[发明专利]利用光学偏振特性的三维显微共焦测量系统与方法

权利要求书

1.一种利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供通过一具有图案的线性偏振结构光；

将该具有图案的线性偏振结构光投射至一物体上以形成具有多个聚焦信息的结构光；

对该物体进行一垂直扫描；

于该垂直扫描过程中，以一具有线性偏振调整的图像提取模块提取该具有多个聚焦信息的结构光，以形成一系列光学图像；以及

分析该系列光学图像，以重建该物体的表面形貌。

2.如权利要求1所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，该具有图案的线性偏振结构光为条纹式、弦波式或者是棋盘式结构光。

3.如权利要求1所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，还包括有偏移该线性偏振结构光的一步骤。

4.如权利要求3所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，偏移的范围是介于该图案的周期范围内。

5.如权利要求1所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，产生该具有图案的线性偏振结构光还具有下列步骤：

提供一光源；以及

使该光源经过一第一线性偏振元件以及具有该图案的一光栅元件而形成该线性偏振结构光。

6.如权利要求5所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，该线性偏振结构光还通过一第二线性偏振元件，该第一线性偏振元件与该第二线性偏振元件之间具有一偏振夹角。

7.如权利要求5所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，该光栅元件为具有条纹式、弦波式或棋盘式图案的光栅元件。

8.如权利要求1所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，产生该具有图案的线性偏振结构光是利用数字微镜阵列投射元件产生。

9.如权利要求1所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，重建该物体的表面形貌还包括有下列步骤：

对每一张图像中关于每一像素的一遮罩进行演算以得到该系列图像中的每一图像中的每一像素所具有的聚焦指标值；

根据将每一张图像中相对应的像素所具有的聚焦指标值而建立关于该像素的聚焦深度反应曲线；

寻找每一该聚焦深度反应曲线的峰值；以及

根据每一峰值所对应的位置而重建该物体的表面形貌。

10.如权利要求1所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量方法，其特征在于，还包括改变该图案周期的一步骤。

11.一种利用光学偏振特性的三维显微共焦测量系统，其特征在于，包括：

一偏振结构光模块，其提供一具有图案的线性偏振结构光；

一显微物镜模块，其将该具有图案的线性偏振结构光投射至一物体上，以形成具有多个聚焦信息的结构光；

一具有线性偏振调整的图像提取模块；以及

一控制单元，其控制一位移装置以产生一垂直扫描动作，以使该图像提取模块提取该具有多个聚焦信息的结构光以形成一系列光学图像，该控制单元还对该系列光学图像进行处理，以重建该物体的表面形貌。

12.如权利要求11所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量系统，其特征在于，该偏振结构光模块还具有：

一发光单元，其提供一光源；

一第一线性偏振元件，其偏振化该光源；以及

一光栅元件，其将该偏振化光源调制成该具有图案的线性偏振结构光。

13.如权利要求12所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量系统，其特征在于，该光栅元件为具有条纹式、弦波式或棋盘式图案的光栅元件。

14.如权利要求12所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量系统，其特征在于，该光栅元件还偶接有与该控制单元偶接的一线性驱动平台，该线性驱动平台可根据该控制单元发出的信号控制该光栅元件进行至少一维方向的线性位移运动，以改变该光栅元件的位置而使具有图案的线性偏振结构光产生偏移。

15.如权利要求14所述的利用光学偏振特性的三维显微共焦测量系统，其特征在于，偏移的范围介于该图案的周期范围内。