专利名称：表面形状测量设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于确定与物体相关的形状相对于特定形状的偏离的设备和方法。
背景技术：
国际专利申请No.WO99/46768(国防大臣)描述了包括衍射光栅的成像系统，所述衍射光栅按照二次函数基本上是变形的以导致在变化的聚焦条件下形成图像。
我们的同时待审的国际专利申请No.WO03/074985描述了用于确定与到达光瞳面的辐射波前的局部形状(或局部相位的分布)有关的数据的测量设备(以及有关的方法)并要求其权利，其中所述形状由一组预定的正交函数来定义，每个函数配有用于确定形状的权重系数，所述数据包含至少一个所述的权重系数，所述设备包含所述输入光瞳、速率单元、转换单元和计算单元，当辐射穿过输入光瞳时，所述速率单元响应所述辐射以确定指示辐射强度变化速率的像素值(pixelwise)分布，所述转换单元用于将所述强度分布转换成所述数据，其中所述转换单元包含有容纳一个或多个预定值矩阵的存储器，每个所述矩阵对应于一个所述的正交函数，并且每个所述矩阵的大小对应于所述像素值分布中的像素数，所述计算单元用于使所述像素值分布乘以所述矩阵并加上结果以此为其所述的正交函数提供所述的权重系数。
我们的同时待审的国际专利申请No.WO03/074984描述了用于确定与到达设备的主要光瞳面的辐射波前有关的数据的光学设备并要求其权利，其中所述波前由一组加权的预定正交函数来定义，权重系数是波前形状的函数，所述设备包含第一掩模单元和第二掩模单元，所述第一掩模单元用于提供与第一光瞳面的入射一侧相邻的第一位置处的所述函数确定的第一灰度级透射掩模，所述第二掩模单元用于提供由邻近与入射侧相反的第二光瞳面一侧的第二位置处相同的所述函数确定的第二灰度级透射掩模。
在后两个同时待审的申请中，设备的某些实施例包含通常在前述的国际专利申请No.WO99/46768中所描述类型的变形的衍射光栅、或代替变形光栅的全息图(其具有或不具有辅助透镜)。
我们的同时待审的国际专利申请No.WO04/068090涉及有关的布置，其中非衍射布置可代替变形衍射光栅。这提供了用于在公共图像平面的各自对应的独立的第一和第二面积上同时使第一和第二同轴间隔物面聚焦的光学设备，所述设备包含非衍射分束器单元和聚焦单元，所述非衍射分束器单元用于接收沿着公共路径来自所述物面的光束，所述光束沿着各自对应的第一和第二光程传至所述第一和第二图像面积，所述聚焦单元被布置成可使所述第一和第二物面在所述第一和第二面积上聚焦。
这些同时待审的申请中所公开的设备类型在其中波前名义上是平坦的或稍微有些弯曲的情形中特别有用，并且因此可以发现在(比如)检测来自远距离光源或物体的波前中变形方面的应用。然而，当波前表现为越来越大的曲率时，波前形状和/或距标称波前形状(如球面的或圆柱的)的变形的确定变得愈加困难或不可靠。
众所周知，可通过将辐射束引导至物体上并检查由此产生的辐射束来检查物体。例如，US6344898描述了一种干涉设备，其中具有球面波前的辐射被用来分析反射非球面物体的形状。然而，在大多数情形中(如US6344898)，由此产生的射束的波前明显为非平面的。现在可以意识到，可在必要时设置波前成形单元，用于在射束波前遇到具有特定形状的物体之前和/或之后使射束波前变形以使最后的射束应当具有对物体来说通常平面的波前，从而使得能够检查最后射束波前的平面性并导出形状相对于特定形状的任何偏离的指示。
发明内容
虽然本发明包含了用于检查波前平面性的任何已知方法的用法，在本发明一系列的优选实施例中，其可通过使用在我们前述的同时待审的专利申请中所公开类型的设备来实施。
