CN209624004U - 衍射光学元件的性能检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种衍射光学元件的性能检测系统，该系统包括：光发射器件，光发射器件用于发射预定光至衍射光学元件中；接收设备，包括接收屏，接收屏位于光发射器件的一侧，预定光经过衍射光学元件衍射后在接收屏上形成多个光斑点；图像处理装置，位于接收屏的远离光发射器件的一侧，图像处理装置用于获取接收屏上的多个光斑点的图像，并根据图像计算衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该系统根据获取的图像计算衍射光学元件的至少一项性能参数，从而实现对衍射光学元件的性能的检测。

Description

衍射光学元件的性能检测系统

技术领域

本申请涉及光学成像领域，具体而言，涉及一种衍射光学元件的性能检测系统。

背景技术

光学镜头的发展一直是科技创新的重要一环，智能手机经历了以像素、感光主导的2D时代，已经逐步迈向实现像素景深叠加以及记录立体信息的3D成像时代。

目前，主流的手机一直以像素、拍照性能的提升作为吸引客户的主要指标，但成像原理依旧采用传统的二维成像模式，即把现实三维世界的图像信息映射到二维的CMOS感光元件上实现成像，丢失了现实的尺寸以及距离等数据，只能实现平面图像的特征识别。而3D成像能够识别空间每个点位的坐标信息，通过计算机进行3D数据分析复原完整的三维世界并实现各种智能定位。

目前，主流的3D技术包括结构光、TOF以及双目测距。结构光，顾名思义，一种特殊结构的光，将这样的结构光打到被测物上，形成的图像会产生畸变，即形成畸变图像，通过畸变图像可以判断被测物的表面形状(即深度)，而这些畸变图像就是通过我们的衍射光学元件 (Diffractive Optical Elements，简称DOE)进行衍射得到的。DOE的性能会影响畸变图像的形成，因此，监测DOE的性能至关重要。但是，目前尚未实用新型相应的检测设备。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种衍射光学元件的性能检测系统，以解决现有技术中无法对衍射光学元件进行检测的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种衍射光学元件的性能检测系统，包括：光发射器件，上述光发射器件用于发射预定光至上述衍射光学元件中；接收设备，包括接收屏，上述接收屏位于上述光发射器件的一侧，上述预定光经过上述衍射光学元件衍射后在上述接收屏上形成多个光斑点；图像处理装置，位于上述接收屏的远离上述光发射器件的一侧，上述图像处理装置用于获取上述接收屏上的多个光斑点的图像，并根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

进一步地，上述系统还包括：第一驱动设备，上述第一驱动设备用于驱动上述衍射光学元件在水平面上移动。

进一步地，上述第一驱动设备包括：第一驱动组件，用于驱动上述衍射光学元件沿第一方向移动；第二驱动组件，上述第二驱动组件与上述第一驱动组件连接，上述第二驱动组件用于驱动上述第一驱动组件沿第二方向移动，上述第二方向与上述第一方向垂直。

进一步地，上述第二驱动组件包括：驱动平台，与上述第一驱动组件连接；第二驱动轴，与上述驱动平台连接；安装平台，与上述第二驱动轴连接，上述安装平台具有安装部，上述安装部用于安装上述衍射光学元件。

进一步地，上述系统还包括定位设备，上述定位设备用于获取上述衍射光学元件的位置，上述定位设备包括：第一相机，包括第一镜头，上述第一相机用于拍摄上述衍射光学元件以获取上述衍射光学元件的位置；第三驱动组件，与上述第一相机连接，上述第三驱动组件用于驱动上述第一相机移动。

进一步地，上述光发射器件为激光发射器件，上述激光发射器件包括：激光发生器，用于发出预定波长的激光；第四驱动组件，与上述激光发生器连接，上述第四驱动组件用于至少驱动上述激光发生器移动，以改变上述激光发生器与上述衍射光学元件之间的距离。

