本发明专利技术公开了一种用于疵病检测的暗场成像方法及装置，属于光学器件的成像技术领域。该暗场成像方法中辅助光源向反射镜发射明场光线，获得明场图像，再提取明场图像中明场疵病图案的中心线，根据中心线的第一偏角旋转检测台。LCD光源分别在旋转前与旋转后发射四个相位的条纹光线，反射至第一光采集器生成参考图，根据获得的参考图计算反射镜的高度函数。沿反射镜不同的方向生成两组暗场图并融合成暗场图像，提取暗场图像的暗场疵病图案，再结合所述高度函数计算暗场疵病图案的三维坐标。本发明专利技术可以根据高度函数确定反射镜的表面曲率，调整暗场光源的照射方向，避免反射光线进入光采集器影响暗场图像的成像效果。入光采集器影响暗场图像的成像效果。入光采集器影响暗场图像的成像效果。
【技术实现步骤摘要】
一种用于疵病检测的暗场成像方法及装置
[0001]本专利技术涉及光学器件的表面成像
，尤其涉及一种用于疵病检测的暗场成像方法及装置。
技术介绍
[0002]反射镜一般由高品质的石英玻璃或微晶玻璃经过精密加工而成。在反射镜的加工、抛光等过程中往往会在其反射面产生麻点、斑点、划痕、破边等疵病，通常将这些疵病称为反射镜的表面疵病。表面疵病是影响反射镜品质的重要因素，会给激光陀螺等光学设备的性能带来十分不利的影响。在镀膜和装配前检测出存在表面疵病的反射镜，可以避免不合格的零件对光学设备的性能和可靠性产生不良影响。现有技术通常采用暗场成像技术实现反射镜的检测。如中国专利公开号CN115389526A公开的一种球形弯曲表面疵病检测系统及检测方法，光源发射准直激光照射被测镜片的上表面，被测镜片的上表面散射的光被所述暗场成像单元中的暗场接收透镜收集，根据光信号预测表面疵病的形状。用于暗场成像的光源通常为线阵光源，当表面疵病与线阵光源的方向相近，且疵病没有形成大面积疵病时，疵病的检测难度较大。另一方面，被测镜片的表面形状也影响暗场光源的成像以及疵病三维坐标的估算。因此，有必要提出一种根据疵病走向调整光采集器方向的成像方法。
技术实现思路
[0003]为了解决上述现有技术存在的缺陷，本专利技术提出了一种用于疵病检测的暗场成像方法及装置，根据条纹光线确定反射镜的表面曲率，调整暗场光源的照射方向，避免反射光线进入光采集器影响暗场图像，同时借助高度函数确定暗场疵病图案的三维坐标。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于疵病检测的暗场成像方法，包括以下步骤：步骤1：将参考镜固定在检测台上，LCD光源分别沿第一高度和第二高度向参考镜发射四个相位的条纹光线，第一光采集器接收条纹光线分别生成四个第一参考图和四个第二参考图；步骤2：将反射镜固定在参考镜上，辅助光源沿第一入射角向反射镜发射明场光线，第二光采集器获得明场图像；步骤3：提取明场图像中明场疵病图案的中心线，根据该中心线的第一偏角旋转检测台；步骤4：LCD光源分别沿第一高度和第二高度向反射镜发射四个相位的条纹光线，第一光采集器接收条纹光线分别生成四个第三参考图和四个第四参考图；步骤5：根据第一参考图、第二参考图、第三参考图以及第四参考图计算反射镜的高度函数，根据高度函数的极值点确定第二偏角；步骤6：第一主光源与第二主光源沿第二入射角向反射镜发射暗场光线，第二光采集器获得第一暗场图；
步骤7：根据第二偏角旋转检测台，第一主光源与第二主光源沿第二入射角向反射镜发射暗场光线，第二光采集器获得第二暗场图；步骤8：融合所述第一暗场图和第二暗场图，生成暗场图像，提取暗场图像的暗场疵病图案；步骤9：结合所述高度函数计算暗场疵病图案的三维坐标。
[0005]在本专利技术中，所述第一光采集器为面阵相机，所述第二光采集器为线阵相机，所述辅助光源、第一主光源以及第二主光源为线阵光源。
[0006]在本专利技术中，第二入射角大于第一入射角，第二光采集器的轴线与检测台的法线的夹角等于第一入射角。
[0007]在本专利技术中，在步骤2中，第二光采集器沿预设的扫描路径获得多幅明场孔径图，拼接多幅明场孔径图生成明场图像。
[0008]在本专利技术中，在步骤3中，提取明场疵病图案中像素点的平面坐标，采用回归直线法获得明场疵病图案的中心线y=Kx+C，K为中心线的斜率，C为中心线的截距，第一偏角θ1=arctanK。
[0009]在本专利技术中，在步骤5中，依次根据第一参考图、第二参考图、第三参考图以及第四参考图确定反射镜任意像素点(x2,y2)的第一相位角φ1、第二相位角φ2、第三相位角φ3以及第四相位角φ4，再计算该像素点(x2,y2)对应的高度z，生成反射镜的高度函数z=g(x,y)。
[0010]在本专利技术中，在步骤5中，提取高度函数的最大极值点与最小极值点的平面坐标(x3,y3)与(x4,y4)，第二偏角θ2=arctan ((y3‑
y4)/(x3‑
x4))。
[0011]在本专利技术中，在步骤9中，提取暗场疵病图案中任意像素点的平面坐标(x1, y1)，代入反射镜的高度函数，确定暗场疵病图案的三维坐标 (x1, y1, g(x1, y1))。
