 4. Each light beam of the beam 14 advances along a direction indicated by X in Figures 3 and 4.

Preferibilmente, secondo quanto illustrato, la direzione X è parallela alla citata direzione Y. Preferably, as illustrated, the X direction is parallel to the aforementioned Y direction.

Il profilometro 10 comprende un primo prisma 15A ed un secondo prisma 15B che definiscono un divisore 15 ottico, nel seguito indicato anche come divisore 15. The profilometer 10 comprises a first prism 15A and a second prism 15B which define an optical divider 15, hereinafter also referred to as divider 15.

II divisore 15 ottico è configurato per dividere il fascio 14 di luce generato dalla sorgente 13 in un fascio 17 di luce di riferimento ed in un fascio 18 di luce di misura. The optical divider 15 is configured to divide the light beam 14 generated by the source 13 into a reference light beam 17 and a measurement light beam 18.

Nelle figure 3 e 4 sono rappresentati a valle del divisore 15 ottico, per agevolare la comprensione, solo i raggi marginali per ciascuno dei due fasci 17, 18 originatosi nel divisore 15, ovvero sono rappresentati solo i raggi di luce delimitanti il fascio 17 di luce di riferimento ed il fascio 18 di luce di misura; ciò è da intendersi a titolo esemplificativo in quanto i fasci 17 e 18 comprendono in realtà una pluralità di raggi ottici paralleli a quelli illustrati nelle figure 3 e 4. Figures 3 and 4 show downstream of the optical divider 15, to facilitate understanding, only the marginal rays for each of the two beams 17, 18 originating in the divider 15, i.e. only the light rays delimiting the light beam 17 are shown reference and measurement light beam 18; this is to be understood by way of example as the beams 17 and 18 actually comprise a plurality of optical rays parallel to those illustrated in figures 3 and 4.

Il divisore 15 indirizza il fascio 17 di luce di riferimento lungo una direzione indicata con Z ed indirizza il fascio 18 di luce di misura lungo la direzione X. The divider 15 directs the reference light beam 17 along a direction indicated by Z and directs the measurement light beam 18 along the X direction.

Preferibilmente, la direzione Z è ortogonale alla direzione X. Preferably, the Z direction is orthogonal to the X direction.

In altre parole, il fascio 18 di luce di misura ha la medesima direzione X del fascio 14 di luce generato dalla sorgente 13, mentre il fascio 17 di luce di riferimento ha una direzione Z sostanzialmente ortogonale al fascio 14 di luce generato dalla sorgente 13. In other words, the measurement light beam 18 has the same X direction as the light beam 14 generated by the source 13, while the reference light beam 17 has a direction Z substantially orthogonal to the light beam 14 generated by the source 13.

Verrà descritto nel seguito dapprima il percorso del fascio 17 di luce di riferimento, o percorso PR di riferimento, e nel seguito quello del fascio 18 di luce di misura, o percorso PM di misura. The path of the reference light beam 17, or reference path PR, will be described hereinafter, and then that of the measurement light beam 18, or measurement path PM.

Nel seguito con il termine "verso" si intende un verso di percorrenza di una direzione; in altre parole per ogni direzione sono possibili due versi di percorrenza opposti, ovvero due modi di percorrere la stessa direzione. In the following, the term "towards" means a direction of travel in a direction; in other words, for each direction two opposite directions are possible, or two ways of traveling the same direction.

Con il termine percorso di riferimento PR si intende nella presente descrizione il percorso che il fascio 17 di luce di riferimento compie dall'istante temporale in cui si origina nel divisore 15 all'istante in cui non è più presente la radiazione elettromagnetica (luce) relativa al fascio 17 di luce originatosi nel divisore 15 a partire dal fascio 14 di luce generato dalla sorgente 13. In the present description, the term reference path PR means the path that the reference light beam 17 follows from the instant in time in which it originates in the divider 15 to the instant in which the relative electromagnetic radiation (light) is no longer present. to the light beam 17 originating in the divider 15 starting from the light beam 14 generated by the source 13.

In altre parole, il percorso di riferimento PR è il percorso seguito dal fascio 17 e che si sviluppa dal divisore 15 fino al citato rivelatore 16. In other words, the reference path PR is the path followed by the beam 17 and which extends from the divider 15 to the aforementioned detector 16.

I diversi tratti che definiscono il percorso PR di riferimento sono stati indicati nella figura 3a con i riferimenti PRl, PR2 e PR3; inoltre con le frecce RI, R2, R3 ed R4 è stato indicato il verso di percorrenza di ciascun tratto del percorso PR di riferimento. The different sections that define the reference path PR have been indicated in Figure 3a with the references PR1, PR2 and PR3; furthermore, with the arrows R1, R2, R3 and R4 the direction of travel of each section of the reference path PR has been indicated.

II tratto PRl è percorso dal fascio 17 di riferimento due volte con due opposti versi di percorrenza, rispettivamente Ri ed R2, mentre i tratti PR2 e PR3 sono percorsi dal fascio 17 una sola volta quindi con un solo verso di percorrenza, rispettivamente R3 ed R4. The stretch PR1 is crossed by the reference beam 17 twice with two opposite directions of travel, respectively Ri and R2, while the stretches PR2 and PR3 are traveled by the beam 17 only once, therefore with only one direction of travel, respectively R3 and R4 .

