[发明专利]表面轮廓检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面检测技术，尤其是关于一种用于表面轮廓检测的检测装置及其检测方法。

背景技术

检测待测物表面轮廓可让使用者了解待测物表面轮廓是否正常或符合使用者的预期。一般的检测待测物的检测装置是接触式的，这种检测装置主要包括一个接触式测量头，一个激光组件，一个用于处理接触式测量头所回传的数据的处理器。在测量过程中，所述激光组件发出两束光，一束为参考光束，一束为测量光束，该测量光束随测量头的垂直位移变化而变化。测量头以一定的速度沿被测表面移动，被测表面的凹凸不平引起测量头沿被测表面的垂直方向上下移动，从而引起两束光的光程差改变。通过对干涉条纹移动个数的计数，可得到光程差的变化，即可间接得到测量头的垂直位移，进而由处理器处理该垂直位移的数据以测量待测物表面的形貌。

上述的检测装置由于有测量头的存在，该测量头在一定测量压力下测量头可能变形和磨损，同时影响测量结果的真实性，而且由于为了不使测量头受损伤，测量头的硬度一般都很高，因此不适于材料表面有特别要求的测量，例如光学镜片，其表面粗糙度的要求很高，因此不适用接触式的检测装置检测其表面轮廓。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种非接触式的表面轮廓检测装置及其检测方法。

一种表面轮廓检测装置，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。

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。

上述的表面轮廓检测装置及检测方法在空间光调制器、分光镜以及波前传感器的配合作用下，能够不与待测物接触而取得待测物的表面轮廓，避免了对待测物表面造成损伤。

附图说明

图1是本发明实施例的表面轮廓检测装置的结构示意图；

图2是图1的表面轮廓检测装置的检测方法的流程图；

图3是为图1的表面轮廓检测装置的波前传感器初始化设置参考值的方法流程图。

具体实施方式

为了对本发明作更进一步的说明，举一较佳实施例并配合附图详细描述如下。

请参阅图1，是本发明提供的一种表面轮廓检测装置100的结构示意图。该表面轮廓检测装置100包括一个光源组件10，一个设置于所述光源组件10出射光光路上的空间光调制器11，一个设置于所述空间光调制器11出射光光路上的分光镜12，一个设置于所述分光镜12所反射的光的光路上的波前传感器(Wave-front Sensor)13以及一个与空间光调制器11及波前传感器13电气连接的控制处理器14。

在本实施例中，以一个光学玻璃镜片为待测物20，在此，仅为举例而已，当然，可以理解的是，该检测装置可以检测任何物体。