[发明专利]一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置，其特征在于，包括检测台以及微位移记录装置；所述微位移记录装置包括莫尔图像形成机构、图像记录机构以及上位机；

其中，所述莫尔图像形成机构包括位于所述检测台上的微图文阵列以及与所述微图文阵列相对设置的微透镜阵列；所述微图文阵列包括若干微图文单元，所述微透镜阵列包括若干微透镜单元；所述微透镜阵列设于所述图像记录机构朝向微图文阵列一侧，所述图像记录机构连接所述上位机，所述图像记录机构将记录的图像传输于所述上位机，所述上位机对图像处理提取检测台的微位移；

其中，所述微透镜阵列与所述微图文阵列可相对移动，所述微透镜阵列与所述微图文阵列配合形成放大的莫尔图像；所述图像记录机构记录形成的第一莫尔图像，当检测台发生相对位移时，由于所述微图文阵列伴随检测台也产生位移，所述微透镜阵列与所述微图文阵列配合形成放大的莫尔图像的大小、位移、方位角、清晰度中一种或两种以上将发生变化，所述图像记录机构记录形成的第二莫尔图像，所述图像记录机构将第一莫尔图像以及第二莫尔图像传输给上位机，所述上位机结合数字图像处理方法，对第一莫尔图像以及第二莫尔图像的大小、位移、方位角、清晰度一种或两种以上进行分析计算，可检测出所述检测台(x,y)平移量和/或转动角(θ)的变化值，利用记录的莫尔图像的清晰程度，可检测z轴方向的微动值；

所述微透镜阵列中微透镜排列方式为周期型的规则排布、随机排布或者非周期非规则排布；所述微图文单元位置坐标与微透镜单元相关联，所述相关联微图文单元的位置坐标由经过微透镜单元的位置坐标变换获得，所述的变换包括坐标缩放变换和/或坐标旋转变换。

2.如权利要求1所述的一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置，其特征在于，所述微透镜阵列与所述微图文阵列位于所述检测台同侧。

3.如权利要求1所述的一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置，其特征在于，所述图像记录机构采用电荷耦合器件、互补金属氧化物导体、感光记录图像的光学元件、电子器件或者化学材料。

4.如权利要求1所述的一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置，其特征在于，所述微透镜阵列形状是柱面、球面或非球面。

5.如权利要求1所述的一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置，其特征在于，所述微图文阵列与所述微透镜阵列的焦平面的距离在微透镜焦距的50％~150%范围之内。

6.如权利要求1所述的一种基于微透镜莫尔成像的精密微位移检测装置，其特征在于，所述微图文阵列中的微图文为微印刷图案、填充颜料或染料的表面微浮雕微图案、线条结构微图案或印刷图案中一种或两种以上组合构成。