[發明專利]掃描式哈特曼像質檢測系統和方法

在審

• 申請號: 202211725620.2
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115931314A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張為國;楊偉斌;熊欣;高明友;杜春雷
• 申請（專利權）人: 珠海邁時光電科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 尹長斌

1.一種掃描式哈特曼像質檢測系統，其特征在于，包括：

沿光路傳播方向依次設置的激光器、可變光闌、待測鏡頭、擴束鏡和哈特曼傳感器；

數據采集卡，用于采集所述哈特曼傳感器的檢測信號并發送至上位機進行處理；

移動機構，用于根據所述上位機的控制指令，控制所述哈特曼傳感器進行旋轉或者平移；

其中，所述哈特曼傳感器包括間隔設置且固定連接的線陣微透鏡陣列和線陣探測器。

2.根據權利要求1所述的掃描式哈特曼像質檢測系統，其特征在于，所述移動機構包括：

旋轉電機，與所述哈特曼傳感器傳動連接；

第一控制器，分別與所述上位機和所述旋轉電機電性連接，所述第一控制器用于根據所述上位機的控制指令，控制所述旋轉電機帶動所述哈特曼傳感器進行旋轉。

3.根據權利要求1所述的掃描式哈特曼像質檢測系統，其特征在于，所述移動機構包括：

二維移動平臺，所述哈特曼傳感器設置于所述二維移動平臺上；

第二控制器，分別與所述上位機和所述二維移動平臺電連接，所述第二控制器用于根據所述上位機的控制指令，控制所述二維移動平臺帶動所述哈特曼傳感器進行平移。

4.根據權利要求1所述的掃描式哈特曼像質檢測系統，其特征在于，所述待測鏡頭設置在調節架上，所述調節架用于調節所述待測鏡頭的位置。

5.根據權利要求1所述的掃描式哈特曼像質檢測系統，其特征在于，所述線陣微透鏡陣列與所述線陣探測器的間距為所述線陣微透鏡陣列的焦距。

6.一種掃描式哈特曼像質檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

激光器發出的光依次經過可變光闌、待測鏡頭和擴束鏡后，進入哈特曼傳感器；

數據采集卡獲取所述哈特曼傳感器檢測到的光斑信息，并發送至上位機，完成對所述待測鏡頭的一個子區域的檢測；

所述上位機發送控制指令給移動機構，使所述移動機構帶動所述哈特曼傳感器進行平移或旋轉，使所述哈特曼傳感器完成對所述待測鏡頭的下一個子區域的檢測；重復此步驟，直至所述哈特曼傳感器完成對所述待測鏡頭的全區域的檢測；

所述上位機對檢測到的所有子區域的信息進行拼接和波前重構，獲得所述待測鏡頭的像差信息；

其中，所述哈特曼傳感器包括間隔設置且固定連接的線陣微透鏡陣列和線陣探測器。

7.根據權利要求6所述的掃描式哈特曼像質檢測方法，其特征在于，所述上位機對檢測到的所有子區域的信息進行拼接和波前重構，獲得所述待測鏡頭的像差信息，具體包括：

通過拼接算法對檢測到的所有子區域的信息進行拼接，獲得所述待測鏡頭完整的光斑點陣圖；

根據所述光斑點陣圖，獲取質心坐標；

根據所述質心坐標，計算波前平均斜率；

根據所述波前平均斜率，通過波前重構算法重構待測波前，進而獲得所述待測鏡頭的像差信息。

8.根據權利要求7所述的掃描式哈特曼像質檢測方法，其特征在于，所述質心坐標的計算公式為：

其中，x_i,和y_i,分別為第(i，j)個像元的x坐標和y坐標，M、N分別為x方向和y方向的像元總個數，為第(i，j)個像元的灰度值的w次冪，w為大于1的正整數；x_c為質心的x坐標，y_c為質心的y坐標。

9.根據權利要求8所述的掃描式哈特曼像質檢測方法，其特征在于，所述波前平均斜率的計算公式為：

其中，S_x和S_y分別為入射波面在x方向和y方向的平均斜率，f為所述哈特曼傳感器的線陣微透鏡陣列的焦距，(x₀，t₀)為質心的理想坐標。

10.根據權利要求6所述的掃描式哈特曼像質檢測方法，其特征在于，所述哈特曼傳感器每次旋轉或者平移的距離為所述哈特曼傳感器的子孔徑大小的整數倍，且相鄰兩個子區域存在重疊部分。