TWI783228B - 測量系統和方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供了一種測量系統和方法，涉及測量技術領域，該測量系統包括：光源，被配置為產生原始光束，其中，從被測物體的被測區域返回的該原始光束為返回光束；光學元件，被配置為根據該返回光束得到待處理光束，其中，至少部分該待處理光束為第一光束；第一探測裝置，被配置為根據該第一光束得到第一探測資訊；移動設備，被配置為使該光學元件與該被測物體沿該光學元件的光軸方向相對移動；和處理系統，被配置為根據複數第一時刻中每個第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該被測物體的固定平面之間的實際距離。

Description

測量系統和方法
本揭露涉及測量技術領域，尤其涉及一種測量系統和方法。
在積體電路製造領域，為提高產品良率，需要對晶圓的三維形貌進行測量，以檢查晶圓製造的製程是否符合標準。基於白光干涉技術的三維形貌測量方式以其無接觸、快速、高精度等特點在積體電路檢測領域廣泛使用。
白光干涉技術以相干長度很短的白光作為光源，藉由干涉訊號強度的峰值可以定位被測物體的表面形貌。
根據本揭露實施例的一方面，提供一種測量系統，包括：光源，被配置為產生原始光束，其中，從被測物體的被測區域返回的該原始光束形成返回光束；光學元件，被配置為根據該返回光束得到待處理光束，其中，至少部分該待處理光束為第一光束；第一探測裝置，被配置為根據該第一光束得到第一探測資訊；移動設備，被配置為使該光學元件與該被測物體沿該光學元件的光軸方向相對移動；和處理系統，被配置為根據複數第一時刻中每個第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該被測物體的固定平面之間的實際距離。
在一些實施例中，該光學元件包括：第一分光器，被配置為將該原始光束分為參考光束和入射到該被測區域的物光束，其中，從該被測區域返回該光學元件的該物光束形成該返回光束；和參考鏡，被配置為使該參考光束沿預設軌跡傳播以得到預干涉光束，其中，該預干涉光束和該返回光束干涉以得到該待處理光束；該第一探測資訊包括該待處理光束中預定波長的光的強度。
在一些實施例中，該處理系統被配置為確定在每個第一時刻下該光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離包括：控制該移動設備以使該光學元件與該被測物體沿該光軸方向相對移動，以在複數第二時刻下使該光學元件與該固定平面之間具有期望的複數預定距離；獲取該複數第二時刻中的每個第二時刻下的該第一探測資訊；和根據該複數預定距離和每個第二時刻下的該複數第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的該實際距離。
在一些實施例中，該處理系統被配置為根據該複數預定距離和每個第二時刻下的該複數第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離包括：對該複數預定距離中的每個預定距離進行線性處理，以得到移動參量；以每個第二時刻下的該移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數；和根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
在一些實施例中，該光學元件包括：第一分光器，被配置為將該原始光束分為參考光束和入射到該被測區域的物光束，其中，從該被測區域返回該光學元件的該物光束形成該返回光束；和參考鏡，被配置為使該參考光束 沿預設軌跡傳播以得到預干涉光束，其中，該預干涉光束和該返回光束干涉以得到該待處理光束；該第一探測資訊包括該待處理光束中預定波長的光的強度；該待擬合函數為： I = A ×cos r ( x - x 0 )+ B ，其中，該線性處理包括乘以2Π/λ，r=1；或者，該線性處理包括乘以1，r=2Π/λ，λ為該預定波長光的波長；該處理系統被配置為以每個第二時刻下的該移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數包括：以每個第二時刻下的該移動參量作為該待擬合函數中的x、以每個第二時刻下該預定波長的光的強度作為該待擬合函數中的I，對該待擬合函數進行擬合，以得到A、該待求參量x0和B，從而得到該擬合函數；根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離包括：以每個第一時刻下該預定波長的光的強度作為該擬合函數中的I，計算該擬合函數中的x作為每個第一時刻下的該移動參量；和根據每個第一時刻下的該移動參量，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
在一些實施例中，該參考鏡被配置為藉由反射該參考光束，使該參考光束沿預設軌跡傳播以得到預干涉光束；該參考鏡和該第一分光器均為半透半反鏡，並且，該參考鏡和該第一分光器平行設置；或者，該參考鏡為反射鏡。
在一些實施例中，該第一探測裝置包括：光柵和濾波片中的一個；和光強探測器。
在一些實施例中，該測量系統還包括：第一光闌，被配置為阻擋該待處理光束中與該待測處理光束的中心軸之間的夾角大於第一預設夾角的部分進入該第一探測裝置。
在一些實施例中，該測量系統還包括：第二探測裝置，被配置為根據第二光束得到第二探測資訊，該第二光束為部分該返回光束或部分該待處理光束，該第二探測資訊表徵該光學元件與該被測區域之間在該光學元件的光軸方向上的相對距離；該處理系統還被配置為獲取該第二探測資訊為預設探測資訊時的第一時刻作為特徵時刻；獲取該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離；根據該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離，確定該被測區域的高度資訊。
在一些實施例中，該第二探測裝置被配置為根據第二光束得到第二探測資訊包括：根據該第二光束得到探測影像；和根據該探測影像得到該第二探測資訊，該第二探測資訊包括第二光束的光強和該探測影像的對比度中的至少一項。
在一些實施例中，該測量系統還包括：第二分光器，被配置為對該返回光束或該待處理光束進行分光，以得到該第二光束。
在一些實施例中，該光學元件還包括：第一鏡頭，被配置為收集該返回光束，該第一光束由至少部分該第一鏡頭收集的該返回光束形成；或者，該第一鏡頭被配置為收集該待處理光束，該第一光束由至少部分該第一鏡頭收集的該待處理光束形成。
在一些實施例中，當該第一鏡頭被配置為收集該返回光束時，該第二分光器被配置為將該第一鏡頭收集的該返回光束進行分光，以形成該第二 光束和第三光束，該光學元件被配置為根據該第三光束得到該待處理光束；當該第一鏡頭被配置為收集該待處理光束時，該第二分光器被配置為對該第一鏡頭收集的該待處理光束進行分光，以形成該第一光束和該第二光束。
