[發明專利]基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法

有效

• 申請號: 201811616727.7
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109632269B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 趙曉琛
• 申請（專利權）人: 浙江舜宇光學有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京謹誠君睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 陸鑫;延慧

本發明涉及一種基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，所述方法包括對光學衍射元件衍射效率的檢測，包括：S1、對測試用激光器的功率與測試用相機的灰度關系進行標定，獲取灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式；S2、對采集相機進行亮度標定；S3、在相同的曝光時間下，通過所述采集相機依次采集光源的灰度圖片和無光源條件下的灰度圖片；S4、在相同曝光時間下，通過所述采集相機依次采集所述光學衍射元件的衍射點斑的灰度圖片和無光源條件下的灰度圖片；S5、對所述步驟S3和所述步驟S4中所獲得灰度圖片進行灰度值計算，并轉換為功率計算出衍射效率。本發明的方法能夠方便快速地對光學衍射元件性能進行檢測。

技術領域

本發明涉及光學材料圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法。

背景技術

在3D視覺結構光方案中，必須采用特定的光學圖案(例如激光散斑等)實現深度信息的測量，光學衍射元件(DOE)就是用來完成這一任務的。垂直腔面發射激光器射出的激光束經準直后，通過DOE進行衍射復制，即可得到所需的激光散斑圖案。因此，DOE是3D結構光方案中至關重要的核心元件之一。

DOE性能檢測是DOE整體測試環節中必不可少的一道檢驗工序。實驗室測試DOE性能時，采用的是積分球逐個測試衍射點斑功率的方法。但是這種方法存在測試時間較長，且對測試手法要求較高，不適用于大批量測試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，提升測試效率。

為實現上述目的，本發明提供一種基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，所述方法包括對光學衍射元件衍射效率的檢測，包括：

S1、對測試用激光器的功率與測試用相機的灰度關系進行標定，獲取灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式；

S2、對采集相機進行亮度標定；

S3、在相同的曝光時間下，通過所述采集相機依次采集光源的灰度圖片和無光源條件下的灰度圖片；

S4、在相同曝光時間下，通過所述采集相機依次采集所述光學衍射元件的衍射點斑的灰度圖片和無光源條件下的灰度圖片；

S5、對所述步驟S3和所述步驟S4中所獲得灰度圖片進行灰度值計算，并轉換為功率計算出衍射效率。

根據本發明的一個方面，所述方法還包括對所述光學衍射元件光強均勻性的檢測，包括：

(a)、在所述步驟S1和所述步驟S2的基礎上，通過所述采集相機采集所述光學衍射元件的衍射點斑的灰度圖片；

(b)、在與所述(a)相同的曝光時間下，通過所述采集相機采集無光源條件下的背景灰度圖片；

(c)計算所述步驟(a)和(b)中灰度圖片的灰度差值，將所有灰度差值轉換成功率，之后計算出所述光學衍射元件的光強均勻性。

根據本發明的一個方面，所述步驟S1對測試用激光器的功率與測試用相機的灰度關系進行標定的過程為：

S11、將所述測試用激光器處于打開狀態，選擇四個不同的激光功率，在不曝光過度的情況下，選擇四個不同的相機曝光時間，保存四組不同曝光時間的圖片，每組中有四張不同功率的圖片；

S12、將所述測試用激光器處于關閉狀態，選擇所述步驟S11中的四個曝光時間，再保存四張灰度圖片作為背景圖片；

S13、對采集到的四組不同曝光時間的圖片進行去除背景操作，對于圖片中的光源光斑的灰度進行計算；

S14、通過線性擬合獲得灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式。

根據本發明的一個方面，所述步驟S5包括：