本公開涉及光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及光學(xué)檢測系統(tǒng)及光學(xué)檢測方法。

背景技術(shù)：

近年來由于微納米半導(dǎo)體技術(shù)、微機(jī)電制程與封裝技術(shù)等持續(xù)不斷地發(fā)展，帶動了高科技的進(jìn)步，其中光學(xué)元件的應(yīng)用不但更加多樣化，而且為配合光電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，逐漸朝向輕薄短小與多功能化發(fā)展。相應(yīng)地如何在微小系統(tǒng)中嵌入微小光學(xué)元件已成為關(guān)鍵性技術(shù)，尤其非球面透鏡可以簡化光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成、提高成像品質(zhì)與降低成本。因此，在講求高品質(zhì)與低成本的市場要求下，非球面透鏡在光電產(chǎn)品的應(yīng)用中越來越廣泛。而在透鏡的制造過程中，需要對透鏡進(jìn)行質(zhì)量檢測以確保透鏡的質(zhì)量符合要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提出了光學(xué)檢測系統(tǒng)及光學(xué)檢測方法。

第一方面，本公開提供了一種光學(xué)檢測系統(tǒng)，該光學(xué)檢測系統(tǒng)包括：第一光源、分光鏡、第二光源、待測光學(xué)器件、第一相機(jī)、第二相機(jī)以及分別電連接所述第一相機(jī)和所述第二相機(jī)的計(jì)算設(shè)備，其中：

所述第一相機(jī)設(shè)置于所述待測光學(xué)器件的第一側(cè)；

所述第一光源、所述分光鏡、所述第二光源和所述第二相機(jī)分別設(shè)置于待測光學(xué)器件的第二側(cè)；

所述分光鏡設(shè)置于所述第一光源和所述待測光學(xué)器件之間，所述第一光源發(fā)射的光線穿透所述分光鏡和所述待測光學(xué)器件后由所述第一相機(jī)接收并形成透射圖像后發(fā)送至所述計(jì)算設(shè)備；

所述第二光源設(shè)置于所述分光鏡和所述待測光學(xué)器件之間，所述第二光源朝向所述待測光學(xué)器件發(fā)射的光線由所述待測光學(xué)器件反射后經(jīng)由所述分光鏡而被所述第二相機(jī)接收并形成反射圖像后發(fā)送至所述計(jì)算設(shè)備；

所述計(jì)算設(shè)備用于基于所述透射圖像與預(yù)設(shè)參考透射圖像的差異生成透射檢測結(jié)果，以及基于所述反射圖像與預(yù)設(shè)參考反射圖像的差異生成表面檢測結(jié)果。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述第一光源為激光光源。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述第二光源為白光光源。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述第二光源為中空白光光源。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡，所述至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡設(shè)置于所述待測光學(xué)器件和所述第一相機(jī)之間，用于匯聚由所述待測光學(xué)器件透射的光線。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述第一相機(jī)和所述第二相機(jī)為電荷耦合器件ccd相機(jī)。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括設(shè)置有至少兩個(gè)所述待測光學(xué)器件的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪與所述計(jì)算設(shè)備通信連接。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述光線檢測系統(tǒng)還包括：轉(zhuǎn)盤，所述待測光學(xué)器件設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤與所述計(jì)算設(shè)備通信連接。

第二方面，本公開提供了一種光學(xué)檢測方法，應(yīng)用于如第一方面中任一實(shí)現(xiàn)方式描述的光學(xué)檢測系統(tǒng)中的計(jì)算設(shè)備，該光學(xué)檢測方法包括：

獲取所述第一相機(jī)拍攝的透射圖像和所述第二相機(jī)拍攝的反射圖像；

將所述透射圖像與所述待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述待測光學(xué)器件的透射檢測結(jié)果；

將所述反射圖像與所述待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述待測光學(xué)器件的表面檢測結(jié)果。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述透射檢測結(jié)果包括以下至少一項(xiàng)檢測結(jié)果：曲率檢測結(jié)果、離心率檢測結(jié)果、傾斜度檢測結(jié)果、凹痕檢測結(jié)果、形變檢測結(jié)果。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述表面檢測結(jié)果包括以下至少一項(xiàng)檢測結(jié)果：雜質(zhì)異物檢測結(jié)果、落塵檢測結(jié)果。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括設(shè)置有至少兩個(gè)待測光學(xué)器件的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪與所述計(jì)算設(shè)備通信連接；以及所述方法還包括：