在本发明的第一方面，提供了用于指示与物体相关的形状相对于特定形状的偏离的设备，该设备包含辐射单元和检查单元，所述辐射单元用于将入射辐射束引导至物体上，所述检查单元用于检查透射或从所述物体反射之后的最后射束，其中所述设备被布置成以使在所述物体具有所述特定形状时最后射束将具有基本平面的波前，并且所述检查单元被布置成可确定最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于，所述检查单元包含分束单元(如衍射光栅或全息图)和检测器单元(如CCD相机)，其中分束单元被布置成可将最后射束分离成两个或多个射束并将所述两个或多个射束引导至检测器单元上的侧向移位的位置。本发明的这个第一方面的检查单元可因此使用在我们前述的专利申请中所描述类型的波前传感器。
在仅仅包含通过物体的透射的情形中，相关的形状可以是物体的透射主体的整体形状，比如由双凸或双凹光学透明透镜的两个弯曲表面的形状所确定的。
在仅仅包含通过物体表面的反射的情形中，例如凸面或凹面反射元件的前反射表面，相关的形状可以是该表面的形状。
在包含透射和反射的情形中，如在具有后反射表面的反射镜中，相关的形状不仅可包含反射表面的形状而且可包含位于反射表面上的材料的形状。在反射表面已知优选地为平面的情形中，相关的形状将仅仅是覆在透射材料上的形状。
应当注意的是，前面的描述假设辐射透射材料是匀质的。显然，材料性质的任何改变(例如由于应变或不均匀成分导致的)将同样改变最后波前的形状。
具有基本平面的波前的射束被基本准直。然而，射束的强度分布不必是均匀的。通常，辐射单元包含用于形成准直辐射束的单元，以使在物体具有特定形状时，准直照明辐射被转换成准直反射或透射辐射。
在按照本发明的设备的一种形式中，在物体具有不会显著影响波前形状的特定形状的情形中，例如平面反射镜或薄透射材料片，则可能使用基本准直的入射辐射束(即具有基本平面的波前)并且可能检查由此产生的通常平面的射束波前形状相对于非平面性的偏离。因此，在这个特殊情形中，除了需要提供入射准直射束之外，不需要另外的波前成形单元。理想地，入射射束将以正入射的方式投射到物体上，即此时物体具有如在薄片材料中那样的平行侧边。相对于正入射的偏离将仅仅使最后射束稍微偏转，同时不会影响其整体波前形状。
然而，在物体形状逐渐影响波前形状时，在物体的透射或反射之后相应增加的射束波前的非平面性将导致在可靠地确定其形状以及因此可靠地确定物体形状方面增加的难度。在本发明中，如上所述，通过在辐射单元和检查单元之间的辐射路径上使用另外的波前成形单元克服或减轻了这个难度，以使最后射束的波前基本上是平面的，从而使得能够进行最后射束波前的精确检查或测量。
波前成形单元采用的形式将取决于它的精确函数，所述精确函数与要被检查的物体以及设备的其余部分有关。在其中要求相对简单的设备中，例如在使用准直辐射源检查具有至少一个弯曲表面的透明物体(如简单的光学透射透镜或简单的曲面反射器(如抛物面反射镜))时，波前成形单元可由(相对简单的)单个辐射波前成形元件组成，如简单的光学透镜(乃至曲面反射器)。类似地，在物体形状仅仅相对较小但却不能忽略地偏离了薄片形状的情形中，波前成形单元可以由单个适当的全息图或光栅波前成形元件组成。在其他情况下，使用包含至少两个波前成形元件的波前成形单元可能是必要的或者是所期望的。例如，测试中的光学透镜可接近简单的球面透镜，但是其具有相对于球形度的不可忽略的特定偏差，在这种情形中，使用相对简单的波前成形元件(如第二透镜)来处理主要的波前成形方面，并且额外设置另一个波前成形元件(如全息图或光栅)来处理相对于球形度的偏差可能是适当的。
不管其包含了多少元件，波前成形单元可位于辐射源和物体之间或者位于物体和检查单元之间。此外，在波前成形单元包含不止一个辐射元件的情形中，同样可能具有沿着辐射源和检查单元之间的辐射路径分布的元件，以使至少一个位于辐射源和物体之间并且其余的位于物体和检查单元之间；完全必要的是，入射到波前检查单元上的最后射束通常是平面的。
优选地，在辐射从辐射源传递到检查单元时，辐射穿过波前成形单元一次。
然而，在辐射从辐射源传递到检查单元时，对波前成形单元或其中至少一个元件来说同样可能被布置成以便其不止一次被穿过(优选地不超过两次，并且优选地在辐射从源传递到物体时为一次以及在辐射从物体传递到检查单元时为一次)。如果物体本身充当了反射器，则可发生多次穿过波前成形单元或其中至少一个元件。另一方面，按照本发明的设备还可另外地包含至少一个反射元件，所述至少一个反射元件被布置成以便获得多次穿过波前成形单元和/或要被检查的物体。如果适当的话，分束器可用来分离反射束用于传输至检查单元。
