本发明涉及光学领域，尤其涉及光信号匀光装置及其方法。
背景技术：
光信号传输在机器视觉领域光学自动缺陷检测设备中有着广泛而重要的作用。在实际的应用场景中，尤其是缺陷检测应用中，大家都希望光信号具有均匀的远场分布，从而在柯勒照明方式中获得较高的均匀性。但实际上，由于光传导单元的自身特性以及受到光源的影响，光信号的光强分布均匀性无法满足现阶段的使用需求。
目前，光信号匀光技术主要分为两类，一类技术是光纤挤压(fibersqueezing)，另一类技术是光纤延展(fiberstretching)，两种技术都是通过调制光信号实现相对均匀的光信号，以上两种光信号匀光技术的匀光效果达到的均匀性约为85％，但是满足不了光学设备(例如光学自动缺陷检测设备)对光信号的均匀性越来越高的要求。如何解决光信号的均匀性不足的问题是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供光信号匀光装置及其方法，解决光信号的均匀性不足的问题。
本发明提供的光信号匀光装置，包括：光传导单元和匀光镜片；所述光传导单元用于传输光信号；所述匀光镜片用于将相同角度的光线汇聚到瞳面上同一位置，所述匀光镜片设置在所述光传导单元的输出端，所述匀光镜片远离所述光传导单元的一面设有一匀光膜，所述匀光膜用于调制所述光信号。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述光传导单元为光纤。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述匀光膜通过调制所述光信号的透过率对所述光信号进行匀光。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述匀光膜的透过率根据如下方法得到：获得所述光信号的光强数据，将所述光强数据进行归一化，将归一化后的数据求倒数得到光强函数；通过所述光信号的光扩散区域大小得到光扩散函数；对所述光强函数和所述光扩散函数使用插值算法进行插值；将插值后的光强函数和光扩散函数进行反卷积，得到所述透过率。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述光信号的光强数据使用探测器探测或软件仿真获得。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述光扩散区域大小根据所述光信号从所述匀光镜片到角谱面的距离以及所述光信号通过所述匀光镜片后的角谱面数值孔径得到。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述插值算法为spline插值算法。
本发明还提供一种光信号匀光方法，包括：提供一光信号，所述光信号通过一匀光镜片进行匀光，所述匀光镜片的出光面具有一匀光膜，所述匀光镜片将相同角度的光线汇聚到瞳面上同一位置，所述匀光膜调制所述光信号。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述光信号通过光纤传输。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述匀光通过调制所述光信号的透过率对所述光信号进行匀光。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述匀光膜的透过率根据如下方法得到：获得所述光信号的光强数据，将所述光强数据进行归一化，将归一化后的数据求倒数得到光强函数；通过所述光信号的光扩散区域大小得到光扩散函数；对所述光强函数和所述光扩散函数使用插值算法进行插值；将插值后的光强函数和光扩散函数进行反卷积，得到所述透过率。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述光信号的光强数据使用探测器探测或软件仿真获得。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述光扩散区域大小根据所述光信号从所述匀光镜片到角谱面的距离以及所述光信号通过所述匀光镜片后的角谱面数值孔径得到。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述插值算法为spline插值算法。
在本发明提供的光信号匀光设备及其方法中，通过光传导单元传输光信号到一匀光镜片，所述匀光镜片可将相同角度的光线汇聚到瞳面上同一位置，所述匀光镜片远离所述光传导单元的一面设有一匀光膜，所述匀光膜用于调制所述光信号，从而使通过所述匀光镜片的光信号的均匀性得到提高。
附图说明
图1为本发明实施例的光信号匀光设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。如图1所示，本发明提供的光信号匀光设备，包括：光传导单元10和匀光镜片20；所述光传导单元10用于传输光信号；所述匀光镜片20用于将相同角度的光线汇聚到瞳面上同一位置，所述匀光镜片20设置在所述光传导单元10的输出端，所述匀光镜片20远离所述光传导单元10的一面设有一匀光膜30，所述匀光膜30用于调制所述光信号。
优选的，在所述光信号匀光设备中，所述光传导单元10为光纤，光纤通常是由玻璃和塑料制成的纤维，光纤作为光信号的传输工具，光信号在光纤内的传输具有非常低的损耗。
优选的，在所述光信号匀光设备中，所述匀光膜30通过调制所述光信号的透过率对所述光信号进行匀光。
优选的，在所述光信号匀光设备中，所述匀光膜的透过率根据如下方法得到：获得所述光信号的光强数据，将所述光强数据进行归一化，例如进行最小值归一化，将归一化后的数据求倒数得到光强函数，将归一化后的数据求倒数得到光强函数；通过所述光信号的光扩散区域大小得到光扩散函数；对所述光强函数和所述光扩散函数使用插值算法进行插值，从而满足补偿计算精度需求；将插值后的光强函数和光扩散函数进行反卷积，得到所述透过率。
优选的，在所述光信号匀光设备中，所述光信号的光强数据使用探测器探测或软件仿真获得。也是就，通过探测器直接测试光传导单元中的光信号获得光信号的光强；或者，由于通常光信号是确定的，既将光信号数据通过软件仿真计算出光信号的光强。
优选的，在所述光信号匀光设备中，所述光扩散区域大小根据所述光信号从所述匀光镜片到角谱面的距离以及所述光信号通过所述匀光镜片后的角谱面数值孔径(na，numericalaperture)得到。角谱面是光信号通过匀光镜片后重新汇聚在一起的所在面。
优选的，在所述光信号匀光装置中，所述插值算法为spline插值算法。
本发明提供的光信号匀光方法，包括：提供一光信号，所述光信号通过一匀光镜片进行匀光，所述匀光镜片的出光面具有一匀光膜，所述匀光镜片将相同角度的光线汇聚到瞳面上同一位置，所述匀光膜调制所述光信号。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述光信号通过光纤传输。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述匀光通过调制所述光信号的透过率对所述光信号进行匀光。当光信号通过匀光膜时，不同的光线通过匀光膜补偿透过率来实现光信号的均匀分布。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述匀光膜的透过率根据如下方法得到：获得所述光信号的光强数据，将所述光强数据进行归一化，将归一化后的数据求倒数得到光强函数；通过所述光信号的光扩散区域大小得到光扩散函数；对所述光强函数和所述光扩散函数使用插值算法进行插值；将插值后的光强函数和光扩散函数进行反卷积，得到所述透过率。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述光信号的光强数据使用探测器探测或软件仿真获得。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述光扩散区域大小根据所述光信号从所述匀光镜片到角谱面的距离以及所述光信号通过所述匀光镜片后的角谱面数值孔径得到。
优选的，在所述光信号匀光方法中，所述插值算法为spline插值算法。
如上所述，根据均匀性计算公式：(1-(imax-imin)/(imax+imin))x100％，其中，imax为光信号的最大光强，imin为光信号的最小光强，通过本明的光信号匀光方法及其装置，光信号通过匀光镜片后形成的光斑的均匀性约为57％，通过匀光膜调制后的光斑的均匀性高达到95％，相比现有技术中均匀性约为85％具有很大的提高。
在本发明实施例提供的光信号匀光设备及其方法中，通过光传导单元传输光信号到一匀光镜片，所述匀光镜片可将相同角度的光线汇聚到瞳面上同一位置，所述匀光镜片远离所述光传导单元的一面设有一匀光膜，所述匀光膜用于调制所述光信号，从而使通过所述匀光镜片的光信号的均匀性得到提高。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。