一種表面深度測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及深度測量領域，涉及一種表面深度測量裝置。
【背景技術】
[0002]在許多領域如材料與制造領域中，材料表面平整度是其性能高低的重要因素，而在激光外科手術中，操作人員希望實時獲取某一參數(功率、脈寬、脈沖數等）的激光對某特定生物組織的消融深度。目前，在樣品表面深度方向的測量儀器有觸針式儀器、體式顯微鏡、傳統干涉儀等，觸針式儀器需要與待測對象進行接觸容易造成測量對象的破壞，影響測量精度，體式顯微鏡則需要將待測對象進行解剖后進行橫截面的顯微測量，都屬于接觸式或者破壞性測量。傳統干涉儀是通過觀察干涉條紋的變化計算得到深度值，對環境要求高，且在觀察條紋移動時顯得十分不便。在對活體進行激光手術過程中，接觸式測量慢且精度不高，操作不方便；采用離體生物切片的辦法縱向切開樣品組織進行測量，不可能進行活體測量，特別是在醫學領域中面對的對象都是病人，測量的方法應是非接觸式、無損且快速。
[0003]故現有技術有待改進和發展。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種非接觸式、無損且快速的表面深度測量裝置。
[0005]本發明的技術解決方案是：一種表面深度測量裝置，包括：
[0006]掃描裝置，用于掃描待測物體表面深度；
[0007]成像裝置，用于將掃描裝置測量的數據處理成圖像；
[0008]顯示裝置，用于輸出物體表面待測深度；
[0009]還包括用于將掃描成像圖上單位像素點代表的空氣中光程進行標定的標定裝置；
[0010]用于存儲掃描成像圖中單位像素所代表空氣中單位光程的存儲裝置；
[0011]用于把測量待測物體表面深度在掃描成像圖中的像素值的測量裝置；
[0012]用于計算待測物體表面深度的計算裝置。
[0013]本發明通過掃描裝置將待測對象通過成像裝置直接成像，通過測量裝置測量成像的長度，計算裝置根據標定裝置已經標定的單位像素所代表的光程，計算出待測對象的實際深度。使用時，只需要移動掃描裝置，成像裝置自動成像，計算裝置自動計算，整個過程操作簡單，方便，且不需要對被測物體進行破壞，測量精度可達10 y mo
[0014]所述掃描裝置是光纖傳感器。
[0015]所述成像裝置是邁克爾遜成像裝置。
[0016]本發明的有益效果：無需直接接觸、無損快速、操作方便且測量精度高。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的原理示意圖；
[0018]圖2是本發明實施例掃描裝置；
[0019]圖3是本發明實施例標定偽彩圖；
[0020]圖4是本發明實施例實測物體表面深度偽彩圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例：
[0022]參考圖1，標定裝置的數據輸出到存儲裝置并保存備用；掃描裝置的數據經成像裝置處理成偽彩圖后，經測量裝置進行對物體表面深度在偽彩圖上的長度進行測量，并將測量結果輸出到計算裝置，計算裝置調取存儲裝置中的已標定數據，結合測量裝置的數據計算出待測對象的實際深度并輸出的顯示裝置顯示。
[0023]請參考圖2，低相干光纖式邁克爾遜干涉儀構成本發明的掃描裝置，干涉儀的光源1發出的光經過光纖耦合器2分為參考臂光和樣品臂光兩束，其中參考臂光束經過透鏡3與反射鏡4返回光纖耦合器2，樣品臂光通過二維振鏡5進行樣品橫向掃描并經過物鏡6后照射到樣品7上，經過樣品表面反射返回光纖耦合器2，樣品臂光與參考臂光在等光程處發生干涉產生干涉信號，干涉信號從耦合器射出后由光電探測器接8收并轉換成電信號，經過放大、濾波處理經計算機9上安裝的matlab軟件處理成待測對象的偽彩圖。
[0024]本裝置的工作原理：兩束低相干涉光只有在等光程處才發生干涉產生干涉信號，因此可以利用此原理對處于空氣中物體的表面輪廓進行掃描成像。請參考圖3，圖3是處于空氣中的玻璃輪廓低相干涉所形成的偽彩圖，圖中清晰顯示玻璃的上下表面輪廓處各有兩個亮度條。此時其上下表面亮度變化處縱坐標的深度值約為155單位點，每單位所代表物體的實際深度可通過標準物體進行掃描標定所得。如圖3中的載玻片，光在載波片上下表面傳播過程中的光程差L等于載玻片的實際厚度t乘以載玻片折射率n所得的值，即L=t*n，則表明每個單位點所代表在空氣中的光程為x=L/N=T*n/N =1500um/155=9. 8um。
[0025]本裝置的工作過程：
[0026](1)標定：已知折射率為n=l. 5、厚度t為1mm的載玻片，用低相干光纖式邁克爾遜干涉儀掃描得到其偽彩圖（圖3)，通過從圖中可以直觀看出載玻片上下表面對應的像素點差為N=155點；光在載波片上下表面傳播過程中的光程差L等于載玻片的實際厚度t乘以載玻片折射率n所得的值，SP
[0027]L=t*n，則表明圖像中縱坐標每個單位所代表在空氣中的光程為x=L/N=T*n/N=1500um/155=9. 8um.
[0028](2)掃描待測物體：用步驟（1)標定后低相干光纖式邁克爾遜干涉儀對待測對象進行掃描，掃描后的數據傳送到matlab軟件中。
[0029](3)成像：matlab軟件對數據處理后得到待測對象表面輪廓的偽彩圖，請參考圖4。
[0030](4)測量：通過坐標截圖或其它方式計算待測對象在圖像的深度值，對應圖4中為100。
[0031](5)計算：根據步驟（1)中標定的數據，圖像中每單位所代表物體的實際深度為9.8 um，乘以待測深度在圖像中的深度值100，得到待測物體表面深度為980 um。
[0032](6)顯示：通過計算機屏幕直接顯示或輸出到其它顯示設備。
[0033]上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
【主權項】
1.一種表面深度測量裝置，包括: 掃描裝置，用于掃描待測物體表面深度； 成像裝置，用于將掃描裝置測量的數據處理成圖像； 顯示裝置，用于輸出物體表面待測深度； 其特征在于:還包括用于將掃描成像圖上單位像素點代表的空氣中光程進行標定的標定裝置； 用于存儲掃描成像圖中單位像素所代表空氣中單位光程的存儲裝置； 用于把測量待測物體表面深度在掃描成像圖中的像素值的測量裝置； 用于計算待測物體表面深度的計算裝置。
2.根據權利要求1所述的表面深度測量裝置，其特征在于，所述掃描裝置是光纖傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的表面深度測量裝置，其特征在于，所述成像裝置是邁克爾遜成像裝置。
【專利摘要】本實用新型公開了一種表面深度測量裝置，包括：掃描裝置，用于掃描待測物體表面深度；成像裝置，用于將掃描裝置測量的數據處理成圖像；顯示裝置，用于輸出物體表面待測深度；還包括用于將掃描成像圖上單位像素點代表的空氣中光程進行標定的標定裝置；用于存儲掃描成像圖中單位像素所代表空氣中單位光程的存儲裝置；用于把測量待測物體表面深度在掃描成像圖中的像素值的測量裝置；用于計算待測物體表面深度的計算裝置。本實用新型的有益效果：無需直接接觸、無損快速、操作方便且測量精度高。
【IPC分類】A61B5-107
【公開號】CN204468088
【申請號】CN201520132397
【發明人】陳霞
【申請人】莆田市荔城區聚慧科技咨詢有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月9日