在一些實施例中，該光學元件還包括：第二鏡頭，被配置為收集該第二光束。
在一些實施例中，該第二分光器被配置為對該返回光束進行分光，以得到該第二光束，該第二鏡頭使該第二光束的中心軸平行於該光學元件的移動方向；該第二分光器與該光學元件固定連接。
在一些實施例中，該光學元件被配置為相對於該第二分光器移動。
在一些實施例中，該第二分光器被配置為將該返回光束進行分光，以得到該第二光束；該光學元件包括鏡頭，該鏡頭被配置為收集該返回光束並使該返回光束傳播至該第二分光器，或者該鏡頭被配置為收集該第二光束；該測量系統還包括：第二光闌，被配置為阻擋該第二光束中與該第二光束的中心軸之間的夾角大於第二預設夾角的部分進入該第二探測裝置，該第二光闌和該第二探測裝置均與該鏡頭的焦平面共軛。
在一些實施例中，該原始光束包括第一原始光束和第二原始光束；該光源包括：第一子光源，被配置為產生該第一原始光束，和第二子光源，被配置為產生該第二原始光束；該返回光束包括第一返回光束和第二返回光束，該第一返回光束為從該被測區域返回的該第一原始光束，該第二返回光束為從該被測區域返回的該第二原始光束；該光學元件包括：第一光學元件，被配置為根據該第一返回光束形成該待處理光束，該第一光束為該待處理光束， 和第二光學元件，被配置為收集該第二返回光束，該第二光束為該第二返回光束，該第一光學元件和第二光學元件固定連接。
在一些實施例中，該第一光學元件還被配置為收集該第一原始光束，並使該第一原始光束到達該被測區域；該第一光學元件包括：色散棱鏡，被配置為使該第一原始光束中不同波長的光彙聚至該第一光學元件的光軸的不同位置。
在一些實施例中，該測量系統還包括：資料獲取系統，被配置為在每個第一時刻發出同步觸發訊號；該第一探測裝置被配置為回應於該同步觸發訊號，根據該第一光束得到該第一探測資訊；該第二探測裝置被配置為回應於該同步觸發訊號，根據該第二光束得到該第二探測資訊。
在一些實施例中，該第二探測資訊包括該第二光束的光強；在該特徵時刻下的該第二光束的光強大於在該複數第一時刻中除該特徵時刻外的任意一個第一時刻下該第二光束的光強。
在一些實施例中，該被測區域包括至少一個子區域，該探測影像包括與該至少一個子區域對應的至少一個像素，每個像素被配置為獲取一個子區域的第二光束；該第二探測資訊包括每個子區域形成的第二光束的光強，其中，在任一子區域的該特徵時刻下，該子區域的像素的灰階值大於在該複數第一時刻中除該特徵時刻外的任意一個第一時刻下該像素的灰階值；該處理系統被配置為根據該特徵時刻下該光學元件與該固定平面之間的該實際距離，確定該被測區域的高度資訊包括：根據每個子區域的特徵時刻下該光學元件與該固定平面之間的該實際距離，確定該子區域的高度資訊，從而得到該被測區域的高度資訊。
根據本揭露實施例的另一方面，提供一種測量方法，包括：光源產生原始光束，其中，從被測物體的被測區域返回的該原始光束為返回光束；光學元件根據該返回光束得到待處理光束，至少部分該待處理光束為第一光束；根據該第一光束得到第一探測資訊；使該光學元件與該被測物體沿該光學元件的光軸方向相對移動；和根據複數第一時刻中每個第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
在一些實施例中，確定在每個第一時刻下該光學元件與被測物體之間的實際距離包括：使該光學元件與該被測物體沿該光軸方向相對移動，以在複數第二時刻下使該光學元件與該固定平面之間具有期望的複數預定距離；獲取該複數第二時刻中的每個第二時刻下的該第一探測資訊；和根據該複數預定距離和每個第二時刻下的該複數第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的該實際距離。
在一些實施例中，根據該複數預定距離和每個第二時刻下的該複數第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離包括：對該複數預定距離中的每個預定距離進行線性處理，以得到移動參量；以每個第二時刻下的該移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數；和根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
在一些實施例中，該光學元件包括第一分光器和反射鏡，該測量方法還包括：該第一分光器將該原始光束分為參考光束和入射到該被測區域的物光束，其中，從該被測區域返回該光學元件的該物光束為該返回光束；和該 參考鏡使該參考光束沿預設軌跡傳播以得到預干涉光束，其中，該預干涉光束和該返回光束干涉以得到該待處理光束；該第一探測資訊包括該待處理光束中預定波長的光的強度；該待擬合函數為： I = A ×cos r ( x - x 0 )+ B ，其中，該線性處理包括乘以2Π/λ，r=1；或者，該線性處理包括乘以1，r=2Π/λ，λ為該預定波長光的波長；以每個第二時刻下的該移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數包括：以每個第二時刻下的該移動參量作為該待擬合函數中的x、以每個第二時刻下該預定波長的光的強度作為該待擬合函數中的I，對該待擬合函數進行擬合，以得到A、該待求參量x0和B，從而得到該擬合函數；根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離包括：以每個第一時刻下該預定波長的光的強度作為該擬合函數中的I，計算該擬合函數中的x作為每個第一時刻下的該移動參量；和根據每個第一時刻下的該移動參量，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
在一些實施例中，該測量方法還包括：根據第二光束得到第二探測資訊，該第二光束為部分該返回光束或部分該待處理光束，該第二探測資訊表徵該光學元件與該被測區域之間的相對位置；獲取該第二探測資訊為預設探測資訊時的第一時刻作為特徵時刻；獲取該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離；和根據該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離，確定該被測區域的高度資訊。
在一些實施例中，根據第二光束得到第二探測資訊包括：根據該第二光束得到探測影像；和根據該探測影像得到該第二探測資訊，該第二探測資訊包括第二光束的光強和該探測影像的對比度中的至少一項。
在一些實施例中，該第二探測資訊包括該第二光束的光強；在該特徵時刻下的該第二光束的光強大於在該複數第一時刻中除該特徵時刻外的任意一個第一時刻下該第二光束的光強。
在一些實施例中，該測量方法還包括：根據複數該被測區域相對於同一基準面的該高度資訊獲取該被測物體的形貌。
藉由以下參照附圖對本揭露的示例性實施例的詳細描述，本揭露的其它特徵、方面及其優點將會變得清楚。
