TWI708040B - 外反射式三維形貌測量儀 - Google Patents

外反射式三維形貌測量儀 Download PDF

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一種外反射式三維形貌測量儀，包括一光源、一光偏折元件、一影像擷取模組及一運算處理器。光源用以提供一光束。光偏折元件包括一內部部分及一外反射面，其中光束經內部部分入射並在穿出外反射面後偏折至一待測物，之後產生對應於待測物之表面形貌的一光影，光影再經由外反射面反射。影像擷取模組用以接收光影以產生一待測影像。運算處理器對該待測影像進行運算，以求得待測物之表面形貌的資訊。

Description

外反射式三維形貌測量儀
本發明是有關於一種三維形貌測量儀，且特別是有關於一種外反射式三維形貌測量儀。
目前表面形貌的測量方式一般分為接觸式測量法與非接觸式測量法兩種。其中，由於接觸式測量法是以探針接觸待測物的方式來進行測量，恐存在有探針刮傷待測物的風險。並且，接觸式測量法的量測精確度會受到探針的尺寸及品質的影響，故需要重複量測數次以消除或降低探針的尺寸及品質對於量測的精確度的影響，當所需測量的範圍較大時所需的測量時間便會大幅增加。而非接觸式測量法則以共軛焦顯微鏡較為常見，雖然共軛焦顯微鏡的解析度高且可避免接觸式測量法所可能產生的刮傷風險，然而共軛焦顯微鏡的量測範圍小，當測量面積較大時所需的測量時間亦會隨之大幅增加。
因此，目前仍亟需一種測量表面形貌的方法，可避免接觸式測量法可能刮傷待測物的問題並能縮短測量的所需時間。
本發明係有關於一種外反射式三維形貌測量儀，能夠以非接觸式的方法測量待測物之表面形貌，故可避免接觸式測量法可能刮傷待測物的問題，並能縮短測量的所需時間。
根據本發明之一方面，提出一種外反射式三維形貌測量儀。外反射式三維形貌測量包括一光源、一光偏折元件、一影像擷取模組及一運算處理器。光源用以提供一光束。光偏折元件包括一內部部分及一外反射面，其中光束經內部部分入射並在穿出外反射面後偏折至一待測物，之後產生對應於待測物之表面形貌的一光影，光影再經由外反射面反射，經一成像透鏡將此光影成像在影像擷取模組。影像擷取模組用以接收光影以產生一待測影像。運算處理器對該待測影像進行運算，以求得待測物之表面形貌的資訊。
根據本發明之又一方面，提出一種外反射式三維形貌測量儀。外反射式三維形貌測量包括一光源、一光偏折元件、一光影分光鏡、一影像擷取模組及一運算處理器。光源用以提供一光束。光偏折元件包括一內部部分及一外反射面，其中光束經內部部分入射並在穿出外反射面後偏折至一待測物，之後產生對應於待測物之表面形貌的一光影。光影分光鏡將待測物所反射的光影分為一第一光影以及一第二光影，其中第二光影經由外反射面反射。影像擷取模組包括一第一影像擷取器以及一第二影像擷取器，其中第一影像擷取器用以接收第一光影以產生一參考影像，第二影像擷取器用以接收第二光影以產生一待測影像。參考影像與待測影像分別由二個相同焦距的成像透鏡 分別成像在第一影像擷取器上與第二影像擷取器上。運算處理器對參考影像與待測影像進行運算，以求得待測物之表面形貌的資訊。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100、200:外反射式三維形貌測量儀
110:光源
120:導光組件
122:擴束器
124:分光稜鏡
124p:光度計
126:極化分光稜鏡
130、230:光偏折元件
130a、230a:外反射面
130b、230b:入射面
130i、230i:內部部分
150、350:成像透鏡
160、260、360:影像擷取模組
170:運算處理器
250:成像透鏡組件
252:第一成像透鏡
254:第二成像透鏡
280:光影分光鏡
1221:濾波器
1221a:物鏡
1221b:針孔
1223:透鏡
1225:光圈
O:中心點
α1、α2:夾角
第1圖繪示依照本發明一實施例的外反射式三維形貌測量儀的示意圖。
第2圖繪示依照本發明又一實施例的外反射式三維形貌測量儀的示意圖。
第3圖繪示依照本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀的待測物的光影反射率與入射角之間之關係的示意圖。
第4圖繪示光線藉由光偏折元件進行外反射及內反射時之入射角度與反射率之間之關係的曲線圖。
