[發(fā)明專利]衍射光學元件檢測方法與系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811209796.6
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109342028A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃杰凡;王兆民;黃源浩;肖振中;劉龍;許星
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 程丹

本發(fā)明公開了一種衍射光學元件檢測系統(tǒng)及方法，包括：光源，用于發(fā)射光束；透鏡，用于匯聚所述光源發(fā)射的光束并投射平行光束，在標定時直接投射到檢測器上，在測定時投射到DOE上；DOE，接收、分束所述平行光束，并投射衍射光束；檢測器，在標定時接收所述透鏡投射的平行光束；在測定時，接收所述DOE投射的衍射光束；控制處理器，與光源及檢測器連接，用于控制光源發(fā)射光束以及檢測器采集光束，同時接收來自檢測器采集的光束圖像并對光束圖像進行處理以檢測DOE的性能。通過該系統(tǒng)和方法，可以對DOE進行性能檢測，對批量DOE進行分類，從而提升光學模組的質(zhì)量與產(chǎn)品的一致性，避免不良產(chǎn)品可能造成的后期危害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學技術(shù)及計算機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種衍射光學元件檢測方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

衍射光學元件(DOE)由于其高衍射效率以及突出的相位調(diào)制性能被廣泛應用在光學器件中。對于結(jié)構(gòu)光深度相機中的核心部件——結(jié)構(gòu)光投影模組而言，DOE的性能直接影響投影圖案質(zhì)量，進一步影響深度相機的深度成像效果。DOE由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸高達微米甚至納米級別，制造過程中的誤差或者運輸?shù)冗^程中的破壞均會直接影響DOE的性能，組裝后會導致投影模組的一致性較差，在一些情況下還會導致衍射零級過強產(chǎn)生激光危害。而現(xiàn)有技術(shù)中，缺乏對DOE進行性能檢測的方案，從而影響基于DOE光學模組的一致性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種衍射光學元件檢測方法與系統(tǒng)，其可以對DOE進行性能檢測，對批量DOE進行分類，從而提升光學模組的質(zhì)量與產(chǎn)品的一致性，避免不良產(chǎn)品可能造成的后期危害。

本發(fā)明提供一種衍射光學元件檢測系統(tǒng)，包括：光源，用于發(fā)射光束；透鏡，用于匯聚所述光源發(fā)射的光束并投射平行光束，在標定時直接投射到檢測器上，在測定時投射到DOE上；DOE，接收、分束所述平行光束，并投射衍射光束；檢測器，在標定時接收所述透鏡投射的平行光束；在測定時，接收所述DOE投射的衍射光束；控制處理器，與光源及檢測器連接，用于控制光源發(fā)射光束以及檢測器采集光束，同時接收來自檢測器采集的光束圖像并對光束圖像進行處理以檢測DOE的性能。

在一些實施例中，所述檢測器包括透射屏和相機，所述透射屏設(shè)置于所述DOE與所述相機之間，所述光源、透鏡、DOE與所述相機在同一軸線上。在另一些實施例中，所述檢測器包括反射屏和相機，所述光源、透鏡、DOE在同一軸線上，并與所述相機設(shè)置在所述反射屏的同側(cè)。再又一些實施例中，所述檢測器為圖像傳感器，所述光源、透鏡、DOE與所述圖像傳感器在同一軸線上。

在一些實施例中，測定時所述檢測器采集所述DOE投射的全場衍射光束圖像和/或局部衍射光束圖像；所述控制處理器根據(jù)所述全場衍射光束圖像進行斑點數(shù)量、衍射效率、對比度、FOV旋轉(zhuǎn)值、光強分布的檢測，根據(jù)所述局部衍射光束圖像進行零級光斑功率、各個衍射級的光強分布的檢測。

對于衍射效率的檢測，所述控制處理器分別對標定時獲取的平行光束圖像以及測定時獲取的全場衍射光束圖像進行像素值的提取，并將全場衍射光束圖像的像素值與平行光束圖像的像素值的比值作為衍射效率。

對于零級光斑功率的檢測，所述控制處理器對標定時獲取的平行光束圖像進行像素值的提取，并將平行光束的光功率值與像素值的比值作為標定比值；另對測定時獲取的零級衍射光束圖像進行識別以及像素值的提取；最后將零級衍射光束圖像的像素值與標定比值的乘積作為零級光斑的功率。

本發(fā)明還提供一種衍射光學元件檢測方法，包括：標定階段：光源發(fā)射光束經(jīng)由透鏡匯聚并投射平行光束至檢測器，控制處理器接收來自檢測器采集的平行光束圖像；測定階段：光源發(fā)射光束經(jīng)由透鏡匯聚并投射平行光束至DOE，DOE接收、分束所述平行光束并投射衍射光束至檢測器，控制處理器接收來自檢測器采集的衍射光束圖像；性能檢測階段：控制處理器接收來自檢測器采集的平行光束圖像和衍射光束圖像并進行處理以檢測DOE的性能。