101:光源
102:光學元件
103:第一探測裝置
104:移動設備
105:處理系統
106:第二探測裝置
107:第二分光器
108:資料獲取系統
109:第一光闌
110:第二鏡頭
111:第一子光源
112:第一分光器
113:光柵
113’:濾波片
121:第二子光源
122:參考鏡
123:光強探測器
132:第一鏡頭
201:整形鏡組
202:分光器
203、301、302、303、306、307:彙聚透鏡
305:反射鏡
402、404、406、416、426、436:步驟
1021:第一光學元件
1022:第二光學元件
A:被測物體
附圖構成本說明書的一部分，其描述了本揭露的示例性實施例，並且連同說明書一起用於解釋本揭露的原理，在附圖中：圖1是根據本揭露一些實施例的測量系統的結構示意圖；圖2是根據本揭露另一些實施例的測量系統的結構示意圖；圖3是根據本揭露又一些實施例的測量系統的結構示意圖；圖4是根據本揭露一些實現方式的確定在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離的流程示意圖；圖5示出了圖4中的步驟406的一個具體實現方式；圖6是根據本揭露又一些實施例的測量系統的結構示意圖；圖7是根據本揭露再一些實施例的測量系統的結構示意圖； 圖8是根據本揭露還一些實施例的測量系統的結構示意圖；圖9是根據本揭露一些實施例的測量方法的流程示意圖；圖10是根據本揭露另一些實施例的測量方法的流程示意圖。
應當明白，附圖中所示出的各個部分的尺寸並不是按照實際的比例關係繪製的。此外，相同或類似的參考標號表示相同或類似的構件。
現在將參照附圖來詳細描述本揭露的各種示例性實施例。對示例性實施例的描述僅僅是說明性的，決不作為對本揭露及其應用或使用的任何限制。本揭露可以以許多不同的形式實現，不限於這裡所述的實施例。提供這些實施例是為了使本揭露透徹且完整，並且向本領域技術人員充分表達本揭露的範圍。應注意到：除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對佈置、材料的組分、數位運算式和數值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。
本揭露中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語並不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指在該詞前的要素涵蓋在該詞後列舉的要素，並不排除也涵蓋其他要素的可能。“上”、“下”等僅用於表示相對位置關係，當被描述物件的絕對位置改變後，則該相對位置關係也可能相應地改變。
在本揭露中，當描述到特定部件位於第一部件和第二部件之間時，在該特定部件與第一部件或第二部件之間可以存在居間部件，也可以不存在居間部件。當描述到特定部件連接其它部件時，該特定部件可以與該其它部 件直接連接而不具有居間部件，也可以不與該其它部件直接連接而具有居間部件。
本揭露使用的所有術語(包括技術術語或者科學術語)與本揭露所屬領域的普通技術人員理解的含義相同，除非另外特別定義。還應當理解，在諸如通用字典中定義的術語應當被解釋為具有與它們在相關技術的上下文中的含義相一致的含義，而不應用理想化或極度形式化的意義來解釋，除非這裡明確地這樣定義。
對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，該技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。
發明人注意到，帶動光學元件和被測物體相對移動時，由於移動誤差、測量系統的振動、環境振動等因素，期望使光學元件與被測物體的固定平面之間具有的預定距離往往與光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離並不相同。因此，根據預定距離來測量被測物體的高度資訊，將導致測量結果不準確。
有鑑於此，本揭露實施例提供了如下技術方案。
圖1是根據本揭露一些實施例的測量系統的結構示意圖。
如圖1所示，測量系統可以包括光源101、光學元件102、第一探測裝置103、移動設備104和處理系統105。
光源101被配置為產生原始光束。在一些實施例中，原始光束可以為寬光譜光束，例如白光、紅外光、紫外光中的一者或多者組合。這裡，從被測物體A(例如晶圓等)的被測區域返回的原始光束為返回光束。
在一些實施例中，光源101產生的原始光束可以直接入射到被測物體A。在另一些實施例中，參見圖1，光源101產生的原始光束可以經由光學元件102入射到被測物體A。例如，光源101產生的原始光束可以經整形鏡組201整形後入射到分光器202，經分光器202反射後入射到光學元件102，進而經由光學元件102入射到被測物體A。例如，整形鏡組201可以對光源101產生的原始光束進行準直、濾波等整形操作。
光學元件102被配置為根據返回光束得到待處理光束。這裡，至少部分待處理光束為第一光束。
在一些實施例中，光學元件102可以為干涉物鏡。這種情況下，待處理光束可以是干涉光束。在另一些實施例中，光學元件102可以為共聚焦物鏡。這種情況下，待處理光束可以是從被測物體A返回的返回光束。光學元件102被配置為將原始光束分為參考光束和入射到被測區域的物光束，其中，從被測區域返回光學元件的物光束形成返回光束，光學元件102還被配置為使參考光束與返回光束干涉。
例如，光學元件102包括第一分光器112和參考鏡122，第一分光器112被配置為將原始光束分為參考光束和入射到被測物體A的被測區域的物光束；參考鏡122被配置為使參考光束沿預設軌跡傳播，以得到預干涉光束，其中，預干涉光束和返回光束干涉以得到待處理光束。
在一個實施例中，第一分光器112被配置為將原始光束分為參考光束和入射到被測物體A的被測區域的物光束。這裡，從被測物體A的被測區域返回光學元件102的物光束為返回光束。參考鏡122被配置為藉由反射參考光束使參考光束沿預設軌跡傳播以得到預干涉光束。這裡，預干涉光束和返回光束 干涉以得到待處理光束。例如，參考鏡122和第一分光器112均為半透半反鏡，並且，參考鏡122和第一分光器112平行設置。然而，本揭露實施例並不限於此。例如，在其他的實施例中，參考鏡122可以是反射鏡(例如圖6所示實施例)。
在其他實施例中，參考鏡122被配置為折射或衍射參考光束以得到預干涉光束。例如，參考鏡122為折射元件或衍射元件。
第一探測裝置103被配置為根據第一光束得到第一探測資訊。在一些實施例中，待處理光束是由上述反射光束和返回光束干涉得到的干涉光束。這種情況下，第一探測資訊可以包括待處理光束中預定波長的光的強度。例如，待處理光束包括複數波長的光。預定波長的光可以是複數波長的光中的任意一個波長的光。
移動設備104被配置為使光學元件102與被測物體A沿光學元件102的光軸方向相對移動。
