[发明专利]一种斜照明式的彩色共聚焦测量系统及检测方法

权利要求书

1.一种斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述测量系统包括光源模块、色散镜头模块、运动载物模块、反射镜头模块和采集计算模块；所述光源模块朝向所述色散镜头模块；所述色散镜头模块具有直线型的入射光通道，所述反射镜头模块具有直线型的反射光通道；入射光通道和反射光通道的中心延长线相交于所述运动载物模块上装载的被测物的表面；入射光倾斜射入运动载物模块上装载的被测物的表面；入射光中心线与载物面法线的夹角为入射角，入射角大于所述色散镜头模块的信号收集角；所述反射镜头模块的末端为角锥棱镜；所述色散镜头模块的侧向设置光线采集通道，所述光线采集通道朝向所述采集计算模块；所述采集计算模块还连接于所述运动载物模块。

2.根据权利要求1所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：入射光通道的中心线和反射光通道的中心线相互垂直。

3.根据权利要求1所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述光源模块包括光源(1)、入射光纤(2)和第一小孔机构(3-1)；所述第一小孔机构(3-1)设有第一小孔；所述入射光纤的一端连接到所述光源(1)，另一端朝向所述第一小孔以及第一小孔后端的所述色散镜头模块。

4.根据权利要求3所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述色散镜头模块包括第一色散管镜(4-1)、第二色散管镜(4-2)、分光镜(10)和第一物镜(5-1)；所述第一色散管镜(4-1)、分光镜(10)和第一物镜(5-1)从前到后依次设置在入射光路上；所述第二色散管镜(4-2)设置所述分光镜(10)的侧边，形成所述光线采集通道，所述光线采集通道垂直于所述入射光路；入射光的入射角大于所述第一物镜(5-1)的信号收集角。

5.根据权利要求1所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述反射镜头模块包括设置在反射光路上的第二物镜(5-2)、准直透镜(8)和角锥棱镜(9)；所述第二物镜(5-2)、准直透镜(8)和角锥棱镜(9)相对于所述运动载物模块由近及远设置。

6.根据权利要求1所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述运动载物模块包括X-Y位移平台(7)；所述X-Y位移平台(7)具有三层重叠的移动层，底层固定，中层相对底层进行纵向移动，上层相对中层进行横向移动，上层用于装载被测物(6)。

7.根据权利要求1所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述采集计算模块包括第二小孔机构(3-2)、光学传感器(11)和计算机(12)；所述第二小孔机构(3-2)设有第二小孔；所述光线采集通道的光经过所述第二小孔到达所述光学传感器(11)，所述光学传感器(11)连接于所述计算机(12)，所述计算机(12)还连接于所述运动载物模块。

8.一种斜照明式的彩色共聚焦检测方法，其特征在于，应用于权利要求1～7任意一项所述的斜照明式的彩色共聚焦测量系统，包括以下步骤：

P1，所述光源模块射出复色光束通过所述色散镜头模块，色散成不同波长的多个光束，并聚焦至所述运动载物模块上装载的被测物的表面，移动运动载物模块以进行被测物表面各位置图像信息采集；

P2，入射光在被测物的表面反射至所述反射镜头模块，经过所述反射镜头模块末端的角锥棱镜的180度反射，返回所述运动载物模块；

P3，经过步骤P2的光束又再反射回所述色散镜头模块的入射光通道，在入射光通道内反射至所述色散镜头模块侧向的光线采集通道，最后射向所述采集计算模块；所述采集计算模块采集被测物表面反射的聚焦光斑的波长和颜色信息，再通过波长信息结合运动载物模块的位移信息计算出被测物表面的相对轴向高度数据，将采样点信息的轴向高度与对应的水平位置坐标信息进行三维点云建模生成表面形貌图像。