基于体全息的三维检测系统、方法、控制器及介质与流程

技术特征：
1.一种基于体全息的三维检测系统，其特征在于，包括：散斑图像生成系统，用于获取三维目标检测物的三维目标散斑图像；体全息光学相关器，用于存储不同深度的多个散斑模板图像，并根据所述多个散斑模板图像对所述三维目标散斑图像进行体全息相关运算，以输出所述三维目标检测物的体全息相关图像；目标检测系统，用于对所述三维目标散斑图像的体全息相关图像进行三维检测。2.如权利要求1所述的基于体全息的三维检测系统，其特征在于，所述散斑图像生成系统包括散斑生成装置和第一采集装置，所述散斑生成装置包括依次排列的第一激光器、第一衍射光学元件和散射介质，所述第一激光器发射的激光光束依次穿过所述第一衍射光学元件、所述散射介质后，最终投射至所述三维目标检测物上形成所述三维目标散斑图像；所述第一采集装置用于采集所述三维目标散斑图像。3.如权利要求1
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2任一项所述的基于体全息的三维检测系统，其特征在于，所述体全息光学相关器包括依次排列的第一光路组件、光折变晶体和第二光路组件，所述光折变晶体用于存储所述多个散斑模板图像，并进行体全息相关运算；所述第一光路组件包括依次排列的第二激光器、第一扩束镜、空间光调制器、第一傅立叶透镜，所述第二激光器发射的激光光束穿过所述第一扩束镜射入所述空间光调制器，以将所述空间光调制器上加载的所述三维目标散斑图像，通过所述第一傅立叶透镜投射至所述光折变晶体，使得所述光折变晶体上的所述多个散斑模板图像与所述三维目标散斑图像进行体全息相关运算，以输出体全息相关运算结果；所述第二光路组件包括第二傅立叶透镜和第二采集装置，所述第二傅立叶透镜位于所述光折变晶体与所述第二采集装置之间，所述第二傅立叶透镜用于将所述光折变晶体输出的体全息相关运算结果转换为所述体全息相关图像，所述第二采集装置用于采集所述第二傅立叶透镜转换后的体全息相关图像。4.如权利要求3所述的基于体全息的三维检测系统，其特征在于，所述散斑图像生成系统还包括能够调节高度的成像屏，所述体全息光学相关器还包括第三光路组件；所述第三光路组件包括第三激光器、第二扩束镜、光束角度调节装置和第三傅立叶透镜，所述第三激光器发射的激光光束穿过所述第二扩束镜射入所述光束角度调节装置，并经光束角度调节装置调节入射角度后，经所述第三傅立叶透镜后射入所述光折变晶体，形成用于存储所述多个散斑模板图像的参考光路；所述第一傅立叶透镜与所述光折变晶体之间的距离，与所述第三傅立叶透镜与所述光折变晶体之间的距离相同，以使所述第二激光器发射的激光光束穿过所述第一扩束镜、所述空间光调制器、所述第一傅立叶透镜后，射入所述光折变晶体，形成用于存储所述多个散斑模板图像的物光光路。5.如权利要求4所述的基于体全息的三维检测系统，其特征在于，所述第二激光器与所述第三激光器为同一激光器，所述体全息光学相关器还包括位于所述第二激光器后的分束镜；所述第一光路组件还包括第一反射镜，所述第一反射镜位于所述分束镜与所述第一扩束镜之间，以使所述第二激光器发射的激光光束经所述分束镜分第一光束和第二光束，所述第一光束经所述第一反射镜、所述第一扩束镜后校准后，穿过所述空间光调制器、所述第
一傅立叶透镜射入所述光折变晶体，形成用于存储所述多个散斑模板图像的物光光路；所述第二光路组件还包括光路控制开关，所述光路控制开关位于所述分束镜与所述第二扩束镜之间，所述光束角度调节装置包括依次排列的透镜和第二反射镜，以使所述第二光束穿过所述光路控制开关后经所述第二扩束镜、所述透镜和第二反射镜校准后，穿过所述第三傅立叶透镜并射入所述光折变晶体，形成用于存储所述多个散斑模板图像的参考光光路。6.如权利要求5所述的基于体全息的三维检测系统，其特征在于，所述第一光路组件还包括第一滤波器，所述第一滤波器位于所述第一反射镜与所述第一扩束镜之间；所述第三光路组件还包括第二滤波器，所述第二滤波器位于所述光路控制开关与所述第二扩束镜之间。7.一种基于体全息的三维检测方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1
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6任一项所述基于体全息的三维检测系统中，所述方法包括：通过所述散斑图像生成系统获取三维目标检测物的三维目标散斑图像；将所述三维目标散斑图像输入所述体全息光学相关器的光折变晶体，以使存储在所述光折变晶体中的多个散斑模板图像，与所述三维目标散斑图像进行体全息相关运算，获得所述三维目标检测物的体全息相关图像；将所述体全息相关图像输入所述目标检测系统，以对所述体全息相关图像进行三维检测。8.如权利要求7所述的基于体全息的三维检测方法，其特征在于，所述将所述三维目标散斑图像投射至所述体全息光学相关器的光折变晶体之前，所述方法还包括：a.通过所述散斑图像生成系统生成深度不同的多个散斑模板图像；b.打开所述体全息光学相关器中的第二激光器；c.确定所述体全息光学相关器中光束角度调节装置的出射光束角度；d.将一所述散斑模板图像加载至所述体全息光学相关器中空间光调制器，以将所述散斑模板图像存储至所述光折变晶体中；e.调节所述光束角度调节装置的出射光束角度，并重复步骤d，以将所有的所述散斑模板图像存储至所述光折变晶体中。9.一种控制器，其特征在于，所述控制器用于如权利要求1
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6任一项所述基于体全息的三维检测系统中，所述控制器包括：获取模块，用于通过所述散斑图像生成系统获取三维目标检测物的三维目标散斑图像；第一输入模块，用于将所述三维目标散斑图像输入所述体全息光学相关器的光折变晶体，以使存储在所述光折变晶体中的多个散斑模板图像，与所述三维目标散斑图像进行体全息相关运算，获得所述三维目标检测物的体全息相关图像；第二输入模块，用于将所述体全息相关图像输入所述目标检测系统，以对所述体全息相关图像进行三维检测。10.一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至8任一项所述基于体全息的三维检测方法的步骤。

技术总结
本发明用于工业检测领域，涉及半导体领域，公开了一种基于体全息的三维检测系统、方法、控制器及介质，其中，基于体全息的三维检测系统包括散斑图像生成系统、体全息光学相关器和目标检测系统，散斑图像生成系统用于获取三维目标检测物的三维目标散斑图像；体全息光学相关器用于存储不同深度的多个散斑模板图像，并根据多个散斑模板图像对三维目标散斑图像进行体全息相关运算，以输出三维目标检测物的体全息相关图像；目标检测系统用于对三维目标散斑图像的体全息相关图像进行三维检测；本发明中，利用体全息技术完成信息量庞大的三维目标图像相关运算，可将复杂的运算过程以光学方式瞬时完成，从而减少运算成本，进而提高半导体三维检测效率。体三维检测效率。体三维检测效率。


技术研发人员：何良雨 刘彤 张文刚
受保护的技术使用者：锋睿领创（珠海）科技有限公司
技术研发日：2021.08.09
技术公布日：2021/10/7