例如，移動設備104可以在處理系統105的控制下帶動光學元件102沿光學元件102的光軸方向相對於被測物體A移動。又例如，移動設備104可以在處理系統105的控制下帶動被測物體A沿光學元件102的光軸方向相對於光學元件102移動。這裡，光學元件102的光軸方向可以理解為進入光學元件102的返回光束的中心軸方向，例如圖1中的雙向箭頭所指方向。在一些實施例中，移動設備104可以是相移器。
沿光學元件102的光軸方向相對於被測物體A移動指的是光學元件102和被測物體A的移動方向具有沿光學元件102的光軸方向的分量，只要光學元件102和被測物體A的移動方向與光學元件102的光軸方向不垂直即可。
處理系統105被配置為根據複數第一時刻中每個第一時刻下的第一探測資訊，確定在每個第一時刻下光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離。這裡，被測物體A的固定平面可以是被測物體A的表面的任意區域所確定的平面。換言之，可以以被測物體A的任意平面作為被測物體A的固定平面。
應理解，在不同的第一時刻下，光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離不同。例如，處理系統105後續可以根據在每個第一時刻下光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離，確定被測區域的高度資訊。
處理系統105可以是電腦等其他能夠進行處理的設備。在一些實施例中，處理系統105可以包括記憶體和耦接至記憶體的處理器，處理器可以基於儲存在記憶體上的指令執行各種操作，例如，確定在每個第一時刻下光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離以及後文提到的操作。記憶體例如可以包括系統記憶體、固定非易失性儲存介質等。系統記憶體例如可以儲存有作業系統、應用程式、引導裝載程式(Boot Loader)以及其他程式等。
上述實施例中，光學元件102根據返回光束得到待處理光束，第一探測裝置103根據待處理光束的至少一部分(即第一光束)得到第一探測資訊。處理系統105根據複數第一時刻中每個第一時刻下的第一探測資訊，確定在每個第一時刻下光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離。這樣的方式下，利用複數第一時刻下的第一探測資訊可以得到在每個第一時刻下光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離。基於在每個第一時刻下光學 元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離可以更準確地進行後續操作，例如，可以更準確地確定被測物體A的被測區域的高度資訊等。
在一些實施例中，參見圖1，測量系統還可以包括第二探測裝置106。第二探測裝置106被配置為根據第二光束得到第二探測資訊。這裡，第二光束為部分待處理光束。例如，測量系統還包括第二分光器107，被配置為對待處理光束進行分光，以得到第二光束。例如，透過第二分光器107的待處理光束為第一光束，而被第二分光器107反射的待處理光束為第二光束，反之亦可。在其他的實施例中，第二光束可以為部分返回光束。這種情況下，第二分光器107被配置為對返回光束進行分光，以得到第二光束。後文將結合其他實施例(例如圖6所示實施例)進行說明。
第二探測資訊能夠表徵光學元件102與被測物體A的被測區域之間沿光學元件光軸方向的相對距離，即，第二探測資訊隨相對距離的變化而變化；根據第二探測資訊可以得到光學元件102與被測物體A的被測物體A的被測區域之間的相對距離。
在一些實施例中，第二探測裝置106可以根據第二光束得到探測影像(例如干涉影像或被測物體A的被測區域的影像)，進而根據探測影像得到第二探測資訊。第二探測裝置106例如可以是照相機、攝影機等。在其他實施例中，該第二探測裝置106可以為單個光電二極體或光電倍增管。
這裡，第二探測資訊可以包括第二光束的光強和探測影像的對比度中的至少一項。例如，第二探測資訊可以包括第二光束的光強。又例如，第二探測資訊可以包括根據第二光束得到的探測影像的對比度。再例如，第二探測資訊可以包括第二光束的光強和探測影像的對比度。
處理系統105還被配置為獲取第二探測資訊為預設探測資訊時的第一時刻作為特徵時刻；獲取特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離；根據特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離，確定被測區域的高度資訊。
在一些實施例中，第二探測資訊可以包括第二光束的光強。在特徵時刻下的第二光束的光強大於在複數第一時刻中除特徵時刻外的任意一個第一時刻下第二光束的光強。換言之，在特徵時刻下的第二光束的光強最大。例如，在特徵時刻下，參考光束的光程與物光束的光程相等。又例如，在特徵時刻下，光學元件102與被測物體A的被測區域之間的距離等於光學元件102的焦距。
對於不同的被測區域來說，在特徵時刻下，光學元件102與不同的被測區域之間的距離相同。故，特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離可以反應被測區域的高度。例如，對於被測區域A1來說，特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離為h1；對於被測區域A2來說，特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離為h2。h1與h2之間的差值即為被測區域A1和被測區域A2的高度差。
在一些實施例中，被測區域包括至少一個子區域，探測影像包括與至少一個子區域對應的至少一個像素。例如，被測區域包括複數子區域，探測影像包括與複數子區域一一對應的複數像素。第二探測資訊可以包括每個像素獲取的第二光束的光強。這種情況下，預設探測資訊為像素的最大灰階值。特徵時刻為灰階值最大的第一時刻。每個像素均具有一個特徵時刻，即每個子區域對應一個特徵時刻。在每個子區域的特徵時刻下，該子區域對應的像素的 灰階值大於在複數第一時刻中除特徵時刻外的任意一個第一時刻下該像素的灰階值。換言之，對於某個像素來說，在特徵時刻下的該像素的灰階值最大。
在另一些實施例中，預設探測資訊為複數像素的灰階值的均值或總和值最大時的值；特徵時刻為複數像素的灰階值的均值或總和值最大時的第一時刻。
處理系統105被配置為根據特徵時刻下光學元件102與固定平面之間的實際距離，確定每個像素對應的子區域的高度資訊。在得到每個像素對應的子區域的高度資訊後即得到了被測區域的高度資訊。