第5圖繪示依照本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀的成像系統的示意圖。
第6圖繪示依照本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀的待測物量測原理的示意圖。
第7A圖繪示依照本發明之一實施例之外反射式三維形貌測量儀所測量之待測物的二維形貌的剖面圖。
第7B圖繪示對第7A圖中A點測量10次之結果。
第8A圖繪示依照本發明之又一實施例之外反射式三維形貌測量儀所測量之待測物的二維形貌的剖面圖。
第8B圖繪示對第8A圖中A點測量10次之結果。
第1圖繪示依照本發明一實施例的外反射式三維形貌測量儀100的示意圖。
請參照第1圖，外反射式三維形貌測量儀100包括一光源110、一導光組件120、一光偏折元件130、一成像透鏡150、一影像擷取模組160以及一運算處理器170。光源110用以提供一光束。在本實施例中，光源110可為紅光之發光二極體，不僅可以降低成本也可以縮小體積，然本發明並不以此為限，光源110也可以是其他顏色的光。導光組件120包括一擴束器122、一分光稜鏡124以及一極化分光稜鏡126。擴束器122可用以將光束擴大為平行光束。在本實施例中，擴束器122可包括空間濾波器1221、透鏡1223與光圈1225。空間濾波器1221可包括一物鏡1221a及一位於該物鏡1221a與該透鏡1223間的針孔1221b。分光稜鏡124可位於擴束器122與極化分光稜鏡126之間。當光源110所提供的光束通過物鏡1221a後會聚焦至放置於物鏡1221a的聚焦點上的針孔1221b以濾除散射或繞射光，形成一無雜訊之點光源，而點光源會以球面波的形式發散，藉由透鏡1223成為光強度均勻的平行光，之後經由光圈1225調整光點的大小，並由分光稜鏡124進行分光。在一些實施例中，可使用光度計124p測量分光稜鏡124所分 出之第一道光的光強度，以校正光源，可避免光源不穩定對量測所造成的影響。
穿透分光稜鏡124的穿透光藉由極化分光稜鏡126進行分光，再入射至光偏折元件130。在一實施例中，極化分光稜鏡126可反射分出S偏振光，並將S偏振光入射至光偏折元件130，然本發明並不限於此，一般光(包括S偏振光以及P偏振光)亦可入射至光偏折元件130。光偏折元件130包括一內部部分130i及一外反射面130a，其中光束經內部部分130i入射並在穿出外反射面130a後偏折至一待測物140。在一實施例中，穿出外反射面130a後偏折至待測物140的光束與待測物140的表面之間所形成的入射角度為50°至90°，然本發明並不以此為限，此入射角度可為其他合適的角度。在一些實施例中，光偏折元件130可為一個三角稜鏡，且光偏折元件130還包括一個與外反射面130a形成有一夾角α1的入射面130b，光束是自入射面130b入射內部部分130i，並在穿出外反射面130a後偏折至待測物140。在本實施例中，光偏折元件130可為一直角稜鏡，外反射面130a是直角稜鏡的斜面，而且外反射面130a與入射面130b之間之夾角α1可以是30°，然而本發明並不限於此，外反射面130a與入射面130b之間之夾角α1可以是其他合適的角度。在一些實施例中，光偏折元件130可以是一光柵結構。
光束穿出外反射面130a並偏折至一待測物140之後，產生對應於待測物140之表面形貌的一光影，該光影再經由外反射面130a反射。成像透鏡150能將該光影成像至影像擷取模組160。影像擷取模組160可用以接收光影以產生一待測影像。運算處理器170對該待測影像進行運算，以求得待測物140之表面形貌的資訊。
在本實施例中，透鏡1223及成像透鏡150的數量分別為1個，然本發明並不以此為限，透鏡1223及成像透鏡150的數量可分別為多個，端視需求而定。
在一實施例中，待測物140所反射的光影是藉由光偏折元件130之外反射面130a的單一次反射，入射至成像透鏡150。
在一實施例中，待測物140所反射的光影在入射至成像透鏡150之後是直接入射至影像擷取模組160。亦即，成像透鏡150與影像擷取模組160之間可不設置其他的元件(例如四邊形稜鏡或物鏡)。
在一些實施例中，影像擷取模組160可以是電荷耦合元件(CCD,charge-coupled device)。電荷耦合元件是一種積體電路，具有整齊排列之電容，每一個像素可將光訊號轉為電能，此後再轉為數位訊息而輸出為圖像。運算處理器170可例如是一電腦。
