表面检测装置和显微镜的制作方法

    专利2023-05-27  38



    1.本实用新型涉及光学检测,特别涉及表面检测装置和显微镜。


    背景技术:

    2.对焦是指移动镜头的位置,使接收面(ccd或人眼)接收到物面的像清晰,分为手动对焦和自动对焦。
    3.目前对焦技术主要有以下不足:对于不平整表面,表面的孔洞和缺陷会影响对焦的效果。现有方法结构体积较大,大部分无法克服孔洞的影响,无法适用于普通显微镜。


    技术实现要素:

    4.为解决上述现有技术方案中的不足,本实用新型提供了一种体积小、应用范围广、具有辅助对焦功能的表面检测装置。
    5.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
    6.一种表面检测装置,所述表面检测装置包括:
    7.光源,所述光源用于发出检测光;
    8.掩膜板,所述掩膜板具有条纹,所述检测光经过所述掩膜板后形成条纹光束;
    9.第一反射镜,所述条纹光束被所述第一反射镜反射,第一反射光射向物镜组;
    10.物镜组,所述第一反射光被所述物镜组会聚在待测平整度上,待测平整度上的第二反射光穿过所述物镜组和第一反射镜,之后穿过成像透镜组;
    11.成像透镜组。
    12.本实用新型的目的还在于提供了具有对焦、表面检测功能的显微镜,该发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
    13.显微镜,所述显微镜包括物镜转台;所述显微镜还包括:
    14.辅助单元,所述辅助单元采用上述的表面检测装置,所述表面检测装置固定在所述物镜转台上。
    15.与现有技术相比,本实用新型具有的有益效果为:
    16.1.实现了表面检测功能;
    17.利用掩膜板形成条纹光束,并会聚在待测表面上,通过检测表面上的反射光:平整表现为条纹的等间隔分布,空洞表现为条纹具有曲线部分,倾斜表现为条纹的不等间隔分布;
    18.2.实现了辅助对焦功能;
    19.通过评价激光发出的检测光在待测表面上反射光的成像清晰度(成像清晰度评价是现有技术),实现了调焦过程中的辅助对焦功能;
    20.3.体积小;
    21.光源、反射镜和物镜组设置在壳体内,减少了体积;
    22.4.应用范围广;
    23.物镜组固定在壳体的第一通孔处,可广泛应用在各种显微镜中。
    附图说明
    24.参照附图,本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案,而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中:
    25.图1是根据本实用新型实施例的表面检测装置的结构简图;
    26.图2是根据本实用新型实施例的掩膜板表面的示意图;
    27.图3为待测表面为平整表面时获得的图像;
    28.图4为待测表面具有孔洞时获得的图像;
    29.图5为待测表面为倾斜表面时获得图像。
    具体实施方式
    30.图1-5和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此,本实用新型并不局限于下述可选实施方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。
    31.实施例1:
    32.图1示意性地给出了本实用新型实施例1的表面检测装置的结构简图,如图1所示,所述表面检测装置包括:
    33.光源1,如半导体激光器,所述光源用于发出检测光;
    34.掩膜板3,所述掩膜板具有条纹,如等间隔的直线条纹,所述检测光经过所述掩膜板后形成条纹光束;
    35.第一反射镜6,所述条纹光束被所述第一反射镜反射,第一反射光射向物镜组;
    36.物镜组5,所述第一反射光被所述物镜组会聚在待测平整度上,待测平整度上的第二反射光穿过所述物镜组和第一反射镜,之后穿过成像透镜组;具有会聚功能的物镜组是本领域的现有技术,具体结构在此不再赘述;
    37.成像透镜组12,如包括物镜和成像单元,成像物镜组是本领域的现有技术,具体结构在此不再赘述。
    38.为了降低表面检测装置的体积,进一步地,所述表面检测装置还包括:
    39.壳体7,所述光源1、掩膜板36、第一反射镜和物镜组5设置在所述壳体7 内,所述壳体具有第一通孔和第二通孔,所述物镜组5的会聚光穿过所述第一通孔,所述第二反射光依次穿过所述第一通孔、第一反射镜和第二通孔后射向所述成像透镜组。
    40.为了适应各种不同的显微镜,进一步地,所述第二通孔处具有外螺纹,外螺纹与显微镜物镜转台接口螺纹匹配。
    41.为了防止外界尘埃颗粒物进入壳体内污染光学器件,进一步地,所述第一通孔和/或第二通孔处具有光学窗片。
    42.为了观察待测表面,进一步地,所述表面检测装置还包括:
    43.光电探测器,所述第二反射光穿过所述成像透镜组后在所述光电探测器上成像;
    44.显示器,所述光电探测器的输出信号送所述显示器。
    45.为了进一步缩小装置的体积,进一步地,所述表面检测装置还包括:
    46.准直透镜2,所述检测光穿过所述准直透镜2后射向所述掩膜板3;
    47.第二反射镜4,所述条纹光束被所述第二反射镜反射到所述第一反射镜6上,实现了光路折叠,减小了体积。
    48.实施例2:
    49.根据实用新型实施例1的表面检测装置在显微镜中的应用例。
    50.在本应用例中,如图1所示,显微镜具有成像装置12,壳体7固定在转台上;
    51.光源1采用半导体激光器,发出的检测光为可见光;检测光穿过准直透镜2 后准直和扩束,光束面积大于圆形掩膜板3的面积,但小于第二反射镜4的面积;准直光穿过掩膜板3后成为具有条纹的光束,之后被第二反射镜4反射;如图2所示,所述掩膜板3具有第一组直线条纹和第二组直线条纹,所述第一组直线条纹等间隔分布,所述第二组等间隔分布,且与第一组直线条纹间的夹角为直角;第二反射镜4上的反射光被第一反射镜6反射,之后第一反射光射向物镜组5,最后射出壳体7的第一通孔处的光学窗片,会聚在待测表面11上;入射光在所述第一反射镜6和/或第二反射镜4上的入射角为45度;
    52.待测表面11上的第二反射光依次穿过所述光学窗片、物镜组5、第一反射镜6、第二通孔处的光学窗片(壳体7固定在物镜转台上),最后进入成像装置12,成像在光电探测器13上,如ccd,表面的图像显示在显示器上,获得的图像如图3-5所示,图3为平整表面-条纹等间隔分布,图4为具有孔洞的表面-条纹具有曲线部分,图5为倾斜表面-条纹非等间隔分布;通过评价成像清晰度,实现了调焦时的辅助对焦;成像清晰度评价是本领域现有技术。
    53.上述实施例仅是示例性给出了掩膜板采用直线条纹,当然可以是其它形状的条纹,如呈同心圆分布的等间隔圆环条纹。