进一步地，上述第四驱动组件包括：第一驱动件，与上述激光发生器连接，上述第一驱动件用于驱动上述激光发生器沿第三方向移动，以改变上述激光发生器与上述衍射光学元件之间的距离；第二驱动件，与上述第一驱动件连接，上述第二驱动件用于驱动上述激光发生器沿第四方向移动，上述第三方向与上述第四方向垂直。

进一步地，上述接收设备还包括：第五驱动组件，与上述接收屏连接，上述第五驱动组件用于驱动上述接收屏移动以改变上述接收屏与上述衍射光学元件之间的距离。

进一步地，上述第五驱动组件包括：至少两个丝杆；丝杆螺母，套设在各上述丝杆上，各上述丝杆螺母与上述接收屏连接；同步带，套设在各上述丝杆的一端；驱动电机，与上述同步带连接。

进一步地，上述图像处理装置包括：第二相机，包括第二镜头；第六驱动组件，用于驱动上述第二相机运动以改变上述第二相机与上述接收屏之间的距离。

应用本申请的技术方案，衍射光学元件的性能检测系统中，光发射器件发射预定光至衍射光学元件中，接收设备的接收屏接收预定光经过衍射光学元件衍射后形成多个光斑点，图像处理装置获取接收屏上的多个光斑点的图像，并根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该系统根据获取的图像计算衍射光学元件的至少一项性能参数，从而实现对衍射光学元件的性能的检测。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1和图2示出了本申请的衍射光学元件的性能检测系统的结构示意图；

图3示出了图2中的第一驱动设备的结构示意图；

图4示出了图2中的定位设备的结构示意图；

图5示出了图2中的光发射器件的结构示意图；

图6示出了图2中的接收设备的结构示意图；

图7示出了图2中的图像处理装置的结构示意图；

图8示出了本申请的衍射光学元件的性能检测系统的框体的结构示意图；

图9示出了根据本申请的衍射光学元件的性能检测方法的实施例的流程示意图；以及

图10示出了根据本申请的衍射光学元件的性能检测装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、图像处理装置；2、接收设备；3、第一驱动设备；4、光发射器件；5、定位设备；6、框体；11、第二相机；12、第二镜头；13、支撑件；14、导轨；21、接收屏；22、滑轨；23、丝杆；24、电机；25、同步带；26、丝杆螺母；27、滑动件；31、第一驱动组件；32、第二驱动轴；33、驱动平台；34、安装平台；35、安装部；41、激光发生器；42、手动驱动件； 43、电动驱动件；44、第二驱动件；51、第一相机；52、第一镜头；53、光学元件；54、光源；55、第三驱动组件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术所说，现有技术中无法对衍射光学元件进行检测，为了解决这一问题，根据本申请的第一实施例，提供了一种衍射光学元件的性能检测系统。

图1和图2是根据本申请的第一实施例的衍射光学元件的性能检测系统的结构示意图。如图1和图2所示(图1中未示出光发射器件4)，该系统包括：

光发射器件4，上述光发射器件4用于发射预定光至上述衍射光学元件中；

接收设备2，包括接收屏，上述接收屏位于上述光发射器件4的一侧，上述预定光经过上述衍射光学元件衍射后在上述接收屏上形成多个光斑点；

图像处理装置1，位于上述接收屏的远离上述光发射器件4的一侧，上述图像处理装置1 用于获取上述接收屏上的多个光斑点的图像，并根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

上述衍射光学元件的性能检测系统中，光发射器件发射预定光至衍射光学元件中，接收设备的接收屏接收预定光经过衍射光学元件衍射后形成多个光斑点，图像处理装置获取接收屏上的多个光斑点的图像，并根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该系统根据获取的图像计算衍射光学元件的至少一项性能参数，从而实现对衍射光学元件的性能的检测。

