一種檢測物體表面輪廓的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種檢測物體表面輪廓的方法和系統。
【背景技術】
[0002]現有的檢測物體表面輪廓的方法和系統速度較慢、精度較低。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于針對現有技術的不足，提供一種檢測物體表面輪廓的方法和系統。
[0004]為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種檢測物體表面輪廓的方法，包括以下步驟:
[0005]a.提供偏振方向不同的一束第一偏振光和一束第二偏振光；
[0006]b.將所述第一偏振光和所述第二偏振光分別圖案化；
[0007]c.將圖案化的所述第一偏振光和所述第二偏振光分別投射到被測物體上的第一區(qū)域和第二區(qū)域；
[0008]d.透過檢偏器捕獲所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的圖像，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向具有各自的夾角；
[0009]e.根據捕獲的圖像分析所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的表面輪廓。
[0010]在一個實施例中，步驟c和d重復執(zhí)行多次，每次對所投射的第一區(qū)域和第二區(qū)域進行移位。
[0011]在一個實施例中，每次移位后所投射的第一區(qū)域與前一次所投射的第二區(qū)域至少部分重疊，步驟e中，綜合使用前后兩次捕獲的圖像的重疊部分，來分析該重疊部分所對應的區(qū)域的表面輪廓。
[0012]在一個實施例中，每次移位后所投射的第一區(qū)域與前一次所投射的第二區(qū)域完全重疊。
[0013]在一個實施例中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域大小相同。
[0014]在一個實施例中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是被測物體上的兩個相鄰區(qū)域。
[0015]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向具有不同的夾角。
[0016]在一個實施例中，所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向基本上彼此正交。
[0017]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光的偏振方向具有小于45°的夾角，所述檢偏器的偏振化方向與所述第二偏振光的偏振方向具有大于45°的夾角。
[0018]在一個實施例中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的圖像是同時捕獲的。
[0019]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向的夾角關系是根據被測物體表面對于光線的反射屬性預先確定的。
[0020]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向的夾角各自適于采集所述物體的高反射性表面和低反射性表面的灰階信息。
[0021]本發(fā)明還提供了一種檢測物體表面輪廓的系統，其特征在于，包括:
[0022]投射單元，其可操作以將經過圖案化的第一偏振光和所述第二偏振光分別投射到被測物體上的第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向不同；
[0023]圖像捕獲單元，其可操作以捕獲所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的圖像；
[0024]檢偏器，其設置于所述圖像捕獲單元前，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向具有各自的夾角；
[0025]處理單元，其根據捕獲的圖像分析所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的表面輪廓。
[0026]在一個實施例中，所述投射單元可操作以對所投射的第一區(qū)域和第二區(qū)域進行移位。
[0027]在一個實施例中，每次移位后所投射的第一區(qū)域與前一次所投射的第二區(qū)域至少部分重疊，所述處理單元綜合使用前后兩次捕獲的圖像的重疊部分，來分析該重疊部分所對應的區(qū)域的表面輪廓。
[0028]在一個實施例中，每次移位后所投射的第一區(qū)域與前一次所投射的第二區(qū)域完全重疊。
[0029]在一個實施例中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域大小相同。
[0030]在一個實施例中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是被測物體上的兩個相鄰區(qū)域。
[0031]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向具有不同的夾角。
[0032]在一個實施例中，所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向基本上彼此正交。
[0033]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光的偏振方向具有小于45°的夾角，所述檢偏器的偏振化方向與所述第二偏振光的偏振方向具有大于45°的夾角。
[0034]在一個實施例中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的圖像是同時由所述圖像捕獲單元捕獲的。
[0035]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向的夾角關系是根據被測物體表面對于光線的反射屬性預先確定的。
[0036]在一個實施例中，所述檢偏器的偏振化方向與所述第一偏振光和所述第二偏振光的偏振方向的夾角各自適于采集所述物體的高反射性表面和低反射性表面的灰階信息。
[0037]在一個實施例中，所述投射單元包括:
[0038]第一偏振分束單元，其經配置將輸入光分成所述第一偏振光和所述第二偏振光；
[0039]至少兩個調制單元，其經配置將所述第一偏振光和所述第二偏振光圖案化并反射回所述第一偏振分束單元，圖案化的所述第一偏振光和所述第二偏振光由所述第一偏振分束單元重新定向到相同的引導路徑；
[0040]第二偏振分束單元，其經配置從所述引導路徑接收混合的所述第一偏振光和所述第二偏振光，并將所述第一偏振光和所述第二偏振光分離到兩條不同光路以分別投射到所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域。
[0041]在一個實施例中，至少兩個調制單元包括第一調制單元和第二調制單元，所述第一偏振分束單元將所述第一偏振光透射到所述第一調制單元，經所述第一調制單元圖案化的所述第一偏振光經過所述第一偏振分束單元反射后定向到所述引導路徑，所述第一偏振分束單元將所述第二偏振光反射到所述第二調制單元，經所述第二調制單元圖案化的所述第二偏振光經過所述第一偏振分束單元透射后定向到所述引導路徑。
[0042]在一個實施例中，所述第二偏振分束單元經配置將所述第一偏振光反射/透射到所述兩條不同光路中的一條上，將所述第二偏振光透射/反射到所述兩條不同光路中的另一條上。
[0043]在一個實施例中，所述兩條不同光路中的一條設置有補償光學元件以使所述第一偏振光和所述第二偏振光分別并同時投射到所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域。
[0044]在一個實施例中，所述至少兩個調制單元為LCoS器件。
[0045]本發(fā)明的有益效果包括:
[0046]本發(fā)明的系統和方法在檢測物體表面時，一次投射即投射兩個不同方向的偏振光圖案到兩個區(qū)域，這樣可以同時捕獲兩個區(qū)域的表面輪廓。使用兩個方向的偏振光圖案，可以實現對不同反射性表面的物體進行全面檢測。本發(fā)明的檢測速度更快、效率更高。
【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明一種實施例的結構示意圖。
[0048]圖2為使用本發(fā)明對物體進行檢測的原理示意圖。
[0049]圖3為本發(fā)明另一種實施例的結構示意圖。
[0050]圖4為本發(fā)明再一種實施例的結構示意圖。
[0051]圖5不出了本發(fā)明的檢偏器的偏振化方向與第一偏振光和第二偏振光的偏振方向具有各自的夾角。
【具體實施方式】
[0052]以下對本發(fā)明的實施作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0053]參閱圖1，在一種實施例中，一種檢測物體表面輪廓的系統，包括投射單元10、圖像捕獲單元20、檢偏器30和處理單元。投射單元10可操作以將經過圖案化的第一偏振光和第二偏振光分別投射到被測物體上的第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第一偏振光和第二偏振光的偏振方向不同。圖像捕獲單元20可操作以捕獲第一區(qū)域和第二區(qū)域的圖像。檢偏器30設置于圖像捕獲單元20前，如圖5所示，檢偏器30的偏振化方向與第一偏振光和第二偏振光的偏振方向具有各自的夾角Θ。處理單元根據捕獲的圖像分析第一區(qū)域和第二區(qū)域的表面輪廓。第一區(qū)域和第二區(qū)域的圖像可以同時由圖像捕獲單元20捕獲的。
[0054]光學投射和圖像捕獲可以是同