在生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的透射檢測結(jié)果和表面檢測結(jié)果后，控制轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)輪，其中，轉(zhuǎn)動后所述轉(zhuǎn)輪中位于待檢測位置的待檢測光學(xué)器件為當(dāng)前待測光學(xué)器件，所述第一光源發(fā)射的光線穿透所述分光鏡和所述當(dāng)前待測光學(xué)器件后由所述第一相機(jī)接收并形成透射圖像，以及所述第二光源朝向所述當(dāng)前待測光學(xué)器件發(fā)射的光線由所述當(dāng)前待測光學(xué)器件反射后經(jīng)由所述分光鏡而被所述第二相機(jī)接收并形成反射圖像。

在一些可選的實(shí)施方式中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)盤，所述待測光學(xué)器件設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤與所述計(jì)算設(shè)備被通信連接，所述待測光學(xué)器件包括兩相對待測表面；以及

所述將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的表面檢測結(jié)果，包括：

將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的、當(dāng)前朝向所述第二光源的表面的表面檢測結(jié)果；

控制轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)；

獲取所述第二相機(jī)拍攝的反射圖像；

將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的、當(dāng)前朝向所述第二光源的表面的表面檢測結(jié)果。

傳統(tǒng)對光學(xué)器件進(jìn)行檢測，大多利用光反射來檢測其表面輪廓特征，且一次僅能檢測一面，需翻面后才能再檢測另外一面，因此檢測程序復(fù)雜且耗時(shí)。而對于光電產(chǎn)品中的透鏡，不論是球面透鏡或非球面透鏡的光學(xué)器件，由于其尺寸太小更加不方便進(jìn)行質(zhì)量檢測。

本公開提供的光學(xué)檢測系統(tǒng)及光學(xué)檢測方法，通過設(shè)計(jì)光學(xué)檢測系統(tǒng)包括第一光源、分光鏡、第二光源、待測光學(xué)器件、第一相機(jī)、第二相機(jī)以及分別電連接第一相機(jī)和第二相機(jī)的計(jì)算設(shè)備，其中：第一相機(jī)設(shè)置于待測光學(xué)器件的第一側(cè)，第一光源、分光鏡、第二光源和第二相機(jī)分別設(shè)置于待測光學(xué)器件的第二側(cè)，分光鏡設(shè)置于第一光源和待測光學(xué)器件之間，第一光源發(fā)射的光線穿透分光鏡和待測光學(xué)器件后由第一相機(jī)接收并形成透射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備，第二光源設(shè)置于分光鏡和待測光學(xué)器件之間，第二光源朝向待測光學(xué)器件發(fā)射的光線由待測光學(xué)器件反射后經(jīng)由分光鏡而被第二相機(jī)接收并形成反射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備；計(jì)算設(shè)備用于基于透射圖像與預(yù)設(shè)參考透射圖像的差異生成透射檢測結(jié)果，以及基于反射圖像與預(yù)設(shè)參考反射圖像的差異生成表面檢測結(jié)果?？梢詫?shí)現(xiàn)包括但不限于以下技術(shù)效果：

第一，一方面通過利用待測光學(xué)器件兩側(cè)的曲率變化所產(chǎn)生的同調(diào)光干涉的差異來檢測待測光學(xué)器件的光透射質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)對待測光學(xué)器件的兩個(gè)表面特征同時(shí)進(jìn)行檢測。另一方面通過利用待測光學(xué)器件的反射圖像檢測待測光學(xué)器件的光反射質(zhì)量進(jìn)行檢測。繼而實(shí)現(xiàn)將光學(xué)器件的透射質(zhì)量和反射質(zhì)量合二為一，即檢測范圍大。

第二，通過利用計(jì)算設(shè)備對第一相機(jī)和第二相機(jī)拍攝的透射圖像和反射圖像與預(yù)設(shè)的參考透射圖像和參考反射圖像進(jìn)行比對給出檢測結(jié)果，檢測速度快。

第三，通過采用計(jì)算設(shè)備自動進(jìn)行光學(xué)器件的質(zhì)量檢測，可以有效降低檢測人員檢測標(biāo)準(zhǔn)不一的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本公開的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中第一光源發(fā)射光線的示意圖；

圖2b是根據(jù)本公開的待測光學(xué)器件的實(shí)測透射圖像和預(yù)設(shè)參考透射圖像的對比示意圖；

圖2c是根據(jù)本公開的待測光學(xué)器件的實(shí)測透射圖像和預(yù)設(shè)參考透射圖像中像素點(diǎn)距離圖像中心點(diǎn)的距離與對應(yīng)的像素點(diǎn)灰度值之間的關(guān)系圖；

圖3是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中第二光源發(fā)射光線的示意圖；

圖4是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測系統(tǒng)中轉(zhuǎn)輪的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測系統(tǒng)中轉(zhuǎn)盤的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