在实际的应用过程中，一般来说，待检测的衍射光学元件有多个，为了将下一个待检测的DOE移动至水平面内的预定位置，本申请的第二实施例中，如图1和图2所示，上述系统还包括第一驱动设备3，上述第一驱动设备3用于驱动上述衍射光学元件在水平面上移动。第一驱动设备在水平面上移动衍射光学元件，以实现对待检测的衍射光学元件进行精准定位。

为了使衍射光学元件可以移动至水平面的任意位置，以确定衍射光学元件的衍射成像效果达到最佳的位置，本申请的第三实施例中，上述第一驱动设备包括第一驱动组件和第二驱动组件，其中，第一驱动组件用于驱动上述衍射光学元件沿第一方向移动；第二驱动组件与上述第一驱动组件连接，上述第二驱动组件用于驱动上述第一驱动组件沿第二方向移动，上述第二方向与上述第一方向垂直，并且上述第二方向与上述第一方向均平行于水平面。

本申请的第四实施例中，如图3所示，上述第二驱动组件包括驱动平台33、第二驱动轴 32和安装平台34，其中，驱动平台33与上述第一驱动组件31连接；第二驱动轴32与上述驱动平台33连接；安装平台34与上述第二驱动轴32连接，上述安装平台34具有安装部35，上述安装部35用于安装上述衍射光学元件。

当然，本申请的第二驱动组件并不限于上述图3的结构，还可以为其他任何可行的结构，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的结构作为第二驱动组件。

具体地，第一驱动组件驱动上述驱动平台沿第一方向移动，带动上述衍射光学元件沿第一方向移动，第二驱动轴驱动上述安装平台沿第二方向移动，带动上述衍射光学元件沿第二方向移动，从而实现上述第一驱动设备驱动上述衍射光学元件在水平面上移动。

本申请的第五实施例中，上述安装部可安装多个上述衍射光学元件。上述衍射光学元件的性能检测系统中，多个衍射光学元件同时进行性能检测，可以大幅提高检测效率，降低检测成本。

为了确定上述衍射光学元件的位置，确保衍射光学元件位于预定位置，本申请的第六实施例中，如图1和图2所示，上述系统还包括定位设备5，上述定位设备5用于获取上述衍射光学元件的位置，如图4所示，上述定位设备5包括第一相机51和第三驱动组件55，其中，第一相机51包括第一镜头52，上述第一相机51用于拍摄上述衍射光学元件以获取上述衍射光学元件的位置；第三驱动组件55与上述第一相机51连接，上述第三驱动组件55用于驱动上述第一相机51移动。

具体地，第三驱动组件驱动第一相机移动，以使得第一相机的镜头捕捉到待检测的衍射光学元件，进而使得第一相机拍摄待检测的衍射光学元件，以获取衍射光学元件的位置，若衍射光学元件并未位于第一相机的视野内，第一驱动设备驱动衍射光学元件在水平面上继续移动，直至衍射光学元件位于预定位置。

本申请的第七实施例中，如图4所示，上述定位设备还包括光学元件53和光源54，其中，光学元件53与上述第一镜头52连接；光源54与上述光学元件53连接。光学元件53和光源 54配合第一镜头进行拍摄，提高拍摄质量，从而提高待检测的DOE定位的精确度。

本申请的第八实施例中，上述光发射器件为激光发射器件，上述激光发射器件包括激光发生器和第四驱动组件，其中，激光发生器用于发出预定波长的激光；第四驱动组件与上述激光发生器连接，上述第四驱动组件用于至少驱动上述激光发生器移动，以改变上述激光发生器与上述衍射光学元件之间的距离，激光发生器发出预定波长的激光即为预定光。

本申请的第九实施例中，如图5所示，上述第四驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件 44，其中，第一驱动件与上述激光发生器41连接，上述第一驱动件用于驱动上述激光发生器 41沿第三方向移动，以改变上述激光发生器41与上述衍射光学元件之间的距离；第二驱动件 44与上述第一驱动件连接，上述第二驱动件44用于驱动上述激光发生器41沿第四方向移动，上述第三方向与上述第四方向垂直，并且第四方向平行于水平面。

