[发明专利]一种基于计算成像的光学镜头数值孔径测量方法

摘要

本发明公开了一种基于计算成像的光学镜头的数值孔径测量方法。该方法具体为：搭建数值孔径测量的显微光路系统；然后调节数值孔径测量的光路系统中被拍摄物体与相机的相对位置，得到一张高动态范围的显微图像；根据得到图像内被拍摄物体的尺寸，结合相机像元大小计算出系统放大倍数；把得到的图像进行数字图像处理得到一个具有圆形轮廓的频率图，再进行图像处理计算出圆形的直径；根据圆形的直径结合光路中感光元件像元尺寸、系统放大倍数、照明光中心波长等参数计算出镜头的数值孔径。本发明能够对生活中任意的镜头进行数值孔径的测量，其操作过程简单，测量精度高，并且通过计算得到数值孔径，很少需要人为观测，有效地避免了引入额外的误差。

主权项

1.一种基于计算成像的光学镜头数值孔径测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，搭建光路系统，光路系统依次包括LED点光源、带有刻度标识的透明被拍摄物体、待测数值孔径镜头和感光器件；步骤二，调节光路系统中被拍摄物体与感光器件之间的相对位置，使两者位置共轭，由感光器件得到一张高动态范围的显微图像；步骤三，根据显微图像内被拍摄物体的尺寸，结合感光器件像元大小计算出光路系统的放大倍数；步骤四，把得到的显微图像中心截取一部分，然后对截取的图像进行数字图像处理，得到频率域的图像，再对图像进行取对数运算，在图像内会产生一个明显圆形轮廓；步骤五，把步骤四图像内的圆形轮廓进行模糊处理和边缘提取，计算出圆形轮廓的直径；步骤六，根据圆形轮廓的直径结合光路系统中感光器件像元尺寸、步骤三得到的放大倍数、光源的发光中心波长以及截取图像像素大小计算出待测数值孔径镜头的数值孔径：NA＝D*λ*Mag/(2*a*N)其中D为经步骤五处理后的圆形轮廓直径所占的像素的个数，λ为光源的发光中心波长，Mag为光路系统的放大倍数，a为感光器件最小像元大小，N为步骤四截取的图像像素大小。