符號說明：

100-光學(xué)檢測系統(tǒng)；101-第一光源；102-分光鏡；103-第二光源；104-待測光學(xué)器件；105-第一相機(jī)；106-第二相機(jī)；107-計(jì)算設(shè)備；108-準(zhǔn)直鏡；109-轉(zhuǎn)輪；110-轉(zhuǎn)盤；d1-待測光學(xué)器件的預(yù)設(shè)參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像的外輪廓直徑；d2-待測光學(xué)器件的實(shí)測透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像的外輪廓直徑；d3-待測光學(xué)器件的預(yù)設(shè)參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中相鄰兩黑色條紋之間的距離；d4-待測光學(xué)器件的實(shí)測參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中相鄰兩黑色條紋之間的距離。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，通過本說明書記載的內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易了解本發(fā)明所解決的技術(shù)問題以及所產(chǎn)生的技術(shù)效果?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外，為了便于描述，附圖中僅示出了與有關(guān)發(fā)明相關(guān)的部分。

需要說明的是，說明書附圖中所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，僅用于配合說明書所記載的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)也視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

另外，在不沖突的情況下，本公開中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本公開。

參考圖1，圖1是根據(jù)本公開的光學(xué)檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，光學(xué)檢測系統(tǒng)100包括：第一光源101、分光鏡102、第二光源103、待測光學(xué)器件104、第一相機(jī)105、第二相機(jī)106以及分別電連接第一相機(jī)105和第二相機(jī)106的計(jì)算設(shè)備107。其中：

待測光學(xué)器件104可具有第一待測表面(圖中未示出)和相對第一待測表面的第二待測表面(圖中未示出)。待測光學(xué)器件104可以是各種可透光的器件，例如可以是透鏡(len)、透光薄膜(film)或透光纖維(fiber)。

例如，當(dāng)待測光學(xué)器件104為透鏡時(shí)，透鏡的第一待測表面和第二待測表面可以分別是透鏡的兩個(gè)相對的表面。待測光學(xué)器件104的第一側(cè)可以是待測光學(xué)器件104的第一待測表面?zhèn)?，而待測光學(xué)器件104的第二側(cè)可以是待測光學(xué)器件104的第二待測表面?zhèn)取?br />
第一相機(jī)105可設(shè)置于待測光學(xué)器件104的第一側(cè)。第一光源101、分光鏡102、第二光源103和第二相機(jī)106可分別設(shè)置于待測光學(xué)器件104的第二側(cè)。

分光鏡102可設(shè)置于第一光源101和待測光學(xué)器件104之間，且第一光源101發(fā)射的光線可穿透分光鏡102和待測光學(xué)器件104后由第一相機(jī)105接收，這樣第一相機(jī)105可以采集上述光線并形成透射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備107。即，計(jì)算設(shè)備107可以從第一相機(jī)105獲取第一光源101發(fā)射的光線穿過待測光學(xué)器件104的透射圖像。

而為了在第一相機(jī)105上采集到第一光源101發(fā)射的光在穿透待測光學(xué)器件104的第一待測表面和第二待測表面后的同調(diào)光干涉條紋，第一光源101可以是各種單色光源，即第一光源101發(fā)射的光波波長為單一波長。比如，第一光源101可以是氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等單色光源。

在一些可選的實(shí)施方式中，第一光源101也可以是激光光源。因激光光源相比普通光源具有單色性、定向發(fā)光、亮度高等優(yōu)點(diǎn)，第一光源101采用激光光源，可以在第一相機(jī)105上更加清晰地采集到第一光源101發(fā)射的光在穿透待測光學(xué)器件104的第一待測表面和第二待測表面后的同調(diào)光干涉條紋圖像。進(jìn)而方便在計(jì)算設(shè)備107上進(jìn)行圖像分析給出檢測結(jié)果。

第二光源103可設(shè)置于分光鏡102和待測光學(xué)器件104之間。當(dāng)?shù)诙庠?03啟動后，第二光源103朝向待測光學(xué)器件104發(fā)射的光線到達(dá)待測光學(xué)器件104后被待測光學(xué)器件104反射回，反射回的光線到達(dá)分光鏡102后被反射到第二相機(jī)106，繼而第二相機(jī)106可以接收上述光線并形成反射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備107。即，計(jì)算設(shè)備107可以從第二相機(jī)106獲取第二光源103發(fā)射的光線由待測光學(xué)器件104反射后再經(jīng)由分光鏡102反射的反射圖像。

而為了在計(jì)算設(shè)備107上更清晰地采集到上述透射圖像，第二光源103可以為寬波域光源，例如可以是指白光光源。具體光源形式本公開不做具體限定，例如可以是led白光光源。

在一些可選的可選實(shí)施方式中，為了方便第二光源103發(fā)出的光到達(dá)待測光學(xué)器件104后再原路被反射并穿過第二光源103，第二光源103可以為中空白光光源。例如，第二光源103可以為中空環(huán)形光源(ringlight)。

