本實施例涉及利用幾何相位光學(xué)器件以相移方式檢測物體光的光特性的相位檢測裝置。
背景技術(shù)：
1、該部分中描述的內(nèi)容僅提供本實施例的背景信息，并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
2、以往，光學(xué)檢查技術(shù)從2d形狀檢查發(fā)展到3d形狀檢查。正在進行檢測從物體反射的光強度，還檢測相位或偏振光特性的多種技術(shù)嘗試。其中，相移干涉儀(phase?shiftinginterferometry)方法由于構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)和計算算法簡單，被利用為測定3d形狀的基本方法。
3、以往的相移方法使用壓電式換能器(pzt，piezo-electric?transducer)或液晶可變延遲器(lcvr，liquid?crystalvariable?retarder)之類的器件檢測從物體表面反射的物體光的光強度和相位。此時，以往的相移方法通過依次調(diào)整從基準鏡反射的參照光的相位，拍攝相移的多個干涉條紋，利用干涉條紋檢測上述信息。
4、但是，以往的相移方法需要通過伴隨pzt或lcvr的依次調(diào)整的多次拍攝，得到相移干涉條紋，因而在得到相移干涉條紋的過程中存在細微的時間間隔。當在這種時間間隔內(nèi)從環(huán)境中引入不規(guī)則的振動時，存在以往的相移方法的相位檢測性能下降的問題。但現(xiàn)實中，在進行大量生產(chǎn)的一般產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場，還存在多種不規(guī)則的振動，因而在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場，很難期待以往的相移方法有高的相位檢測性能。
5、作為避免引入振動而產(chǎn)生的錯誤的方法，正在研究使用多個攝像機同時拍攝多個相移干涉條紋的方法。但是，該方法需要使對應(yīng)的各個攝像機的像素相互精密匹配在物體的同一位置，因而需要用于匹配的單獨的裝置或作業(yè)。并且，該方法需要用于配置多個攝像機的追加的空間，很難緊湊(compact)地實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)，由于使用多個昂貴的攝像機，存在檢查裝置的費用變高的缺點。
6、因此，需要開發(fā)克服弱于以往的相移方法的時間序列拍攝引起的振動的缺點，不使用多個攝像機，包括結(jié)構(gòu)簡單，低廉的光學(xué)系統(tǒng)的新的相位檢測裝置的技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、(發(fā)明所要解決的課題)
2、本發(fā)明的一實施例的一目的在于，提供利用幾何相位光學(xué)器件，具有簡單的結(jié)構(gòu)，可對外部振動強韌地檢測物體光的光特性的相位檢測裝置。
3、(解決問題所采用的措施)
4、根據(jù)本實施例的一實施方式，提供相位檢測裝置，其特征在于，包括使具有通過干涉儀生成的不同的圓形偏振光的物體光及參照光相移的光學(xué)掩膜，上述光學(xué)掩膜包括：光學(xué)陣列，包括使上述物體光及上述參照光相位延遲到規(guī)定的光軸旋轉(zhuǎn)角度的兩倍的幾何相位光學(xué)像素；以及圓偏振光分束器，使透射上述光學(xué)陣列的圓偏振光成分中的一部分圓偏振光成分透射。
5、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述干涉儀包括：光源，提供相干光；以及光源分束器，將光分割成物體光及參照光。
6、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述圓偏振光分束器中各向異性物質(zhì)或各向異性結(jié)構(gòu)體以螺旋形結(jié)構(gòu)形成。
7、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述圓偏振光分束器使向與上述螺旋形結(jié)構(gòu)相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光反射，使向相反方向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光透射。
8、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述相位檢測裝置還包括檢測透射上述圓偏振光分束器的物體光及參照光形成的干涉條紋的檢測部。
9、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述檢測部獲得多個相移干涉條紋圖像。
10、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，當入射到一偏振光的光時，上述光學(xué)陣列使與入射的光相同的偏振光成分及相位延遲到光軸旋轉(zhuǎn)角度的兩倍的相反偏振光成分出射。
11、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述光學(xué)像素入射到相鄰的多個光學(xué)像素之間相同地點的物體光。
12、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，相鄰的各個光學(xué)像素具有不同的光軸旋轉(zhuǎn)角度。
13、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述光學(xué)像素入射到至少三個相鄰的光學(xué)像素之間相同地點的物體光。
14、根據(jù)本實施例的一實施方式，提供相位檢測方法，相位檢測裝置檢測物體光的相位，其特征在于，包括：干涉條紋檢測過程，檢測透射光學(xué)掩膜由檢測部檢測到的物體光及參照光的干涉條紋；獲得過程，根據(jù)幾何相位光學(xué)像素的光軸旋轉(zhuǎn)角度將上述檢測過程中檢測到的干涉條紋進行分組，獲得多個干涉條紋圖像；以及光學(xué)特性檢測過程，利用上述獲得過程中獲得的多個干涉條紋圖像檢測物體光的光學(xué)特性。
15、根據(jù)本實施例的一實施方式，其特征在于，上述光學(xué)掩膜包括：光學(xué)陣列，包括使上述物體光及上述參照光相位延遲到規(guī)定的光軸旋轉(zhuǎn)角度的兩倍的幾何相位光學(xué)像素；以及圓偏振光分束器，使透射上述光學(xué)陣列的圓偏振光成分中的一部分圓偏振光成分透射。
16、(發(fā)明的效果)
17、如上所述，根據(jù)本實施例的一實施方式，具有利用幾何相位光學(xué)器件，使結(jié)構(gòu)簡單，可檢測物體光的光特性的優(yōu)點。
18、并且，根據(jù)本實施例的一實施方式，通過一次拍攝也可獲得多個相移干涉條紋圖像，具有可對外部振動強韌的優(yōu)點。
1.一種相位檢測裝置，其特征在于，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位檢測裝置，其特征在于，上述干涉儀包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位檢測裝置，其特征在于，上述圓偏振光分束器中各向異性物質(zhì)或各向異性結(jié)構(gòu)體以螺旋形結(jié)構(gòu)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相位檢測裝置，其特征在于，上述圓偏振光分束器使向與上述螺旋形結(jié)構(gòu)相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光反射，使向相反方向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光透射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位檢測裝置，其特征在于，還包括檢測透射上述圓偏振光分束器的物體光及參照光形成的干涉條紋的檢測部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相位檢測裝置，其特征在于，上述檢測部獲得多個相移干涉條紋圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位檢測裝置，其特征在于，當入射到一偏振光的光時，上述光學(xué)陣列使與入射的光相同的偏振光成分及相位延遲到光軸旋轉(zhuǎn)角度的兩倍的相反偏振光成分出射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相位檢測裝置，其特征在于，上述光學(xué)像素入射到相鄰的多個光學(xué)像素之間相同地點的物體光。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位檢測裝置，其特征在于，相鄰的各個光學(xué)像素具有不同的光軸旋轉(zhuǎn)角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位檢測裝置，其特征在于，上述光學(xué)像素入射到至少三個相鄰的光學(xué)像素之間相同地點的物體光。
11.一種相位檢測方法，相位檢測裝置檢測物體光的相位，其特征在于，包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的相位檢測方法，其特征在于，上述光學(xué)掩膜包括：