CN114136591B - 一种微透镜阵列超精密加工误差评定方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法及系统，属于微透镜阵列质量评定领域，首先白光干涉仪获取微透镜阵列图；调用库函数进行预处理；利用霍夫圆变换函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值；结合微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值；计算实际中心坐标与中心透镜单元的绝对坐标点之间的实际直线距离值，将实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为形状误差；最后再绘制出位置误差分布图和形状误差分布图，对微透镜阵列的形状误差和位置误差进行有效、准确评定。

Description

一种微透镜阵列超精密加工误差评定方法与系统

技术领域

本发明涉及微透镜阵列加工质量评定领域，特别是涉及一种微透镜阵列超精密加工误差评定方法与系统。

背景技术

光学微透镜阵列不仅仅要求所有的透镜单元具有纳米级表面粗糙度和亚微米级的形状精度，还要求整个阵列的加工满足亚微米级的位置精度。超精密加工技术可以获得满足精度要求的光学微透镜阵列，但是加工所获得的微透镜阵列普遍存在加工精度不一致的问题，主要表现在各透镜单元的表面粗糙度、形状精度以及透镜单元间的位置误差的不一致。

目前，对于微透镜阵列加工质量的评定只局限于单个透镜单元的表面粗糙度，在评价表面粗糙度时，通常是采用非接触式测量仪对微透镜阵列进行测量，然后选取一定数量的透镜单元评价其表面粗糙度值作为整个阵列的表面粗糙度结果。然而，对于微透镜阵列的形状精度和位置误差的评价却一直是一个难题，始终缺乏有效的评价方法。因此，如何对不同类型的微透镜阵列的形状误差以及位置误差进行有效评定，是本领域亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法和系统，可有效评价不同类型微透镜阵列的形状误差和位置误差，以解决对微透镜阵列的质量评定仅局限于单个透镜的表面粗糙度，对于位置误差和形状误差缺少有效评价方法的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一方面，本发明针对微透镜阵列超精密加工误差评定方法，包括整个微透镜阵列中所有透镜单元的表面粗糙度和球半径误差评定方法，包括以下步骤：

采用白光干涉仪测量并获得三维数据，评价每个透镜单元的表面粗糙度值，建立整个微透镜阵列的表面粗糙度分布。

其中，所述球半径误差评定方法，具体包括：

白光干涉仪获取单个透镜单元的三维数据；

将球体方程转化为矩阵乘积格式的线性方程，利用所述三维数据，对转化后的线性方程进行拟合，得到高拟合度的线性方程，从而得到拟合球体的球半径实际值；

将所述球半径实际值与球半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的球半径误差；所述球半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

根据各个透镜单元的球半径误差，获得整个微透镜阵列的球半径误差分布图。

可选的，所述将球体方程转化为矩阵乘积格式的线性方程，具体包括：

将空间球方程(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²＝R²转化为以下形式：

-2xa-2yb-2zc+1*(a²+b²+c²-R²)＝-x²-y²-z²

设定A₁＝-2x，A₂＝-2y，A₃＝-2z，A₄＝a²+b²+c²-R²，e＝-x²-y²-z²,d＝1则进一步表示为：

A₁a+A₂b+A₃c+A₄d＝e

转化为矩阵乘积格式的线性方程为：

其中，a、b、c表示待拟合出的球的中心坐标，d、e分别为计算过程中的变量，R表示球半径实际值，x、y、z表示球上一个点的空间坐标。

可选的，所述利用所述三维数据，对转化后的线性方程进行拟合，得到高拟合度的线性方程，从而得到拟合球体的球半径实际值，具体包括：

根据白光干涉仪获取的各个透镜单元的三维数据，采用三维建模的方式，建立高精度拟合下的球形轮廓；

根据三维数据中的微透镜阵列图，获取球形轮廓中球曲面上的数据点坐标(Xs_i，Ys_i，Zs_i)，并计算得到线性方程中的A₁，A₂，A₃，A₄的值；i表示第i个透镜单元，i＝1……n；

根据矩阵乘积格式的线性方程，采用最小二乘法，获取误差最小时的线性方程中的a、b、c、d的值；

将a、b、c、d的值代入d＝a²+b²+c²-R²公式中，计算得到球半径实际值R。

可选的，所述将所述球半径实际值与球半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的球半径误差，具体包括：

