[实用新型]一种光学三维成像装置

权利要求书

1.一种光学三维成像装置，其特征在于，包括：

光学显微镜系统，用于生成待测物体的显微光路并获得所述待测物体的平 面坐标信号；

三维表面成像模块，与所述光学显微镜系统连接，用于生成干涉光路并通 过一次扫描探测得到所述待测物体整个视场内每个像素点的高度坐标信号，并 将所述平面坐标信号和所述高度坐标信号经计算处理后直接生成并输出待测 物体的三维图像，以实现快速三维表面成像；以及

驱动机构，与所述待测物体或所述三维表面成像模块连接，用于实现对所 述待测物体沿光轴方向的扫描。

2.如权利要求1所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述光学显微 镜系统为光学显微镜、光学放大镜或者物镜。

3.如权利要求1或2所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述三维 表面成像模块包括：

白光光源，用于提供三维表面成像的光源；

干涉光路，用于生成干涉光路并通过一次扫描探测得到所述待测物体整个 视场内每个像素点的高度坐标信号；

阵列式CMOS传感器，用于接收所述干涉光路的信号并输出平面坐标信 号和所述高度坐标信号；以及

智能像素芯片，用于对所述平面坐标信号和所述高度坐标信号进行背景信 号补偿、锁相放大及高度坐标计算后，生成所述三维图像并输出。

4.如权利要求3所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述干涉光路 包括：

发射光路，包括第一准直棱镜和分光镜，所述第一准直棱镜设置在所述白 光光源及所述分光镜之间，所述分光镜将经上述第一准直棱镜的光路分为垂直 向下的第一光路和水平向左的第二光路，所述第一光路用于探测所述待测物 体，所述第二光路用于形成干涉光以获得所述高度坐标信号；

参考光路，包括参考反射镜、第二准直或聚焦棱镜和45度反射镜，所述 第二准直或聚焦棱镜设置于所述45度反射镜与所述参考反射镜之间，所述45 度反射镜相对于所述分光镜设置，所述第二光路的光经所述45度反射镜、第 二准直或聚焦棱镜及所述参考反射镜反射后进入所述分光镜；以及

探测光路，包括第三准直或聚焦棱镜，设置于所述分光镜和所述阵列式 CMOS传感器之间，用于将所述参考光路和所述第一光路的信号输送至所述阵 列式CMOS传感器。

5.如权利要求4所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述参考光路 还包括中心强度过滤器，设置在所述45度反射镜与所述分光镜之间。

6.如权利要求4所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述参考光路 还包括补偿板，设置在所述45度反射镜与所述第二准直或聚焦棱镜之间。

7.如权利要求4所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述探测光路 还包括用于辅助准直及信号优化的光学小孔，设置在所述分光镜和所述第三准 直或聚焦棱镜之间。

8.如权利要求4所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述驱动机构 为驱动电机，所述驱动电机与所述参考反射镜连接，以驱动所述参考反射镜沿 光轴移动。

9.如权利要求4所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述光学显微 镜系统为光学显微镜，包括成像光路和观测光路，所述成像光路包括成像分光 镜和物镜，所述观测光路包括目镜，所述成像分光镜正对所述第一光路设置， 所述物镜设置在所述成像分光镜的正下方。

10.如权利要求1所述的光学三维成像装置，其特征在于，所述驱动机构 为驱动电机，所述驱动电机与所述待测物体的位移平台连接，以驱动所述待测 物体沿光轴移动。