在本實施例中，待測物140的位置可先擺放一平面鏡，藉由影像擷取模組160接收平面鏡的影像取得一參考影像，並同時記錄拍攝平面鏡之影像時之光強度(例如是藉由分光稜鏡124之分光量測得知)。此後，將平面鏡移除，擺放待測物140，即可藉由影像擷取模組160接收待測物140的影像而取得一待測影像，亦可記錄當時的光強度以完成測量。運算處理器170可對該參考影像與該待測影像進行運算，以求得待測物140之表面形貌的資訊。簡言之，令參考影像的分光強度為I1，待測影像的光強度為I2，即可藉由運算處理器170得知反射率
Figure 108126294-A0305-02-0009-10
。由於反射率R與入射角度θ呈一線性關係(如第3圖所示)，故運算處理器170可藉由反射率R換算得知待測物140的高度(如第5~6圖及相關說明所示)。因此，運算處理器170將待測物140之待側影像及 參考影像相除並經運算之後可得到待測物140的三維形貌圖(未繪示)以及二維形貌剖面圖(如第7圖所示)。
第2圖繪示依照本發明又一實施例的外反射式三維形貌測量儀200的示意圖，外反射式三維形貌測量儀200是類似於外反射式三維形貌測量儀100，其不同之處在於成像透鏡組件250與影像擷取模組260的設計以及增加一光影分光鏡280，其他相同或類似之處將不再詳細描述。
請參照第2圖，外反射式三維形貌測量儀200一光源110、一導光組件120、一光偏折元件230、光影分光鏡280、一成像透鏡組件250、一影像擷取模組260以及一運算處理器170。光源110用以提供一光束。在本實施例中，光源110可為紅光之發光二極體，不僅可以降低成本也可以縮小體積，然本發明並不以此為限，光源110也可以是其他顏色的光。導光組件120包括一擴束器122、一分光稜鏡124以及一極化分光稜鏡126。在本實施例中，擴束器122可包括空間濾波器1221、透鏡1223與光圈1225。空間濾波器1221可包括一物鏡1221a及一位於該物鏡1221a與該透鏡1223間的針孔1221b。擴束器122用以將光束擴大為平行光束，極化分光稜鏡126進行分光，再入射至光偏折元件230。
在此一實施例中，極化分光稜鏡126可反射分出S偏振光，並將S偏振光入射至光偏折元件230，然本發明並不限於此，一般光(包括S偏振光以及P偏振光)亦可入射至光偏折元件230。光偏折元件230包括一內部部分230i及一外反射面230a，其中光束經內部部分230i入射並在穿出外反射面230a後偏折至一待測物140。在一實施例中，穿出外反射面230a後偏折至待測物140的光束與待測物140的表面 之間所形成的入射角度為50°至90°，然本發明並不以此為限，此入射角度可為其他合適的角度。在一些實施例中，光偏折元件230可為一個三角稜鏡，且光偏折元件230還包括一個與外反射面230a形成有一夾角α2的入射面230b，光束是自入射面230b入射內部部分230i，並在穿出外反射面230a後偏折至待測物140。在本實施例中，光偏折元件230可為一直角稜鏡，外反射面230a是直角稜鏡的斜面，而且外反射面230a與入射面230b之間之夾角α2可以是30°，然而本發明並不限於此，外反射面230a與入射面230b之間之夾角α2可以是其他合適的角度。在一些實施例中，光偏折元件230可以是一光柵結構。
光束穿出外反射面230a並偏折至一待測物140之後，產生對應於待測物140之表面形貌的一光影。光影分光鏡280將待測物140所反射的該光影分為一第一光影以及一第二光影。成像透鏡組件250包括一第一成像透鏡252及一第二成像透鏡254。影像擷取模組260包括一第一影像擷取器262以及一第二影像擷取器264。第一成像透鏡252能將第一光影成像至第一影像擷取器262。第二光影經由外反射面230a反射至第二成像透鏡254，第二成像透鏡254能將第二光影成像至第二影像擷取器264。第一影像擷取器262用以接收第一光影以產生一參考影像，第二影像擷取器264用以接收第二光影以產生一待測影像。運算處理器170對參考影像與待測影像進行運算，以求得待測物140之表面形貌的資訊。簡言之，令參考影像的分光強度為I1，待測影 像的光強度為I2，即可藉由運算處理器170得知反射率
Figure 108126294-A0305-02-0011-9
。由於反射 率R與入射角度θ呈一線性關係(如第3圖所示)，故運算處理器170可藉由反射率R換算得知待測物140的高度(如第5~6圖及相關說明所示)。因此，運算處理器170將待測物140之參考影像及待側影像相除並經運 算之後可得到待測物140的三維形貌圖(未繪示)以及二維形貌剖面圖(如第8圖所示)。
