本公開涉及光學(xué)非接觸式測量，尤其涉及一種表面輪廓檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在對物體表面輪廓高度或者輪廓厚度進行測量時，接觸式掃描測量方案往往會對被測量物體表面造成一些微小的損傷，并且效率較低。而光學(xué)非接觸式測量方案由于不需要接觸到被測量物體，避免了測量過程中對被測量物體表面造成損傷，同時提高了測量的效率。

2、然而現(xiàn)有的光學(xué)非接觸測量方案是：通過將色散后不同波長的光輻射聚焦到被測物體法線方向上的不同高度，接收并確定反射光輻射中強度最高的波長來測量物體表面的高度或物體厚度。由于光輻射不僅在物體表面被反射，還會在物體內(nèi)部被反射，而內(nèi)部反射的光輻射會干擾對物體表面高度測量的精度或準(zhǔn)確度，導(dǎo)致物體表面輪廓高度或輪廓厚度的測量誤差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本公開提供一種表面輪廓檢測方法、裝置、設(shè)備、存儲介質(zhì)及芯片，以解決現(xiàn)有技術(shù)中會導(dǎo)致物體表面輪廓高度或輪廓厚度的測量誤差等技術(shù)問題。

2、根據(jù)本公開實施例的第一方面，提供一種表面輪廓檢測裝置，所述裝置包括：

3、光源單元100，用于產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

4、光輻射發(fā)射單元200，用于對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

5、光輻射接收單元300，用于接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

6、光譜分析單元400，用于對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

7、信號處理單元500，用于基于目標(biāo)光輻射的波長對所述被測物體210進行表面輪廓檢測，得到所述被測物體210的表面輪廓高度，所述目標(biāo)光輻射為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列中對應(yīng)的最短波長的光輻射。

8、根據(jù)本公開實施例的第二方面，提供一種表面輪廓厚度檢測裝置，所述裝置包括：

9、光源單元100，用于產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

10、光輻射發(fā)射單元200，用于對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

11、光輻射接收單元300，用于接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

12、光譜分析單元400，用于對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

13、信號處理單元500，用于基于波長差對所述被測物體210進行輪廓厚度檢測，得到所述被測物體210的輪廓厚度，所述波長差為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列中對應(yīng)的最長波長和最短波長之間的差值。

14、根據(jù)本公開實施例的第三方面，提供一種表面輪廓厚度檢測裝置，所述裝置包括：

15、光源單元100，用于產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

16、光輻射發(fā)射單元200，用于對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

17、光輻射接收單元300，用于接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

18、光譜分析單元400，用于對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

19、信號處理單元500，用于基于目標(biāo)光輻射的波長對所述被測物體210進行表面輪廓檢測，得到所述被測物體210的目標(biāo)表面輪廓高度，所述目標(biāo)光輻射為經(jīng)所述被測物體的上表面或者下表面反射的不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列的光輻射中對應(yīng)的最短波長的光輻射，所述目標(biāo)表面輪廓高度對應(yīng)包括上表面輪廓高度和下表面輪廓高度；

20、所述信號處理單元500，還用于基于所述被測物體210的上表面輪廓高度和所述被測物體210的下表面輪廓高度，計算得到所述被測物體210的輪廓厚度。

21、根據(jù)本公開實施例的第四方面，提供一種表面輪廓檢測裝置，所述裝置包括：

22、光源單元100，用于產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

23、光輻射發(fā)射單元200，用于對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

24、光輻射接收單元300，用于接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

25、光譜分析單元400，用于對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

26、信號處理單元500，用于基于第一介質(zhì)面光輻射和第二介質(zhì)面光輻射各自的波長，分別對所述被測物體210進行輪廓高度檢測，得到所述被測物體210的第一介質(zhì)面輪廓高度和第二介質(zhì)面輪廓高度，所述第一介質(zhì)面光輻射為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列的光輻射中，經(jīng)所述被測物體的第一介質(zhì)面反射的光輻射，所述第二介質(zhì)面光輻射為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列的光輻射中，經(jīng)所述被測物體的第二介質(zhì)面反射的光輻射；

