CN104359654A - 一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置及测量方法，包括显微栅格刻度片、成像透镜组、传像透镜组、CCD相机、计算机，成像透镜组和传像透镜组之间可放置待测的光纤传像束，显微栅格刻度片前放置的照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上，并可通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的像，计算机记录CCD相机上所成的像。本发明测试装置中设置了显微栅格刻度片，以不通过光纤传像束显微栅格刻度片所成的原始栅格图像和通过光纤传像束显微栅格刻度片所成的栅格图像为依据，根据计算机记录的前后两图像处理计算得出栅格图像的位置偏移量，具有测试装置简单，测量精度高，测量速度快的特点。

Description

一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置及测量方法，属于光纤传像技术领域。

背景技术

光纤传像束是将多根一定长度和一定直径的光导纤维有规则地排列起来，光纤两端按一一对应的关系紧密排列集合成束，使每根光导纤维的输入和输出端在几何上一一对应,每一根光导纤维传递一个像元，从而起到传像作用。光纤传像束是一种可任意弯曲的传输图像的无源器件，与传统的光学成像器件相比，具有自由度大、重量轻、易实现复杂空间构型内的图像传递，能在强电磁干扰、高温、有腐蚀的环境下工作等诸多优点，已应用于医学、工业、科研及军事等领域。

在光纤传像束生产加工过程中，光纤传像束两端面各像元位置难以实现理想的几何位置一一对应，即存在一定量的偏差。在某些要求图像精密传输的领域，光纤传像束两端面的像元偏移量会对图像传输质量产生一定影响。为准确评估影响程度，以利于采取合适的补偿措施，需要对光纤传像束两端面的像元偏移量进行测量。

目前对光纤传像束端面像元偏移量的测量设备多集中于对光学系统像差的检测。对光学系统像差检测的常用仪器有：刀口阴影仪、干涉仪与哈特曼波前传感器。刀口阴影仪是一种传统像差检测仪器，刀口阴影仪能够根据观察到的阴影图形状，来确定波面局部误差的方向和位置，该仪器灵敏度很高，但需要有经验的测试人员观察刀口附近的阴影图来确定像差，该仪器的测量结果很大程度上与测试人员的主观因素有关，检测精确度较低，仅能实现定性检测。激光数字波面干涉仪是利用干涉原理来检测光学元件或光学系统波像差的光学仪器，该仪器检测精度高，但检测时需要使干涉仪和被检光学元件或光学系统处于良好的隔振平台上，这对检测环境要求非常苛刻，此外，干涉仪装置笨重且价格昂贵。哈特曼波前传感器是一种以波前斜率测量为基础的波前测试仪器，哈特曼波前传感器在使用时，需要波前质量良好的平面波前或球面波前作为入射波前，而且入射波前和哈特曼波前传感器之间的调整比较复杂，整个检测装置结构复杂且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置和测量方法，用于解决现有技术中像元偏移量的测量设备操作复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置，包括显微栅格刻度片、成像透镜组、传像透镜组、CCD相机、计算机，显微栅格刻度片前放置有照明光源，成像透镜组和传像透镜组之间可放置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上并可通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的像，所述计算机与CCD相机连接，记录CCD相机上所成的像。

光纤传像束两端面像元偏移量的测量方法，利用光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置，所述测量装置包括显微栅格刻度片、成像透镜组、传像透镜组、CCD相机、计算机，显微栅格刻度片前放置有照明光源，成像透镜组和传像透镜组之间可放置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上并可通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的像，所述计算机与CCD相机连接，记录CCD相机上所成的像；具体步骤如下：

（1）成像透镜组和传像透镜组之间不设置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上直接通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的原始栅格图像，计算机记录原始栅格图像；

（2）成像透镜组和传像透镜组之间设置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上，通过成像透镜组、待测光纤传像束、传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的栅格图像，计算机记录栅格图像；

（3）通过图像处理计算原始栅格图像与加入待测光纤传像束后的栅格图像之间的位置偏移量，根据成像透镜组的放大率、显微栅格刻度片实际尺寸以及待测光纤传像束中单根光纤的尺寸参数计算出待测光纤传像束两端面的像元偏移量。

