一种基于面型干涉的高度对焦装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于面型干涉的高度对焦装置及方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于面型干涉的高度对焦装置及方法


[0001]本专利技术涉及光学
，尤其是一种基于面型干涉的高度对焦装置及方法
。

技术介绍

[0002]随着工业技术的发展，越来越多的行业需要从原先较为粗糙的开环制造方式向由精密测量反馈闭环的制造方式演变，光学技术作为精密工程领域重要的分支，其在精密加工和精密检测环节正在不断发挥着重要的作用
。
无论何种形式
、
应用到什么行业的光学系统，都伴随着相同的几个关键参数，分别是视场
、
数值孔径以及景深等，提高光学系统的加工和检测分辨率则意味着提高数值孔径，这通常意味着更小的视场尺寸以及更小的景深范围，因此需要更快的运动机构来补偿小视场尺寸导致的效率下降，需要自动对焦装置来补偿小景深导致的离焦像质变差
。
[0003]目前市面上比较流行的自动对焦装置主要可以分为同轴式
、
离轴式和三角反射式的安装形式，同轴式是指自动对焦装置的光路和现有光路系统中的光路存在部分光路同轴并且对焦测量点和现有光路系统的视场中心重合，离轴式是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于面型干涉的高度对焦装置，其特征在于，包括二维运动平台
(100)、
面型干涉模块
(200)、
现有光路系统
(300)
和工件
(400)
；二维运动平台
(100)
上方分别安装有现有光路系统
(300)
和面型干涉模块
(200)
；面型干涉模块
(200)
用于工件
(400)
的面型检测，现有光路系统
(300)
用于对工件
(400)
进行光学检测或光学加工，二维运动平台
(100)
带动工件
(400)
分别到现有光路系统
(300)
和面型干涉模块
(200)
的工作位置
。2.
根据权利要求1所述的基于面型干涉的高度对焦装置，其特征在于，所述面型干涉模块
(200)
包括成像单元
(201)、
成像物镜
(202)、
激光光源
(203)、
分光镜
(204)、
聚焦透镜
(205)、
准直透镜
(206)、
参考平面透镜
(207)
；所述激光光源
(203)
打出激光后通过分光镜
(204)
后进入聚焦透镜
(205)
，光束快速聚焦后并发散，通过准直透镜
(206)
实现光束的准直，光束通过参考平面透镜
(207)
后打在工件
(400)
上，工件
(400)
返回的光线依次通过参考平面透镜
(207)、
准直透镜
(206)、
聚焦透镜
(205)
后打到分光镜
(204)
上，反射的光线通过成像物镜
(202)
后进入成像单元
(201)
，工件
(400)
返回的光线和参考平面透镜
(207)
下表面返回的光线形成干涉，在成像单元
(201)
上产生干涉条纹，通过移相实现多幅干涉图像的成像即可计算出工件
(400)
的面型数据
。3.
根据权利要求1所述的基于面型干涉的高度对焦装置，其特征在于，所述现有光路系统
(300)
包括镜组
(301)、
光电转换单元
(302)
和高度运动机构
(303)
；所述光电转换单元
(302)
为成像相机或激光加工光源；光学检测场景下，光电转换单元
(302)
为成像相机，通过对工件
(400)
表面的光线经过镜组
301
后成像实现检测；光学加工场景下，光电转换单元
(302)
为激光加工光源，发出的光通过镜组
(301)
后在工件
(400)
上聚焦实现加工能力；高度运动机构
(303)
用于带动镜组
(301)
上下移动以实现对焦
。4.
采用权利要求1～3任一所述装置的基于面型干涉的高度对焦方法，其特征在于，步骤
1)
二维运动平台
(100)
承载工件
(400)
运动到面型干涉模块
(200)
的视场范围内；步骤
2)
面型干涉模块
(200)
进行工作，通过移相操作获得多幅工件
(400)
表面的干涉图像，通过相位提取算法从多幅干涉图像中重建得到含工件
(400)
边缘轮廓信息的表面高度形貌图；步骤
3)
根据工件表面高度形貌图的轮廓数据计算获得工件
(400)
特征点的绝对坐标，建立以工件
(400)
特征点为坐标原点的工件表面坐标系；步骤
4)
二维运动平台
(100)
带动工件
(400)
运动到与现有光路系统
(300)
视场的工作区域；步骤
5)
现有光路系统
(300)
通过拍摄工件
(400)
的边缘轮廓图像，获得工件特征点的绝对坐标，建立以工件
(400)
特征点为坐标原点的工件表面坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆宏杰，杨青，庞陈雷，王智，王兴锋，卓桐，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：