Analogamente, con il termine percorso di misura PM si intende nella presente descrizione il percorso che il fascio 18 di luce di misura compie dall'istante temporale in cui si origina nel divisore 15 all'istante in cui non è più presente la radiazione elettromagnetica (luce) relativa al fascio 18 di luce originatosi nel divisore 15 a partire dal fascio 14 di luce generato dalla sorgente 13. Similarly, the term measurement path PM in the present description means the path that the measurement light beam 18 follows from the instant in time in which it originates in the divider 15 to the instant in which the electromagnetic radiation is no longer present (light ) relating to the light beam 18 originating in the divider 15 starting from the light beam 14 generated by the source 13.

In altre parole, il percorso di misura PM è il percorso seguito dal fascio 18 e che si sviluppa dal divisore 15 fino al citato rivelatore 16. In other words, the measurement path PM is the path followed by the beam 18 and which develops from the divider 15 to the aforementioned detector 16.

I diversi tratti che definiscono il percorso PM di misura sono stati indicati nella figura 3b con i riferimenti PMl, PM2, PM3 e PM4; inoltre con le frecce Mi, M2, M3, M4, M5 ed M6 è stato indicato il verso di percorrenza di ciascun tratto del percorso PM di misura. I tratti di percorso PMl e PM2 sono percorsi in due opposti versi di percorrenza, rispettivamente MI ed M4 per il tratto PMl e M2 ed M3 per il tratto PM2, mentre i tratti PM3 e PM4 sono percorsi in un solo verso di percorrenza, rispettivamente M5 ed M6. The different sections that define the measurement path PM have been indicated in Figure 3b with the references PM1, PM2, PM3 and PM4; furthermore, with the arrows Mi, M2, M3, M4, M5 and M6, the direction of travel of each stretch of the PM measurement path has been indicated. The stretches of route PM1 and PM2 are covered in two opposite directions, respectively MI and M4 for the stretch PMl and M2 and M3 for the stretch PM2, while the stretches PM3 and PM4 are covered in one direction only, respectively M5 and M6.

Preferibilmente il profilometro 10 comprende uno specchio 31 di riferimento predisposto a deviare il fascio 17 di luce di riferimento in avanzamento lungo il tratto PRl di percorso con direzione Z e verso Ri. Preferably, the profilometer 10 comprises a reference mirror 31 arranged to deflect the reference light beam 17 as it advances along the path stretch PR1 in the direction Z and towards Ri.

Lo specchio 31 pertanto è configurato per deviare il fascio 17 di riferimento in modo che il fascio 17 percorra il tratto di percorso PRl in senso inverso, ovvero in modo che il fascio 17 percorra il tratto di percorso PR1 con direzione Z e verso R2 opposto ad RI. In altre parole, lo specchio 31 devia di centottantagradi sessagesimali il fascio 17 di riferimento in avanzamento lungo la direzione Z con verso RI. The mirror 31 is therefore configured to deflect the reference beam 17 so that the beam 17 travels along the stretch of path PR1 in the opposite direction, or so that the beam 17 travels along the stretch of path PR1 with direction Z and towards R2 opposite to RE. In other words, the mirror 31 deflects the reference beam 17 by one hundred and eighty degrees of sexagesimal in advance along the direction Z with towards R1.

Lo specchio 31 indirizza pertanto il fascio 17 di riferimento verso il divisore 15. The mirror 31 therefore directs the reference beam 17 towards the divider 15.

Il fascio di luce 17 di riferimento in avanzamento lungo il percorso PRl con direzione Z e verso R2 passa attraverso il divisore 15 senza esserne deviato, ovvero in modo che la direzione Z di avanzamento del fascio rimanga inalterata. The reference light beam 17 advancing along the path PR1 with direction Z and towards R2 passes through the divider 15 without being deflected by it, that is, in such a way that the direction Z of advancement of the beam remains unchanged.

Con R3 è stato indicato il verso di percorrenza del tratto di percorso di riferimento PR3 immediatamente a valle del divisore 15. R3 indicates the direction of travel of the section of the reference path PR3 immediately downstream of the divider 15.

Con riferimento al fascio 18 di luce di misura, tale fascio 18, dopo che è stato generato nel divisore 15, si allontana dal divisore 15 secondo la direzione X, ovvero non subisce nel divisore 15 alcuna deviazione rispetto al fascio 14 di luce generato nella sorgente 13. With reference to the measuring light beam 18, this beam 18, after it has been generated in the divider 15, moves away from the divider 15 in the direction X, i.e. it does not undergo any deviation in the divider 15 with respect to the light beam 14 generated in the source 13.

Il profilometro 10 comprende uno specchio 32, che definisce un elemento 21 riflettente, disposto lungo il percorso PM di misura tra il divisore 15 ottico e la superficie 12 dell'horn 11, per deviare ed indirizzare il fascio 18 di misura verso la superficie 12 dell'oggetto 11. The profilometer 10 comprises a mirror 32, which defines a reflecting element 21, arranged along the measurement path PM between the optical divider 15 and the surface 12 of the horn 11, to deflect and direct the measurement beam 18 towards the surface 12 of the object 11.

In particolare, l'elemento 21 riflettente individua l'estremità terminale del primo tratto PMl del percorso di misura PM. In particular, the reflecting element 21 identifies the terminal end of the first portion PM1 of the measurement path PM.