对球半径设计值R_d与每个拟合出来的球半径实际值R进行差值运算，得到每个透镜单元的球半径误差，计算公式如下：

R_Error＝R_d-R

其中，R_Error表示透镜单元的球半径误差，R_d表示透镜单元的球半径设计值，R表示透镜单元的球半径实际值。

另一方面，本发明提出了一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法，适用于开口为圆形的微透镜阵列，包括以下步骤：

白光干涉仪获取开口为圆形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值；

根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值；

将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述透镜单元开口半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为圆形的微透镜阵列的位置误差分布图和形状误差分布图。

另一方面，本发明还提出了另一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法，适用于开口为六边形的微透镜阵列，包括以下步骤：

白光干涉仪获取开口为六边形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

确定预处理后的微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，以及每个透镜单元的中心坐标，并计算中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离；

根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离；

将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述距离设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为六边形的微透镜阵列的位置误差分布图和X、Y方向上的形状误差分布图。

另一方面，本发明还提出了一种微透镜阵列超精密加工精度评定系统，所述系统为适用于开口为圆形的微透镜阵列的第一评定系统，包括：

第一微透镜阵列图获取模块，用于白光干涉仪获取开口为圆形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

第一微透镜阵列图预处理模块，用于利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

霍夫圆变换模块，用于利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值；

实际中心坐标和实际半径值计算模块，用于根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值；

第一评定模块，用于将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述透镜单元开口半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

第一绘图模块，用于根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为圆形的微透镜阵列的位置误差分布图和形状误差分布图。

或者，所述系统为适用于开口为六边形的微透镜阵列的第二评定系统，包括：

第二微透镜阵列图获取模块，用于白光干涉仪获取开口为六边形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

第二微透镜阵列图预处理模块，用于利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

中心坐标和距离计算模块，用于确定预处理后的微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，以及每个透镜单元的中心坐标，并计算中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离；

实际中心坐标和实际距离计算模块，用于根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离；

第二评定模块，用于将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述距离设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

第二绘图模块，用于根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为六边形的微透镜阵列的位置误差分布图和X、Y方向上的形状误差分布图。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提出了一种适用于开口为圆形的微透镜阵列的超精密加工精度评定方法，通过OpenCV库图像处理白光干涉仪拍出的整个微透镜阵列的轮廓图像，再利用Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值，结合微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值；又以中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与绝对坐标点之间的实际直线距离值，又结合设计微透镜阵列时的理想值，即最理想的直线距离值和半径值，将实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差，从而实现了对微透镜阵列的位置误差的评定。同时，将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差，从而又实现了对微透镜阵列的形状误差的评定。

本发明还提出了另一种适用于开口为六边形的微透镜阵列的超精密加工精度评定方法，同样是通过OpenCV库图像处理白光干涉仪拍出的整个微透镜阵列的轮廓图像，再对微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，确定每个透镜单元即矩形轮廓的中心坐标，并计算中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,再结合微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸进行像素转换，计算每个透镜单元的实际中心坐标以及到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离；再以中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算实际中心坐标与绝对坐标点之间的实际直线距离值，将其与直线距离设计值的差值作为位置误差，从而实现了对微透镜阵列的位置误差的评定。将实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差，从而又实现了对微透镜阵列的形状误差的评定。

本发明通过加入图像处理技术，利用OpenCV库图像处理白光干涉仪拍出的微透镜阵列图，极大的缩小了人为的定点标测所带来的不确定性，更加精确地得到微透镜阵列的位置误差和形状误差；并且结合中心透镜单元的绝对坐标点以及理想设计值，对圆形开口和六边形开口等不同类型的微透镜阵列的位置误差和形状误差均可进行有效、准确、可靠的评定，能够解决现有技术中对微透镜阵列的质量评定仅局限于单个透镜的表面粗糙度，对于位置误差和形状误差缺乏有效评价方法的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的现有的形状误差评价方法中手动截取二维图像时的截面图；

