一种用于三维面型测量的线形光谱共焦系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于三维面型测量的线形光谱共焦系统，包括：宽光谱光源，用于提供有一定波长范围的光辐射；透射光栅，用于将光辐射源发射的光辐射分成分离的波长；柱面镜组，用于使不同波长的光辐射聚焦在被测物体表面法向的不同高度上，且在垂直于子午面方向上，不改变辐射光的传播方向；光辐射处理单元，在镜面反射方向上接受从被测量物体表面反射的光辐射，并引导至所述检测器；探测器，用于接收从所测量的物体反射的辐射。本发明专利技术使用光栅实现色散，可以更大程度地实现光谱分离，在面形测量时可以测量更大的深度范围；并且使用柱面镜组，实现线形探测，在得到平面平整度信息时可以只用进行一个维度的扫描。

【技术实现步骤摘要】
一种用于三维面型测量的线形光谱共焦系统
本专利技术涉及测量仪器和方法，特别是用于那些测量物体表面三维面型的测量仪器和方法。
技术介绍
随着现代检测技术的进步，三维测量技术逐步成为人们的研究重点，特别是随着激光技术、计算机技术和图像处理技术等高新技术的发展，使得光学式三维测量技术得到广泛的应用。光学三维面型测量技术以其高精度、高效率和非接触性等优点被广泛应用于高速检测、产品开发、质量控制等领域。共焦显微术的概念首先是由美国的Minsky于1955年提出，其利用共焦原理搭建第一台共焦显微镜，并于1957年申请了专利。光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来，其无需轴向扫描，直接由波长对应轴向距离信息，从而大幅提高测量速度。而基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、非接触式的新型传感器，精度理论上可达nm量级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低，允许被测表面有更大的倾斜角，测量速度快，实时性高，迅速成为工业测量的热门传感器，广泛应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。目前，大多数光谱共焦系统采用色散透镜组实现光谱分离，而这种色散方法得到的光谱分离并不明显，测量深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三维面型测量的线形光谱共焦的测量装置，其特征在于，包括：宽光谱光源，用于提供有一定波长范围的光辐射；透射光栅，用于调整所述光辐射，以将所述光辐射分成分离的波长，柱面镜组，用于调整经过所述透射光栅后的光辐射，使所述分离波长的光辐射从不同的方向上引导至所测量的物体表面，从而使不同波长的光辐射聚焦在被测物体表面法向上的不同高度处；并且在垂直于子午面方向上，不改变辐射光的传播方向；光辐射处理单元，在镜面反射方向上接收从所测量的物体表面反射的光辐射，且仅有聚焦在被测物体表面测量点的光辐射才能够与聚焦前的光路对称地进入所述光辐射处理单元；光辐射处理单元并将接收的光辐射引导至探测器，探测器，用于...

【技术特征摘要】
1.一种用于三维面型测量的线形光谱共焦的测量装置，其特征在于，包括：宽光谱光源，用于提供有一定波长范围的光辐射；透射光栅，用于调整所述光辐射，以将所述光辐射分成分离的波长，柱面镜组，用于调整经过所述透射光栅后的光辐射，使所述分离波长的光辐射从不同的方向上引导至所测量的物体表面，从而使不同波长的光辐射聚焦在被测物体表面法向上的不同高度处；并且在垂直于子午面方向上，不改变辐射光的传播方向；光辐射处理单元，在镜面反射方向上接收从所测量的物体表面反射的光辐射，且仅有聚焦在被测物体表面测量点的光辐射才能够与聚焦前的光路对称地进入所述光辐射处理单元；光辐射处理单元并将接收的光辐射引导至探测器，探测器，用于接收从所测量的物体反射的辐射。2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述宽光谱光源被设置为可提供均匀照度的平行光辐射。3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述透射光栅线对数为n/毫米，一定波长范围的平行光辐射以一定入射角进入透射光栅，一级衍射光全部进入柱面镜组，且其他衍射级次均不能进入柱面镜组；所述透射光栅光轴与被测面法向呈非90°夹角，使一级衍射光沿非法线方向引导至被测面。4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述柱面镜组被设置为使从透射光栅出射的不同波长的一级衍射光全部进入柱面镜组，聚焦在被测物体表面法向的不同高度上，并且在垂直于子午面方向上不改变光线的传播方向，且其他衍射级次均不能进入柱面镜组。5.如权利要求4所述的测量装置，所述的柱面镜组包括第一柱面镜、第二柱面镜和第三柱面镜，柱面镜组被设置为柱面镜组光轴与透射光栅光轴成一定角度，减小由透射光栅出射的光辐射进入柱面镜组的入射角。6.如权利要求1所述的测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑臻荣，孙妍，陶骁，王畅，杨琳，王旭成，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33