Alternativamente allo specchio 32, l'elemento 21 riflettente può comprendere un prisma. Alternatively to the mirror 32, the reflecting element 21 can comprise a prism.

Preferibilmente l'elemento riflettente 21 è configurato per deviare il fascio 18 di misura sostanzialmente di un angolo di novanta gradi sessagesimali. Preferably the reflecting element 21 is configured to deflect the measuring beam 18 substantially by an angle of ninety sexagesimal degrees.

Lo specchio 32 comprende una superficie 33 riflettente per deviare il fascio 18 di luce di misura in avanzamento lungo il percorso PM1 con direzione X e verso MI ed indirizzare il fascio 18 verso la superficie 12 dell'oggetto 11, lungo il percorso PM2 con direzione Z e verso M2. The mirror 32 comprises a reflecting surface 33 for deflecting the measuring light beam 18 moving forward along the path PM1 with direction X and towards MI and directing the beam 18 towards the surface 12 of the object 11, along the path PM2 with direction Z and towards M2.

II fascio 18 di luce di misura incide sulla superficie 12 dell'oggetto 11 ed una porzione della luce del fascio 18 viene riflessa dalla stessa superficie 12, ovvero viene deviata dalla superficie 12, verso lo specchio 32 con direzione Z e verso M3. The measuring light beam 18 strikes the surface 12 of the object 11 and a portion of the light of the beam 18 is reflected by the same surface 12, ie it is deflected by the surface 12, towards the mirror 32 in the Z direction and towards M3.

In altre parole, una porzione del fascio 18 di luce di misura viene deviata dalla superficie 12 in modo che percorra in senso inverso il tratto di percorso PM2. In other words, a portion of the measurement light beam 18 is deflected from the surface 12 so that it travels in the opposite direction the stretch of path PM2.

Lo specchio 32 devia il fascio 18 di luce di misura in avanzamento lungo il percorso PM2 con direzione Z e verso M3 e lo indirizza verso il divisore 15, lungo il percorso PMl, con direzione X e verso M4. The mirror 32 deflects the measuring light beam 18 in advance along the path PM2 with direction Z and towards M3 and directs it towards the divider 15, along the path PM1, with direction X and towards M4.

Il divisore 15 devia il fascio 18 di luce di misura in avanzamento lungo il tratto di percorso PMl con direzione X e verso M4 e lo indirizza lungo il percorso PM3, con direzione Z e verso M5. The divider 15 diverts the measuring light beam 18 in advance along the stretch of path PM1 with direction X and towards M4 and directs it along the path PM3, with direction Z and towards M5.

Preferibilmente, il divisore 15 devia il fascio 18 di luce di misura di un angolo pari a novanta gradi sessagesimali . Preferably, the divider 15 deflects the measuring light beam 18 by an angle equal to ninety sexagesimal degrees.

Il profilometro 10 preferibilmente comprende un secondo gruppo ottico 30 di lenti, destinate ad intercettare ed a deviare il fascio 18 di luce di misura indirizzato lungo la direzione Z con verso M5 ed anche il fascio 17 di luce di riferimento che ha attraversato il divisore 15 con direzione Z con verso R3. The profilometer 10 preferably comprises a second optical group 30 of lenses, intended to intercept and deflect the measurement light beam 18 directed along the Z direction towards M5 and also the reference light beam 17 which has passed through the divider 15 with direction Z with towards R3.

Il profilometro 10 comprende il citato rivelatore 16 configurato per ricevere il fascio 17 di luce di riferimento indirizzato lungo la direzione R3 e quello 18 di misura indirizzato lungo la direzione M5. The profilometer 10 comprises the aforementioned detector 16 configured to receive the reference light beam 17 directed along the direction R3 and the measurement one 18 directed along the direction M5.

Il secondo gruppo 30 ottico è configurato per indirizzare il fascio 17 di luce di riferimento e quello 18 di misura sul rivelatore 16. The second optical group 30 is configured to direct the reference light beam 17 and the measurement light beam 18 onto the detector 16.

Il secondo gruppo ottico 30 indirizza pertanto i raggi del fascio 17 di luce di riferimento e di quello 18 di misura rispettivamente lungo il tratto di percorso indicato con PR3 e PM4 in direzione del rivelatore 16. In altre parole, il secondo gruppo ottico 30 focalizza i raggi del fascio 18 di luce di misura e del fascio 17 di luce di riferimento sul rivelatore 16. The second optical group 30 therefore directs the rays of the reference light beam 17 and of the measurement light beam 18 respectively along the stretch of path indicated by PR3 and PM4 in the direction of the detector 16. In other words, the second optical group 30 focuses the beams of the measurement light beam 18 and of the reference light beam 17 on detector 16.

Il gruppo ottico 30 è preferibilmente formato da un comune obiettivo che definisce la risoluzione spaziale ed il campo di vista. The optical group 30 is preferably formed by a common objective which defines the spatial resolution and the field of view.

Preferibilmente, il rivelatore 16 è un sensore CCD o un sensore CMOS, provvisto di una pluralità di pixel; ciascun pixel fornisce un segnale elettrico correlato alla quantità di luce ricevuta in un predeterminato intervallo temporale. Preferably, the detector 16 is a CCD sensor or a CMOS sensor, provided with a plurality of pixels; each pixel provides an electrical signal correlated to the amount of light received in a predetermined time interval.