图2为本发明实施例1提供的现有的形状误差评价方法的截面数据与设计对比图；

图3为本发明实施例1提供的适用于圆形开口的微透镜阵列的超精密加工精度评定方法；

图4为本发明实施例1提供的白光干涉仪获取的圆形开口的微透镜阵列图；

图5为本发明实施例1提供的霍夫圆变换时透镜单元的拟合圆轮廓图；

图6为本发明实施例1提供的单个透镜单元的中心坐标和半径的示意图；

图7为本发明实施例1提供的多个透镜单元的中心坐标和半径值的示意图；

图8为本发明实施例2提供的适用于六边形开口的微透镜阵列的超精密加工精度评定方法；

图9为本发明实施例2提供的白光干涉仪获取的六边形开口的微透镜阵列图；

图10为本发明实施例2提供的二值化处理后的微透镜阵列二值化图；

图11为本发明实施例2提供的细化后的微透镜阵列骨架图；

图12为本发明实施例2提供的六边形开口的微透镜阵列的矩形轮廓示意图；

图13为本发明实施例2提供的透镜单元的中心坐标到矩形轮廓X、Y两条边距离的示意图；

图14为本发明实施例2提供的第i个透镜单元到中心透镜单元距离的示意图；

图15为本发明实施例3提供的微透镜阵列的误差评判方法的整体流程图；

图16为本发明实施例4提供的适用于圆形开口的微透镜阵列的第一评定系统的结构框图；

图17为本发明实施例5提供的适用于六边形开口的微透镜阵列的第二评定系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，在评定微透镜阵列的表面粗糙度时，通常是采用非接触式测量仪对微透镜阵列进行测量，然后选取少量的透镜单元评价其表面粗糙度值(Ra，Rq)作为整个阵列的表面粗糙度结果。而对于透镜单元的形状误差的评价，通常是在测量结果中手动截取二维图像数据，如图1所示，再将所获得的截面上点数据与设计的截面轮廓求均方误差作为透镜单元的形状误差，如图2所示。通过截取透镜单元的截面，提取截面透镜轮廓数据点，通过与设计的透镜单元轮廓做均方误差处理得到形状误差，这种方法的缺点：第一，轮廓截面数据的提取太过单一，一个透镜单元有无数个截面，选取其中一条或者几条都不足以应证其形状误差。第二，选取的截面和设定的截面方程很难是同一截面，将两者做均方误差存在很大的误差，例如：选取的透镜单元的中心截面，但是在选取的时候，很难选取到正好是中心截面，但是通过之前设计好的中心截面与现在选取的截面做均方误差就不准确。而对于位置误差的评价，现有的评判微透镜阵列的位置误差的方法仅是通过手动标定透镜中心，增加测量透镜中心位置的不准确性，对于获取整个透镜阵列的位置误差存在很大的偏差，影响后续的优化处理。因此，现有技术的现状是对于微透镜阵列加工质量的评定只局限于单个透镜单元的表面粗糙度，而缺乏一个对于形状误差和位置误差的有效、准确的评定方法。

本发明的目的是提供一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法和系统，不仅可有效评价不同类型微透镜阵列的表面粗糙度，更重要的是还能有效评价不同类型微透镜阵列的形状误差以及位置误差，能够解决大数量的微透镜超精密加工中，表面粗糙度的评价局限于单个透镜，而位置误差和形状误差缺少有效的评价方法的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图3所示，一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法，该方法适用于开口为圆形的微透镜阵列，该方法具体包括以下步骤：

步骤S1、白光干涉仪获取开口为圆形的微透镜阵列的微透镜阵列图，微透镜阵列图如图4所示。

步骤S2、利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图。具体包括：

步骤S2.1、调用Python中的OpenCV库，利用OpenCV库中的库函数读取微透镜阵列图，并对微透镜阵列图进行以下预处理：

步骤S2.2、采用中值滤波法对所述微透镜阵列图进行去噪处理，得到去噪后的微透镜阵列图。由于微透镜阵列图像中噪点会影响透镜单元的拟合精度，以及后续寻找透镜单元轮廓，因此，本实施例采用中值滤波法对微透镜阵列图进行去噪，可有效保证透镜单元的拟合精度，提升寻找透镜单元轮廓的速度和准确性，提高最终的评定结果的准确性。

