[发明专利]一种同轴检焦测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种同轴检焦测量系统，其特征在于：包括光源（6），扩束镜（7），分光棱镜（8），反射镜（12），物镜（2），探测模块（10）组成；其中，光源（6）发出的光沿光轴经扩束镜（7）扩束后，到达分光棱镜（8），一部分光被反射到达反射镜（12）表面，反射镜（12）倾斜放置，和垂直方向有一个很小的夹角，光被反射镜（12）反射后穿过分光棱镜（8）到达探测模块（10）的表面，这部分光作为干涉条纹的参考光；从扩束镜（7）出来沿Y轴的光一部分被分光棱镜（8）反射，另外一部分光沿Y轴方向穿过分光棱镜（8）进入投影物镜（2），平行光入射到物镜（2）表面以后，将会聚到焦平面（11）上的焦点上，当被测物不在焦平面时，从被测物（3）上反射回的球面光进入物镜（2）后，将不能形成平面光波，而是有一定形变的球面波，球面波经过分光棱镜（8）反射，沿光轴（9）到达探测模块（10）表面，在探测模块（10）表面，球面波和参考平面波干涉叠加，形成具有一定弯曲的干涉条纹，被测物（3）的离焦信息加载在条纹的相位之中，通过解条纹的相位，即可计算出被测物（3）的离焦量。

2.一种采用权利要求1所述的同轴检焦测量系统的测量方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

步骤（1）、参考光波和测量光波在探测模块的表面干涉形成平面波和球面波干涉条纹；

步骤（2）、干涉条纹被探测模块探测，其中探测模块位置固定；

步骤（3）、根据该干涉条纹相对于探测模块的相位信息计算该被测对象的位置信息。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：

步骤（4）、利用中值滤波、顶帽变换对图像进行处理；

步骤（5）、利用傅里叶变换的方法对图像进行相位提取；

步骤（6）、利用最小二乘法对相位进行解缠；

步骤（7）、利用恢复相位计算被测对象的位置信息；

步骤（8）、利用zernike多项式法进行波面拟合，提高测量精度。