在此一實施例中，待測物140所反射的第二光影是藉由光偏折元件230之外反射面230a的單一次反射，入射至第二成像透鏡254。
在此一實施例中，待測物140所反射的第一光影在入射至第一成像透鏡252之後是直接入射至第一影像擷取器262。亦即，第一成像透鏡252與第一影像擷取器262之間可不設置其他的元件(例如四邊形稜鏡或物鏡)。待測物140所反射的第二光影在入射至第二成像透鏡254之後是直接入射至第二影像擷取器264。亦即，第二成像透鏡254與第二影像擷取器264之間可不設置其他的元件(例如四邊形稜鏡或物鏡)。
在本實施例中，透鏡1223、第一成像透鏡252及第二成像透鏡254的數量分別為1個，然本發明並不以此為限，透鏡1223、第一成像透鏡252及第二成像透鏡254的數量可分別為多個，端視需求而定。
在一些實施例中，第一影像擷取器262及第二影像擷取器264可分別為電荷耦合元件。運算處理器170可例如是一電腦。
第3圖繪示依照本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀的待測物140的光影反射率(R)與入射角度(θ)之間之關係的示意圖。第3圖示例性繪示S偏振光入射待測物140所形成的反射率與入射角度的關係，然本發明並不以此為限，亦可使用一般光(包括S偏振光及P偏振光)入射至待測物140進行量測。
本發明是採用外反射式三維形貌測量儀對於待測物的形貌進行測量，亦即是待測物140所反射之光影或第二光影是經由外反射面130a或230a反射至成像透鏡150或第二成像透鏡254，而非是在光偏折元件130或230的內部部分130i或230i進行反射。相較於內反射式三維形貌測量儀而言，由於外反射式的測量方法可有較大的角度及高度量測範圍，可量測之待測物的面積亦較大，較適合用於大面積的三維表面形貌量測，如第4圖所示。
第4圖繪示光線藉由光偏折元件進行外反射及內反射時之入射角度θ與反射率R之間之關係的曲線圖，其中虛線線段表示內反射的曲線，實線線段表示外反射的曲線。
請參照第4圖，TE表示S偏振光的曲線，TM表示P偏振光的曲線。當光線藉由光偏折元件進行內反射時，可用的最大入射角度θC可為41.81°；當光線藉由光偏折元件進行外反射時，可用的最大入射角度θC可為90°，可見外反射可用的入射角度範圍較大，可測量的角度亦相對較大。當P偏振光藉由光偏折元件進行內反射時，入射角度θ’P若為33.69°則反射率為0(又稱作布魯斯特角)。當P偏振光藉由光偏折元件進行外反射時，入射角度θP若為56.31°則反射率為0(又稱作布魯斯特角)，也就是說，當入射角度θP為56.31°時，即無法使用P偏振光，因此，利用極化分光稜鏡126分離出S偏振光可以避免特定入射角度無法使用的問題。
第5圖繪示依照本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀的成像系統的示意圖。
請參照第5圖，本發明之外反射式三維形貌測量儀100及200的成像系統是藉由成像透鏡350(例如是成像透鏡150、第一成像透鏡252或第二成像透鏡254)成像。成像路徑從待測物140的反射光影開始，在外反射面(例如是130a及230a)反射經過成像透鏡350(例如是成像透鏡150、第一成像透鏡252或第二成像透鏡254)聚焦，最後成像在影像擷取模組360(例如是影像擷取模組160及260)。如第5圖所示，令XS為物體中心之高度，XS’為物體邊緣之高度，X1為像中心之高度，X1’為像邊緣之高度，則由橫向放大率的定義可得知下列式1-1：
Figure 108126294-A0305-02-0014-1
令成像透鏡350的中心點為O，則由△XS’XSO與△X1’X1O的相似三角形可得下列式1-2：
Figure 108126294-A0305-02-0014-2
將式1-2代回式1-1可得下列式1-3所示的放大倍率：
Figure 108126294-A0305-02-0014-3
第6圖繪示依照本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀的待測物量測原理的示意圖。
請參照第6圖，當入射光L垂直入射至待測物140上時，因待測物140表面可能不平整，所以突起處會帶有微小的傾斜角，使得反射光會以傾斜2倍的傾斜角離開。其中，△α表示待測物140的傾斜角，△h表示待測物140的高度，△x表示待測物140相對於影像擷取模組160或260之每一個畫素之間隔的大小。由第6圖可得到如下列式2-1所示的△α、△h及△x的關係式：