步骤S2.3、对所述去噪后的微透镜阵列图进行灰度图像转化，得到微透镜阵列灰度图。

步骤S2.4、对所述微透镜阵列灰度图进行二值化处理，得到微透镜阵列二值化图；将所述微透镜阵列二值化图作为预处理后的微透镜阵列图。

步骤S3、利用OpenCV库中自带的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值。具体包括：

利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到所有透镜单元的圆形轮廓；

在Houghcircle函数中设定两圆心距离阈值mindist值；所述mindist值表示两个透镜单元的圆心之间的最小距离，如图5所示，当两个透镜单元的圆心距离L＜mindist时，则认为这两个透镜单元是同一个圆；同时设定透镜单元的圆半径的最小值和最大值，用以抑制透镜单元轮廓圆以外的拟合圆，从而达到正好拟合每个透镜单元的轮廓的要求。

当提取各个透镜单元的圆形轮廓时，获取每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)和半径值R_i，这里的中心坐标(X_i，Y_i)即每个透镜单元的圆心像素坐标值，半径值R_i即每个透镜单元的圆半径像素值，其中，i表示第i个透镜单元，i＝1……n，如图6所示。最终得到整个微透镜阵列中各个透镜单元的中心坐标和半径值，如图7所示。

步骤S4、根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值。具体包括：

步骤S4.1、根据白光干涉仪获取的微透镜阵列图，确定所述微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B，如图5所示。

步骤S4.2、计算每个透镜单元的实际半径值r_i和实际中心坐标(x_i，y_i)，计算公式为：

其中，a表示实际长度尺寸，b表示实际宽度尺寸；A表示图像长度像素尺寸，B表示图像宽度像素尺寸。

步骤S5、将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点(x₀，y₀)，计算每个透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)与所述绝对坐标点(x₀，y₀)之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述透镜单元开口半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值。

本实施例中，所述开口为圆形的微透镜阵列的位置误差的计算公式为：

R_i,0＝L_i,0-L_de

其中，x_i表示透镜单元的实际中心坐标的横坐标，y_i表示透镜单元的实际中心坐标的纵坐标；x₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的横坐标，y₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的纵坐标；L_i,0表示开口为圆形的微透镜阵列中透镜单元的实际中心坐标与与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值；L_de表示透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)与中心透镜单元的绝对坐标点(x₀，y₀)之间的直线距离设计值；R_i,0表示位置误差。

所述开口为圆形的微透镜阵列的形状误差的计算公式为：

Rp_i＝r_i-R_de

其中，R_pi表示形状误差，r_i表示透镜单元的实际半径值，R_de表示透镜单元开口半径设计值。

步骤S6、根据各个透镜单元的位置误差和形状误差等数据，利用绘图软件绘制得到开口为圆形的微透镜阵列的位置误差分布图和形状误差分布图。

实施例2

如图8所示，本实施例提出了一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法，该方法可适用于开口为六边形的微透镜阵列，还可以适用于开口为矩形、正方形等四边形的微透镜阵列(原理和步骤与六边形微透镜阵列基本相同，只是四边形本身就已经具有矩形轮廓，无需像六边形一样确定矩形轮廓)，该方法具体包括以下步骤：

步骤T1、白光干涉仪获取开口为六边形的微透镜阵列的微透镜阵列图。

步骤T2、利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图。具体包括：

步骤T2.1、调用Python中的OpenCV库，并利用OpenCV库中的库函数对微透镜阵列图进行以下预处理：

步骤T2.2、采用中值滤波法对所述微透镜阵列图进行去噪处理，得到去噪后的微透镜阵列图，如图9所示。

步骤T2.3、对所述去噪后的微透镜阵列图进行灰度图像转化，得到微透镜阵列灰度图。

步骤T2.4、对所述微透镜阵列灰度图进行二值化处理，得到微透镜阵列二值化图，如图10所示。

步骤T2.5、利用图像形态学函数对所述微透镜阵列二值化图进行细化，得到微透镜阵列骨架图，如图11所示。将所述微透镜阵列骨架图作为预处理后的微透镜阵列图。

步骤T3、确定预处理后的微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，获取每个开口为六边形透镜单元的矩形轮廓图，如图12所示。同时获取每个矩形轮廓的中心点，矩形轮廓的中心点也就是相应透镜单元的中心。确定每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)，并分别计算中心坐标(X_i，Y_i)分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离L_i-x、L_i-y，如图13所示。

步骤T4、根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离。具体包括：

步骤T4.1、根据白光干涉仪获取的微透镜阵列图，确定所述微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B，与实施例1中步骤S4.1相同。

