[发明专利]一种超精密加工光学微透镜阵列成像性能分析方法和系统

说明书

本发明涉及一种超精密加工光学微透镜阵列成像性能分析方法及系统。该方法包括：测试微透镜阵列的焦斑、焦距、光学传递函数值和畸变量四种参数；根据各参数对微透镜阵列光学成像性能进行分析。本发明是基于微透镜阵列产品进行光学性能参数测试和分析产品的光学性能，可直接得到微透镜阵列实际的光学性能并作对应分析，更加贴合实际微透镜阵列加工产品带来的光学性能影响。

技术领域

本发明涉及光学成像性能分析领域，特别是涉及一种超精密加工光学微透镜阵列成像性能分析方法和系统。

背景技术

微透镜阵列的超精密加工技术可达到亚微米级的尺寸精度，但微透镜阵列的制造仍存在面形控制问题。目前对于面形精度控制基准局限于几何精度评价结果，与最终的光学性能应用需求不一致。

目前通常采用光学仿真法通过干涉仪测试面形误差和波前像差，引入Zernike多项式模拟的误差后再对比模拟得出的性能与模拟前的性能差，然后分析不同分布的面形误差下光学系统成像性能的规律。

现有的光学仿真法是基于计算机仿真的测试方法。由于其得出的实验数据是基于修改Zernike多项式引入的模拟误差，所以其模拟出的误差与实际的面形误差不尽相同，而仿真出的结果与产品的光学性能也有差别。

发明内容

本发明的目的是提供一种超精密加工光学微透镜阵列成像性能分析方法和系统，通过直接检测微透镜阵列实物的光学性能参数，达到分析实际微透镜阵列产品光学性能与成像质量的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超精密加工光学微透镜阵列成像性能分析方法，包括：

测试微透镜阵列的焦斑；

测试微透镜阵列的焦距；

测试微透镜阵列的光学传递函数值；

测试微透镜阵列的畸变量；

根据所述焦斑、焦距、光学传递函数值和畸变量对微透镜阵列光学成像性能进行分析。

可选地，所述测试微透镜阵列的焦斑，具体包括：

加载图片；

对所述图片进行二值化，将像素值划分为0和1；

统计0和1的像素比值；

获取所述图片与实物的尺寸比例；

根据所述像素比值和所述尺寸比例，确定焦斑。

可选地，所述测试微透镜阵列的焦距，具体包括：

获取实时动态图像；

在所述动态图像上截取图像分析区域；

将所述分析区域的像素进行灰度化，得到灰度值，所述灰度值为光强度；

计算所述灰度值的梯度；

判断所述梯度是否为最大梯度；

若是，则输出微透镜阵列与相机芯片的距离；

若否，则由远及近改变微透镜阵列与相机芯片的距离，并返回“计算所述灰度值的梯度”。

可选地，所述测试微透镜阵列的光学传递函数值，具体包括：

获取各光强度对应的像素数；

以所述光强度为横轴、所述光强度对应的像素数为纵轴，绘制光强度-像素数点图；

对所述点图进行高斯拟合，拟合出双峰曲线得到两个光强峰值；

将所述光强峰值代入光学传递函数公式，得到光学传递函数值。