分光鏡102，也可以稱為分束鏡(beamsplitter)，主要用于將入射光束分成透射與反射兩束光。

而計(jì)算設(shè)備107可用于基于從第一相機(jī)105接收的透射圖像與預(yù)設(shè)參考透射圖像的差異生成透射檢測結(jié)果，以及基于從第二相機(jī)106接收的反射圖像與預(yù)設(shè)參考反射圖像的差異生成表面檢測結(jié)果。計(jì)算設(shè)備107可以是各種具有計(jì)算以及控制第一相機(jī)105和第二相機(jī)106功能的電子設(shè)備。例如包括但不限于智能手機(jī)、平板電腦、膝上型便攜計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、工業(yè)計(jì)算機(jī)等等。

這里，第一相機(jī)105和第二相機(jī)106可以是各種圖像采集設(shè)備。例如，可以包括但不限于ccd(charge-coupleddevice，電荷耦合器件)相機(jī)。

在一些可選的可選實(shí)施方式中，光學(xué)檢測系統(tǒng)100還可以包括至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡108，至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡108可設(shè)置于待測光學(xué)器件104和第一相機(jī)105之間，用于匯聚由待測光學(xué)器件104透射的光線。這可以防止光線經(jīng)過待測光學(xué)器件104后過于分散導(dǎo)致第一相機(jī)105拍攝的圖像不清晰，不利于計(jì)算設(shè)備107進(jìn)行對比分析檢測。

下面參考圖2a，圖2a是根據(jù)本公開的圖1所示的光學(xué)檢測系統(tǒng)100中第一光源101發(fā)射光線的示意圖。為了對待測光學(xué)器件104進(jìn)行透射質(zhì)量檢測得到透射檢測結(jié)果，檢測原理和流程如下：

啟動第一光源101，第一光源101發(fā)射的光線經(jīng)由分光鏡102入射至待測光學(xué)器件104并穿透，透射后的光再由第一相機(jī)105接收并形成透射圖像，最后透射圖像再傳遞至計(jì)算設(shè)備107。計(jì)算設(shè)備107可以將收到的透射圖像與待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像進(jìn)行分析比對，并生成待測光學(xué)器件104的透射檢測結(jié)果。這里，待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像可以是經(jīng)檢查(比如經(jīng)過精密光學(xué)儀器和/或技術(shù)人員人工檢查后確認(rèn)無損的、與待測光學(xué)器件104產(chǎn)品要求、功能、規(guī)格型號等均相同的光學(xué)器件)無損的光學(xué)器件，在上述光學(xué)檢測系統(tǒng)100中由第一相機(jī)105拍攝的透射圖像。計(jì)算設(shè)備107可以采用各種實(shí)現(xiàn)方式對待測光學(xué)器件104的實(shí)測透射圖像和預(yù)設(shè)參考透射圖像進(jìn)行對比分析得到透射檢測結(jié)果。

根據(jù)光學(xué)原理可知，如果第一光源101發(fā)出的為單色光(即單波長光)，經(jīng)待測光學(xué)器件104透射后，由于待測光學(xué)器件104的兩表面可能存在曲率變化導(dǎo)致透射后的光為相異的同調(diào)光干涉，進(jìn)而可以在第一相機(jī)105拍攝到同調(diào)光干涉條紋。

具體而言可參考圖2b，圖2b中左側(cè)條紋圖為預(yù)設(shè)參考透射圖像，右側(cè)條紋圖為實(shí)測透射圖像。

例如，當(dāng)待測光學(xué)器件104的表面曲率(這里，可以包括待測光學(xué)器件104的兩個(gè)待測表面的曲率)不合格時(shí)，實(shí)測得到的透射圖像的同調(diào)光干涉條紋的外輪廓尺寸可能和合格產(chǎn)品對應(yīng)的透射圖像的同調(diào)光干涉條紋的外輪廓尺寸有差異。

例如，圖2b中d1為待測光學(xué)器件104的預(yù)設(shè)參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像的外輪廓直徑，而d2為待測光學(xué)器件104的實(shí)測透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像的外輪廓直徑。計(jì)算設(shè)備107可以通過對比d2與d1的差異大小來確定待測光學(xué)器件104的透射質(zhì)量是否合格。比如，如果d2與d1的差值絕對值小于預(yù)設(shè)距離(比如，3個(gè)像素長度)，可以認(rèn)為待測光學(xué)器件104的透射質(zhì)量合格，否則認(rèn)為不合格。

又例如，當(dāng)待測光學(xué)器件104的表面曲率(這里，可以包括待測光學(xué)器件104的兩個(gè)待測表面的曲率)不合格時(shí)，實(shí)測得到的透射圖像的同調(diào)光干涉條紋的條紋疏密也會和合格產(chǎn)品對應(yīng)的透射圖像的同調(diào)光干涉條紋的條紋疏密有差異。

