[发明专利]一种基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法

权利要求书

1.一种基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，其特征在于：采用的检测系统由显示屏、已标定的摄像机、电控平移台、半透半反镜和电子计算机组成；摄像机的光心置于待测镜的光轴上，显示屏平面垂直于被测镜光轴，并显示由计算机产生正弦或余弦条纹图，经被测镜和半透半反镜反射后为摄像机所接收，即摄像机通过待测镜来观察显示屏，拍摄到显示屏上显示的图像即条纹图样，这样摄像机拍摄的条纹图像就携带了被测镜的面形信息，会发生变形而不同于显示屏所显示的标准条纹图，变形量取决于被测镜的面形；在测量过程中，将被测镜固定在电控平移台上，并在计算机的控制下沿光轴精确移动，而摄像机、半透半反镜和显示屏的位置都保持不变；由于在被测镜移动过程中，摄像机位置保持不变，所以两者的相对位置发生了变化，摄像机的成像率会发生改变，观察到的显示屏上的区域也会改变；在不同的位置，摄像机的像素单元会从待测镜上的不同点反射，到达显示屏上的不同位置，并记录下不同的条纹图像；使用相移技术和相位展开技术对记录的条纹图像进行处理得到各个位置处的相位分布，再计算得到非球面法线距和法线角的关系，即非球面的法线汇来描述非球面的面形；同时还可以由法线汇通过几何计算转换到直角坐标系，对被测镜面形进行评价。

2.根据权利要求1所述的基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，其特征在于：所述正弦或余弦条纹图可以是两垂直方向(如水平、竖直方向)的标准正弦或余弦条纹图，也可以是环形标准正弦或余弦条纹图。

3.根据权利要求1所述的基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，其特征在于：所述条纹图像进行分析处理得到相位分布是通过多次(大于等于3次)相移，采用相移技术得到截断相位分布，再通过相位展开技术得到连续的相位分布。

4.根据权利要求1所述的基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，其特征在于：所述计算得到非球面法线距和法线角的关系是根据反射定律，通过连续相位分布找到原始光线、偏折光线与被测镜面法线重合的位置，从而得到法线距和法线角。

5.根据权利要求1所述的基于相位测量偏折术的非球面镜检测方法，其特征在于：所述的由法线汇通过几何计算转换到直角坐标系，非球面上距离F很近的相邻两点，可以近似看成是处在同一段圆弧上，根据法线距与法线汇的关系找到这个圆弧的中心和直径，结合几何关系可以计算得到被测面形的直角坐标分布。