[发明专利]表面轮廓检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种表面轮廓检测装置，其特征在于，其包括：

一个光源组件，用于提供一平行光；

一个空间光调制器，设置于光源组件的出射光的光路上，用于控制入射到该空间光调制器的每一个像素的出射光的启闭；

一个分光镜，设置于空间光调制器的出射光的光路上，使空间光调制器的出射光通过该分光镜，到达待测物，并出射待测物反射的光；

一个波前传感器，设置于分光镜的出射光的光路上，用于检测与空间光调制器的每一个像素所对应的且经待测物反射和由分光镜出射的出射光的波前斜率并输出该波前斜率值；

一个控制处理器，与所述波前传感器及空间光调制器电气连接，用于控制所述空间光调制器启闭每一个像素的出射光以及处理所述波前传感器输出的波前斜率值以取得所测试的待测物的表面轮廓。

2.如权利要求1所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述光源组件包括一个光源，一个设置在光源出射光方向上的准直透镜以及一个设置于准直透镜出射光光路上的偏振光转换器，该准直透镜用于将光源所发出的发散光转化为平行光，所述偏振光转换器用于将准直透镜的出射光转换为单一偏振状态的光并出射。

3.如权利要求1所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述分光镜包括一个偏振分束器与一个设置于偏振分束器与待测物之间的四分之一波片。

4.如权利要求3所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述偏振分束器为偏振分光棱镜。

5.如权利要求3所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述偏振分束器为金属栅格型偏振片。

6.如权利要求1所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述空间光调制器为一个液晶装置。

7.如权利要求1所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述波前传感器为一个夏克-哈特曼波前传感器。

8.如权利要求1所述的表面轮廓检测装置，其特征在于：所述波前传感器包括一个微透镜阵列以及一个设置于所述微透镜阵列出射光光路上的影像感测器。

9.一种表面轮廓检测方法，其包括下列步骤：

a)初始化设置波前传感器的参考值；

b)开启光源组件，使其出射平行光并照射到空间光调制器上；

c)利用控制处理器控制所述空间光调制器开启一个像素的光并照射在待测物的表面上；

d)利用波前传感器获取设置于空间光调制器的出射光的光路上的分光镜的出射光的波前斜率；

e)根据波前传感器设定的参考值，计算该像素所对应的待测物表面的斜率；

f)重复步骤c到步骤e，以使控制处理器控制空间光调制器扫描待测物的整个表面；

g)对该待测物表面的斜率进行斜率-物理尺度的转换以取得该待测物的表面轮廓。

10.如权利要求9所述的表面轮廓检测方法，其特征在于：该初始化设置波前传感器的参考值的方法包括下列步骤：

提供一表面为平面的物体；

开启光源组件，使其平行出射光照射到平面物体表面上；

利用波前传感器获取分光镜的出射光的波前斜率，并记载在所述控制处理器中。