具體請參考圖2c，圖2c中reference對應(yīng)的曲線表示的是待測光學(xué)器件104的預(yù)設(shè)參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中條紋與圖像中心點(diǎn)之間的距離(對應(yīng)橫坐標(biāo))與條紋的灰度值(對應(yīng)縱坐標(biāo))之間的對應(yīng)關(guān)系。failunit對應(yīng)的曲線表示的是待測光學(xué)器件104的實(shí)測透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中條紋與圖像中心點(diǎn)之間的距離(對應(yīng)橫坐標(biāo))與條紋的灰度值(對應(yīng)縱坐標(biāo))之間的對應(yīng)關(guān)系。兩條曲線中的波峰對應(yīng)的灰度值最大，對應(yīng)的條紋顏色也最淺，表明波峰對應(yīng)為條紋之間的中心區(qū)域。而波谷對應(yīng)的灰度值最小，對應(yīng)的條紋顏色也最深，表明波谷對應(yīng)為條紋。由此可知，reference對應(yīng)的曲線中相鄰兩波谷之間的距離即可以理解為預(yù)設(shè)參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中條紋之間的距離。例如，圖2c中，d3為待測光學(xué)器件104的預(yù)設(shè)參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中相鄰兩條紋之間的距離。failunit對應(yīng)的曲線中相鄰兩波谷之間的距離即可以理解為實(shí)測透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中條紋之間的距離。例如，圖2c中，d4為待測光學(xué)器件104的實(shí)測參考透射圖像對應(yīng)的同調(diào)光干涉條紋圖像中相鄰兩條紋之間的距離。計(jì)算設(shè)備107可以通過對比d4與d3的差異大小來確定待測光學(xué)器件104的透射質(zhì)量是否合格。比如，如果d4與d3的差值絕對值小于預(yù)設(shè)距離(比如，3個(gè)像素長度)，可以認(rèn)為待測光學(xué)器件104的透射質(zhì)量合格，否則認(rèn)為不合格。

需要說明的是，計(jì)算設(shè)備107可以采用各種實(shí)現(xiàn)方式將實(shí)測得到的透射圖像與待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像進(jìn)行分析比對，并生成待測光學(xué)器件104的透射檢測結(jié)果。而根據(jù)所采用的實(shí)現(xiàn)方式不同，也可以檢測各種有關(guān)透射質(zhì)量的不同影響因素。

在一些可選的可選實(shí)施方式中，待測光學(xué)器件104的透射檢測結(jié)果可以包括但不限于以下各項(xiàng)：曲率(curvature)檢測結(jié)果、離心(decenter))率檢測結(jié)果、傾斜(tilt)度檢測結(jié)果、凹痕(dent)檢測結(jié)果、形變(deformer)檢測結(jié)果。

下面參考圖3，圖3是根據(jù)本公開的圖1所示的光學(xué)檢測系統(tǒng)100中第二光源103發(fā)射光線的示意圖。為了對待測光學(xué)器件104進(jìn)行表面質(zhì)量檢測得到表面檢測結(jié)果，檢測原理和流程如下：

啟動第二光源103，第二光源103發(fā)射的光線投射在待測光線器件104后被反射回，反射回的光線到達(dá)分光鏡102后以90度角進(jìn)入第二相機(jī)106，繼而第二相機(jī)106可以接收上述光線并形成反射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備107，計(jì)算設(shè)備107再將第二相機(jī)106拍攝的實(shí)測反射圖像與待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成待測光學(xué)器件104的表面檢測結(jié)果。

這里，待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像可以是經(jīng)檢查(比如經(jīng)過精密光學(xué)儀器和/或技術(shù)人員人工檢查后確認(rèn)無損的、與待測光學(xué)器件104產(chǎn)品要求、功能、規(guī)格型號等均相同的光學(xué)器件)無損的光學(xué)器件，在上述光學(xué)系統(tǒng)100中由第二相機(jī)106拍攝的反射圖像。

這里，表面檢測結(jié)果可以是對待測光學(xué)器件104的面向第二光源103的表面本身質(zhì)量進(jìn)行檢測的結(jié)果。例如，這里的表面檢測結(jié)果可以包括以下至少一項(xiàng)檢測結(jié)果：雜質(zhì)異物檢測結(jié)果、落塵檢測結(jié)果。

而對實(shí)測反射圖像與預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，生成表面檢測結(jié)果也可以根據(jù)具體待測光學(xué)器件104的具體不同以及相應(yīng)待進(jìn)行表面檢測項(xiàng)目的不同而采用相應(yīng)的計(jì)算邏輯來進(jìn)行，本公開對此不在具體限定。