    技术特征:
    1.一种表面检测装置,其特征在于:所述表面检测装置包括:光源,所述光源用于发出检测光;掩膜板,所述掩膜板具有条纹,所述检测光经过所述掩膜板后形成条纹光束;第一反射镜,所述条纹光束被所述第一反射镜反射,第一反射光射向物镜组;物镜组,所述第一反射光被所述物镜组会聚在待测表面上,待测表面上的第二反射光穿过所述物镜组和第一反射镜,之后穿过成像透镜组;成像透镜组。2.根据权利要求1所述的表面检测装置,其特征在于:所述表面检测装置还包括:壳体,所述光源、掩膜板、第一反射镜和物镜组设置在所述壳体内,所述壳体具有第一通孔和第二通孔,所述物镜组的会聚光穿过所述第一通孔,所述第二反射光依次穿过所述第一通孔、第一反射镜和第二通孔后射向所述成像透镜组。3.根据权利要求2所述的表面检测装置,其特征在于:所述第二通孔处具有内螺纹,成像透镜组的外壳具有与所述内螺纹匹配的外螺纹。4.根据权利要求2所述的表面检测装置,其特征在于:所述第一通孔和/或第二通孔处具有光学窗片。5.根据权利要求1所述的表面检测装置,其特征在于:所述表面检测装置还包括:光电探测器,所述第二反射光穿过所述成像透镜组后在所述光电探测器上成像;显示器,所述光电探测器的输出信号送所述显示器。6.根据权利要求1所述的表面检测装置,其特征在于:所述表面检测装置还包括:准直透镜,所述检测光穿过所述准直透镜后射向所述掩膜板;第二反射镜,所述条纹光束被所述第二反射镜反射到所述第一反射镜上。7.根据权利要求6所述的表面检测装置,其特征在于:入射光在所述第一反射镜和/或第二反射镜上的入射角为45度。8.根据权利要求1所述的表面检测装置,其特征在于:所述掩膜板具有第一组直线条纹和第二组直线条纹,所述第一组直线条纹等间隔分布,所述第二组直线条纹等间隔分布,且与第一组直线条纹间的夹角为直角或锐角。9.显微镜,所述显微镜包括物镜转台;其特征在于:所述显微镜还包括:辅助单元,所述辅助单元采用权利要求1-8任一所述的表面检测装置,所述表面检测装置固定在所述物镜转台上。10.根据权利要求9所述的显微镜,其特征在于:所述物镜组固定在表面检测装置的壳体的通孔处。
    技术总结
    本实用新型提供了一种表面检测装置和显微镜,所述表面检测装置包括:光源用于发出检测光;所述检测光经过掩膜板后形成条纹光束,所述掩膜板具有条纹;所述条纹光束被第一反射镜反射,第一反射光射向物镜组;所述第一反射光被物镜组会聚在待测表面上,待测表面上的第二反射光穿过所述物镜组和第一反射镜,之后穿过成像透镜组。本实用新型具有表面检测等优点。点。点。


    技术研发人员:蔡雨杏 史振志 闻路红 郭荣 杨阳 聂江龙 李文
    受保护的技术使用者:广州市艾贝泰生物科技有限公司
    技术研发日:2020.04.13
    技术公布日:2021/3/9

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