在辐射入射到波前成形单元之前先被准直的情形中，则由于追踪成形单元的相反射线可具有相同形式，而不考虑其是否被置于物体和辐射源之间或物体和检查单元之间。然而，一般说来，波前成形单元的精确形式将取决于它在设备中的位置以及取决于设备的整体几何形状。
同样，优选地，物体被布置成以使辐射束的单反射或透射发生。当然，在某些情形中，例如具有后反射表面的反射镜，要避免叠加的透射材料的两次穿过则是不可能的，这可影响最后波前的整体变形。然而，其中多次穿过透明物体和/或多次从反射表面反射的设备的布置也属于本发明的范围。
在设备被设置用来测试具有特定形状的一种特殊类型的物体的情形中，该设备可为此提供预定位置。然而，该设备可包括用于调节要被检查的物体相对于设备其余部分的位置的单元。正如在下面将要详细描述的那样，这在比如测试中的表面(如透镜或反射器的表面)被指定为具有部分球形表面但半径是未知时可能是有用的。
辐射束可以是任何已知的形式，例如声学的、无线电、微波、x射线，但是本发明的优选形式是光学的，即为IR至UV波段，以及优选地为可见光或IR波段。为了便于参考，从现在开始将假定为可见光光束。然而，辐射被选择成以适合正在进行中的任务，并且用于检查在可见光中透射的光学透镜的单面的曲率，例如，可能选择其中光被反射的不同波长，如在红外的。相反，可见光可用来检查红外透镜的单面的反射。
检测器单元将优选地在辐射束波长下工作。优选地，检查单元的检测器单元包含像素化的成像光电传感器。例如，检测器单元可包含电荷耦合装置(CCD)阵列或CCD相机。另一方面，检测器单元还可包含多个检测器元件(如两个或多个离散的光电传感器)。
任何类型的物体可如此被测量。然而，本发明的一个重要应用是光学部件的测量，比如窗口、平面反射镜以及透射和反射透镜(如在IR、可见光和/或UV范围内使用的光学透镜)。
检查单元可提供定性输出，也就是在波前平面性或最后射束的准直处于可接受的限度内时(尽管已确定)提供具有一个值的输出以及不然的话提供不同的输出。这可以被认为是对物体(表面)的形状是否可以接受地接近特定形状的指示。在这样的情形中，限度将由物体的预定用途来确定。
因此，检查单元可以是用于确定准直程度的任何已知的布置。例如，最后射束可以被分成两部分，并且射束在距物体的各自对应的不同距离处被检查并被比较。这样的比较可以通过使射束入射到各自对应的类似成像光电传感器上、减去由此产生的强度信号像素值以给出局部强度差异的模数并在成像面积上积分来实现。平面性或准直的程度接着可经历用于指示物体形状是否足以接近特定形状的判断单元(如简单的取阈值电路)。
这类方法属于本发明的较宽范围。然而，虽然是有用的并且具有简单的优点，但是它未能精确辨别实际的形状是如何偏离特定形状的。将存在有其中某些偏离模式对部件或物体的性能有显著影响的情形，以使其中有关的紧密度容限需要被采纳，而其他偏离模式几乎没有影响并且因此应当与相当不刚性的容限相关联。因而断定利用简单的方法，在设置容限水平时存在有困惑。设置紧密度容限从而导致某些表现令人满意的物体的可能的拒绝，或者放宽容限以使潜在地某些不能令人满意的物体被接受。
因此，在本发明的优选实施例中，检查单元包括用于对最后辐射束的波前形状或形状组分进行分析的单元。这种分析可提供对波前形状有影响的一个或多个不同波前模式(如Zemike模式)的幅度的测量，并且它可以如我们前述的专利申请或任何已知的方式那样进行。通过将一个或多个不同波前模式的幅度与阈值比较，可再次获得物体形状是否足以符合特定形状的指示。在存在有未充分符合的情形中，可辨别相关的模式以使得比如在制造具有复杂表面形状的大反射镜的过程中如果适当的话能够采取校正行为(可能是自动的)。