例如，如果預(yù)設(shè)參考反射圖像為基本白色單色圖像，當(dāng)待檢測光學(xué)器件104的面向第二光源103的表面存在雜質(zhì)、異物或者落塵時(shí)，實(shí)測的反射圖像中可能存在相應(yīng)的色點(diǎn)、色塊、色斑等，這時(shí)計(jì)算設(shè)備107可以通過計(jì)算實(shí)測反射圖像的平均灰度值與預(yù)設(shè)參考反射圖像的平均灰度值的差異來確定待檢測光學(xué)器件104的面向第二光源103的表面是否存在雜質(zhì)、異物或者落塵。計(jì)算設(shè)備107還可以通過將實(shí)測反射圖像與預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行逐像素計(jì)算差值，最終根據(jù)所有像素的差值和來確定待檢測光學(xué)器件104的面向第二光源103的表面是否存在雜質(zhì)、異物或者落塵。

在一些可選的可選實(shí)施方式中，參考圖4所示，光學(xué)檢測系統(tǒng)100還可以包括設(shè)置有至少兩個(gè)待測光學(xué)器件104的轉(zhuǎn)輪109，轉(zhuǎn)輪109可與計(jì)算設(shè)備107通信連接。。這樣，可以在檢測完一個(gè)待測光學(xué)器件104后，由計(jì)算設(shè)備107控制轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪109進(jìn)行下一個(gè)待測光學(xué)器件104的檢測，以提高檢測速度。具體而言，可以是控制轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪109，其中，轉(zhuǎn)動后轉(zhuǎn)輪109中位于待檢測位置的待檢測光學(xué)器件104為當(dāng)前待測光學(xué)器件104，第一光源101發(fā)射的光線穿透分光鏡102和當(dāng)前待測光學(xué)器件104后由第一相機(jī)105接收并形成透射圖像，以及第二光源103朝向當(dāng)前待測光學(xué)器件104發(fā)射的光線由當(dāng)前待測光學(xué)器件104反射后經(jīng)由分光鏡102而被第二相機(jī)106接收并形成反射圖像。

在一些可選的可選實(shí)施方式中，參考圖5所示，光學(xué)檢測系統(tǒng)100還可以包括轉(zhuǎn)盤110，待測光學(xué)器件104可設(shè)置于轉(zhuǎn)盤110上。這樣，可以首先將待測光學(xué)器件104的第一待測表面朝向第二光源103，對待測光學(xué)器件104的第一待測表面進(jìn)行表面檢測，進(jìn)而得到待測光學(xué)器件104的第一待測表面的表面檢測結(jié)果。之后，再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤110，使得待測光學(xué)器件104的第二待測表面朝向第二光源103，接著可以對待測光學(xué)器件104的第二待測表面進(jìn)行表面檢測，得到第二待測表面的表面檢測結(jié)果。繼而，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤110可以實(shí)現(xiàn)得到待測光學(xué)器件104的第一待測表面和第二待測表面的表面檢測結(jié)果。

繼續(xù)參考圖6，圖6是根據(jù)本公開應(yīng)用于如圖1所示的光學(xué)檢測系統(tǒng)100中的計(jì)算設(shè)備107的光學(xué)檢測方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖6所示，該方法可以包括：

步驟601，獲取第一相機(jī)拍攝的透射圖像和第二相機(jī)拍攝的反射圖像。

在本實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備107可以獲取光學(xué)檢測系統(tǒng)100中第一相機(jī)105拍攝的透射圖像和第二相機(jī)106拍攝的反射圖像。

步驟602，將透射圖像與待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像進(jìn)行分析比對，并生成待測光學(xué)器件的透射檢測結(jié)果。

這里，關(guān)于透射圖像和待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像可以參考上文相關(guān)描述，在此不再贅述。而步驟602的具體實(shí)現(xiàn)方式也可以根據(jù)具體待測光學(xué)器件104的具體不同以及相應(yīng)待檢測項(xiàng)目的不同而采用相應(yīng)的計(jì)算邏輯來進(jìn)行，本公開對此不在具體限定，例如，上文記載的利用檢測同調(diào)光干涉條紋的外輪廓尺寸差異或者條紋間疏密差異進(jìn)行檢測。

步驟603，將反射圖像與待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成待測光學(xué)器件的表面檢測結(jié)果。

這里，關(guān)于透射圖像和待測光學(xué)器件104對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像可以參考上文相關(guān)描述，在此不再贅述。而步驟602的具體實(shí)現(xiàn)方式也可以根據(jù)具體待測光學(xué)器件104的具體不同以及相應(yīng)待檢測項(xiàng)目的不同而采用相應(yīng)的計(jì)算邏輯來進(jìn)行，本公開對此不在具體限定，例如，上文記載的利用透射圖像和預(yù)設(shè)參考透射圖像之間的灰度平均值差值進(jìn)行檢測。