Ancora più preferibilmente, il rivelatore 16 comprende un CCD bidimensionale. Even more preferably, the detector 16 comprises a two-dimensional CCD.

Il rivelatore 16 è disposto a valle del secondo gruppo ottico 30 di lenti. The detector 16 is arranged downstream of the second optical group 30 of lenses.

Il rivelatore 16 definisce, come accennato, l'estremità terminale del percorso PR di riferimento del fascio 17 di luce di riferimento e di quello di misura PM del fascio 18 di luce di misura. The detector 16 defines, as mentioned, the terminal end of the reference path PR of the reference light beam 17 and of the measurement path PM of the measurement light beam 18.

In particolare, il tratto del percorso PR2 del fascio 17 di riferimento ed il tratto del percorso PM3 del fascio 18 di misura, cosi come il tratto PR3 ed il tratto PM4, sono coincidenti; ciò consente di avere interferenza tra i due fasci di luce 17, 18 sul rivelatore 16. In particular, the portion of the path PR2 of the reference beam 17 and the portion of the path PM3 of the measurement beam 18, as well as the portion PR3 and the portion PM4, are coincident; this allows for interference between the two light beams 17, 18 on the detector 16.

In questa luce, una porzione (PM3 e PM4) del percorso di misura PM coincide con una porzione (PR2 e PR3) del percorso di riferimento PR. In this light, a portion (PM3 and PM4) of the measurement path PM coincides with a portion (PR2 and PR3) of the reference path PR.

Il rivelatore 16 è configurato per fornire un segnale di interferenza tra la luce del fascio di luce 17 di riferimento e la luce del fascio 18 di luce di misura ricevuta dal rivelatore 16 stesso. The detector 16 is configured to provide an interference signal between the light of the reference light beam 17 and the light of the measurement light beam 18 received by the detector 16 itself.

In altre parole, come noto, il fascio 17 di luce ed il fascio 18 di luce di misura interferiscono sulla superficie del rivelatore 16 dando origine ad un segnale che è massimo se l'interferenza è del tipo costruttivo e minimo se l'interferenza è del tipo distruttivo. In other words, as is known, the light beam 17 and the measuring light beam 18 interfere on the surface of the detector 16 giving rise to a signal which is maximum if the interference is of the constructive type and minimum if the interference is of the type. destructive type.

II profilometro 10 comprende una prima unità 22 ed una seconda unità 23. The profilometer 10 comprises a first unit 22 and a second unit 23.

La prima unità 22 e la seconda unità 23 sono mobili reciprocamente . The first unit 22 and the second unit 23 are mutually movable.

La prima unità 22 comprende lo specchio 31, la sorgente 13, il primo gruppo ottico 29 di lenti, il secondo gruppo ottico 30 di lenti, il divisore 15 ed il rivelatore 16; in altre parole i sopramenzionati elementi (31, 13, 29, 30, 15, 16) sono portati dalla prima unità 22. The first unit 22 comprises the mirror 31, the source 13, the first optical group 29 of lenses, the second optical group 30 of lenses, the divider 15 and the detector 16; in other words the aforementioned elements (31, 13, 29, 30, 15, 16) are carried by the first unit 22.

La seconda unità comprende l'elemento 21 riflettente, ovvero porta l'elemento 21 riflettente. The second unit comprises the reflecting element 21, ie carries the reflecting element 21.

Il profilometro comprende primi mezzi 24 di movimentazione configurati per consentire la movimentazione della prima unità 22 rispetto alla seconda unità 23. The profilometer comprises first handling means 24 configured to allow the first unit 22 to be moved with respect to the second unit 23.

A titolo esemplificativo ma non limitativo, i mezzi 24 di movimentazione comprendono un organo motore, schematizzato con un blocco 38, illustrato nelle figure 2 e 3, per muovere la prima unità 22, rispetto alla seconda unità 23, lungo un percorso di movimentazione. I mezzi 24 di movimentazione comprendono una guida 37, definente il citato percorso di movimentazione, sulla quale è mobile la prima unità 22. By way of non-limiting example, the movement means 24 comprise a motor member, schematized with a block 38, illustrated in Figures 2 and 3, for moving the first unit 22, with respect to the second unit 23, along a movement path. The movement means 24 comprise a guide 37, defining the aforementioned movement path, on which the first unit 22 is mobile.

I primi mezzi 24 di movimentazione definiscono dei mezzi 19 di scansione per variare la differenza di lunghezza tra il percorso PM di misura ed il percorso PR di riferimento . The first movement means 24 define scanning means 19 for varying the difference in length between the measurement path PM and the reference path PR.

Con particolare riferimento alla preferita forma di realizzazione, i mezzi 24 di movimentazione, agendo sulla unità 22, modificano la lunghezza del percorso di misura PM, in particolare variano la lunghezza del tratto PM1 del percorso di misura PM. With particular reference to the preferred embodiment, the handling means 24, acting on the unit 22, modify the length of the measuring path PM, in particular vary the length of the portion PM1 of the measuring path PM.