子區域對應的特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離可以反應該子區域的高度。例如，對於被測區域A的子區域A11來說，特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離為h11；對於被測區域A的子區域A12來說，特徵時刻下的光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離為h12。h11與h12之間的差值即為子區域A11和子區域A12之間的高度差。
在一些實施例中，可以利用測量系統對被測物體的複數被測區域進行測量，從而得到每個被測區域相對於同一基準面的高度資訊。在得到每個被測區域相對於同一基準面的高度資訊後，可以得到被測物體的三維形貌。例如，可以將複數被測區域的高度資訊拼接，以被測物體的三維形貌。
在一些實施例中，參見圖1，測量系統還包括資料獲取系統108，被配置為在複數第一時刻中的每個第一時刻發出同步觸發訊號。第一探測裝置103被配置為回應於同步觸發訊號，根據第一光束得到第一探測資訊。第二探測裝置106被配置為回應於同步觸發訊號，根據第二光束得到第二探測資訊。這 樣，第一探測裝置103可以得到複數第一時刻下的第一探測資訊，第二探測裝置106可以得到複數第一時刻下的第二探測資訊。資料獲取系統108可以從第一探測裝置103採集複數第一時刻下的第一探測資訊，並從第二探測裝置106採集複數第一時刻下的第二探測資訊，並傳輸至處理系統105。
下面結合圖2和圖3介紹第一探測裝置103的不同實現方式。需要說明的是，本說明書中各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似的部分相互參見即可。
圖2是根據本揭露另一些實施例的測量系統的結構示意圖。
如圖2所示，第一探測裝置103為光譜儀。例如，第一探測裝置103可以包括光柵113和光強探測器123(例如光電探測器)。光柵113被配置為使得第一光束中不同波長的光入射到光強探測器123的不同區域，即光柵113具有分光作用。光強探測器123被配置為探測第一光束中複數波長的光的光強。處理系統105可以根據複數波長的光中預定波長的光的強度(即第一探測資訊)進行後續分析。
圖3是根據本揭露另一些實施例的測量系統的結構示意圖。
如圖3所示，第一探測裝置103可以包括濾波片113’和光強探測器123。濾波片113’被配置為使第一光束中的複數波長的光中預定波長的光到達光強探測器123，而複數波長中其他波長的光不會到達光強探測器123。換言之，濾波片113’僅允許預定波長的光藉由。這種情況下，光強探測器123可以直接探測到預定波長的光的強度。
在一些實施例中，參見圖2和圖3，測量系統還可以包括第一光闌109，例如孔徑光闌。第一光闌109被配置為阻擋待處理光束中與待測處理光束的中心軸之間的夾角大於第一預設夾角的部分進入第一探測裝置103。換言之，待處理光束中與待測處理光束的中心軸之間的夾角小於或等於第一預設夾角的部分才能進入第一探測裝置103。應理解，第一預設夾角可以根據實際情況確定。這種情況下，第一探測裝置103無需探測整個待處理光束，減小了待處理光束邊緣的光的不利影響，提高了檢測精度。
下面結合圖4和圖5介紹處理系統確定在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離的一些具體實現方式。
圖4是根據本揭露一些實現方式的確定在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離的流程示意圖。
在步驟402，控制移動設備以使光學元件與被測物體沿光軸方向相對移動，以在複數第二時刻下使光學元件與固定平面之間具有期望的複數預定距離。
這裡，複數第二時刻與複數第一時刻可以相同、也可以不同，或者，可以部分相同。
控制移動設備以使光學元件與被測物體沿光軸方向相對移動包括：移動設備使光學元件移動，或者移動設備使被測物體移動中的一者或兩者組合。
在步驟404，獲取複數第二時刻中的每個第二時刻下的第一探測資訊。
在步驟406，根據複數預定距離和每個第二時刻下的複數第一探測資訊，確定在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離。
當該移動設備僅使光學元件移動時，確定在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離包括確定每個第一時刻下光學元件與任一固定平面之間的距離；當移動設備僅使被測物體移動時，確定在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離包括確定每個第一時刻下光學元件與任一固定平面之間的距離。
例如，步驟406可以藉由圖5所示步驟416-步驟436來實現。
在步驟416，對複數預定距離中的每個預定距離進行線性處理，以得到移動參量。例如，對每個預定距離乘以某個常量，以得到移動參量。
在步驟426，以每個第二時刻下的移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數。
例如，待擬合函數例如可以包括三角函數展開式、多項式、傅立葉展開式等。
在步驟436，根據擬合函數和複數第一時刻下的第一探測資訊，確定在每個第一時刻下光學元件與固定平面之間的實際距離。
下面以光學元件102包括第一分光器112和參考鏡122、待擬合函數為三角函數為例，介紹步驟416-步驟436的一些具體實現方式。第一分光器112和參考鏡122的功能可以參照上文的描述，在此不再贅述。
該實現方式中，第一探測資訊包括待處理光束中預定波長的光的強度。待擬合函數為： I = A ×cos r ( x - x 0 )+ B 。這裡，A為預定波長的光的光強的幅度，x0為待求參量，B為預定波長的光的光強的平均強度，r為1或2Π/λ，λ為預定波長光的波長。在步驟416中的線性處理為乘以2Π/λ的情況下，r=1，移動參量為相移量；在步驟416中的線性處理為乘以1的情況下，r=2Π/λ，移動參量等於預定距離。
例如，以每個第二時刻下的移動參量作為待擬合函數中的x、以每個第二時刻下預定波長的光的強度作為待擬合函數中的I，對待擬合函數進行擬合，以得到A、待求參量x0和B，從而得到擬合函數。
例如，複數第二時刻下預定波長的光的強度分別為I1、I2、I3...，複數第二時刻下的移動參量為x01、x02、x03...。以x01、x02、x03...分別作為x、以I1、I2、I3...分別作為I，對上式進行擬合，例如最小二乘法擬合等，從而可以得到A、x0和B，即得到了擬合函數。
在得到A、x0和B後，即得到了預定波長的光的光強I與移動參量x的關係式。之後，以每個第一時刻下預定波長的光的強度作為擬合函數中的I，計算擬合函數中的x作為每個第一時刻下的移動參量。
例如，將複數第一時刻下預定波長的光的強度I1’、I2’、I3’...代入擬合函數，即可得到複數移動參量x11、x12、x13...。
然後，根據每個第一時刻下的移動參量，確定在每個第一時刻下光學元件與固定平面之間的實際距離。
