本发明专利技术公开了一种全自动光学测厚仪，其结构如下：模拟信号采集装置的信号输出端与模拟信号预处理电路的信号输入端连接，模拟信号预处理电路的信号输出端与A/D转换电路的信号输入端连接，A/D转换电路的信号输出端与中央处理器的折射/透射率数据信号输入端连接，中央处理器的视频信号输出端与显示器的信号输入端连接。本发明专利技术还公开了一种全自动光学测厚仪的折射/透射率数据处理方法，包括以下步骤：输入包含一位小数位的折射/透射率数据；中值滤波；提取有效折射/透射率的小数位；小数位处理；判断是否出现极值；显示折射/透射率值、折射/透射率趋势线和极值数量；循环执行。通过本发明专利技术测量厚度，测量准确、数据精确，结果稳定、可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光学测厚仪，尤其涉及一种。
技术介绍
光学测厚仪是利用光学监控技术对物件厚度进行检测的仪器，其前端装置为模拟信号采集装置，其作用是将物件的厚度变化转换为光学领域的反射/透射率(即反射率或透射率)的变化，通过后端的数据处理后检测出物件的厚度值。以光学零件真空镀膜系统为例，对膜层厚度的监控主要分为两种，第一种是石英晶体监控技术，第二种是光学监控技术。其中，石英晶体监控技术的成本较高，所以最普遍的监控方法还是光学监控。光学监控主要采用的方法是极值法，简言之，当膜层厚度变化时，其反射率或透射率也会随之发生变化，反射率或透射率出现极大值或极小值时，就意味着光学厚度达到监控波长1/4的整倍数。目前，市面上的光学测厚仪在实际操作时，是根据测量仪器指针的偏转来判断相应的极值点，极值点出现后人工关闭蒸发源挡板，蒸镀停止。因此传统的光学测厚仪，对极值点进行捕获的整个控制过程都由人眼观察和手工操作，所以必须要求操作者工作时精神高度集中，这样，不可避免地就会引入人为主观性和经验性因素的影响；而且由于在极值点附近，反射光强度信号对薄膜厚度变化率会降低，操作者想要及时准确地判断极值点就更加的困难。由于一个光学元件的镀膜层数往往有数层到数十层之多，如太过依赖操作人员的主观判别，那么稍不留意就可能出现废品。综上，现有光学测厚仪不仅极大地增加了镀膜操作人员的工作强度，而且很难保证测量的准确性和精确性，从而很难保证镀膜等工艺的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种测量准确的。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案本专利技术中的全自动光学测厚仪包括模拟信号采集装置、模拟信号预处理电路、A/ D转换电路、中央处理器和显示器，所述模拟信号采集装置的信号输出端与所述模拟信号预处理电路的信号输入端连接，所述模拟信号预处理电路的信号输出端与所述A/D转换电路的信号输入端连接，所述A/D转换电路的信号输出端与所述中央处理器的折射/透射率数据信号输入端连接，所述中央处理器的视频信号输出端与所述显示器的信号输入端连接。模拟信号采集装置将物件的厚度变化转换为光学领域的反射/透射率的变化，并将此模拟信号传输给模拟信号预处理电路进行放大、滤波等预处理，然后输出准确且被放大的模拟信号，该模拟信号经A/D转换电路能够模/数转换后得到数字信号即折射/透射率数据信号，折射/透射率数据信号经过中央处理器的运算、对比、判断等处理后得到最终的折射/透射率值、折射/透射率趋势线以及极值数量，这些信息通过显示器显示出来，让工作人员一目了然。具体地，所述模拟信号预处理电路包括主信号放大电路、主带通滤波电路、参考信号放大电路、参考带通滤波电路、相位调节电路、同向检波电路、总滤波电路和直流放大电路；所述主信号放大电路的输入端与所述模拟信号采集装置的模拟主信号输出端连接，所述主信号放大电路的输出端与所述主带通滤波电路的信号输入端连接，所述参考信号放大电路的输入端与所述模拟信号采集装置的模拟参考信号输出端连接，所述参考信号放大电路的输出端与所述参考带通滤波电路的信号输入端连接，所述参考带通滤波电路的信号输出端与所述相位调节电路的信号输入端连接，所述主带通滤波电路的信号输出端和所述相位调节电路的信号输出端与所述同向检波电路的两个信号输入端对应连接，所述同向检波电路的信号输出端与所述总滤波电路的信号输入端连接，所述总滤波电路的信号输出端与所述直流放大电路的信号输入端连接，所述直流放大电路的信号输出端与所述A/D转换电路的信号输入端连接。所述显示器为反显IXD。传统的光学测厚仪多采用LED显示器，不但显示的内容不多，而且显示内容不精确，也不能显示折射/透射率趋势线。本专利技术中全自动光学测厚仪的折射/透射率数据处理方法，包括以下步骤(1)输入包含一位小数位的折射/透射率数据；(2)中值滤波，获得有效折射/透射率；(3)提取有效折射/透射率的小数位；(4)设置两个临域，判断小数位是否临域间的变化；如果不是，则进入步骤(8)，如果是，则进行去掉小数位处理，然后则进入下一步骤；(5)判断是否出现极值，如果没出现，则进入步骤(8)，如果出现，则进入下一步骤；(6)显示折射/透射率值、折射/透射率趋势线，更新并显示极值数量；(7)返回第(2)步骤，循环执行；(8)显示折射/透射率值、折射/透射率趋势线，不更新只显示极值数量；(9)返回第⑵步骤，循环执行。