Preferibilmente, il profilometro 10 comprende secondi mezzi 25 di movimentazione per consentire la movimentazione della seconda unità 23 rispetto all'oggetto 11, ovvero rispetto al piano di riscontro 35. Preferably, the profilometer 10 comprises second movement means 25 to allow the movement of the second unit 23 with respect to the object 11, that is, with respect to the abutment plane 35.

A titolo esemplificativo ma non limitativo, tali secondi mezzi 25 di movimentazione comprendono un organo motore 39 per muovere la seconda unità 23 lungo un percorso di movimentazione . By way of non-limiting example, said second movement means 25 comprise a motor 39 for moving the second unit 23 along a movement path.

I secondi mezzi 25 di movimentazione comprendono una guida 36 fissata al piano di riscontro 35 che definisce il percorso di movimentazione dell'unità 23. The second movement means 25 comprise a guide 36 fixed to the abutment plane 35 which defines the movement path of the unit 23.

I secondi mezzi 25 di movimentazione consentono di movimentare la seconda unità 23 lungo il relativo percorso di movimentazione per portare l'elemento 21 riflettente in una posizione di misura di una regione 34 di interesse della superficie 12 dell'oggetto 11. The second movement means 25 allow the second unit 23 to be moved along the relative movement path to bring the reflecting element 21 to a position for measuring a region 34 of interest of the surface 12 of the object 11.

II profilometro 10 comprende ulteriormente un elaboratore 20 in comunicazione con i mezzi 19 di scansione e con il rivelatore 16 per derivare il profilo della superficie 12 dal valore del segnale di interferenza e dal valore della differenza di lunghezza tra il percorso di riferimento PR e quello di misura PM. Verrà descritto nel seguito il funzionamento del profilometro 10, con riferimento al rilevamento del profilo di una regione 34 di interesse della superficie 12 dell'oggetto 11. The profilometer 10 further comprises a processor 20 in communication with the scanning means 19 and with the detector 16 to derive the profile of the surface 12 from the value of the interference signal and from the value of the difference in length between the reference path PR and that of measure PM. The operation of the profilometer 10 will be described below, with reference to the detection of the profile of a region 34 of interest of the surface 12 of the object 11.

La regione 34 di interesse è delimitata, nelle figure 3 e 4, dai raggi di luce illustrati del fascio 18 di misura, ovvero dai raggi marginali del fascio 18 di luce di misura. The region 34 of interest is delimited, in Figures 3 and 4, by the illustrated light rays of the measurement beam 18, or by the marginal rays of the measurement light beam 18.

I secondi mezzi 25 movimentano la seconda unità 23 lungo la direzione Y, come illustrato in figura 2, fino a disporre l'elemento 21 riflettente in corrispondenza o contraffacciato alla regione 34 della superficie 12 di cui verrà rilevato il profilo. The second means 25 move the second unit 23 along the direction Y, as illustrated in Figure 2, until the reflecting element 21 is arranged in correspondence with or opposite the region 34 of the surface 12 whose profile will be detected.

Nella figura 3 è illustrato il profilometro 10 con l'elemento 21 riflettente contraffacciato alla regione 34 di interesse; in tale posizione il fascio 18 di misura incide sulla regione 34 della superficie 12. Figure 3 illustrates the profilometer 10 with the reflecting element 21 facing the region 34 of interest; in this position the measuring beam 18 impacts on the region 34 of the surface 12.

I primi mezzi 24 di movimentazione vengono attivati per movimentare la prima unità 22 (ovvero lo specchio 31, la sorgente 13, il primo gruppo ottico 29 di lenti, il secondo gruppo ottico 30 di lenti, il divisore 15 ed il rivelatore 16) rispetto all'elemento 21 riflettente ed alla regione 34, in modo da eseguire una scansione del profilo della regione 34, come illustrato nella figura 4. The first movement means 24 are activated to move the first unit 22 (i.e. the mirror 31, the source 13, the first optical group 29 of lenses, the second optical group 30 of lenses, the divider 15 and the detector 16) with respect to the the reflecting element 21 and the region 34, so as to scan the profile of the region 34, as illustrated in Figure 4.

Durante la scansione l'elemento 21 riflettente viene mantenuto in una predeterminata posizione rispetto alla regione 34 di cui verrà rilevato il profilo, ovvero l'elemento 21 non viene spostato rispetto all'oggetto 11. During scanning, the reflecting element 21 is kept in a predetermined position with respect to the region 34 whose profile will be detected, i.e. the element 21 is not moved with respect to the object 11.

In altre parole, l'elemento 21 durante la scansione non viene spostato rispetto al piano di riscontro 35. In other words, the element 21 during scanning is not displaced with respect to the abutment plane 35.

II rivelatore 16, contestualmente all'attivazione dei primi mezzi 24 di movimentazione, rileva un segnale di interferenza . The detector 16, simultaneously with the activation of the first movement means 24, detects an interference signal.