需要说明的是，在确定微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B后，还可以通过计算矩形轮廓包围起来的矩形的平均面积，将与平均面积相差过大的矩形轮廓过滤掉，具体需要剔除的矩形轮廓的平均面积的差值可视实际情况自行确定，从而达到过滤不相干的矩形轮廓的目的，使各个矩形轮廓的面积基本一致，消除微透镜阵列图像中干扰的矩形轮廓，进而有效保证了对位置误差和形状误差评定的准确性。

步骤T4.2、根据每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)，以及微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B的比例关系，即像素值与实际尺寸值之间的关系，计算每个透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)，计算公式为：

步骤T4.3、根据每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)分别到矩形X方向边和Y方向边的距离L_i-x、L_i-y，以及微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B的比例关系，即像素值与实际尺寸值之间的关系，计算每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离l_{i_x}、l_{i_y}，计算公式为：

其中，a表示实际长度尺寸，b表示实际宽度尺寸；A表示图像长度像素尺寸，B表示图像宽度像素尺寸，i表示第i个透镜单元，i＝1……n。

步骤T5、将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点(x₀，y₀)，计算每个透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)与绝对坐标点(x₀，y₀)之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差，如图14所示。将每个透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差。其中，所述直线距离设计值和所述距离设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值。

本实施例中的开口为六边形的微透镜阵列的位置误差的计算公式为：

R_i,0＝l_i,0-L_de

其中，x_i表示透镜单元的实际中心坐标的横坐标，y_i表示透镜单元的实际中心坐标的纵坐标；x₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的横坐标，y₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的纵坐标；l_i,0表示开口为六边形的微透镜阵列中的透镜单元的实际中心坐标与与绝对坐标点之间的实际直线距离值；L_de表示透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)与中心透镜单元的绝对坐标点(x₀，y₀)之间的直线距离设计值；R_i,0表示位置误差。

本实施例中的开口为六边形的微透镜阵列在矩形轮廓的X方向上的形状误差R_{pi_x}的计算公式为：

本实施例中的开口为六边形的微透镜阵列在矩形轮廓的Y方向上的形状误差R_{pi_y}的计算公式为：

其中，R_{pi_x}表示矩形轮廓的X方向上的形状误差，R_{pi_y}表示矩形轮廓的Y方向上的形状误差，l_{i_x}、l_{i_y}分别表示透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离，l_{de_x}、l_{de_y}分别表示透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离设计值。

步骤T6、根据各个透镜单元的位置误差和形状误差等数据，利用绘图软件绘制得到开口为六边形的微透镜阵列的位置误差分布图和X、Y方向上的形状误差分布图。

实施例3

本实施例针对微透镜阵列超精密加工误差评定方法，提出了一种微透镜阵列球半径误差的评定方法，具体包括以下步骤：

(1)白光干涉仪获取单个透镜单元的三维数据。

(2)将球体方程转化为矩阵乘积格式的线性方程，利用所述三维数据，对转化后的线性方程进行拟合，得到高拟合度的线性方程，从而计算得到拟合球体的球半径实际值。

其中，所述将球体方程转化为矩阵乘积格式的线性方程，具体包括：

将空间球方程(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²＝R²转化为以下形式：

-2xa-2yb-2zc+1*(a²+b²+c²-R²)＝-x²-y²-z²

设定A₁＝-2x，A₂＝-2y，A₃＝-2z，A₄＝a²+b²+c²-R²，e＝-x²-y²-z²,d＝1

则进一步表示为：

A₁a+A₂b+A₃c+A₄d＝e

转化为矩阵乘积格式的线性方程为：

其中，a、b、c表示待拟合出的球的中心坐标，d、e分别为计算过程中的变量，R表示球半径实际值，x、y、z表示球上一个点的空间坐标。

所述利用所述三维数据，对转化后的线性方程进行拟合，得到高拟合度的线性方程，从而得到拟合球体的球半径实际值，具体包括：

根据白光干涉仪获取的各个透镜单元的三维数据，采用三维建模的方式，建立高精度拟合下的球形轮廓；

根据三维数据中的微透镜阵列图，获取球形轮廓中球曲面上的数据点坐标(Xs_i，Ys_i，Zs_i)，并计算得到线性方程中的A₁，A₂，A₃，A₄的值；i表示第i个透镜单元，i＝1……n；