就本发明某些实施例能够提供波前如何偏离平面性的非常精确的定量测量以及因此提供实际和特定形状如何不同的非常精确的指示这一点而言，本发明非常适合于实施对精确物体(如前述的光学部件)的测量。
按照本发明的另一方面，提供一种设备用于指示物体形状相对于特定形状的偏离，该设备包含辐射单元和检查单元，所述辐射单元用于将入射辐射束引导至物体上，所述检查单元用于检查由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束，其中所述设备被布置成以使在所述物体具有所述特定形状时最后射束将具有基本平面的波前，并且所述检查单元被布置成可确定最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于，被辐射单元引导至物体上的所述入射辐射束具有非球面波前。优选地，被辐射单元引导至物体上的所述入射辐射束具有基本平面的波前。
本发明扩展至指示物体形状相对于特定形状的偏离的方法，该方法包含下列步骤将入射辐射束引导至物体上以使如果物体具有所述特定形状，由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束具有平面波前，并且检查来自物体的最后射束的波前相对于平面性的任何偏离。该方法的特征在于检查最后射束的步骤包含将最后射束分成两个或多个射束以及将所述两个或多个射束引导至检测器上的侧向移位的位置的步骤。
按照本发明的又一方面，提供了指示物体形状相对于特定形状的偏离的方法，该方法包含下列步骤将入射辐射束引导至物体上以使如果物体具有所述特定形状，由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束具有平面波前，并且检查最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于将入射辐射束引导至物体上的步骤包含引导具有非球面(如基本平面)波前的辐射束的步骤。
根据读者将参考的所附权利要求以及根据阅读下面主要针对光学部件并参考附图对本发明所做的更详细的说明，本发明的特征和优点将变得显而易见，其中图1示意性示出了用于检查具有平行侧边的材料薄片形式的透射部件或物体(如窗口)的、按照本发明的设备的第一实施例；图2示意性示出了用于检查具有显著的光焦度的透射部件或物体(如简单的双凸透镜的表面)的、按照本发明的设备的第二实施例；图3示意性示出了用于检查材料的平面薄片形式的反射部件或物体(如简单的反射镜或具有前反射表面的半导体晶片)的、按照本发明的设备的第三实施例；图4示意性示出了用于检查物体的简单曲面前反射表面(如曲面反射镜)的、按照本发明的设备的第四实施例；图5示意性示出了用于检查其中表面具有复杂曲率的高级透镜的、按照本发明的设备的第五实施例；图6示意性示出了用于检查具有复杂曲率的反射表面的、按照本发明的设备的第六实施例；图7示意性示出了对图4实施例的修改，用于检查其中表面曲率最初是未知的曲面反射镜。
具体实施例方式
图1至7的每个实施例包括波前检查单元5，其可能是如在我们同时待审的国际专利申请No.PCT/GB03/00964或者我们同时待审的国际专利申请No.WO04/068090中所描述的波前传感器的形式。然而，在其被概括性地特别示出时，检查单元5属于在我们同时待审的国际专利申请No.PCT/GB03/00979中所描述的形式并包含(特别地)矩形变形光栅6，正如前述的申请所概括的，所述矩形变形光栅6用于将透射过薄片3的光引导到CCD相机8的透镜7上，从而提供输出信号9用于进一步处理。理想地，射束4以正入射方式投射到薄片3上。
正如在前述的申请中所描述的，元件的这种组合在相机8的像素值成像光电传感器表面产生分别对应于来自光栅6的零、+1和-1衍射级的侧向移位光斑。因为光电传感器位于透镜7的焦点处，在入射到光栅6的射束通常被准直时，中央零级衍射射束导致传感器表面上的精确聚焦。在后一种情形中，对应+1和-1级的光斑在传感器表面的前后等值地以及轻微地离焦(并且因此大小相同，该特征可用来确保布置的光学元件的正确定位，即以使光栅6的入射束通常是被准直的)，并且包含了关于所接收的波前相对于理想平面性的偏离的信息。这些偏离可作为各种Zernike模式(或其他的正交函数)的系数被方便地测量，所述的系数接着可以被转化成表面上的形状组分或者要被检查的物体形状，比如图1情形中的薄片3。
