[发明专利]一种简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统及检测方法

权利要求书

1.一种简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述测量系统包括复色点光源模块、色散镜头模块、运动载物模块、反射镜和光线采集计算模块；所述复色点光源模块发出的入射光斜向下透过所述色散镜头模块，斜向下射出至所述运动载物模块，然后斜向上反射至所述反射镜，再斜向下二次反射至所述光线采集计算模块；所述复色点光源模块的发光口朝向所述色散镜头模块，所述运动载物模块设置于所述色散镜头模块的出射端外焦点上；所述运动载物模块包括载物台，用于装载被测物；所述光线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所述的简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述复色点光源模块包括光源(1)、入射光纤(2)和小孔机构(3)；所述小孔机构(3)开设有小孔；所述入射光纤(2)的一端连接到所述光源(1)，另一端朝向所述小孔以及小孔后端的所述色散镜头模块的入射端。

3.根据权利要求2所述的简易的斜照明式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)和物镜(5)；所述复色点光源模块发出的入射光依次通过所述第一色散管镜(4-1)和物镜(5)。

4.根据权利要求1所述的简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述运动载物模块包括载物台(7)和位移控制系统，所述位移控制系统控制载物台(7)的位移；所述载物台(7)具有三层重叠的移动层，底层固定于竖向运动轴，中层相对底层进行水平纵向移动，上层相对中层进行水平横向移动，上层用于装载被测物(6)。

5.根据权利要求1所述的简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述光线采集计算模块包括聚焦镜(9)、第二色散管镜(4-2)、光学传感器(10)和计算机(11)；二次反射的光透过所述聚焦镜(9)和第二色散管镜(4-2)到达所述光学传感器(10)，所述光学传感器(10)连接于所述计算机(11)。

6.根据权利要求5所述的简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述计算机(11)还连接于所述运动载物模块。

7.根据权利要求1所述的简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，其特征在于：所述反射镜平行于所述载物台。

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

P1，所述复色点光源模块射出复色光束进入所述色散镜头模块后，先成为准直光，再折射出所述色散镜头模块，不同波长的光聚焦到入射光轴的轴向不同位置处，移动所述运动载物模块，使入射光聚焦于所述运动载物模块上装载的被测物表面形成光斑；

P2，所述光斑在被测物的表面反射至所述反射镜，再经过反射镜二次反射至所述光线采集计算模块；

P3，所述光线采集计算模块采集被测物表面反射的光斑的波长信息，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高度数据；

P4，重复同步移动运动载物模块和反射镜，使被测物表面各处在入射光轴方向上的不同位置处显示出不同颜色的光斑，光斑在被测物的表面反射至所述反射镜，再经过反射镜二次反射至所述光线采集计算模块，进行被测物表面各位置图像信息采集，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被测物表面形貌图像。

9.根据权利要求8所述的简易的斜照明式彩色共聚焦检测方法，其特征在于，应用于权利要求3所述的简易的斜照明式彩色共聚焦测量系统，所述光源(1)射出复色光，通过入射光纤(2)将复色光传输到第一小孔生成复色点光源，复色点光源发出的复色光经过所述第一色散管镜(4-1)后成为准直光，再经过所述物镜(5)后，复色光色散成不同波长的光束，不同波长的光束分别聚焦于入射光轴向上，各波长的焦点按照波长变化在轴向位置依次排列；通过控制所述运动载物模块的移动轨迹来实现对被测物表面每个位置点的扫描采样。

10.根据权利要求8所述的简易的斜照明式彩色共聚焦检测方法，其特征在于，步骤P4中，所述重复同步移动运动载物模块和反射镜，使被测物表面各处在入射光轴方向上的不同位置处显示出不同颜色的光斑，具体包括：

水平方向移动所述运动载物模块，以及调整所述运动载物模块的竖向位置，使被测物表面各位置处均形成光斑，其中反射镜位置随所述运动载物模块同步调整，通过所述光线采集计算模块接收光斑的反射信号，来建模生成被测物表面形貌图像。