例如，每個第一時刻下光學元件與固定平面之間的實際距離等於每個第一時刻下的移動參量。又例如，每個第一時刻下光學元件與固定平面之間的實際距離等於每個第一時刻下的移動參量與2Π/λ的比值。
預定波長的光的光強與移動參量之間的關係符合上式，故以上式為待擬合函數能夠簡化計算過程，提高檢測速度。
需要說明的是，處理系統105在對每個被測區域進行測量時，均可以按照上述方式擬合出相應的A、x0和B，然後進行後續處理。這樣的方式得到的第一時刻下光學元件與固定平面之間的實際距離更準確，從而可以得到更準確的被測區域的高度資訊。
還需要說明的是，當待擬合函數為三角函數展開式、多項式、傅立葉展開式時，可以對待擬合函數進行三角函數擬合、多項式擬合或傅裡葉級數擬合。
圖6是根據本揭露又一些實施例的測量系統的結構示意圖。圖7是根據本揭露再一些實施例的測量系統的結構示意圖。
下面結合圖1至圖3、以及圖6至圖7介紹根據本揭露一些實施例的測量系統。需要說明的是，在後面的描述中，不同實施例中相同或類似的部件的功能不再贅述。
在一些實施例中，光學元件102可以包括第一鏡頭132。第一鏡頭132可以被配置為收集返回光束或待處理光束。下面結合不同實施例進行說明。
在一些實施例中，參見圖6，光學元件102還包括第一鏡頭132，被配置為收集返回光束。這種情況下，第一光束由至少部分第一鏡頭132收集的返回光束形成。
在一些實施例中，參見圖6，當第一鏡頭132被配置為收集返回光束時，第二分光器107被配置為將第一鏡頭132收集的返回光束進行分光，以形成第二光束和第三光束。光學元件102被配置為根據第三光束得到待處理光束。第二探測裝置106根據第二光束得到第二探測資訊。例如，透過第一分光器112的第三光束與被第一分光器112反射的反射光束干涉以得到待處理光束。
在一些實施例中，參見圖6，在第一鏡頭132被配置為收集返回光束的情況下，光學元件102被配置為相對於第二分光器107移動。例如，移動設備104帶動光學元件102移動的情況下，第二分光器107相對靜止。
在另一些實施例中，參見圖1至圖3、以及圖7，光學元件102還包括第一鏡頭132，被配置為收集待處理光束。這種情況下，第一光束由至少部分第一鏡頭132收集的待處理光束形成。
在一些實施例中，參見圖1至圖3，當第一鏡頭132被配置為收集待處理光束時，第二分光器107被配置為對第一鏡頭132收集的待處理光束進行分光，以形成第一光束和第二光束。第一探測裝置103根據第一光束得到第一探測資訊，第二探測裝置106根據第二光束得到第二探測資訊。光學元件102被配置為相對於第二分光器107移動，例如，移動設備104帶動光學元件102移動的情況下，第二分光器107相對靜止。在一些實施例中，來自第一鏡頭132的待處理光束可以經分光器202的透射和彙聚透鏡203的彙聚後入射到第二分光器107。或者，來自第一鏡頭132的待處理光束可以經分光器202的反射和彙聚透鏡203的彙聚後入射到第二分光器107。
在一些實施例中，參見圖7，光學元件還可以包括第二鏡頭110，被配置為收集第二光束。這種情況下，第二分光器107被配置為對返回光束進行 分光，以得到第二光束。例如，第二光束可以由反射鏡304反射後被第二鏡頭110收集。
在一些實施例中，參見圖7，第二鏡頭110使第二光束的中心軸平行於光學元件102的移動方向，第二分光器107與光學元件102固定連接。這種情況下，光學元件102移動的情況下，第二鏡頭110和第二分光器107可以同時移動。
在一些實施例中，參見圖6或圖7，光學元件包括鏡頭(例如圖6的鏡頭132或圖7的鏡頭110)，鏡頭被配置為收集返回光並使返回光傳播至第二分光器107，或者鏡頭被配置為收集第二光束。第二分光器107被配置為將返回光束進行分光，以得到第二光束。測量系統還可以包括第二光闌109，被配置為阻擋第二光束中與第二光束的中心軸之間的夾角大於第二預設夾角的部分進入第二探測裝置106。換言之，第二光束中與第二光束的中心軸之間的夾角小於或等於第二預設夾角的部分才能進入第二探測裝置106。應理解，第二預設夾角可以根據實際情況確定。這裡，第二光闌109和第二探測裝置106均與鏡頭132或鏡頭110的焦平面共軛。
具體的，當鏡頭被配置為收集返回光並使返回光傳播至第二分光器時，即圖6所示實施例，鏡頭為第一鏡頭132；當鏡頭被配置為收集第二光束時，即圖7所示實施例，鏡頭為第二鏡頭110。
例如，參見圖6，第二光束被彙聚透鏡301彙聚後入射到第二光闌109，透過第二光闌109的第二光束入射到彙聚透鏡302，進而由彙聚透鏡303彙聚後入射到第二探測裝置106。
例如，參見圖7，第二鏡頭110收集的第二光束經反射鏡305反射後入射到彙聚透鏡306，第二光束被彙聚透鏡306彙聚後入射到第二光闌109，透 過第二光闌109的第二光束入射到彙聚透鏡307，進而由彙聚透鏡307彙聚後入射到第二探測裝置106。
第二探測裝置106為成像裝置或光強探測部件。成像裝置包括：相機或攝影機，光強探測部件包括單個光電二極體或光電倍增光。
在圖6、圖7所示實施例中，第二探測裝置106為成像裝置或光強探測部件時，第二探測資訊包括第二光束的光強。
當第二探測裝置106為成像裝置時，第二探測資訊包括：被測區域的探測影像。第二探測資訊包括第二光束的光強、探測影像的對比度、探測影像的彌散度中的一者或多者組合。
第二探測資訊為探測影像的彌散度時，特徵時刻的彌散度小於除特徵時刻之外的任意一個第一時刻的彌散度。
圖1至圖3、圖6和圖7所示實施例中，第一探測裝置103與第二探測裝置106探測的的被測區域相同，根據第一探測裝置103獲取的第一探測資訊確定的實際距離能夠表示被測區域的高度，從而能夠提高檢測精度。
圖8是根據本揭露還一些實施例的測量系統的結構示意圖。
如圖8所示，光源101包括第一子光源111和第二子光源121。第一子光源111被配置為產生第一原始光束。第二子光源121被配置為產生第二原始光束。換言之，光源101產生的原始光束包括第一原始光束和第二原始光束。
從被測物體A的被測區域返回的返回光束包括第一返回光束和第二返回光束。第一返回光束為從被測物體A的被測區域返回的第一原始光束。第二返回光束為從被測物體A的被測區域返回的第二原始光束。
光學元件102包括固定連接的第一光學元件1021和第二光學元件1022。第一光學元件1021被配置為根據第一返回光束形成待處理光束。這種情況下，第一光束為待處理光束。第二光學元件1022被配置為收集第二返回光束。這種情況下，第二光束為第二返回光束。
第一探測裝置103被配置為根據第一光束得到第一探測資訊。第二探測裝置106被配置為根據第二光束得到第二探測資訊。
在一些實施例中，第一光學元件1021還被配置為收集第一原始光束，並使第一原始光束到達被測物體A的被測區域。第一光學元件1021包括色散棱鏡，被配置為使第一原始光束中不同波長的光彙聚至第一光學元件1021的光軸的不同位置。
第一光學元件1021的光軸為第一返回光束的中心軸。