在一些可選的實(shí)施方式中，光學(xué)檢測系統(tǒng)100還可以包括設(shè)置有至少兩個(gè)待測光學(xué)器件104的轉(zhuǎn)輪109，轉(zhuǎn)輪109與計(jì)算設(shè)備107通信連接?；诖?，該方法流程中，在步驟603之后，還可以包括以下操作(圖中未示出)：

控制轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪。

這里，轉(zhuǎn)動后轉(zhuǎn)輪109中位于待檢測位置的待檢測光學(xué)器件104為當(dāng)前待測光學(xué)器件104，第一光源101發(fā)射的光線穿透分光鏡102和當(dāng)前待測光學(xué)器件104后由第一相機(jī)105接收并形成透射圖像，以及第二光源103朝向當(dāng)前待測光學(xué)器件104發(fā)射的光線由當(dāng)前待測光學(xué)器件104反射后經(jīng)由分光鏡102而被第二相機(jī)106接收并形成反射圖像。進(jìn)而，計(jì)算設(shè)備107可以繼續(xù)執(zhí)行步驟601到步驟603以實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前待測光學(xué)器件的檢測，并在檢測完成后繼續(xù)控制轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪以實(shí)現(xiàn)對其他未檢測的待測光學(xué)器件的檢測。

在一些可選的實(shí)施方式中，光學(xué)檢測系統(tǒng)100還可以包括轉(zhuǎn)盤110，待測光學(xué)器件104設(shè)置于轉(zhuǎn)盤110上，轉(zhuǎn)盤110與計(jì)算設(shè)備107被通信連接，待測光學(xué)器件104包括兩相對的待測表面?；诖耍襟E603，將反射圖像與當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成當(dāng)前待測光學(xué)器件的表面檢測結(jié)果，可以包括如下操作：

首先，將反射圖像與當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成當(dāng)前待測光學(xué)器件的、當(dāng)前朝向第二光源的表面的表面檢測結(jié)果。

其次，控制轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)。

接著，獲取第二相機(jī)拍攝的反射圖像。

最后，將反射圖像與當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成當(dāng)前待測光學(xué)器件的、當(dāng)前朝向第二光源的表面的表面檢測結(jié)果。

通過在光學(xué)檢測系統(tǒng)100中設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤110，以及利用計(jì)算設(shè)備107控制轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)對待測光學(xué)器件104的兩個(gè)待測表面進(jìn)行表面檢測。

盡管已參考本公開的特定實(shí)施例描述并說明本公開，但這些描述和說明并不限制本公開。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚地理解，可進(jìn)行各種改變，且可在實(shí)施例內(nèi)替代等效元件而不脫離如由所附權(quán)利要求書限定的本公開的真實(shí)精神和范圍。圖示可能未必按比例繪制。歸因于制造過程中的變量等等，本公開中的技術(shù)再現(xiàn)與實(shí)際實(shí)施之間可能存在區(qū)別?？纱嬖谖刺囟ㄕf明的本公開的其它實(shí)施例。應(yīng)將說明書和圖示視為說明性的，而非限制性的?？勺鞒鲂薷模允固囟ㄇ闆r、材料、物質(zhì)組成、方法或過程適應(yīng)于本公開的目標(biāo)、精神以及范圍。所有此些修改都落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。雖然已參考按特定次序執(zhí)行的特定操作描述本文中所公開的方法，但應(yīng)理解，可在不脫離本公開的教示的情況下組合、細(xì)分或重新排序這些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特別指示，否則操作的次序和分組并不限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種光學(xué)檢測系統(tǒng)，包括：第一光源、分光鏡、第二光源、待測光學(xué)器件、第一相機(jī)、第二相機(jī)以及分別電連接所述第一相機(jī)和所述第二相機(jī)的計(jì)算設(shè)備，其中：

所述第一相機(jī)設(shè)置于所述待測光學(xué)器件的第一側(cè)；

所述第一光源、所述分光鏡、所述第二光源和所述第二相機(jī)分別設(shè)置于待測光學(xué)器件的第二側(cè)；

所述分光鏡設(shè)置于所述第一光源和所述待測光學(xué)器件之間，所述第一光源發(fā)射的光線穿透所述分光鏡和所述待測光學(xué)器件后由所述第一相機(jī)接收并形成透射圖像后發(fā)送至所述計(jì)算設(shè)備；

所述第二光源設(shè)置于所述分光鏡和所述待測光學(xué)器件之間，所述第二光源朝向所述待測光學(xué)器件發(fā)射的光線由所述待測光學(xué)器件反射后經(jīng)由所述分光鏡而被所述第二相機(jī)接收并形成反射圖像后發(fā)送至所述計(jì)算設(shè)備；

