[发明专利]二维和三维一体化成像测量系统

权利要求书

1.二维和三维一体化成像测量系统，其特征是由像散自动对焦单元(1)、光源单元(2)、Linnik干涉单元(3)和图像接收单元(4)构成；

在所述像散自动对焦单元(1)中，由半导体激光器(5)发出的中心波长为650nm的红光激光依次经分光光栅(6)和第一分光镜片(7)反射到反射镜(8)上，再经反射镜(8)反射进入准直镜(9)中，由所述准直镜(9)整形输出平行的红光激光光束进入光源单元(2)；

在所述光源单元(2)中，卤素灯(12)发出的宽光谱白光光束通过导光光纤(13)后依次经集光镜(14)、偏振片(15)和第二分光镜片(16)，与来自像散自动对焦单元(1)的红光激光光束一起进入Linnik干涉单元(3)；

在所述Linnik干涉单元(3)中，白光光束和红光激光光束经过分光棱镜(17)分成相互垂直的参考光束和测量光束，分别进入参考臂和测量臂中；所述参考光束在参考臂中依次经过第一光阑(18)、第一1/4波片(19)和第一显微物镜(20)聚焦在由压电陶瓷驱动器(22)驱动的参考镜(21)上；所述测量光束在测量臂中依次经过第二光阑(24)、第二1/4波片(25)和第二显微物镜(26)聚焦到被测物(33)上；所述参考光束和测量光束分别在参考镜(21)和被测物(33)中反射后原路返回并汇合至分光棱镜(17)，再由所述分光棱镜(17)分成相互垂直的两束光，其中的一束光按照原路依次经过第二分光镜片(16)、准直镜(9)和反射镜(8)后，再经第一分光镜片(7)和像散透镜(10)聚焦在四象限探测器(11)上；另一束光进入图像接收单元(4)中；

在所述图像接收单元(4)中，红光激光光束被带阻滤光片(27)阻挡；白光光束经过带阻滤光片(27)后由偏振分光棱镜(28)分成相互垂直的水平偏振光和垂直偏振光，再分别通过水平偏振筒镜(29)和垂直偏振筒镜(31)，成像在水平偏振CCD相机(30)和垂直偏振CCD相机(32)上。

2.根据权利要求1所述的二维和三维一体化成像测量系统，其特征是：所述像散自动对焦单元(1)采用去除聚焦透镜的DVD激光读取头。

3.根据权利要求1所述的二维和三维一体化成像测量系统，其特征是：

定义在呈水平设置的测量系统中，光路坐标为：沿着光束传播的方向为Z轴，在与Z轴垂直的X-Y平面中，沿水平方向为X轴，沿竖直方向为Y轴；

所述光源单元(2)中的偏振片(15)的光轴与测量系统的光路坐标系(34)中的X轴平行。

4.根据权利要求1所述的二维和三维一体化成像测量系统，其特征是：

定义在呈水平设置的测量系统中，光路坐标为：沿着光束传播的方向为Z轴，在与Z轴垂直的X-Y平面中，沿水平方向为X轴，沿竖直方向为Y轴；

所述Linnik干涉单元(3)中的第一1/4波片(19)和第二1/4波片(25)的快轴分别与测量系统的光路坐标系(34)中的X轴呈22.5°和45°的夹角；第一显微物镜(20)和第二显微物镜(26)是一对型号相同的显微物镜；第一显微物镜(20)、参考镜(21)和压电陶瓷驱动器(22)固定在可沿光路坐标系(34)的Z轴方向移动的精密位移平台(23)上。

5.根据权利要求1所述的二维和三维一体化成像测量系统，其特征是：所述图像接收单元(4)中的水平偏振筒镜(29)和垂直偏振筒镜(31)是一对型号相同的筒镜；水平偏振CCD相机(30)和垂直偏振CCD相机(32)是一对型号相同的CCD相机。