本申请的第十实施例中，如图5所示，上述第一驱动件包括手动驱动件42和电动驱动件 43，其中，手动驱动件42与上述激光发生器41连接；电动驱动件43与上述手动驱动件42 连接。采用第一驱动件调节激光发生器与衍射光学元件之间的距离，电动驱动件用于粗调，手动驱动件用于微调，提高调控的精度，从而进一步优化衍射光学元件的衍射成像效果。

当然，本申请的第一驱动件并不限于上述的结构，还可以为其他可实现的结构，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的结构形成第一驱动件。

本申请的第十一实施例中，上述接收设备还包括第五驱动组件，第五驱动组件与上述接收屏连接，上述第五驱动组件用于驱动上述接收屏移动以改变上述接收屏与上述衍射光学元件之间的距离。

需要说明的是，接收屏与衍射光学元件之间的距离也会影响衍射光学元件的衍射成像效果，因此，需要第五驱动组件驱动上述接收屏移动，以改变上述接收屏与衍射光学元件之间的距离，以全面获取DOE的性能。

本申请的第十二实施例中，如图6所示，上述第五驱动组件包括至少两个丝杆23、丝杆螺母26、同步带25和驱动电机24，其中，丝杆螺母26套设在各上述丝杆23上，各上述丝杆螺母26与上述接收屏21连接；同步带25套设在各上述丝杆23的一端；驱动电机24与上述同步带25连接。具体地，驱动电机带动同步带移动，同步带带动丝杆沿其轴向运动，丝杆通过丝杆螺母带动接收屏在竖直方向上移动，从而改变上述接收屏与衍射光学元件之间的距离。

为了使得接收屏更加平稳地移动，本申请的第十三实施例中，如图6所示，上述第五驱动组件还包括滑轨22和滑动件27，其中，上述滑动件27的一端可滑动地设置在上述滑轨22 上，上述滑动件27的另一端与上述接收屏21连接。

本申请的第十四实施例中，如图7所示，上述图像处理装置1包括第二相机11和第六驱动组件，其中，第二相机11包括第二镜头12；第六驱动组件用于驱动上述第二相机11运动以改变上述第二相机11与上述接收屏之间的距离。

本申请的第十五实施例中，如图7所示，上述第六驱动组件包括导轨14和支撑件13，其中，支撑件13可移动地设置上述导轨14上，上述第二相机11安装在上述支撑件13上。

具体地，第六驱动组件通过支撑件驱动第二相机沿导轨运动，调整第二相机与接收屏之间的距离，从而使第二镜头能够拍摄到清晰的光斑点的图像，以便于根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

本申请的第十六实施例中，如图8所示，上述系统还包括框体6，上述框体6包括相对设置的第一表面和第二表面，上述第一驱动设备位于上述第一表面上，上述丝杆固定在上述第一表面上，上述导轨固定在上述第一表面上。

图9是根据本申请的衍射光学元件的性能检测方法的第十七实施例的流程示意图。如图9 所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，控制光发射器件发射预定光至衍射光学元件，上述衍射光学元件对上述预定光衍射，在接收屏上形成多个光斑点；

步骤S102，获取多个上述光斑点的图像；

步骤S103，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

上述衍射光学元件的性能检测方法中，首先，控制光发射器件发射预定光至衍射光学元件，上述衍射光学元件对上述预定光衍射，在接收屏上形成多个光斑点；然后，获取多个上述光斑点的图像；最后，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该方法采用获取的图像计算衍射光学元件的性能参数，以实现对衍射光学元件性能的检测，解决了现有技术中无法对衍射光学元件进行检测的问题。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请的第十八实施例中，通过镜头获取上述图像，上述方法还包括：调整上述镜头与上述接收屏之间的距离，和/或调整上述镜头的焦距，以使得上述图像的中心位置的灰度值最大接收屏。该方法可以得到最佳成像效果的图像，后续根据该最佳成像效果的图像计算得到该衍射光学元件的最佳性能。