27、所述信號處理單元500，還用于基于所述被測物體210的第一介質(zhì)面輪廓高度和第二介質(zhì)面輪廓高度，計算得到所述被測物體210中所述第一介質(zhì)面和所述第二介質(zhì)面之間的輪廓厚度。

28、根據(jù)本公開實施例的第五方面，提供一種表面輪廓高度檢測方法，所述方法包括：

29、通過光源單元100產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

30、通過光輻射發(fā)射單元200對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

31、通過光輻射接收單元300接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，并對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

32、通過光譜分析單元400對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

33、通過信號處理單元500基于目標(biāo)光輻射的波長對所述被測物體210進行表面輪廓檢測，得到所述被測物體210的表面輪廓高度，所述目標(biāo)光輻射為不同波長的所述第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列中對應(yīng)的最短波長的光輻射。

34、根據(jù)本公開實施例的第六方面，提供一種表面輪廓厚度檢測方法，所述方法包括：

35、通過光源單元100產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

36、通過光輻射發(fā)射單元200對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

37、通過光輻射接收單元300接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，并對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

38、通過光譜分析單元400對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

39、通過信號處理單元500基于波長差對所述被測物體210進行表面輪廓檢測，得到所述被測物體210的輪廓厚度，所述波長差為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列中對應(yīng)的最長波長和最短波長之間的差值。

40、根據(jù)本公開實施例的第七方面，提供一種表面輪廓厚度檢測方法，所述方法包括：

41、通過光源單元100產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

42、通過光輻射發(fā)射單元200對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

43、通過光輻射接收單元300接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，并對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

44、通過光譜分析單元400對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

45、通過信號處理單元500基于目標(biāo)光輻射的波長對所述被測物體210進行表面輪廓檢測，得到所述被測物體210的目標(biāo)表面輪廓高度，所述目標(biāo)光輻射為經(jīng)所述被測物體的上表面或者下表面反射的不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列的光輻射中對應(yīng)的最短波長的光輻射，所述目標(biāo)表面輪廓高度對應(yīng)包括上表面輪廓高度和下表面輪廓高度；基于所述被測物體210的上表面輪廓高度和所述被測物體210的下表面輪廓高度，計算得到所述被測物體210的輪廓厚度。

46、根據(jù)本公開實施例的第八方面，提供一種輪廓厚度檢測方法，所述方法包括：

47、通過光源單元100產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；

48、通過光輻射發(fā)射單元200對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；

49、通過光輻射接收單元300接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，并對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；

50、通過光譜分析單元400對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；

51、通過信號處理單元500基于第一介質(zhì)面光輻射和第二介質(zhì)面光輻射各自的波長，分別對所述被測物體210進行輪廓高度檢測，得到所述被測物體210的第一介質(zhì)面輪廓高度和第二介質(zhì)面輪廓高度，所述第一介質(zhì)面光輻射為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列的光輻射中，經(jīng)所述被測物體的第一介質(zhì)面反射的光輻射，所述第二介質(zhì)面光輻射為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列的光輻射中，經(jīng)所述被測物體的第二介質(zhì)面反射的光輻射；基于所述被測物體210的第一介質(zhì)面輪廓高度和第二介質(zhì)面輪廓高度，計算得到所述被測物體210中所述第一介質(zhì)面和所述第二介質(zhì)面之間的輪廓厚度。

52、結(jié)合上述第一方面至第八方面中任一方面所述實施例，在一些實施例中，所述光源單元100包括線形寬光譜發(fā)射器件101和第一狹縫光闌102，所述線形寬光譜發(fā)射器件101包括發(fā)光源111和勻光器件112，所述發(fā)光源111發(fā)出寬光譜光輻射，照射到所述勻光器件112進行勻光，再通過所述第一狹縫光闌102產(chǎn)生所述第一光輻射。