所述計(jì)算設(shè)備用于基于所述透射圖像與預(yù)設(shè)參考透射圖像的差異生成透射檢測結(jié)果，以及基于所述反射圖像與預(yù)設(shè)參考反射圖像的差異生成表面檢測結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述第一光源為激光光源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述第二光源為白光光源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述第二光源為中空白光光源。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡，所述至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡設(shè)置于所述待測光學(xué)器件和所述第一相機(jī)之間，用于匯聚由所述待測光學(xué)器件透射的光線。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述第一相機(jī)和所述第二相機(jī)為電荷耦合器件ccd相機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括設(shè)置有至少兩個(gè)所述待測光學(xué)器件的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪與所述計(jì)算設(shè)備通信連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其中，所述光線檢測系統(tǒng)還包括：

轉(zhuǎn)盤，所述待測光學(xué)器件設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤與所述計(jì)算設(shè)備通信連接。

9.一種光學(xué)檢測方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-8中任一所述的光學(xué)檢測系統(tǒng)中的計(jì)算設(shè)備，所述方法包括：

獲取所述第一相機(jī)拍攝的透射圖像和所述第二相機(jī)拍攝的反射圖像；

將所述透射圖像與所述待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考透射圖像進(jìn)行分析比對，并生成當(dāng)前待測光學(xué)器件的透射檢測結(jié)果；

將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的表面檢測結(jié)果。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述透射檢測結(jié)果包括以下至少一項(xiàng)檢測結(jié)果：曲率檢測結(jié)果、離心率檢測結(jié)果、傾斜度檢測結(jié)果、凹痕檢測結(jié)果、形變檢測結(jié)果。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述表面檢測結(jié)果包括以下至少一項(xiàng)檢測結(jié)果：雜質(zhì)異物檢測結(jié)果、落塵檢測結(jié)果。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括設(shè)置有至少兩個(gè)待測光學(xué)器件的轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪與所述計(jì)算設(shè)備通信連接；以及

所述方法還包括：

在生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的透射檢測結(jié)果和表面檢測結(jié)果后，控制轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)輪，其中，轉(zhuǎn)動后所述轉(zhuǎn)輪中位于待檢測位置的待檢測光學(xué)器件為當(dāng)前待測光學(xué)器件，所述第一光源發(fā)射的光線穿透所述分光鏡和所述當(dāng)前待測光學(xué)器件后由所述第一相機(jī)接收并形成透射圖像，以及所述第二光源朝向所述當(dāng)前待測光學(xué)器件發(fā)射的光線由所述當(dāng)前待測光學(xué)器件反射后經(jīng)由所述分光鏡而被所述第二相機(jī)接收并形成反射圖像。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)盤，所述待測光學(xué)器件設(shè)置于所述轉(zhuǎn)盤上，所述轉(zhuǎn)盤與所述計(jì)算設(shè)備被通信連接，所述待測光學(xué)器件包括兩相對待測表面；以及

所述將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的表面檢測結(jié)果，包括：

將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的、當(dāng)前朝向所述第二光源的表面的表面檢測結(jié)果；

控制轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)；

獲取所述第二相機(jī)拍攝的反射圖像；

將所述反射圖像與所述當(dāng)前待測光學(xué)器件對應(yīng)的預(yù)設(shè)參考反射圖像進(jìn)行分析比對，并生成所述當(dāng)前待測光學(xué)器件的、當(dāng)前朝向所述第二光源的表面的表面檢測結(jié)果。

技術(shù)總結(jié)

本公開提供了光學(xué)檢測系統(tǒng)及光學(xué)檢測方法。通過設(shè)計(jì)光學(xué)檢測系統(tǒng)中：第一相機(jī)設(shè)置于待測光學(xué)器件的第一側(cè)，第一光源、分光鏡、第二光源和第二相機(jī)分別設(shè)置于待測光學(xué)器件的第二側(cè)，分光鏡設(shè)置于第一光源和待測光學(xué)器件之間，第一光源發(fā)射的光線穿透分光鏡和待測光學(xué)器件后由第一相機(jī)接收并形成透射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備，第二光源設(shè)置于分光鏡和待測光學(xué)器件之間，第二光源朝向待測光學(xué)器件發(fā)射的光線由待測光學(xué)器件反射后經(jīng)由分光鏡而被第二相機(jī)接收并形成反射圖像后發(fā)送至計(jì)算設(shè)備；計(jì)算設(shè)備用于基于透射圖像和反射圖像生成透射檢測結(jié)果和表面檢測結(jié)果。本公開方案可以擴(kuò)大光學(xué)器件檢測的檢測范圍以及提高檢測速度。

技術(shù)研發(fā)人員：柯俊宇;吳祖修

受保護(hù)的技術(shù)使用者：日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.04.26

技術(shù)公布日：2021.07.27