中心位置的灰度值最大镜头接收屏实际拍摄的过程中，调整镜头与接收屏之间的距离和/ 或镜头的焦距，使拍摄到的中心位置的灰度值达到最大，此时衍射光学元件的衍射成像效果达到最佳，后续可根据该图像计算得到衍射光学元件的最佳性能。实际上，可以只调节镜头与接收屏之间的距离，还可以只调节镜头的焦距，还可以同时调节镜头与接收屏之间的距离和镜头的焦距。

为了能够获得衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角这三个性能，本申请的第十九实施例中，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个包括：根据上述图像获取各上述光斑点的灰度值和坐标值；根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述衍射效率、上述衍射均匀性以及上述视场角。其中，衍射效率和衍射均匀性是通过光斑点的灰度值计算得到的，视场角是通过光斑点的坐标值计算得到的。

本申请的第二十实施例中，根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述衍射效率包括：根据各上述光斑点的上述灰度值，计算得到各上述光斑点对应的光强；根据各上述光斑点对应的光强与上述预定光的光强，计算上述衍射效率。具体地，公式如下：即衍射效率等于所有光斑点对应的总光强与预定光的光强的比值，该比值越小，衍射光学元件的衍射效率越低，衍射光学元件的性能越差，该比值越大，衍射光学元件的衍射效率越高，衍射光学元件的性能越好。其中，总光强为所有光斑点的光强之和，光斑点对应的光强可以通过光斑点的灰度值换算得到，例如，可以直接读取像素点的灰度值。

本申请的第二十实施例中，根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述衍射均匀性包括：计算最大灰度值的上述光斑点对应的第一光强；计算最小灰度值的上述光斑点对应的第二光强；根据上述第一光强和上述第二光强计算上述衍射均匀性。其中，第一光强可以通过最大灰度值的光斑点的灰度值换算得到，第二光强可以通过最小灰度值的光斑点的灰度值换算得到，具体的换算方法可以参照上段内容。

本申请的第二十实施例中，根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述视场角还包括：获取位于图像中心的上述光斑点与其他上述光斑点的距离中的最大值，得到第一距离；获取上述衍射光学元件与上述接收屏之间的第二距离；计算上述第一距离和上述第二距离的商，得到上述视场角。具体地，公式如下：即视场角等于第一距离和第二距离的比值，该比值越大，衍射光学元件的性能越好，衍射光学元件的视场角越大，该比值越小，衍射光学元件的视场角越小，衍射光学元件的性能越差。

本申请的第二十一实施例中，根据上述第一光强和上述第二光强计算上述衍射均匀性包括：计算上述第一光强和上述第二光强之和，得到光强和；计算上述第一光强与上述第二光强之差，得到光强差；计算上述光强差与上述光强和的商，得到上述衍射均匀性。具体地，公式如下：即衍射均匀性等于第一光强和第二光强之和与第一光强与第二光强之差的比值，该比值越小，衍射光学元件的衍射均匀性越好，衍射光学元件的性能越好，该比值越大，衍射光学元件的衍射均匀性越差，衍射光学元件的性能越差。

为了获取衍射光学元件在多个成像距离处的性能，进而获取最佳成像距离，从而提高性能检测的全面性。本申请的第二十二实施例中，拍摄上述预定光经过衍射后在接收屏上形成的多个光斑点的图像包括：拍摄上述预定光经过衍射后在多个上述接收屏上形成的多个光斑点的图像，多个上述接收屏与上述衍射光学元件之间的距离不同，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个包括：根据各上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个，得到多个上述衍射效率、多个上述衍射均匀性和/或多个上述视场角，上述方法还包括：比较多个上述衍射效率、多个上述衍射均匀性和/或多个上述视场角；根据比较的结果确定上述衍射光学元件的最佳成像位置。在具体的检测过程中，上述比较的过程就是获取最佳成像位置的过程。