[0012]一种实现所述用于疵病检测的暗场成像方法的暗场成像装置，包括：参考镜、检测台、LCD光源、第一光采集器、辅助光源、第一主光源、第二主光源、第二光采集器、处理器以及旋转驱动器，其中，参考镜用于固定待检测的反射镜；检测台用于固定参考镜；LCD光源用于向参考镜或反射镜发射条纹光线；第一光采集器用于接收条纹光线，并生成第一参考图、第二参考图、第三参考图以及第四参考图；辅助光源用于向反射镜发射明场光线；第一主光源与第二主光源用于向反射镜发射暗场光线；第二光采集器用于接收明场光线或暗场光线；处理器用于生成第一偏角、第二偏角以及三维坐标；旋转驱动器用于根据第一偏角、第二偏角旋转检测台。
[0013]在本专利技术中，所述暗场成像装置还包括平移驱动器，平移驱动器用于沿预设的扫描路径移动检测台。
[0014]实施本专利技术的这种用于疵病检测的暗场成像方法及装置，具有以下有益效果：本专利技术通过明场成像确定明场疵病图案的走向并据此旋转反射镜，避免明场疵病图案与条纹光线平行影响成像效果。本专利技术估算反射镜的最大曲率方向，调整暗场光线的照射方向，避
免反射镜的曲率变化影响暗场光线的反射位置，减少进入第二光采集器的噪声光线。本专利技术通过反射镜的高度函数实现暗场疵病图案的三维坐标的计算。本专利技术通过融合两个方向的暗场图获得全面的暗场图像，对暗场图像进行处理得到更清晰的暗场疵病图案。
附图说明
[0015]图1为本专利技术用于疵病检测的暗场成像方法的流程图；图2为本专利技术的LCD光源的光路图；图3为本专利技术的辅助光源、第一主光源以及第二主光源的光路图；图4为本专利技术的明场疵病图案的示意图；图5为本专利技术根据第一偏角旋转检测台的示意图；图6为本专利技术根据第二偏角旋转检测台的示意图；图7为本专利技术的暗场疵病图案的示意图；图8为本专利技术的暗场成像装置的结构简图；图9为本专利技术的暗场成像装置的框图。
[0016]附图中各附图标记：参考镜为11、检测台为10、LCD光源为12、第一光采集器为13、反射镜为20、辅助光源为21、第一主光源为23、第二主光源为24、第二光采集器为22、平移驱动器为25、旋转驱动器为26。
具体实施方式
[0017]为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。
[0018]本专利技术这种用于疵病检测的暗场成像方法，通过提取明场图像中明场疵病图案的中心线，根据中心线的第一偏角旋转检测台，避免明场疵病图案与条纹光线平行影响成像效果。本专利技术分别在第一偏角和第二偏角下开展暗场成像实验，融合两组暗场图生成暗场图像，再提取暗场图像的暗场疵病图案，结合高度函数计算暗场疵病图案的三维坐标。现有技术中，受疵病图案与反射镜曲率的影响，暗场光线的反射方向发生变化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于疵病检测的暗场成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将参考镜固定在检测台上，LCD光源分别沿第一高度和第二高度向参考镜发射四个相位的条纹光线，第一光采集器接收条纹光线分别生成四个第一参考图和四个第二参考图；步骤2：将反射镜固定在参考镜上，辅助光源沿第一入射角向反射镜发射明场光线，第二光采集器获得明场图像；步骤3：提取明场图像中明场疵病图案的中心线，根据该中心线的第一偏角旋转检测台；步骤4：LCD光源分别沿第一高度和第二高度向反射镜发射四个相位的条纹光线，第一光采集器接收条纹光线分别生成四个第三参考图和四个第四参考图；步骤5：根据第一参考图、第二参考图、第三参考图以及第四参考图计算反射镜的高度函数，根据高度函数的极值点确定第二偏角；步骤6：第一主光源与第二主光源沿第二入射角向反射镜发射暗场光线，第二光采集器获得第一暗场图；步骤7：根据第二偏角旋转检测台，第一主光源与第二主光源沿第二入射角向反射镜发射暗场光线，第二光采集器获得第二暗场图；步骤8：融合所述第一暗场图和第二暗场图，生成暗场图像，提取暗场图像的暗场疵病图案；步骤9：结合所述高度函数计算暗场疵病图案的三维坐标。2.根据权利要求1所述的用于疵病检测的暗场成像方法，其特征在于，所述第一光采集器为面阵相机，所述第二光采集器为线阵相机，所述辅助光源、第一主光源以及第二主光源为线阵光源。3.根据权利要求1所述的用于疵病检测的暗场成像方法，其特征在于，第二入射角大于第一入射角，第二光采集器的轴线与检测台的法线的夹角等于第一入射角。4.根据权利要求1或2所述的用于疵病检测的暗场成像方法，其特征在于，在步骤2中，第二光采集器沿预设的扫描路径获得多幅明场孔径图，拼接多幅明场孔径图生成明场图像。5.根据权利要求1所述的用于疵病检测的暗场成像方法，其特征在于，在步骤3中，提取明场疵病图案中像素点的平面坐标，采用回归直线法获得明场疵病图案的中心线...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶谷音，李敏，黄云，黄宗升，许光明，战德军，周全，孙志刚，
申请(专利权)人：江西驰宇光电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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