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光学仪器 2013年第2期35卷 7-10,14页

作者：王科刘缠牢西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

针对现有球面光学元件表面疵病检测技术研究较少的情况,根据疵病对光的散射特性,提出了一种基于机器视觉技术检测球面光学元件表面疵病的方法。实验分析了光照角度、光强大小和球面光学元件曲率半径对疵病散射光成像质量的影响。并对口... 详细信息

针对现有球面光学元件表面疵病检测技术研究较少的情况,根据疵病对光的散射特性,提出了一种基于机器视觉技术检测球面光学元件表面疵病的方法。实验分析了光照角度、光强大小和球面光学元件曲率半径对疵病散射光成像质量的影响。并对口径为Φ14mm,曲率半径为13mm的球面光学元件表面进行了检测,实验表明,该技术对元件样品上10μm以下的表面疵病可进行有效的检测。

关键词：球面光学元件表面疵病散射光机器视觉

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球面光学元件表面疵病的自动检测技术研究

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光学仪器 2013年第6期35卷 16-20页

作者：张彬刘缠牢西安工业大学光电工程学院陕西西安710032

针对球面光学元件的特点,以及自动检测的需要,提出了环形扫描的检测方法。设计了扫描方案并搭建了实验平台,分析了扫描速度对图像拼接的影响,以及所选光源数目对成像质量的影响。通过实验证明:对口径为20mm,曲率半径为50mm的透镜选取40m... 详细信息

针对球面光学元件的特点,以及自动检测的需要,提出了环形扫描的检测方法。设计了扫描方案并搭建了实验平台,分析了扫描速度对图像拼接的影响,以及所选光源数目对成像质量的影响。通过实验证明:对口径为20mm,曲率半径为50mm的透镜选取40mm/s的扫描速度,以及三个LED光源照明,可以达到检测的要求。通过GUI参数界面的编写,可以很好地解决不同曲率半径及口径的检测问题。

关键词：球面光学元件自动检测环形扫描

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光学元件表面疵病散射法检测技术研究

光学元件表面疵病散射法检测技术研究

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作者：王科西安工业大学

学位级别：硕士

光学元件表面疵病自动检测技术越来越受到人们重视,本文基于疵病对入射光的散射特性,设计了球面光学元件表面疵病检测系统,完成了实验平台的搭建,分析了实验结果。该方法可直观,快速的检测元件表面疵病,适合工业现场环境的使用,具有一... 详细信息

光学元件表面疵病自动检测技术越来越受到人们重视,本文基于疵病对入射光的散射特性,设计了球面光学元件表面疵病检测系统,完成了实验平台的搭建,分析了实验结果。该方法可直观,快速的检测元件表面疵病,适合工业现场环境的使用,具有一定的工程应用价值。本论文针对球面元件表面上的麻点、划痕疵病进行了散射成像研究,主要完成了以下工作：1)分析了疵病的分类方法和评价标准,明确了疵病检测的内容。根据光散射理论,研究了光学元件表面散射源及处理方法,建立了疵病光散射模型,提出了球面光学元件表面疵病检测原理。2)设计了由光源照明系统、显微成像系统和扫描系统组成的球面光学元件表面疵病检测系统模型,确定了系统组成部件,计算了各个部件的组成参数,选取了实验部件,分析了影响疵病散射成像质量的主要因素,完成了实验平台的搭建。3)实验采集了麻点、划痕的散射像图像,利用降噪滤波、光照不均匀校正、边缘提取和二值化处理等一系列预处理法,降低了疵病散射图像里的噪声干扰,提高了散射像信息的利用率,为下一步精确计算疵病特征量打好基础。4)利用高精度显微镜完成了对麻点、划痕实际宽度的标定。通过特征值计算提取出这些疵病的散射像宽度信息,完成这两种数据的比对确定出关系函数,利用该函数实现了对疵病的量化检测。5)研究了麻点、划痕的分类,计算了形状因子、短长径比值和矩形度特征量的值。经统计分析,确定了区分麻点、划痕特征量的阈值大小,为疵病类型的区分提供了参考。本论文利用散射显微成像技术对球面光学元件表面疵病检测研究做了尝试和探索,完成了表面疵病检测从理论到实验的过程。经实验论证,散射法检测球面光学元件表面疵病的方案是可行的。