Figure 108126294-A0305-02-0015-4
由式2-1可推導至下列式2-2：△h=tan(△α)×△x 式2-2
由於入射光L會以2倍的傾斜角△α離開待測物140並入射至光偏折元件130或230的外反射面130a或230a，外反射面130a或230a的入射角△θ=2△α，則可得到下列式2-3：
Figure 108126294-A0305-02-0015-5
若將影像擷取模組160或260之每一個畫素之間隔的大小△X除以放大率MT(如式1-3所示)則可得待測物140的高度△h，如下列式2-4所示：
Figure 108126294-A0305-02-0015-6
為驗證本發明的效果，本發明之一實施例之外反射式三維形貌測量儀100與200的量測結果係與現有的雷射掃描式共軛焦顯微鏡(Laser Scanning Confocal Microscope)及薄膜厚度輪廓測量儀(alpha-step)的量測結果進行比較。外反射式三維形貌測量儀100是以單影像分析的方式進行測量。外反射式三維形貌測量儀200是以雙影像分析的方式進行測量。
第7A圖繪示依照本發明之一實施例之外反射式三維形貌測量儀100所測量之待測物140的二維形貌的剖面圖，其中橫坐標表示待測物之x軸方向上的形貌變化(單位為微米)，縱坐標表示待測物之z軸方向上的形貌變化(單位為微米)(亦即是高度h)。第7B圖繪示對第7A圖中A點測量10次之結果。
請參照第7A及7B圖，待測物140之表面形貌可包括凸起的波峰的最高點：A點及B點。若將A點量測10次並與雷射掃描式共軛焦顯微鏡的量測結果相比較，可得最大誤差值為0.97%，標準差為0.07微米。
第8A圖繪示依照本發明之又一實施例之外反射式三維形貌測量儀200所測量之待測物140的二維形貌的剖面圖，其中橫坐標表示待測物之x軸方向上的形貌變化(單位為微米)，縱坐標表示待測物之z軸方向上的形貌變化(單位為微米)(亦即是高度h)。第8B圖繪示對第8A圖中A點測量10次之結果。
請參照第8A及8B圖，待測物140之表面形貌可包括凸起的波峰的最高點：A點及B點。若將A點量測10次並與雷射掃描式共軛焦顯微鏡相比較，可得最大誤差值為1.05%，標準差為0.06微米。
將本發明之外反射式三維形貌測量儀100(實施例1)及外反射式三維形貌測量儀200(實施例2)之上述測量結果與雷射掃描式共軛焦顯微鏡(比較例1)及薄膜厚度輪廓測量儀(比較例2)之量測結果進行比較，如下列表一所示。
Figure 108126294-A0305-02-0016-7
由表一的結果可知，本發明之外反射式三維形貌測量儀100(實施例1)的最小誤差為0.18%，外反射式三維形貌測量儀200(實施例2)的最小誤差為0.12%。由此可見，本發明之外反射式三維形貌測量儀100及200的量測誤差小，可準確量測待測物140之表面形貌。
下列表二進一步比較雷射掃描式共軛焦顯微鏡(比較例1)、薄膜厚度輪廓測量儀(比較例2)及本發明之外反射式三維形貌測量儀200(實施例2)在量測範圍、量測時間及儀器成本上的差別。
Figure 108126294-A0305-02-0017-8
由表二的結果可知，雷射掃描式共軛焦顯微鏡(比較例1)解析度雖然高，但是當測量較大範圍的待測物時所需量測時間較長，且雷射掃描式共軛焦顯微鏡的儀器價格相當昂貴。相對地，根據本發明之一實施例的外反射式三維形貌測量儀不但在量測上的準確度相當接近於共軛焦顯微鏡，能夠在相對較短的時間之內測量較大範圍的待測物，並且外反射式三維形貌測量儀的儀器價格相對較低(例如是10萬元以內)，可大幅降低量測表面形貌所費的時間及儀器成本。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:外反射式三維形貌測量儀
110:光源
120:導光組件
122:擴束器
124:分光稜鏡
124p:光度計
126:極化分光稜鏡
130:光偏折元件
140:待測物
130a:外反射面
130b:入射面
130i:內部部分
150:成像透鏡
160:影像擷取模組
170:運算處理器
1221:濾波器
1221a:物鏡
1221b:針孔
1223:透鏡
1225:光圈
α1:夾角

Claims (15)

