顯微物鏡景深測(cè)量方法研究及其在微高度尺寸測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、近幾年隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)發(fā)展起來(lái)的圖像檢測(cè)技術(shù)對(duì)測(cè)量精度的要求越來(lái)越高,尤其是在二維高精度測(cè)量和三維重構(gòu)等許多研究中。在不少相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)影響測(cè)量精度的重要因素之一是顯微物鏡的景深。因此本文就景深問(wèn)題做了進(jìn)一步的研究。
　　本課題探索性地提出了一種基于MTF的顯微物鏡景深仿真測(cè)量方法。這也是本課題的創(chuàng)新點(diǎn)之一。具體是把光學(xué)設(shè)計(jì)CAD軟件中評(píng)價(jià)像質(zhì)的光學(xué)傳遞函數(shù)MTF,創(chuàng)新移植用于景深仿真測(cè)量之中。即人為設(shè)置離焦方式,通過(guò)增大

2、或減小物鏡工作距離來(lái)察看顯微物鏡的MTF值改變情況,當(dāng)MTF值降低到一定程度剛剛不能滿足成像質(zhì)量要求時(shí),該工作距離即臨界最大或臨界最小工作距離,兩者差值即為顯微物鏡景深仿真測(cè)量值。為了驗(yàn)證景深仿真值的正確性通過(guò)做了大量的實(shí)際測(cè)量。實(shí)際測(cè)量的對(duì)象是利用桂電光機(jī)電一體化研究所多年來(lái)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的成果:自主研發(fā)的有限共軛距(共軛距L=195mm)的顯微物鏡和無(wú)窮遠(yuǎn)像距顯微物鏡(輔助物鏡分別為f'=250mm和f'=200mm)系列鏡頭。大量的

3、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不僅驗(yàn)證了顯微物鏡景深隨著數(shù)值孔徑變大而減小的傳統(tǒng)理論;還新發(fā)現(xiàn)數(shù)值孔徑相同、放大倍率相同的顯微物鏡的景深有個(gè)體差異,并找出一些與此相關(guān)的因素,這也是本課題的另一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。值得指出,本學(xué)位課題研究的兩個(gè)創(chuàng)新點(diǎn),國(guó)內(nèi)均未見(jiàn)報(bào)道。大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與CAD仿真測(cè)量值能較好地?cái)M合,這樣CAD仿真測(cè)量方法能為對(duì)景深有要求的光學(xué)系統(tǒng)方案選擇提供決策依據(jù)。
　　最后介紹了景深在微高度尺寸測(cè)量中的應(yīng)用——寶石微孔專用測(cè)量顯微鏡的研制。首先介紹