Il segnale di interferenza, come già descritto in precedenza, è correlato all'intensità di luce ricevuta dal rivelatore 16; tale segnale è compreso tra un valore massimo, che il segnale assume quando la luce del fascio 18 di misura interferisce in maniera costruttiva con la luce del fascio 17 di riferimento, ed un valore minimo sostanzialmente nullo, che il segnale assume quando la luce del fascio 18 di misura interferisce in maniera distruttiva con la luce del fascio 17 di riferimento. Nel seguito verrà descritto un preferito algoritmo di elaborazione del segnale di interferenza rilevato dal rivelatore 16; tale algoritmo tuttavia non è da intendersi a titolo limitativo ma semplicemente a titolo esemplificativo. The interference signal, as already described above, is correlated to the intensity of light received by the detector 16; this signal is comprised between a maximum value, which the signal assumes when the light of the measurement beam 18 interferes constructively with the light of the reference beam 17, and a minimum substantially zero value, which the signal assumes when the light of the beam Measurement 18 interferes destructively with the light of the reference beam 17. A preferred processing algorithm of the interference signal detected by the detector 16 will be described below; however, this algorithm is not intended as a limitation but simply as an example.

L'elaboratore 20 esegue un algoritmo "multi-thread" a tre "task" che vengono eseguiti in parallelo e permettono di rilevare il profilo della regione di interesse 34 della superficie 12 sostanzialmente in contemporanea all'acquisizione. I tre "task" sono illustrati nella figura 5 e sono così schematizzabili: The processor 20 executes a "multi-thread" algorithm with three "tasks" which are executed in parallel and allow to detect the profile of the region of interest 34 of the surface 12 substantially simultaneously with the acquisition. The three "tasks" are illustrated in figure 5 and can be summarized as follows:

-Task 1: acquisizione del segnale dal rivelatore 16; -Task 2: calcolo della derivata del segnale acquisito; - Task 3: calcolo della media mobile della derivata del segnale acquisito. -Task 1: acquisition of the signal from detector 16; -Task 2: calculation of the derivative of the acquired signal; - Task 3: calculation of the moving average of the derivative of the acquired signal.

Il terzo "task" viene eseguito in parallelo con gli altri due e quando il terzo "task" è stato terminato l'elaboratore 20 ha determinato il profilo della regione 34 di interesse della superficie 12. The third "task" is executed in parallel with the other two and when the third "task" has been completed the processor 20 has determined the profile of the region 34 of interest of the surface 12.

Più in particolare, con riferimento alla figura 5, il primo grafico Gl mostra l'intensità di un singolo pixel durante la fase di acquisizione (task 1). More specifically, with reference to Figure 5, the first graph Gl shows the intensity of a single pixel during the acquisition phase (task 1).

Nel grafico Gl in ascissa può essere indicato il tempo o il numero di frame acquisito o, in maniera equivalente, la profondità di scansione (ovvero la misura della differenza di lunghezza del percorso di misura PM e di quello di riferimento PR) mentre in ordinata la quantità di luce ricevuta dal pixel. In the graph Gl, the time or number of frames acquired can be indicated in the abscissa or, in an equivalent manner, the scanning depth (i.e. the measurement of the difference in length of the measurement path PM and of the reference path PR) while in the ordinate the amount of light received by the pixel.

Come accennato, il primo grafico Gl della figura 5 si riferisce pertanto al risultato del primo "task". As mentioned, the first graph Gl of Figure 5 therefore refers to the result of the first "task".

L'elaboratore 20 acquisisce il segnale di interferenza dal rivelatore 16 ed esegue la derivata numerica a passo controllato (preferibilmente con passo di 1/8 della lunghezza d'onda della luce emessa dalla sorgente 13) per ripulire il segnale di interferenza dal rumore di fondo. The processor 20 acquires the interference signal from the detector 16 and executes the numerical derivative at a controlled step (preferably with a step of 1/8 of the wavelength of the light emitted by the source 13) to clean the interference signal from the background noise. .

Nel segnale di interferenza del rivelatore 16 è presente infatti un rumore di fondo dovuto principalmente alla costante messa a fuoco della regione 34 della superficie 12 da parte del gruppo ottico 30 che varia durante la fase di movimentazione dell'unità 22. In fact, in the interference signal of the detector 16 there is a background noise mainly due to the constant focusing of the region 34 of the surface 12 by the optical unit 30 which varies during the movement of the unit 22.

Il secondo "task" consente pertanto di filtrare il segnale di interferenza, eliminando il rumore di fondo dal segnale ed accentuando nel segnale i battimenti interferometrici relativi all'interferenza del fascio 18 di luce di misura e di quello 17 di riferimento. The second "task" therefore allows the interference signal to be filtered, eliminating the background noise from the signal and accentuating the interferometric beats in the signal relating to the interference of the measurement light beam 18 and of the reference beam 17.

Il secondo grafico G2 a partire dall'alto della figura 5 mostra la derivata a passo controllato del segnale del primo grafico Gl. The second graph G2 starting from the top of Figure 5 shows the derivative with controlled step of the signal of the first graph Gl.

Il secondo grafico G2 si riferisce pertanto al risultato dell'elaborazione del secondo "task". The second graph G2 therefore refers to the result of the processing of the second "task".

Nel terzo "task" viene calcolata una media mobile della derivata a passo controllato ottenendo così la profondità relativa a cui avviene il battimento e, pertanto, espressione del profilo della regione 34 della superficie 12. In the third "task" a moving average of the derivative with controlled pitch is calculated, thus obtaining the relative depth at which the beating occurs and, therefore, expression of the profile of the region 34 of the surface 12.

Il risultato del terzo "task" è raffigurato nel grafico G3 della figura 5. The result of the third "task" is shown in graph G3 of figure 5.