进一步，所述第(2)步骤中，所述中值滤波的方法为先将200个折射/透射率数据按照由大到小的顺序排列，然后取第100个折射/透射率数据为效折射/透射率。具体地，所述第(4)步骤中，所述两个临域分别为第一临域(1、2、3)和第二临域 (6、7、8)；所述进行去掉小数位处理的方法为若小数位从第一临域变化为第二临域，则去掉小数位并将个位数加1，若小数位从第二临域变化为第一临域，则去掉小数位并保持个位数减1。作为优选，所述第(5)步骤中，所述判断是否出现极值的方法为如果下一位折射 /透射率的变化与上一位折射/透射率的变化趋势相同，则判断为没有出现极值；如果下一位折射/透射率的变化与以前的变化趋势不同，则按以下方法判断出现极值若由下降转为上升，则判断上一位折射/透射率为极小值，若由上升转为下降，则判断上一位折射/透射率为极大值。本专利技术的有益效果在于(1)本专利技术借鉴了数字图像处理中消除噪声的方法，采用了图像处理中被广泛应用的中值滤波，用软件滤波辅助硬件滤波的方法，很好的解决了传统光学测厚仪采样数据不稳的难题；(2)本专利技术采用程序自动处理，通过滚动取点、监测趋势的方法来自动捕获极值点，代码精简、执行效率高，对极值点出现所做出的反应速度，远远超过传统方式下操作人员的主观判别，而且判断准确；(3)本专利技术的临域极值判断法，能够达到0. 3以上的容错性，这样既能自动捕获极值点，又能完全消除小幅抖动带来的干扰；(4)本专利技术采用反显IXD，不但显示的内容多，而且显示内容非常精确，也能显示折射/透射率趋势线。附图说明图1是本专利技术中全自动光学测厚仪的结构框图；图2是本专利技术中全自动光学测厚仪的模拟信号预处理电路的结构框图；图3是本专利技术中全自动光学测厚仪的折射/透射率数据处理方法的流程图；图4是本专利技术中全自动光学测厚仪的反显LCD面板内容示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步具体描述如图1所示，本专利技术中的全自动光学测厚仪包括模拟信号采集装置、模拟信号预处理电路、A/D转换电路、中央处理器和反显LCD，模拟信号采集装置的信号输出端与模拟信号预处理电路的信号输入端连接，模拟信号预处理电路的信号输出端与A/D转换电路的信号输入端连接，A/D转换电路的信号输出端与中央处理器的折射/透射率数据信号输入端连接，中央处理器的视频信号输出端与反显IXD的信号输入端连接。如图2所示，模拟信号预处理电路包括主信号放大电路、主带通滤波电路、参考信号放大电路、参考带通滤波电路、相位调节电路、同向检波电路、总滤波电路和直流放大电路；主信号放大电路的输入端与模拟信号采集装置的模拟主信号输出端连接，主信号放大电路的输出端与主带通滤波电路的信号输入端连接，参考信号放大电路的输入端与模拟信号采集装置的模拟参考信号输出端连接，参考信号放大电路的输出端与参考带通滤波本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全自动光学测厚仪，其特征在于包括模拟信号采集装置、模拟信号预处理电路、A/D转换电路、中央处理器和显示器，所述模拟信号采集装置的信号输出端与所述模拟信号预处理电路的信号输入端连接，所述模拟信号预处理电路的信号输出端与所述A/D转换电路的信号输入端连接，所述A/D转换电路的信号输出端与所述中央处理器的折射/透射率数据信号输入端连接，所述中央处理器的视频信号输出端与所述显示器的信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的全自动光学测厚仪，其特征在于所述模拟信号预处理电路包括主信号放大电路、主带通滤波电路、参考信号放大电路、参考带通滤波电路、相位调节电路、同向检波电路、总滤波电路和直流放大电路；所述主信号放大电路的输入端与所述模拟信号采集装置的模拟主信号输出端连接，所述主信号放大电路的输出端与所述主带通滤波电路的信号输入端连接，所述参考信号放大电路的输入端与所述模拟信号采集装置的模拟参考信号输出端连接，所述参考信号放大电路的输出端与所述参考带通滤波电路的信号输入端连接，所述参考带通滤波电路的信号输出端与所述相位调节电路的信号输入端连接，所述主带通滤波电路的信号输出端和所述相位调节电路的信号输出端与所述同向检波电路的两个信号输入端对应连接，所述同向检波电路的信号输出端与所述总滤波电路的信号输入端连接，所述总滤波电路的信号输出端与所述直流放大电路的信号输入端连接，所述直流放大电路的信号输出端与所述A/D转换电路的信号输入端连接。3.根据权利要求1所述的全自动光学测厚仪，其特征在于所述显示器为反显LCD。4.一种如权利要求1所述的全自动光学测厚仪的折射/透射率数据处理方法，其特征在于包括以下步骤(1)输入包含一位小...
【专利技术属性】
技术研发人员：许镜明，张鹏，张蜀晓，严家荣，陈启禄，唐成，
申请(专利权)人：成都中科唯实仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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