[发明专利]一种检测微透镜阵列焦距的方法

权利要求书

1.一种检测微透镜阵列焦距的方法，利用由单色仪、平行光管、微透镜阵列、CCD探测器和光栅测微仪组成的检测系统，通过确定微透镜阵列的焦点和顶点位置，实现焦距测量的步骤如下：

步骤1：将CCD探测器移动到微透镜阵列的顶点附近位置，以步距电机的步距为单位长度在顶点附近位置采集第一组图像，并将采集的第一组图像依次编号，计算采集的各个图像的清晰度函数值，利用Matlab软件绘制第一组图像的清晰度函数曲线并确定曲线的极大值位置即为微透镜阵列的各个子单元的顶点位置；

步骤2：将CCD探测器移动到微透镜阵列的焦面附近位置，以步距电机的步距为单位长度在焦面附近位置采集第二组图像，并将采集的第二组图像依次编号，利用Matlab软件分析并确定微透镜阵列的各个子单元的焦点位置的图像；

步骤3：用光栅测微仪分别对每组图像进行测量，获得每组图像中CCD探测器从微透镜阵列的顶点移动到焦点位置的距离时采集的第一帧图像；

步骤4：计算微透镜阵列的各个子单元的焦距f_ef为：

f_ef＝(n_id-n_ij)×s+l

式中，n_id为在第i个子单元的顶点位置采集的图像编号i为微透镜阵列子单元的编号，n_ij为在微透镜阵列第i个子单元的焦面位置采集的图像编号，i为自然数，j表示焦面，d表示顶点，s为步进电机的步距，l为CCD探测器从被测微透镜阵列的顶点移动到焦点采集的两组图像的第一帧图像的距离。

2.根据权利要求1所述的检测微透镜阵列焦距的方法，其特征是：利用Matlab软件分析每组图像，确定对应子单元的顶点和焦点位置的编号，利用Matlab软件中的regionprops函数确定图像上微透镜阵列的各个子单元光斑的中心；截取图像上所述各个子单元查过其艾丽斑的范围进行灰度方差计算；利用Matlab的绘图功能分别绘制不同所述子单元的顶点和焦点附近的灰度方差变化曲线；通过曲线的变化趋向确定微透镜阵列的各个子单元的顶点和焦点位置的图像编号。

3.根据权利要求1所述的检测微透镜阵列焦距的方法，其特征在于，基于数字图像清晰度函数对微透镜阵列的顶点和焦点进行定焦的步骤为：将采集的每组图像按微透镜阵列光斑的分布截取分析，得到微透镜阵列的第i个子单元的灰度方差G_i表示为：

式中g_i(x，y)表示截取图像上第x行第y列的灰度值，而M和N表示截取图像的宽度和高度，为灰度平均值，以采集图像的编号为横坐标，以相应图像灰度方差值为纵坐标，绘制所述各个子单元的灰度方差变化曲线，灰度方差最大值点表明该处采集的图像最清晰。