Quanto sopra descritto ed illustrato nella figura 5 è relativo ad un solo pixel e viene eseguito per tutti i pixel del rivelatore 16 in modo da derivare il profilo della regione 34 della superficie 12 nella sua interezza . The above described and illustrated in Figure 5 relates to a single pixel and is carried out for all the pixels of the detector 16 so as to derive the profile of the region 34 of the surface 12 in its entirety.

Preferibilmente i tre "task" vengono eseguiti in parallelo su tutti i pixel del rivelatore 16. Preferably the three "tasks" are performed in parallel on all the pixels of the detector 16.

Per rilevare il profilo di un'altra regione di interesse della superficie 12, i secondi mezzi di movimentazione 25 vengono nuovamente attivati per movimentare la seconda unità 23, ovvero l'elemento riflettente 32, in modo che il fascio 18 di misura incida su tale altra regione della superficie 12. To detect the profile of another region of interest of the surface 12, the second movement means 25 are activated again to move the second unit 23, that is the reflecting element 32, so that the measurement beam 18 affects this other surface region 12.

II profilometro 10 come descritto è in grado di misurare anche il master horn, ovvero lo stampo che viene utilizzato per la realizzazione dell'horn 11. The profilometer 10 as described is also able to measure the master horn, that is the mold that is used to make the horn 11.

Un vantaggio della presente invenzione è quello di fornire un profilometro che consenta di rilevare il profilo della superficie di oggetti del tipo "horn" e master "horn" con una precisione ed una accuratezza elevata . An advantage of the present invention is that of providing a profilometer which allows to detect the surface profile of objects of the "horn" and master "horn" type with high precision and accuracy.

Un altro vantaggio della presente invenzione è quello di proporre un profilometro per rilevare il profilo della superficie di oggetti presentanti sottosquadri. Another advantage of the present invention is that of proposing a profilometer for detecting the profile of the surface of objects having undercuts.

Resta definito dalla descrizione sopra effettuata dell'invenzione un metodo per rilevare il profilo della superficie 12 di un oggetto 11 comprendente le fasi di: The above description of the invention defines a method for detecting the profile of the surface 12 of an object 11 comprising the steps of:

- generazione di un fascio 14 di luce; - generation of a light beam 14;

- divisione mediante un divisore 15 ottico del fascio 14 di luce in un fascio 17 di luce di riferimento ed in un fascio 18 di luce di misura ed indirizzamento del fascio 17 di luce di riferimento lungo un percorso PR di riferimento e del fascio 18 di luce di misura lungo un percorso PM di misura in cui incide sulla, ed è riflesso dalla, superficie 12 dell'oggetto 11; - division by means of an optical divider 15 of the light beam 14 into a reference light beam 17 and into a light beam 18 for measuring and addressing the reference light beam 17 along a reference path PR and of the light beam 18 measurement along a measurement path PM in which it impacts on and is reflected by the surface 12 of the object 11;

- deviazione del fascio 18 di luce di misura a valle di detto divisore 15 ottico ed a monte di detta superficie 12, per indirizzarlo sulla superficie 12 dell'oggetto 11; - deviation of the measuring light beam 18 downstream of said optical divider 15 and upstream of said surface 12, to direct it onto the surface 12 of the object 11;

- variazione della differenza di lunghezza tra detto percorso PM di misura e detto percorso PR di riferimento; - variation of the difference in length between said measurement path PM and said reference path PR;

- rilevare in un rivelatore 16 disposto in modo da individuare l'estremità terminale del percorso PR di riferimento e di quello PM di misura un segnale di interferenza tra la luce di detto fascio 17 di luce di riferimento, transitata nel percorso PR di riferimento, e la luce di detto fascio 18 di luce di misura, transitata nel percorso PM di misura; - derivare il profilo della superficie 12 in funzione del segnale di interferenza rilevato e della differenza di lunghezza tra detto percorso PM di misura e detto percorso PR di riferimento; - detecting in a detector 16 arranged so as to identify the terminal end of the reference path PR and of the measurement path PM an interference signal between the light of said reference light beam 17, which has passed through the reference path PR, and the light of said beam 18 of measurement light, which has passed through the measurement path PM; - deriving the profile of the surface 12 as a function of the detected interference signal and of the difference in length between said measurement path PM and said reference path PR;

Preferibilmente, secondo il metodo oggetto della presente invenzione, nella fase di variazione della differenza di lunghezza tra detto percorso PM di misura e del percorso PR di riferimento è previsto di variare la lunghezza del percorso PM di misura. Preferably, according to the method object of the present invention, in the step of varying the length difference between said measurement path PM and the reference path PR, the length of the measurement path PM is varied.

Ancora più preferibilmente secondo il metodo è previsto di misurare la differenza effettiva di lunghezza tra detto percorso PM di misura e detto percorso PR di riferimento. Even more preferably, according to the method, it is provided to measure the actual difference in length between said measurement path PM and said reference path PR.

Secondo il metodo, preferibilmente, nella fase di deviazione del fascio di luce di misura mediante una riflessione è previsto di deviare il fascio 18 di luce di misura sostanzialmente di un angolo di novanta gradi sessagesimali . According to the method, preferably, in the step of deflecting the measuring light beam by means of a reflection, provision is made for deflecting the measuring light beam 18 substantially by an angle of ninety six-degree degrees.