  1. 一種外反射式三維形貌測量儀，包括：一光源，用以提供一光束；一光偏折元件，包括一內部部分及一外反射面，其中該光束經該內部部分入射並在穿出該外反射面後偏折至一待測物，之後產生對應於該待測物之表面形貌的一光影，該光影再經由該外反射面反射；一影像擷取模組，用以接收該光影以產生一待測影像；及一運算處理器，對該待測影像進行運算，以求得該待測物之表面形貌的資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中，該光偏折元件是一個三角稜鏡，該光偏折元件還包括一個與該外反射面形成有一夾角的入射面，該光束是自該入射面入射該內部部分，並在穿出該外反射面後偏折至該待測物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該光偏折元件是一直角稜鏡，該外反射面是該直角稜鏡的斜面，而且該夾角是30°。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之外反射式三維形貌測量儀，還包括一成像透鏡，該成像透鏡能將該光影成像至該影像擷取模組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之外反射式三維形貌測量儀，更包括一導光組件，該導光組件包括一擴束器以及一極化分光稜鏡，該擴束器用以將該光束擴大為平行光束，該極化分光稜鏡進行分光，再入射至該光偏折元件。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該待測物所反射的該光影是藉由該光偏折元件之該外反射面的單一次反射，入射至該成像透鏡。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該待測物所反射的該光影在入射至該成像透鏡之後是直接入射至該影像擷取模組。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該光偏折元件是一光柵結構。
  9. 一種外反射式三維形貌測量儀，包括：一光源，用以提供一光束；一光偏折元件，包括一內部部分及一外反射面，其中該光束經該內部部分入射並在穿出該外反射面後偏折至一待測物，之後產生對應於該待測物之表面形貌的一光影；一光影分光鏡，將該待測物所反射的該光影分為一第一光影以及一第二光影，其中該第二光影經由該外反射面反射；一影像擷取模組，包括一第一影像擷取器以及一第二影像擷取器，其中該第一影像擷取器用以接收該第一光影以產生一 參考影像，該第二影像擷取器用以接收該第二光影以產生一待測影像；一運算處理器，對該待測影像與該參考影像進行運算，以求得該待測物之表面形貌的資訊。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中，該光偏折元件是一個三角稜鏡，還包括一個與該外反射面形成有一夾角的入射面，該光束是自該入射面入射該內部部分，並在穿出該外反射面後偏折至該待測物。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該光偏折元件是一直角稜鏡，該外反射面是該直角稜鏡的斜面，而且該夾角是30°。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之外反射式三維形貌測量儀，還包括一第一成像透鏡及一第二成像透鏡，該第一成像透鏡能將該第一光影成像至該第一影像擷取器，該第二成像透鏡能將該第二光影成像至該第二影像擷取器。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之外反射式三維形貌測量儀，更包括一導光組件，該導光組件包括一擴束器以及一極化分光稜鏡，該擴束器用以將該光束擴大為平行光束，該極化分光稜鏡進行分光，再入射至該光偏折元件。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該待測物所反射的該第二光影是藉由該光偏折元件之該外反射面的單一次反射，入射至該第二成像透鏡。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之外反射式三維形貌測量儀，其中該待測物所反射的該第二光影在入射至該第二成像透鏡之後是直接入射至該第二影像擷取器。
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