本申请的第二十三实施例中，上述预定光为具有预定波长的激光，多个上述光斑点形成方阵。预定光的波长可以根据实际情况进行选择，光斑点形成方阵便于获取光斑点坐标值，提高性能检测的效率。

有时候，衍射光学元件并不是位于预定的检测位置上，尤其是有多个待检测的衍射光学元件的情况中，为了使得待检测的衍射光学元件位于预定的检测位置上，进而保证检测的准确性，本申请的第二十四实施例中，上述方法还包括：获取衍射光学元件的位置信息；根据上述位置信息调整上述衍射光学元件的位置，以使得上述衍射光学元件位于预定的检测位置。

本申请的第二十五实施例还提供了一种衍射光学元件的性能检测装置，需要说明的是，本申请实施例的衍射光学元件的性能检测装置可以用于执行本申请实施例所提供的衍射光学元件的性能检测方法。以下对本申请实施例提供的衍射光学元件的性能检测装置进行介绍。

图10是根据本申请的第二十六实施例的衍射光学元件的性能检测装置的示意图。如图10 所示，该装置包括：

第一控制单元10，用于控制光发射器件发射预定光至衍射光学元件，上述衍射光学元件对上述预定光衍射，在接收屏上形成多个光斑点；

获取单元20，用于获取多个上述光斑点的图像；

计算单元30，用于根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

上述衍射光学元件的性能检测装置中，第一控制单元控制光发射器件发射预定光至衍射光学元件，上述衍射光学元件对上述预定光衍射，在接收屏上形成多个光斑点；获取单元获取多个光斑点的图像，计算单元根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该装置采用获取的图像计算衍射光学元件的性能参数，以实现对衍射光学元件性能的检测，解决了现有技术中无法对衍射光学元件进行检测的问题。

本申请的第二十七实施例中，上述获取单元包括拍摄模块，拍摄模块用于拍摄上述预定光经过衍射后在接收屏上形成的多个光斑点的图像。上述装置还包括第二控制单元，第二控制单元用于调整镜头与上述接收屏之间的距离；和/或调整用于拍摄的镜头的焦距。实际拍摄的过程中，调整镜头与接收屏之间的距离和/或镜头的焦距，使拍摄到的中心位置的灰度值达到最大，此时衍射光学元件的衍射成像效果达到最佳，后续可根据该图像计算得到衍射光学元件的最佳性能。实际上，可以只调节镜头与接收屏之间的距离，还可以只调节镜头的焦距，还可以同时调节镜头与接收屏之间的距离和镜头的焦距。

为了获得中心位置灰度值最大的图像，使衍射光学元件的衍射成像效果达到最佳，本申请的第二十八实施例中，

为了能够获得衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角这三个性能，本申请的第二十九实施例中，计算单元包括获取模块和计算模块，其中，获取模块用于根据上述图像获取各上述光斑点的灰度值和坐标值；计算模块用于根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述衍射效率、上述衍射均匀性以及上述视场角。其中，衍射效率和衍射均匀性是通过光斑点的灰度值计算得到的，视场角是通过光斑点的坐标值计算得到的。其中，计算模块包括第一计算子模块、第二计算子模块以及第三计算子模块，第一计算子模块根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述衍射效率，具体地，先根据各上述光斑点的上述灰度值，计算得到各上述光斑点对应的光强；然后根据各上述光斑点对应的光强与上述预定光的光强，计算上述衍射效率。具体地，公式如下：即衍射效率等于所有光斑点对应的总光强与预定光的光强的比值，该比值越小，衍射光学元件的衍射效率越低，衍射光学元件的性能越差，该比值越大，衍射光学元件的衍射效率越高，衍射光学元件的性能越好。其中，总光强为所有光斑点的光强之和，光斑点对应的光强可以通过光斑点的灰度值换算得到，例如，可以直接读取像素点的灰度值。