根据矩阵乘积格式的线性方程，采用最小二乘法，获取误差最小时的线性方程中的a、b、c、d的值；

将a、b、c、d的值代入d＝a²+b²+c²-R²公式中，计算得到球半径实际值R。

(3)将所述球半径实际值与球半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的球半径误差；所述球半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值。具体包括：

对球半径设计值R_d与每个拟合出来的球半径实际值R进行差值运算，得到每个透镜单元的球半径误差，计算公式如下：

R_Error＝R_d-R

其中，R_Error表示透镜单元的球半径误差，R_d表示透镜单元的球半径设计值，R表示透镜单元的球半径实际值。

(4)根据各个透镜单元的球半径误差，获得整个微透镜阵列的球半径误差分布图。

本发明提出了一种微透镜阵列位置误差、形状误差和球半径误差的评判方法，通过OpenCV库图像处理白光干涉仪拍摄的整个微透镜阵列的轮廓图像，提取的透镜单元俯视图是二维轮廓(圆形、四边形和六边形)，获取开口为圆形的透镜单元的拟合圆形轮廓和开口为方形或六边形的拟合方形轮廓，得到的圆形和方形轮廓的中心点坐标作为透镜单元的中心点坐标，单位是像素，将像素值转化为实际坐标值，得到实际的透镜单元的中心坐标。对于位置误差，以中心透镜的中心坐标为绝对坐标点，计算各个透镜单元到中心透镜单元中心点的距离，与设计的理想值进行求差，即为整个微透镜阵列的位置误差。对于形状误差，根据透镜单元开口形状的不同，分别进行处理：(1)开口为圆形的透镜，其拟合圆的半径与半径设计值之差作为其形状误差。(2)开口形状为四边形或六边形的透镜，则为矩形轮廓的中心点分别到矩形轮廓的X、Y方向上轮廓边界的距离与距离设计值之差为透镜单元的形状误差。对于球半径误差，从白光干涉仪可获取透镜单元的三维数据，通过三维建模，得到高精度拟合下的球形轮廓，计算拟合的球半径与球半径设计值之差为透镜单元的球半径误差。以透镜单元的形状误差和球半径误差作为微透镜阵列几何误差的综合评价结果，能够对微透镜阵列进行有效评价，得到准确、可靠的评价结果。该评判方法的整体流程如图15所示。

实施例4

如图16所示，本实施例提出了一种微透镜阵列超精密加工精度评定系统，所述系统为适用于开口为圆形的微透镜阵列的第一评定系统，与实施例1各个步骤对应，该系统包括：

第一微透镜阵列图获取模块M1，用于白光干涉仪获取开口为圆形的微透镜阵列的微透镜阵列图。

第一微透镜阵列图预处理模块M2，用于利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图。

霍夫圆变换模块M3，用于利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值。

实际中心坐标和实际半径值计算模块M4，用于根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值。

第一评定模块M5，用于将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述透镜单元开口半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值。

第一绘图模块M6，用于根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为圆形的微透镜阵列的位置误差分布图和形状误差分布图。

实施例5

如图17所示，本实施例提出了一种微透镜阵列超精密加工精度评定系统，所述系统为适用于开口为六边形的微透镜阵列的第二评定系统，与实施例2各个步骤对应，该系统包括：

第二微透镜阵列图获取模块N1，用于白光干涉仪获取开口为六边形的微透镜阵列的微透镜阵列图。

第二微透镜阵列图预处理模块N2，用于利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图。

中心坐标和距离计算模块N3，用于确定预处理后的微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，以及每个透镜单元的中心坐标，并计算中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离。

实际中心坐标和实际距离计算模块N4，用于根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离。

第二评定模块N5，用于将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述距离设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值。

第二绘图模块N6，用于根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为六边形的微透镜阵列的位置误差分布图和X、Y方向上的形状误差分布图。

本发明提出基于白光干涉仪和图像处理技术的大数量微透镜阵列超精密加工误差评价方法和系统，针对超精密加工的不同开口形状的球形微透镜阵列，采用白光干涉仪测量并获得三维数据。同时，针对白光干涉仪采集的三维测量数据，提出了透镜单元的球半径计算方法，获得球径误差。通过图像处理技术，获得微透镜阵列的二维轮廓图像，针对不同开口形状(圆形、矩形、六边形等)的微透镜阵列，建立了更精确、可靠的形状误差和位置误差的评定方法，可有效评价不同类型的微透镜阵列的形状误差、位置误差、表面粗糙度误差以及球半径误差，从而解决了位置误差和形状误差缺少有效评价方法的问题。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法，其特征在于，适用于开口为圆形的微透镜阵列，包括以下步骤：