关键词：球面光学元件表面疵病散射法显微成像

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光学曲面的表面疵病检测与评价方法研究

光学曲面的表面疵病检测与评价方法研究

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作者：胡泽波西安工业大学

学位级别：硕士

球面光学元件在民用、军事等领域的应用越来越广泛,对其质量要求也越来越高。表面疵病是评价光学元件质量的重要指标之一,因此表面疵病检测在光学元件的制造过程中起着重要的作用。随着人工智能技术的不断发展,机器视觉检测光学元件表... 详细信息

球面光学元件在民用、军事等领域的应用越来越广泛,对其质量要求也越来越高。表面疵病是评价光学元件质量的重要指标之一,因此表面疵病检测在光学元件的制造过程中起着重要的作用。随着人工智能技术的不断发展,机器视觉检测光学元件表面疵病已经成为一种越来越受欢迎的技术,其已经应用于平面光学元件表面疵病检测,但应用于球面光学元件中还存在一些问题。球面光学元件由于疵病种类较多、不同的疵病形态各异,采用机器视觉的方法对其进行检测时,丢失了疵病的三维信息,造成了检测误差,并且通过传统的图像处理算法对球面光学元件表面疵病的评价容易产生误判,且稳定性差。因此,本文针对球面光学元件表面疵病机器视觉检测方法进行了研究。针对球面光学元件表面疵病在成像的过程中丢失了表面疵病的三维信息这一问题。研究了表面疵病散射成像原理与球面三维重建原理,提出了一种机器视觉与三维重建相结合的检测方法。首先,根据球面光学元件的成像特性选用远心成像模型搭建了图像采集平台,以获得高质量的表面疵病图像。然后,通过图像处理算法对表面疵病图像进行预处理。最后,基于计算机视觉图像重建技术与逆投影技术,对疵病图像进行三维重建。针对传统图像处理方法对球面光学元件表面疵病评价容易产生误判,且稳定性差这一问题。研究了一种深度学习与传统图像处理算法相结合的表面疵病评价方法。首先,通过边缘检测算法对图像中的疵病进行识别。然后,运用最小外接矩形算法与最小外接圆算法获得表面疵病的特征信息,并且采用训练好的YOLOv3网络模型对疵病进行分类。最后,根据常用的检测标准美国军用标准(MIL-PRE-13830B)的规定完成对光学元件表面疵病的评价。本文搭建的检测平台可以对口径10mm,曲率半径64mm的球面光学元件表面疵病检测。实验表明,该方法与传统成像法相比精度提升了83%,并且能够准确地根据标准对光学元件表面疵病进行评价,具有研究意义和实用价值。

关键词：机器视觉检测球面光学元件表面疵病图像处理三维重建

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专利

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光机电信息 1995年第9期 46-46页

本专利提出一种新的光谱线选择器设计方案.波导激光器设计的关键问题是与输出相关的能量损失问题.特别是当采用衍射耦合作为波长选择的方式时,问题更突出.本专利采用球面光学元件组成的光学系统可以解决输出耦合能量损失问题.平行光通... 详细信息

本专利提出一种新的光谱线选择器设计方案.波导激光器设计的关键问题是与输出相关的能量损失问题.特别是当采用衍射耦合作为波长选择的方式时,问题更突出.本专利采用球面光学元件组成的光学系统可以解决输出耦合能量损失问题.平行光通过凸透镜会聚到狭缝,再通过第二透镜变成平行光,平行光入射到光栅,产生衍射,再通过第二透镜会聚,即可完成波长选择.(美国专利号:5287368)

关键词：非线性晶体美国美利坚合众国北美洲波导激光器固体激光器专利输出耦合光栅波长选择泵浦抽运能量损失能量平衡双折射球面光学元件频率转换器

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