第二计算子模块根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述衍射均匀性，具体地，该子模块计算最大灰度值的上述光斑点对应的第一光强；计算最小灰度值的上述光斑点对应的第二光强；根据上述第一光强和上述第二光强计算上述衍射均匀性。其中，第一光强可以通过最大灰度值的光斑点的灰度值换算得到，第二光强可以通过最小灰度值的光斑点的灰度值换算得到，具体的换算方法可以参照上段内容。

第三计算子模块根据各上述光斑点的上述灰度值和上述坐标值计算上述视场角，具体地，该子模块获取位于图像中心的上述光斑点与其他上述光斑点的距离中的最大值，得到第一距离；获取上述衍射光学元件与上述接收屏之间的第二距离；计算上述第一距离和上述第二距离的商，得到上述视场角。具体地，公式如下：即视场角等于第一距离和第二距离的比值，该比值越大，衍射光学元件的性能越好，衍射光学元件的视场角越大，该比值越小，衍射光学元件的视场角越小，衍射光学元件的性能越差。

本申请的第三十实施例中，第二计算子模块用于计算上述第一光强和上述第二光强之和，得到光强和；还计算上述第一光强与上述第二光强之差，得到光强差；最后计算上述光强差与上述光强和的商，得到上述衍射均匀性。具体地，公式如下：即衍射均匀性等于第一光强和第二光强之和与第一光强与第二光强之差的比值，该比值越小，衍射光学元件的衍射均匀性越好，衍射光学元件的性能越好，该比值越大，衍射光学元件的衍射均匀性越差，衍射光学元件的性能越差。

为了获取衍射光学元件在多个成像距离处的性能，进而获取最佳成像距离，从而提高性能检测的全面性。本申请的第三十一实施例中，上述获取单元包括拍摄模块，拍摄模块用于拍摄上述预定光经过衍射后在多个上述接收屏上形成的多个光斑点的图像，多个上述接收屏与上述衍射光学元件之间的距离不同，上述计算单元用于根据各上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个，得到多个上述衍射效率、多个上述衍射均匀性和/或多个上述视场角，上述装置还包括比较单元和确定单元，其中，比较单元用于比较多个上述衍射效率、多个上述衍射均匀性和/或多个上述视场角；确定单元用于根据比较的结果确定上述衍射光学元件的最佳成像位置。在具体的检测过程中，上述比较的过程就是获取最佳成像位置的过程。

本申请的第三十二实施例中，上述预定光为具有预定波长的激光，多个上述光斑点形成方阵。预定光的波长可以根据实际情况进行选择，光斑点形成方阵便于获取光斑点坐标值，提高性能检测的效率。

有时候，衍射光学元件并不是位于预定的检测位置上，尤其是有多个待检测的衍射光学元件的情况中，为了使得待检测的衍射光学元件位于预定的检测位置上，进而保证检测的准确性，本申请的第三十三实施例中，上述装置还包括定位单元和第一驱动单元，定位单元采用定位设备获取衍射光学元件的位置信息；第一驱动单元根据上述位置信息调整上述衍射光学元件的位置，以使得上述衍射光学元件位于预定的检测位置。

上述衍射光学元件的性能检测装置包括处理器和存储器，上述获取单元和计算单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来对衍射光学元件进行检测。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本实用新型的第三十四实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述衍射光学元件的性能检测方法。

本实用新型的第三十五实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述衍射光学元件的性能检测方法。

本实用新型的第三十六实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：

步骤S101，获取预定光经过衍射光学元件衍射后形成的多个光斑点的图像；

步骤S102，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：

步骤S101，获取预定光经过衍射光学元件衍射后形成的多个光斑点的图像；

步骤S102，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/ 或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/ 或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的衍射光学元件的性能检测系统中，光发射器件发射预定光至衍射光学元件中，接收设备的接收屏接收预定光经过衍射光学元件衍射后形成多个光斑点，图像处理装置获取接收屏上的多个光斑点的图像，并根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该系统根据获取的图像计算衍射光学元件的至少一项性能参数，从而实现对衍射光学元件的性能的检测。