白光干涉仪获取开口为圆形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值；

根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值；

将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述透镜单元开口半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为圆形的微透镜阵列的位置误差分布图和形状误差分布图；

所述利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值，具体包括：

利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到所有透镜单元的圆形轮廓；

在Houghcircle函数中设定mindist值；所述mindist值表示两个透镜单元的圆心之间的最小距离，当两个透镜单元的圆心距离L＜mindist时，则认为这两个透镜单元是同一个圆；同时设定透镜单元的圆半径的最小值和最大值，用以抑制透镜单元轮廓圆以外的拟合圆，从而达到拟合每个透镜单元的轮廓的要求；

当提取各个透镜单元的圆形轮廓时，获取每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)和半径值R_i，得到整个微透镜阵列中各个透镜单元的中心坐标和半径值；其中，i表示第i个透镜单元，i＝1……n；

所述根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值，具体包括：

根据白光干涉仪获取的微透镜阵列图，确定所述微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B；

计算每个透镜单元的实际半径值r_i和实际中心坐标(x_i，y_i)，计算公式为：

其中，a表示实际长度尺寸，b表示实际宽度尺寸；A表示图像长度像素尺寸，B表示图像宽度像素尺寸。

2.根据权利要求1所述的微透镜阵列超精密加工精度评定方法，其特征在于，所述利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图，具体包括：

调用Python中的OpenCV库，并利用OpenCV库中的库函数对微透镜阵列图进行以下预处理：

采用中值滤波法对所述微透镜阵列图进行去噪处理，得到去噪后的微透镜阵列图；

对所述去噪后的微透镜阵列图进行灰度图像转化，得到微透镜阵列灰度图；

对所述微透镜阵列灰度图进行二值化处理，得到微透镜阵列二值化图；

将所述微透镜阵列二值化图作为预处理后的微透镜阵列图。

3.根据权利要求1所述的微透镜阵列超精密加工精度评定方法，其特征在于，所述开口为圆形的微透镜阵列的位置误差的计算公式为：

R_i，0＝L_i,0-L_de

其中，x_i表示透镜单元的实际中心坐标的横坐标，y_i表示透镜单元的实际中心坐标的纵坐标；x₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的横坐标，y₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的纵坐标；L_i,0表示开口为圆形的微透镜阵列中透镜单元的实际中心坐标与与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值；L_de表示透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)与中心透镜单元的绝对坐标点(x₀，y₀)之间的直线距离设计值；R_i,0表示位置误差；

所述开口为圆形的微透镜阵列的形状误差的计算公式为：

Rp_i＝r_i-R_de

其中，R_pi表示形状误差，r_i表示透镜单元的实际半径值，R_de表示透镜单元开口半径设计值。

4.一种微透镜阵列超精密加工精度评定方法，其特征在于，适用于开口为六边形的微透镜阵列，包括以下步骤：

白光干涉仪获取开口为六边形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

确定预处理后的微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，以及每个透镜单元的中心坐标，并计算中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离；

根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离；

将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述距离设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为六边形的微透镜阵列的位置误差分布图和X、Y方向上的形状误差分布图；

所述利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图，具体包括：

调用Python中的OpenCV库，并利用OpenCV库中的库函数对微透镜阵列图进行以下预处理：

采用中值滤波法对所述微透镜阵列图进行去噪处理，得到去噪后的微透镜阵列图；

对所述去噪后的微透镜阵列图进行灰度图像转化，得到微透镜阵列灰度图；

对所述微透镜阵列灰度图进行二值化处理，得到微透镜阵列二值化图；

利用图像形态学函数对所述微透镜阵列二值化图进行细化，得到微透镜阵列骨架图；

将所述微透镜阵列骨架图作为预处理后的微透镜阵列图；

所述根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离，具体包括：

根据白光干涉仪获取的微透镜阵列图，确定所述微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B；

根据每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)，以及微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B的比例关系，计算每个透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)，计算公式为：