 本发明的有益效果是：本发明测试装置中设置了显微栅格刻度片，以不通过光纤传像束显微栅格刻度片所成的原始栅格图像和通过光纤传像束显微栅格刻度片所成的栅格图像为依据，根据计算机记录的前后两图像通过图像处理计算，进而得出原始栅格图像与加入光纤传像束后所成的栅格图像的位置偏移量，具有测量精度高，测试装置简单，调整方便灵活，测量速度快的特点。

附图说明

图1是本发明一种实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的描述。

如图1所示，本发明的光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置，该装置包括照明光源1、显微栅格刻度片2、成像透镜组3、传像透镜组5、CCD相机6、计算机7；成像透镜组3和传像透镜组5之间可放置待测光纤传像束，成像透镜组3与照明光源1之间放置有显微栅格刻度片2，CCD相机6放置在传像透镜组5一侧，计算机7与CCD相机6连接，用于记录放置待测光纤传像束前后显微栅格刻度片在CCD相机上所成的像。

光纤传像束两端面像元偏移量的测量方法，其具体步骤如下：

1、成像透镜组3和传像透镜组5之间不放置光纤传像束，照明光源1发出的近平行光照射在显微栅格刻度片2上，显微栅格刻度片2的像通过成像透镜组3和传像透镜组5入射到CCD相机6的光敏面上成像，利用计算机7记录显微栅格刻度片2在 CCD相机6上所成的原始栅格图像；

2、成像透镜组3和传像透镜组5之间放置光纤传像束4，显微栅格刻度片2的像通过成像透镜组耦合到待测光纤传像束的入射端，经过光纤传像束传输到出射端，出射光线经过传像透镜组5入射到CCD相机6的光敏面上成像，并被连接在CCD相机6上的计算机7记录；

3、通过图像处理计算原始栅格图像与加入待测光纤传像束后的栅格图像之间的位置偏移量，根据成像透镜组3的放大率、显微栅格刻度片2的实际尺寸以及待测光纤传像束4中单根光纤的尺寸参数计算出待测光纤传像束4两端面的像元偏移量。

本发明以不通过光纤传像束显微栅格刻度片所成的原始栅格图像和通过光纤传像束显微栅格刻度片所成的栅格图像为依据，根据计算机记录的前后两图像通过图像处理计算，计算出原始栅格图像与加入光纤传像束4后所成的栅格图像之间的位置偏移量，再根据成像透镜组3的放大率、显微栅格刻度片2实际尺寸以及待测光纤传像束4中单根光纤的尺寸计算出待测光纤传像束4两端面的像元偏移量，具有测量精度高，测试装置简单，调整方便灵活，测量速度快的特点。

Claims (2)

1.一种光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置，其特征在于：包括显微栅格刻度片、成像透镜组、传像透镜组、CCD相机、计算机，显微栅格刻度片前放置有照明光源，成像透镜组和传像透镜组之间可放置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上并可通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的像，所述计算机与CCD相机连接，记录CCD相机上所成的像。

2.光纤传像束两端面像元偏移量的测量方法，其特征在于：利用光纤传像束两端面像元偏移量的测量装置，所述测量装置包括显微栅格刻度片、成像透镜组、传像透镜组、CCD相机、计算机，显微栅格刻度片前放置有照明光源，成像透镜组和传像透镜组之间可放置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上并可通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的像，所述计算机与CCD相机连接，记录CCD相机上所成的像；具体步骤如下：

（1）成像透镜组和传像透镜组之间不设置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上直接通过成像透镜组和传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的原始栅格图像，计算机记录原始栅格图像；

（2）成像透镜组和传像透镜组之间设置待测的光纤传像束，照明光源发出的近平行光照射在显微栅格刻度片上，通过成像透镜组、待测光纤传像束、传像透镜组入射到CCD相机上形成显微栅格刻度片的栅格图像，计算机记录栅格图像；

（3）通过图像处理计算原始栅格图像与加入待测光纤传像束后的栅格图像之间的位置偏移量，根据成像透镜组的放大率、显微栅格刻度片实际尺寸以及待测光纤传像束中单根光纤的尺寸参数计算出待测光纤传像束两端面的像元偏移量。