[发明专利]一种自聚焦透镜的数值孔径测量装置及方法

权利要求书

1.一种自聚焦透镜的数值孔径测量装置，其特征在于：包括相机、显微物镜、自聚焦透镜和导光单元，以及带动导光单元平移的平移台，以及与相机连接的处理单元，所述导光单元上设有条形图；其中，

所述相机、显微物镜和自聚焦透镜共光轴设置；

所述条形图通过菲林片制作并形成透光间隙；

所述导光单元的光从条形图的透光间隙透出并到达自聚焦透镜，再经过显微物镜入射至相机；

所述处理单元获取通过平移台平移距离D所形成的两张图像，并得到每一图像所对应的充满自聚焦透镜视场的物面高度，再结合距离D和两个物面高度，获取自聚焦透镜的数值孔径。

2.根据权利要求1所述的数值孔径测量装置，其特征在于：所述平移台包括一光栅尺，所述平移台沿着光栅尺的方向平移。

3.根据权利要求1所述的数值孔径测量装置，其特征在于：所述导光单元包括导光板以及设置在导光板上的测光源，所述条形图设置在导光板上，所述测光源发光至导光板，并均匀照射至条形图。

4.根据权利要求1或3所述的数值孔径测量装置，其特征在于：所述条形图为矩形图，并间隔设置有多个透光间隙。

5.根据权利要求1所述的数值孔径测量装置，其特征在于：所述自聚焦透镜为1/4周期长，且其焦点在端面上。

6.一种自聚焦透镜的数值孔径测量方法，其特征在于，所述数值孔径测量方法应用于如权利要求1至5任一所述的数值孔径测量装置，其步骤包括：

平移台平移距离D，并通过相机获取平移前后的两幅图像；

得到每一图像所对应的充满自聚焦透镜视场的物面高度；

结合距离D和两个物面高度，获取自聚焦透镜的数值孔径。

7.根据权利要求6所述的数值孔径测量方法，其特征在于，所述得到每一图像所对应的充满自聚焦透镜视场的物面高度的步骤包括：

提取图像感兴趣区域，获取感兴趣区域的中心截线上个像素点的灰度信息，以及获取感兴趣区域的中心截线的两个边缘点的位置信息；

根据灰度信息确定中心截线上的N个有效峰值的位置信息，并获取对应的位置信息的拟合曲线并且外插峰值点；

将边缘点的位置信息回代拟合曲线以得到上边缘和下边缘的长度；

将视场纵向占据的N-1个矩形的高度加上上边缘和下边缘的长度，得到每一图像所对应的充满自聚焦透镜视场的物面高度。

8.根据权利要求7所述的数值孔径测量方法，其特征在于，所述结合距离D和两个物面高度获取自聚焦透镜的数值孔径的步骤包括：

设置公式其中，NA为数值孔径，x1和x2分别为各图像的物面高度，θ为感兴趣区域入射至自聚焦透镜的水平夹角。

9.根据权利要求7所述的数值孔径测量方法，其特征在于，所述得到每一图像所对应的充满自聚焦透镜视场的物面高度的步骤还包括：

对图像进行预处理；

切割图像；

提取图像中的感兴趣区域；其中，所述感兴趣区域包括条形图上充满自聚焦透镜视场的区域。

10.根据权利要求6所述的数值孔径测量方法，其特征在于，所述平移台包括一光栅尺，所述平移台沿着光栅尺的方向平移；以及，所述平移台平移距离D并通过相机获取平移前后的两幅图像的步骤包括：

将平移台移动至光栅尺的归零处，并通过相机获取当前图像；

通过平移台平移距离D，并通过相机获取当前图像。