检查单元5的输出可能适宜被处理成可提供要被检查的物体形状相对于其期望形状的任何偏离的指示或测量。处理过的输出可提供对形状变形的主要基本影响的存在以及量值的指示，比如Zemike系数，并且它们可用来接受或拒绝物体或者用来进一步处理物体以将其形状带入可接受的限度内。
图1说明了用于检查透射平行侧边的光学材料薄片3(如窗口)的、按照本发明的设备。光源1(如激光二极管)和透镜2用来引导基本准直的射束4穿过薄片3到达检查单元5。处理过的检查单元5的输出将包括相对于恒定厚度及其他事物的任何偏离的指示。
在这个特殊的布置中，材料薄片不必是平面的，特别是如果它相对较薄并且曲率相对较小的话，因为所述薄片(如变形为弯曲的挠性材料薄片或刚性弯曲的薄片)上入射角度的变化以及由此产生的光学(辐射)厚度的变化将是可忽略的并且不会影响任何光焦度(聚焦度)。就薄片边缘处的光学厚度将会更大这一点而言，这可能不适于期望具有某种形式的负光焦度的更厚的弯曲薄片，正如后面的实施例所描述的，在这种情形下，也许有必要使用不同的或另外的波前成形单元。
这种布置的一种潜在用途是用于测量(如在移动电话窗口中使用的)塑料薄片中明显的变形，或者用于测量玻璃薄片中的厚度变化以便于评估可接受性。
在图1的实施例中，除了用于提供准直射束的透镜2之外，不需要另外的波前成形单元。
在标称薄片厚度具有已知的并且明显的变化的情形中，可能插入另外的波前成形单元以补偿从而保持入射到光栅6上的射束的准直。这种另外的准直单元可采用全息图或光栅的形式，并且它可以是无源单元(如预定的光栅)或者是比如可被控制以给出需要的效果的空间光调制单元。可使另外的准直单元位于透镜2和光栅6之间，其可以位于薄片3之前或之后，只要它引入了对标称厚度变化的必要补偿。
在图2的实施例中，准直光束4借助于已知性质的第一透镜10和测试中的透镜11被传输至检查单元5。透镜10被布置成以使如果透镜11具有其标称形状，透镜10与透镜11一起提供准直光束12用于传输至光栅6。正如特别示出的，透镜10、11被布置成光中继器，并且两个透镜的正确的相对定位可通过相机传感器处的正和负一级衍射光斑中的均等的大小来确定。应当清楚的是，透镜10、11的次序可以颠倒。
透镜11相对于其标称形状的任何偏差将在射束12的波前中产生非平面分量，其在相机8的输出9的处理之后可被检测到。根据这些分量可导出透镜11形状的偏差的类型。在这个实施例中，除了准直透镜2之外，透镜还提供了波前成形单元。另外的波前成形单元(如全息图或衍射光栅)可在图1中被用来补偿透镜形状相对于简单透镜的任何已知的并且明显的标称偏离，并且其中的一种布置在后面将要描述的图5中被示出。
在图3中，准直射束4借助于起偏器13被传输至偏振分束器，在此处，其被反射通过四分之一波片15射向测试中的标称上的平面半导体晶片16的反射表面。从晶片16表面被反射并被再次传过四分之一波片15的光现在透过分束器14射向光栅6。此外，处理过的输出9将给出入射到光栅6的波前的非平面性的指示并因此给出晶片16表面的非平面性的指示。
图4说明了与图3类似的设备，但是其利用曲面反射器18代替了晶片16，并且将已知性质的透镜17置于四分之一波片15和反射器18之间。透镜17被布置成以使连同标称形状的反射器，入射到光栅6上的波前是平面的。正如通过对输出9的适当处理所表示的，波前平面性的任何偏差给出了反射器18的形状相对于它的标称形状的偏差的相应指示。
图5示出了适合与更复杂表面或形状一起使用的设备的实施例。准直射束4借助于起偏器13被传输，被分束器14反射，而后通过四分之一波片15射向充当全息图或衍射光栅的反射空间光调制器19用于修改其最初的平面波前。修改过的反射射束被再次传过四分之一波片15和分束器14、已知性质的透镜20以及针孔光阑21到达测试中的透镜22，透镜22具有复杂的标称形状。透镜20和调制器19一起被布置以使连同透镜22，具有平面波前的准直射束应当入射到光栅6上。此外，正如由输出9的处理所表示的，相对于平面性的任何偏差指示透镜22的形状相对于它的标称形状的偏离。针孔用来选择来自调制器19的正和负一级衍射的其中之一。
