曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置

本发明涉及光学元器件，尤其涉及一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置。

背景技术：

1、曲面光学元件是一种具有曲率形状的光学元件，广泛应用于各种光学应用中，如激光器、光纤通信、显微镜和望远镜等。曲面光学元件在研磨、抛光后常常存在各种缺陷(如划伤、凹陷、裂纹、崩边等表面缺陷)，这些缺陷不仅会降低用户体验，甚至会影响光学系统的性能。

2、目前，多通过人工目视检测曲面光学元件的表面缺陷，但人工目视检测不仅效率低下，而且主观判别准确度差。因此，如何高效且准确对曲面光学元件表面进行缺陷检测，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置，用以解决现有技术中曲面光学元件表面缺陷检测效率和准确度较低的缺陷。

2、本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，包括：

3、基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；

4、基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；

5、基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。

6、根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，包括：

7、基于球心角间隔以及所述球心角，确定用于表征两相邻成像区域之间重叠范围的重叠系数，所述球心角间隔用于表征所述两相邻成像区域之间的球心角距离；

8、基于所述重叠系数、所述球心角以及所述边缘纬度，确定所述第一扫描图像数量。

9、根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量，包括：

10、基于所述球心角，确定在所述各目标纬线上相邻两扫描图像之间的球心角间隔；

11、基于所述球心角间隔，以及所述各目标纬线的纬度，确定所述第二扫描图像数量。

12、根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像，包括：

13、基于所述第一扫描图像数量，以及所述球心角，确定各扫描图像的中心点纬度；

14、基于所述第二扫描图像数量、所述球心角以及所述各目标纬线的纬度，确定所述各扫描图像的中心点经度；

15、基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像。

16、根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像，包括：

17、基于所述扫描相机的物距、所述各扫描图像的中心点纬度以及所述曲面光学元件的球面半径，确定所述扫描相机在所述各扫描图像的中心点纬度成像时扫描平台上各平移轴的运动位移；

18、基于相邻两扫描图像的中心点经度，确定所述扫描平台上各旋转轴的旋转角度；

19、基于所述各平移轴的运动位移，以及所述各旋转轴的旋转角度，调整所述扫描相机的位置，以使调整位置后的扫描相机获取对应的扫描图像。

20、根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述扫描平台为五轴运动平台，所述五轴运动平台包括第一平移轴、第二平移轴、第三平移轴、第一旋转轴以及第二旋转轴，所述第一平移轴与所述第二平移轴为水平方向平移轴且相互垂直，所述第三平移轴为竖直方向平移轴，所述第一旋转轴安装于所述第一平移轴与所述第二平移轴构成的平台上，所述第二旋转轴固定于所述第三平移轴上。

21、本发明还提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置，包括：

22、第一确定单元，用于基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；

23、第二确定单元，用于基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；

24、图像获取单元，用于基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。

25、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

26、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

27、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

28、本发明提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置，基于曲面光学元件的边缘纬度以及球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，并基于球心角以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量，从而可以基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量准确获取曲面光学元件上的多个扫描图像，进而能够基于扫描图像高效且准确对曲面光学元件进行表面缺陷检测。

技术特征：

1.一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，包括：

3.根据权利要求1所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量，包括：

4.根据权利要求1所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像，包括：

5.根据权利要求4所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像，包括：

6.根据权利要求5所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述扫描平台为五轴运动平台，所述五轴运动平台包括第一平移轴、第二平移轴、第三平移轴、第一旋转轴以及第二旋转轴，所述第一平移轴与所述第二平移轴为水平方向平移轴且相互垂直，所述第三平移轴为竖直方向平移轴，所述第一旋转轴安装于所述第一平移轴与所述第二平移轴构成的平台上，所述第二旋转轴固定于所述第三平移轴上。

7.一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

技术总结
本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置，所述方法包括：基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；基于球心角以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量；基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量，获取曲面光学元件上的多个扫描图像；基于多个扫描图像，对曲面光学元件进行表面缺陷检测。本发明能够准确获取曲面光学元件上的多个扫描图像，并基于扫描图像高效且准确对曲面光学元件进行表面缺陷检测。

技术研发人员：李明威,罗惠元,钟成
受保护的技术使用者：中国科学院自动化研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15