53、結(jié)合上述第一方面至第八方面中任一方面所述實施例，在一些實施例中，所述光輻射發(fā)射單元200按序依次包括第一聚焦部件201、第一色散部件202和第二聚焦部件203，所述第一聚焦部件201和所述第二聚焦部件203非共軸排列，所述第一光輻射照射到所述光輻射發(fā)射單元200后，經(jīng)所述第一聚焦部件201后，進入所述第一色散部件202進行色散，再將色散后的不同波長的第二光輻射通過所述第二聚焦部件203聚焦到被測物體210的不同高度位置。

54、結(jié)合上述第一方面至第八方面中任一方面所述實施例，在一些實施例中，所述光輻射接收單元300按序依次包括第三聚焦部件301、第二色散部件302和第四聚焦部件303，所述第三聚焦部件301和所述第四聚焦部件303非共軸排列，所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射被所述光輻射接收單元300接收后，通過所述第三聚焦部件301后，通過所述第二色散部件302進入所述第四聚焦部件303聚焦，得到不同波長的所述第四光輻射。

55、結(jié)合上述第一方面至第八方面中任一方面所述實施例，在一些實施例中，所述光譜分析單元400按序依次包括第二狹縫光闌401、第五聚焦部件402、第三色散部件403、第六聚焦部件404和面陣接收器405，不同波長的所述第四光輻射進入所述光譜分析單元400后，通過所述第二狹縫光闌401過濾出聚焦的所述不同高度位置對應(yīng)的光輻射，并通過所述第五聚焦部件402后，進入所述第三色散部件403進行色散，再通過所述第六聚焦部件404聚焦到所述面陣接收器405上。

56、根據(jù)本公開實施例的第九方面，提供一種電子設(shè)備，包括：處理器；用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器；其中，所述處理器被配置為執(zhí)行所述可執(zhí)行指令實現(xiàn)上述第五方面至第八方面中任一方面提供的表面輪廓檢測方法的步驟。

57、根據(jù)本公開實施例的第十方面，提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序指令，該程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本公開上述第五方面至第八方面中任一方面所提供的表面輪廓檢測方法的步驟。

58、根據(jù)本公開實施例的第十一方面，提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序和/或指令，所述計算機程序和/或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本公開上述第五方面至第八方面中任一方面所提供的表面輪廓檢測方法的步驟。

59、根據(jù)本公開實施例的第十二方面，提供一種芯片，包括：處理器和接口；所述處理器用于讀取指令以執(zhí)行上述第五方面至第八方面中任一方面提供的表面輪廓檢測方法的步驟。

60、本公開的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：光源單元100用于產(chǎn)生并射出第一光輻射，所述第一光輻射為線形寬光譜光輻射；光輻射發(fā)射單元200用于對所述第一光輻射進行色散和聚焦，以將得到的不同波長的第二光輻射聚焦到被測物體210的不同高度位置；光輻射接收單元300用于接收所述被測物體210反射后的不同波長的第三光輻射，對不同波長的所述第三光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第四光輻射；光譜分析單元400用于對不同波長的所述第四光輻射進行色散和聚焦，得到不同波長的第五光輻射；信號處理單元500用于基于目標(biāo)光輻射的波長對所述被測物體210進行表面輪廓檢測，得到所述被測物體210的表面輪廓高度，所述目標(biāo)光輻射為所述不同波長的第五光輻射在面陣接收器405的每一行或每一列中對應(yīng)的最短波長的光輻射。本公開裝置使用光路偏折設(shè)計，裝置體積更小、更緊湊、測量信噪比較高。利用面陣接收器405的每一行或每一列中對應(yīng)的最短波長的目標(biāo)光輻射來測量被測物體210的表面輪廓高度，這樣既能提高輪廓檢測的精度，又能解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的表面輪廓檢測的測量誤差等技術(shù)問題。

61、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。