在一些實施例中，第二光學元件1022還被配置為收集第二原始光束，並使第二原始光束到達被測區域。第二光學元件1022包括色散棱鏡，被配置為使第二原始光束中不同波長的光彙聚至第二光學元件1022的光軸的不同位置。在另一些實施例中，第二光學元件1022可以包括干涉物鏡，被配置為根據第二返回光束得到干涉光束，以干涉光束作為第二光束。
圖8所示實施例中，第一探測裝置103為光譜儀。
處理系統105被配置為根據複數第一時刻中每個第一時刻下的第一探測資訊，確定在每個第一時刻下光學元件102與被測物體A的固定平面之間的實際距離，包括：對於某一第一時刻，藉由第一探測裝置103獲取該第一時刻下第一光束中各波長的光強；根據光強最大的光強對應的波長，獲取該第一時刻下的實際距離。
圖9是根據本揭露一些實施例的測量方法的流程示意圖。該測量方法可以基於上述任意一個實施例的測量系統來實現。
在步驟902，光源產生原始光束。這裡，從被測物體的被測區域返回的原始光束為返回光束。例如，原始光束可以包括白光、紫外光、紅外光中的一者或多者組合。
在步驟904，光學元件根據返回光束得到待處理光束。這裡，至少部分待處理光束為第一光束。
例如，光學元件可以包括干涉物鏡或共聚焦物鏡。
在步驟906，根據第一光束得到第一探測資訊。
例如，第一探測裝置根據第一光束得到第一探測資訊。例如，第一探測資訊包括待處理光束中預定波長的光的光強。
在步驟908，使光學元件與被測物體沿光學元件的光軸方向相對移動。
例如，藉由控制移動設備帶動光學元件和被測物體中的至少一個移動。
在步驟910，根據複數第一時刻中每個第一時刻下的第一探測資訊，確定在每個第一時刻下光學元件與固定平面之間的實際距離。
步驟910的實現方式可以參照以上描述，在此不再贅述。
上述實施例中，利用複數第一時刻下的第一探測資訊可以得到在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離。基於在每個第一時刻下光學元件與被測物體的固定平面之間的實際距離可以更準確地進行後續操作，例如，可以更準確地確定被測物體的被測區域的高度資訊等。
在一些實施例中，圖9所示測量方法還包括圖10所示步驟912-步驟918。圖10是根據本揭露另一些實施例的測量方法的流程示意圖。
在步驟912，根據第二光束得到第二探測資訊，第二光束為部分返回光束或部分待處理光束，第二探測資訊表徵光學元件與被測區域之間的相對位置。
例如，根據第二光束得到第二探測資訊包括：根據第二光束得到探測影像；和根據探測影像得到第二探測資訊，第二探測資訊包括第二光束的光強和探測影像的對比度中的至少一項。
在一些實施例中，第二探測資訊包括第二光束的光強；在特徵時刻下的第二光束的光強大於在複數第一時刻中除特徵時刻外的任意一個第一時刻下第二光束的光強。
在步驟914，獲取第二探測資訊為預設探測資訊時的第一時刻作為特徵時刻。
在步驟916，獲取特徵時刻下的光學元件與固定平面之間的實際距離。
在步驟918，根據特徵時刻下的光學元件與固定平面之間的實際距離，確定被測區域的高度資訊。
在一些實施例中，測量方法還包括：根據複數被測區域相對於同一基準面的高度資訊獲取待測物的形貌。
在一些實施例中，根據複數被測區域相對於同一基準面的高度資訊獲取待測物的形貌包括：對於每個被測區域重複上述光源產生原始光束；根據特徵時刻下的光學元件與固定表面之間的實際距離，確定被測區域的高度資 訊的步驟；獲取每個被測區域相對於同一基準面的高度資訊；根據每個被測區域相對於同一基準面的高度資訊獲取待測物的形貌。
例如，獲取每個被測區域相對於同一基準面的高度資訊的步驟包括：重複步驟902至步驟918的步驟，以獲取每個被測區域相對於初始基準面的高度；將每個被測區的初始基準面統一至同一基準面。
至此，已經詳細描述了本揭露的各實施例。為了避免遮蔽本揭露的構思，沒有描述本領域所公知的一些細節。本領域技術人員根據上面的描述，完全可以明白如何實施這裡揭露的技術方案。
本領域內的技術人員應當明白，本揭露的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本揭露可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本揭露可採用在一個或複數其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用非暫態性儲存介質(包括但不限於磁碟記憶體、CD-ROM、光學記憶體等)上實施的電腦程式產品的形式。
雖然已經藉由示例對本揭露的一些特定實施例進行了詳細說明，但是本領域的技術人員應該理解，以上示例僅是為了進行說明，而不是為了限制本揭露的範圍。本領域的技術人員應該理解，可在不脫離本揭露的範圍和精神的情況下，對以上實施例進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換。本揭露的範圍由所附申請專利範圍來限定。
101:光源
102:光學元件
103:第一探測裝置
104:移動設備
105:處理系統
106:第二探測裝置
107:第二分光器
108:資料獲取系統
112:第一分光器
122:參考鏡
132:第一鏡頭
201:整形鏡組
202:分光器
203:彙聚透鏡
A:被測物體

Claims (17)

  1. 一種測量系統，包括：一光源，被配置為產生一原始光束，其中，從一被測物體的一被測區域返回的該原始光束形成一返回光束；一光學元件，被配置為根據該返回光束得到一待處理光束，其中，至少部分該待處理光束為一第一光束；一第一探測裝置，被配置為根據該第一光束得到一第一探測資訊；一移動設備，被配置為使該光學元件與該被測物體沿該光學元件的一光軸方向相對移動；和一處理系統，被配置為控制該移動設備以使該光學元件與該被測物體沿該光軸方向相對移動，以在複數第二時刻下使該光學元件與一固定平面之間具有期望的複數預定距離；獲取複數第一時刻中每個第一時刻下的該第一探測資訊；對該多個預定距離中的每個預定距離進行線性處理，以得到移動參量；以每個第二時刻下的該移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數；和根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該被測物體的一固定平面之間的實際距離。
  2. 如請求項1所述的測量系統，其中，該光學元件包括：一第一分光器，被配置為將該原始光束分為一參考光束和入射到該被測區域的一物光束，其中，從該被測區域返回該光學元件的該物光束形成該返回光束；和 一參考鏡，被配置為使該參考光束沿預設軌跡傳播以得到一預干涉光束，其中，該預干涉光束和該返回光束干涉以得到該待處理光束；該第一探測資訊包括該待處理光束中預定波長的光的強度。
