[发明专利]一种集成微色散透镜阵列面板和并行彩色共聚焦测量系统

说明书

本发明涉及一种集成微色散透镜阵列面板和并行彩色共聚焦测量系统。该集成微色散透镜阵列面板包括：基片和微色散透镜阵列，所述微色散透镜阵列布设在所述基片上，所述微色散透镜阵列用于对复色光源发出的光进行分束和并行色散，所述基片用于固定所述微色散透镜阵列。本发明能够实现多点并行测量，提高测量效率和精度。

技术领域

本发明涉及微光学元件技术领域，特别是涉及集成微色散透镜阵列面板和并行彩色共聚焦测量系统。

背景技术

物体表面三维形貌测量作为获取物体形态特征的一种重要手段，在自动加工、机器视觉、工业检测以及产品质量控制等领域均具有重要的意义和广阔的应用前景。随着科技和生产力的发展，越来越多的科学研究者投身于这一领域并研究出了许多高科技测量方法应用于物体表面三维形貌测量领域。

在众多测量方法中，基于彩色共聚焦原理，采用复色光作为光源的彩色共聚焦三维形貌测量系统，与传统的三维形貌测量系统相比，不仅具有轴向层析的能力，还在检测速度方面有着一定的优势。彩色共聚焦作为实现物体表面三维形貌测量的一种新兴的重要技术，其核心是色散透镜的设计，色散透镜是绝对系统测量范围的关键因素，并且它还在很大程度上影响系统的轴向分辨率。

2012年，金博石等人在《光谱共焦测量系统中的色散透镜组设计》一文中，设计了一组色散透镜用于光谱共焦，该色散透镜组利用了衍射透镜较强的色散能力和折射透镜的聚焦能力，该设计利用的光谱范围为500～700nm，位移测量范围为2.2mm，线性度较好。该色散透镜组很好地满足了光谱共焦系统对色散透镜组的要求，保证了测量系统的高精度、高分辨率等重要性能。

2017年，崔长彩等人在《彩色共焦系统可调制色散物镜设计》一文中，针对彩色共焦距测量系统中测量范围和分辨率的调制问题，采用色散和聚焦分离的思路设计了一款色散物镜，其色散功能由纯球面折射透镜组成的色散管镜来实现，聚焦功能则采用商业物镜实现，且色散管镜结合不同聚焦能力的物镜能够具有高线性度的轴向色散区域。该色散物镜实现了测量范围和分辨率的调制。

然而，上述的两种关于色散透镜的设计均只能实现单点轴向色散，在远离光轴的位置色散特性较差，测量效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成微色散透镜阵列面板和并行彩色共聚焦测量系统，能够实现多点并行测量，提高测量效率和精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种集成微色散透镜阵列面板，包括：基片和微色散透镜阵列，所述微色散透镜阵列布设在所述基片上，所述微色散透镜阵列用于对复色光源发出的光进行分束和并行色散，所述基片用于固定所述微色散透镜阵列。

可选的，所述微色散透镜阵列由若干个微色散透镜单元按阵列的方式排列组成。

可选的，各所述微色散透镜单元均采用折射型透镜，所述折射型透镜包括入射光面和出射光面，所述入射光面与所述基片相贴，所述出射光面面向被测物。

可选的，所述基片采用玻璃基片。

可选的，所述基片表面通过耦接方式与所述微色散透镜阵列相贴。

一种并行彩色共聚焦测量系统，包括：集成微色散透镜阵列面板和并行彩色共聚焦测量系统本体，所述集成微色散透镜阵列面板包括基片和微色散透镜阵列，所述微色散透镜阵列布设在所述基片上，所述微色散透镜阵列用于对复色光源发出的光进行分束和并行色散，所述基片用于固定所述微色散透镜阵列；

所述并行彩色共聚焦测量系统本体包括从上至下依次排列的复色光源、分光镜、载物台以及在所述分光镜一侧依次排列的聚焦透镜、小孔阵列和彩色相机；

所述集成微色散透镜阵列面板位于所述分光镜和所述载物台之间；所述被测物放置在所述载物台上；