图6是与图5类似的布置，但是其被布置成用来测试具有复杂形状的曲面反射器26。传过分束器14之后的线性偏振光遇到第二四分之一波片23，而后是具有已知性质的透镜24。借助于透镜24和光阑25被传输的光入射到反射器26上，反射光因此借助于光阑25、透镜24和四分之一波片23被传回，由分束器14反射向光栅6。透镜24和调制器19被布置成以使连同标称形状的反射器26，入射到检查单元5的光的波前是平面的，并且因此如由输出9的处理所表示的，偏差指示相对于反射器26的标称形状的偏差。
图7的实施例包括用于允许反射镜18沿着设备的主光轴移动的单元。这样，能够处理具有带未知曲率的表面的反射镜。正如相机传感器处根据正一或负一衍射级的光斑的大小是相等的事实所表示的，在使用过程中，沿着所述轴将反射镜18移至第一和第二位置18′和18″，其中投射到光栅6上的波前是平面的。位置18′对应于图4所示的位置，其中入射到反射镜18上的射束的面积相对较大，优选地基本覆盖了反射镜的整个面积或者至少是其中表面形状最相关的面积。然而，在位置18″处，来自透镜17的射束被引至反射镜18上的焦点并且因此覆盖了最小面积。正如本领域已知的，虽然这在检测形状缺陷时没有实际用途，但是两个位置之间的关系可用来提供反射镜表面的曲率半径的测量。在一种变体中，使反射镜18保持在固定位置而移动透镜17。
权利要求
1.一种用于指示物体形状相对于特定形状的偏离的设备，所述设备包含辐射单元和检查单元，所述辐射单元用于将入射辐射束引导至所述物体上，所述检查单元用于检查由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束，其中所述设备被布置成以使在所述物体具有所述特定形状时所述最后射束将具有基本平面的波前，并且所述检查单元被布置成可确定所述最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于，所述检查单元包含分束单元和检测器单元，其中所述分束单元被布置成可将所述最后射束分离成两个或多个射束并将所述两个或多个射束引导至所述检测器单元上的侧向移位的位置。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述辐射单元被布置成可产生准直辐射束。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述入射辐射束是光辐射。
4.如前面任何一项权利要求所述的设备，其中至少一个另外的波前成形单元被置于所述辐射单元和所述检查单元之间。
5.如权利要求4所述的设备，其中至少一个所述另外的波前成形单元位于所述辐射单元和所述物体之间。
6.如权利要求4或5所述的设备，其中至少一个所述另外的波前成形单元位于所述物体和所述检查单元之间。
7.如权利要求4至6的任何一项所述的设备，其中至少一个所述另外的波前成形单元包含透镜或曲面反射器。
8.如权利要求4至7的任何一项所述的设备，其中至少一个所述另外的波前成形单元包含衍射光栅或全息图。
9.如权利要求4至8的任何一项所述的设备，其中通过空间光调制器提供至少一个所述另外的波前成形单元。
10.如前面任何一项权利要求所述的设备，包括用于调节所述物体和所述波前成形单元的相对位置的单元。
11.如前面任何一项权利要求所述的设备，包含在所述源和所述检查单元之间的分束器。
12.如前面任何一项权利要求所述的设备，其中所述检查单元的所述分束单元包含衍射光栅和全息图中的至少一个。