  3. 如請求項1所述的測量系統，其中，該光學元件包括：一第一分光器，被配置為將該原始光束分為一參考光束和入射到該被測區域的物光束，其中，從該被測區域返回該光學元件的該物光束形成該返回光束；和一參考鏡，被配置為使該參考光束沿預設軌跡傳播以得到一預干涉光束，其中，該預干涉光束和該返回光束干涉以得到該待處理光束；該第一探測資訊包括該待處理光束中一預定波長的光的強度；該待擬合函數為： I = A ×cos r ( x - x 0 )+ B ，其中，該線性處理包括乘以2Π/λ，r=1；或者，該線性處理包括乘以1，r=2Π/λ，λ為該預定波長光的波長；該處理系統被配置為以每個第二時刻下的該移動參量和一待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數包括：以每個第二時刻下的該移動參量作為該待擬合函數中的x、以每個第二時刻下該預定波長的光的強度作為該待擬合函數中的I，對該待擬合函數進行擬合，以得到A、該待求參量x0和B，從而得到該擬合函數；根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離包括：以每個第一時刻下該預定波長的光的強度作為該擬合函數中的I，計算該擬合函數中的x作為每個第一時刻下的該移動參量；和 根據每個第一時刻下的該移動參量，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
  4. 如請求項1所述的測量系統，其中，該第一探測裝置包括：一光柵和一濾波片中的一個；和一光強探測器。
  5. 如請求項1或請求項2所述的測量系統，還包括：一第二探測裝置，被配置為根據一第二光束得到一第二探測資訊，該第二光束為部分該返回光束或部分該待處理光束，該第二探測資訊表徵該光學元件與該被測區域之間在該光學元件的光軸方向上的相對距離；該處理系統還被配置為獲取該第二探測資訊為預設探測資訊時的第一時刻作為一特徵時刻；獲取該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離；根據該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離，確定該被測區域的高度資訊。
  6. 如請求項5所述的測量系統，其中，該第二探測裝置被配置為根據第二光束得到一第二探測資訊包括：根據該第二光束得到一探測影像；和根據該探測影像得到該第二探測資訊，該第二探測資訊包括第二光束的光強和該探測影像的對比度中的至少一項。
  7. 如請求項5所述的測量系統，還包括：一第二分光器，被配置為對該返回光束或該待處理光束進行分光，以得到該第二光束； 一第一鏡頭，被配置為收集該返回光束，該第一光束由至少部分該第一鏡頭收集的該返回光束形成；或者，該第一鏡頭被配置為收集該待處理光束，該第一光束由至少部分該第一鏡頭收集的該待處理光束形成。
  8. 如請求項7所述的測量系統，其中：當該第一鏡頭被配置為收集該返回光束時，該第二分光器被配置為將該第一鏡頭收集的該返回光束進行分光，以形成該第二光束和一第三光束，該光學元件被配置為根據該第三光束得到該待處理光束；當該第一鏡頭被配置為收集該待處理光束時，該第二分光器被配置為對該第一鏡頭收集的該待處理光束進行分光，以形成該第一光束和該第二光束。
  9. 如請求項7所述的測量系統，其中，該光學元件還包括：一第二鏡頭，被配置為收集該第二光束；該第二分光器被配置為對該返回光束進行分光，以得到該第二光束，該第二鏡頭使該第二光束的中心軸平行於該光學元件的移動方向；該第二分光器與該光學元件固定連接。
  10. 如請求項8所述的測量系統，其中：該光學元件被配置為相對於該第二分光器移動。
  11. 如請求項7所述的測量系統，其中：該第二分光器被配置為將該返回光束進行分光，以得到該第二光束；該光學元件包括一鏡頭，該鏡頭被配置為收集該返回光束並使該返回光束傳播至該第二分光器，或者該鏡頭被配置為收集該第二光束；該測量系統還包括： 一第二光闌，被配置為阻擋該第二光束中與該第二光束的中心軸之間的夾角大於第二預設夾角的部分進入該第二探測裝置，該第二光闌和該第二探測裝置均與該鏡頭的焦平面共軛。
  12. 如請求項5所述的測量系統，其中：該原始光束包括一第一原始光束和一第二原始光束；該光源包括：一第一子光源，被配置為產生該第一原始光束，和一第二子光源，被配置為產生該第二原始光束；該返回光束包括一第一返回光束和一第二返回光束，該第一返回光束為從該被測區域返回的該第一原始光束，該第二返回光束為從該被測區域返回的該第二原始光束；該光學元件包括：一第一光學元件，被配置為根據該第一返回光束形成該待處理光束，該第一光束為該待處理光束，和一第二光學元件，被配置為收集該第二返回光束，該第二光束為該第二返回光束，該第一光學元件和第二光學元件固定連接。
  13. 如請求項5所述的測量系統，還包括：一資料獲取系統，被配置為在每個第一時刻發出一同步觸發訊號；該第一探測裝置被配置為回應於該同步觸發訊號，根據該第一光束得到該第一探測資訊；該第二探測裝置被配置為回應於該同步觸發訊號，根據該第二光束得到該第二探測資訊。
  14. 如請求項5所述的測量系統，其中：該第二探測資訊包括該第二光束的光強；在該特徵時刻下的該第二光束的光強大於在該複數第一時刻中除該特徵時刻外的任意一個第一時刻下該第二光束的光強。
  15. 一種測量方法，包括：一光源產生一原始光束，其中，從一被測物體的被測區域返回的該原始光束為一返回光束；一光學元件根據該返回光束得到一待處理光束，至少部分該待處理光束為一第一光束；根據該第一光束得到一第一探測資訊；使該光學元件與該被測物體沿該光學元件的光軸方向相對移動；和使該光學元件與該被測物體沿該光軸方向相對移動，以在複數第二時刻下使該光學元件與一固定平面之間具有期望的多個預定距離；獲取複數第一時刻中每個第一時刻下的該第一探測資訊；對該複數預定距離中的每個預定距離進行線性處理，以得到移動參量；以每個第二時刻下的該移動參量和待求參量之間的差為獨立變數，以每個第二時刻下的該第一探測資訊為控制變數對待擬合函數進行擬合，以得到擬合函數；和根據該擬合函數和該複數第一時刻下的該第一探測資訊，確定在每個第一時刻下該光學元件與該固定平面之間的實際距離。
  16. 如請求項15所述的測量方法，還包括： 根據一第二光束得到一第二探測資訊，該第二光束為部分該返回光束或部分該待處理光束，該第二探測資訊表徵該光學元件與該被測區域之間的相對位置；獲取該第二探測資訊為預設探測資訊時的第一時刻作為一特徵時刻；獲取該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離；和根據該特徵時刻下的該光學元件與該固定平面之間的該實際距離，確定該被測區域的高度資訊。
  17. 如請求項16所述的測量方法，其中：該第二探測資訊包括該第二光束的光強；在該特徵時刻下的該第二光束的光強大於在該複數第一時刻中除該特徵時刻外的任意一個第一時刻下該第二光束的光強。
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