根据每个透镜单元的中心坐标(X_i，Y_i)分别到矩形X方向边和Y方向边的距离L_i-x、L_i-y，以及微透镜阵列图的真实尺寸a*b和像素尺寸A*B的比例关系，计算每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离l_i__x、l_i__y，计算公式为：

其中，a表示实际长度尺寸，b表示实际宽度尺寸；A表示图像长度像素尺寸，B表示图像宽度像素尺寸，i表示第i个透镜单元，i＝1……n。

5.根据权利要求4所述的微透镜阵列超精密加工精度评定方法，其特征在于，所述开口为六边形的微透镜阵列的位置误差的计算公式为：

R_i,0＝l_i,0-L_de

其中，x_i表示透镜单元的实际中心坐标的横坐标，y_i表示透镜单元的实际中心坐标的纵坐标；x₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的横坐标，y₀表示中心透镜单元的绝对坐标点的纵坐标；l_i,0表示开口为六边形的微透镜阵列中的透镜单元的实际中心坐标与与绝对坐标点之间的实际直线距离值；L_de表示透镜单元的实际中心坐标(x_i，y_i)与中心透镜单元的绝对坐标点(x₀，y₀)之间的直线距离设计值；R_i,0表示位置误差；

所述开口为六边形的微透镜阵列在矩形轮廓的X方向上的形状误差R_{pi_x}的计算公式为：

所述开口为六边形的微透镜阵列在矩形轮廓的Y方向上的形状误差R_{pi_y}的计算公式为：

其中，R_{pi_x}表示矩形轮廓的X方向上的形状误差，R_{pi_y}表示矩形轮廓的Y方向上的形状误差，l_{i_x}、l_{i_y}分别表示透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离，l_{de_x}、l_{de_y}分别表示透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离设计值。

6.一种微透镜阵列超精密加工精度评定系统，其特征在于，所述系统用于实现如权利要求1所述的微透镜阵列超精密加工精度评定方法，包括：

第一微透镜阵列图获取模块，用于白光干涉仪获取开口为圆形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

第一微透镜阵列图预处理模块，用于利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

霍夫圆变换模块，用于利用OpenCV库中的Houghcircle函数对预处理后的微透镜阵列图进行霍夫圆变换，得到每个透镜单元的中心坐标和半径值；

实际中心坐标和实际半径值计算模块，用于根据各个透镜单元的中心坐标和半径值以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际半径值；

第一评定模块，用于将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际半径值与透镜单元开口半径设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述透镜单元开口半径设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

第一绘图模块，用于根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为圆形的微透镜阵列的位置误差分布图和形状误差分布图。

7.一种微透镜阵列超精密加工精度评定系统，其特征在于，所述系统用于实现如权利要求4所述的微透镜阵列超精密加工精度评定方法，包括：

第二微透镜阵列图获取模块，用于白光干涉仪获取开口为六边形的微透镜阵列的微透镜阵列图；

第二微透镜阵列图预处理模块，用于利用OpenCV库中的库函数对所述微透镜阵列图进行预处理，得到预处理后的微透镜阵列图；

中心坐标和距离计算模块，用于确定预处理后的微透镜阵列图中每个透镜单元的外接的矩形轮廓，以及每个透镜单元的中心坐标，并计算中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离；

实际中心坐标和实际距离计算模块，用于根据各个透镜单元的中心坐标和中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的距离,以及微透镜阵列图的真实尺寸和像素尺寸，计算每个透镜单元的实际中心坐标和实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离；

第二评定模块，用于将所述微透镜阵列图中最中心位置的透镜单元作为中心透镜单元，以所述中心透镜单元的实际中心坐标为绝对坐标点，计算每个透镜单元的实际中心坐标与所述绝对坐标点之间的实际直线距离值，将所述实际直线距离值与直线距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的位置误差；将每个透镜单元的实际中心坐标分别到矩形轮廓的X方向边和Y方向边的实际距离与距离设计值的差值作为微透镜阵列中相应透镜单元的形状误差；所述直线距离设计值和所述距离设计值为在设计微透镜阵列时已知的理想值；

第二绘图模块，用于根据各个透镜单元的位置误差和形状误差，绘制得到开口为六边形的微透镜阵列的位置误差分布图和X、Y方向上的形状误差分布图。