13.如权利要求1至11的任何一项所述的设备，其中所述检查单元的分束单元包含非衍射分束器单元和聚焦单元，所述非衍射分束器单元用于接收沿着公共路径的、来自两个间隔的物面的光，所述光束沿着各自对应的第一和第二光程传输至第一和第二像面面积，所述聚焦单元被布置成可使所述第一和第二物面在所述第一和第二面积上聚焦。
14.如前面任何一项权利要求所述的设备，其中所述检查单元被布置成可提供对所述最后射束的波前的形状或形状组分的分析。
15.如前面任何一项权利要求所述的设备，其中所述检查单元的检测器单元包含像素化的成像光电传感器。
16.如权利要求15所述的设备，其中所述像素化的成像光电传感器是电荷耦合装置(CCD)阵列。
17.一种用于指示物体形状相对于特定形状的偏离的设备，所述设备包含辐射单元和检查单元，所述辐射单元用于将入射辐射束引导至所述物体上，所述检查单元用于检查由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束，其中所述设备被布置成以使在所述物体具有所述特定形状时所述最后射束将具有基本平面的波前，以及所述检查单元被布置成可确定所述最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于，被所述辐射单元引导至所述物体上的所述入射辐射束具有非球面波前。
18.如权利要求17所述的设备，其中被所述辐射单元引导至所述物体上的所述入射辐射束具有基本平面的波前。
19.一种指示物体形状相对于特定形状的偏离的方法，所述方法包括下列步骤将入射辐射束引导至所述物体上以使如果所述物体具有所述特定形状，由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束具有平面波前，以及检查所述最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于，检查最后射束的步骤包含将所述最后射束分成两个或多个射束并将所述两个或多个射束引导至检测器上的侧向移位的位置的步骤。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述物体是光学部件。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述光学部件是窗口或者是通常的薄片形状或者包含平面反射表面。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述光学部件具有光焦度并包括在辐射路径上设置另外的波前成形单元用于在所述最后射束中提供通常的平面性的步骤。
23.一种指示物体形状相对于特定形状的偏离的方法，所述方法包括下列步骤将入射辐射束引导至所述物体上以使如果所述物体具有所述特定形状，由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束将具有平面波前，以及检查所述最后射束的波前相对于平面性的任何偏离，其特征在于，将入射辐射束引导至所述物体上的步骤包含引导具有非球面波前的辐射束的步骤。
全文摘要
描述了一种用于指示物体(3；11；16；18；22；26)的形状相对于特定形状的偏离的设备。该设备包含辐射单元和检查单元(5)，所述辐射单元用于将入射辐射束(4)引导至物体上，所述检查单元(5)用于检查由所述物体透射或从所述物体反射之后的最后射束。该设备被布置成以使在所述物体具有所述特定形状时最后射束将具有基本平面的波前，并且所述检查单元(5)被布置成可确定最后射束的波前相对于平面性的任何偏离。在一个实施例中，检查单元包含分束单元，如衍射光栅(6)或全息图，以及检测器单元，如CCD相机(8)。分束单元接着被布置成可将最后射束分离成两个或多个射束并将所述两个或多个射束引导至检测器单元上的侧向移位的位置。
文档编号G01B11/16GK1942736SQ200580012015
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月10日 优先权日2004年2月11日
发明者A·M·斯科特, A·C·卢恩 申请人:秦内蒂克有限公司