Inoltre secondo il metodo, preferibilmente nella fase di generazione di un fascio 14 luminoso, è previsto di generare un fascio di luce a bassa coerenza temporale. Furthermore, according to the method, preferably in the step of generating a light beam 14, it is provided to generate a light beam with low temporal coherence.

Un vantaggio della presente invenzione è quello di fornire un metodo che consenta di rilevare il profilo della superficie di oggetti del tipo "horn" e master "horn" con una precisione ed una accuratezza elevata. Un altro vantaggio della presente invenzione è quello di fornire un metodo per rilevare il profilo della superficie di oggetti presentanti sottosquadri. An advantage of the present invention is that of providing a method which allows to detect the surface profile of objects of the "horn" and master "horn" type with high precision and accuracy. Another advantage of the present invention is to provide a method for detecting the surface profile of objects having undercuts.

Il trovato così concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of evident industrial application; it can also be subject to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; all the details can also be replaced by technically equivalent elements.

Claims

CLAIMS 1. Profilometer (10) for detecting the profile of a surface (12) of an object (11), called profilometer (10) comprising: - a light source (13) arranged to generate a light beam (14); - an optical divider (15) configured to divide said beam (14) of light generated by the source (13) into a beam (17) of reference light and into a beam (18) of measurement light, said beam (17) of reference light being designed to travel an optical reference path (PR) and said measurement beam (18) being designed to travel a measurement optical path (PM) in which it affects and is reflected by the surface (12) of the object (11); - a detector (16) configured to receive the reference light beam (17) and the measurement one (18) after it has been reflected by the surface (12), and to provide an interference signal between the light of said beam reference light (17) and the light of said measuring light beam (18), - scanning means (19) for varying the difference in length between said measuring path (PM) and said reference path (PR); a processor (20) in communication with the scanning means (19) and with the detector (16) to derive the profile of said surface (12) from said difference in length and from the value of said interference signal, said profilometer (10) being characterized in that it comprises a reflecting element (21), arranged along the measuring path (PM) between the optical divider (15) and the surface (12) of the object to deflect and direct said beam ( 18) of measurement towards said surface (12) of the object (11).

2. Profilometer according to claim 1, wherein said scanning means (19) are configured to vary the length of said measuring path (PM).

3. Profilometer according to claim 1 or 2, comprising a first (22) and a second (23) mutually movable units, said source (13), said divider (15), and said detector (16) being carried by the first (22 ) unit and said reflecting element (21) being carried by the second unit (23).

4. Profilometer according to the preceding claim, wherein said scanning means (19) comprise first moving means (24) configured to move said first unit (22) with respect to said second unit (23).

5. Profilometer according to any one of claims 3 or 4, comprising second means (25) for moving said second (23) unit to bring said reflecting element (21) to a position for measuring the surface (12) of the object (11). ).

6. Profilometer according to any one of claims 3 to 5, wherein said second unit (23) carries said first unit (22).

7. Profilometer according to any one of the preceding claims, comprising means for measuring the difference in length between said measurement path (PM) and said reference path (PR).

8. Profilometer according to any one of the preceding claims, wherein said reflecting element (21) is configured to deflect said beam (18) measuring substantially by an angle of ninety sexagesimal degrees.

9. Profilometer according to any one of the preceding claims, wherein said reflecting element (21) comprises a mirror (32) or a prism.

10. Profilometer according to any one of the preceding claims, wherein said light source (13) is a low time coherence source.

11. Method for detecting the profile of the surface (12) of an object (11) comprising the steps of: - generating a beam (14) of light; - division by means of an optical divider (15) of said light beam (14) into a reference light beam (17) and into a measurement light beam (18) and addressing of the long reference light beam (17) a reference path (PR) and the measurement light beam (18) along a measurement path (PM) in which it impacts on, and is reflected by, the surface (12) of the object (11); - variation of the difference in length between said measurement path (PM) and said reference path (PR); - detecting in a detector (16) arranged so as to identify the terminal end of the reference path (PR) and of the measurement path (PM) an interference signal between the light of said reference light beam (17), passed in the reference path (PR), and the light of said beam (18) of measurement light, passed in the measurement path (PM); - derive the profile of the surface (12) as a function of the detected interference signal and of the difference in length, the method being characterized in that it comprises the step of: - deviation of the measurement light beam (18) downstream of said divider (15) optical and upstream of said surface (12), to direct it on the surface (12) of the object (11).

Method according to claim 11, wherein the step of varying the length difference between said measurement path (PM) and said reference path (PR) comprises a step of varying the length of the measurement path (PM).

Method according to claim 11 or 12, comprising a step of measuring the actual difference in length between said measurement path (PM) and said reference path (PR).

Method according to any one of the preceding claims 11 to 13, wherein the step of deflecting the measurement light beam by reflection comprises the step of deflecting said measurement light beam (18) substantially by an angle equal to ninety sexagesimal degrees.

Method according to any one of the preceding claims 11 to 14, wherein in said step of generating a light beam (14) it is provided to generate a light beam with low temporal coherence.

Use of the profilometer according to any one of claims 1 to 10 to detect the profile of a master horn.

Use of the profilometer according to any one of claims 1 to 10 to detect the profile of a surface (12) of an internal cavity (27) of a horn.