2)、本申请的上述衍射光学元件的性能检测方法中，首先，控制光发射器件发射预定光至衍射光学元件，上述衍射光学元件对上述预定光衍射，在接收屏上形成多个光斑点；然后，获取多个上述光斑点的图像；最后，根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该方法采用获取的图像计算衍射光学元件的性能参数，以实现对衍射光学元件性能的检测，解决了现有技术中无法对衍射光学元件进行检测的问题。

3)、本申请的衍射光学元件的性能检测装置中，第一控制单元控制光发射器件发射预定光至衍射光学元件，上述衍射光学元件对上述预定光衍射，在接收屏上形成多个光斑点；获取单元获取多个光斑点的图像，计算单元根据上述图像计算上述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。该装置采用获取的图像计算衍射光学元件的性能参数，以实现对衍射光学元件性能的检测，解决了现有技术中无法对衍射光学元件进行检测的问题。

以上上述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种衍射光学元件的性能检测系统，其特征在于，包括：

光发射器件(4)，所述光发射器件(4)用于发射预定光至所述衍射光学元件中；

接收设备(2)，包括接收屏(21)，所述接收屏(21)位于所述光发射器件(4)的一侧，所述预定光经过所述衍射光学元件衍射后在所述接收屏(21)上形成多个光斑点；

图像处理装置(1)，位于所述接收屏(21)的远离所述光发射器件(4)的一侧，所述图像处理装置(1)用于获取所述接收屏(21)上的多个光斑点的图像，并根据所述图像计算所述衍射光学元件的衍射效率、衍射均匀性以及视场角中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一驱动设备(3)，所述第一驱动设备(3)用于驱动所述衍射光学元件在水平面上移动。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一驱动设备(3)包括：

第一驱动组件(31)，用于驱动所述衍射光学元件沿第一方向移动；

第二驱动组件，所述第二驱动组件与所述第一驱动组件(31)连接，所述第二驱动组件用于驱动所述第一驱动组件(31)沿第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向垂直。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

驱动平台(33)，与所述第一驱动组件(31)连接；

第二驱动轴(32)，与所述驱动平台(33)连接；

安装平台(34)，与所述第二驱动轴(32)连接，所述安装平台(34)具有安装部(35)，所述安装部(35)用于安装所述衍射光学元件。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括定位设备(5)，所述定位设备(5)用于获取所述衍射光学元件的位置，所述定位设备(5)包括：

第一相机(51)，包括第一镜头(52)，所述第一相机(51)用于拍摄所述衍射光学元件以获取所述衍射光学元件的位置；

第三驱动组件(55)，与所述第一相机(51)连接，所述第三驱动组件(55)用于驱动所述第一相机(51)移动。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光发射器件(4)为激光发射器件，所述激光发射器件包括：

激光发生器(41)，用于发出预定波长的激光；

第四驱动组件，与所述激光发生器(41)连接，所述第四驱动组件用于至少驱动所述激光发生器(41)移动，以改变所述激光发生器(41)与所述衍射光学元件之间的距离。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第四驱动组件包括：

第一驱动件，与所述激光发生器(41)连接，所述第一驱动件用于驱动所述激光发生器(41)沿第三方向移动，以改变所述激光发生器(41)与所述衍射光学元件之间的距离；

第二驱动件(44)，与所述第一驱动件连接，所述第二驱动件(44)用于驱动所述激光发生器(41)沿第四方向移动，所述第三方向与所述第四方向垂直。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收设备还包括：

第五驱动组件，与所述接收屏(21)连接，所述第五驱动组件用于驱动所述接收屏(21)移动以改变所述接收屏(21)与所述衍射光学元件之间的距离。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第五驱动组件包括：

至少两个丝杆(23)；

丝杆螺母(26)，套设在各所述丝杆(23)上，各所述丝杆螺母(26)与所述接收屏(21)连接；

同步带(25)，套设在各所述丝杆(23)的一端；

驱动电机(24)，与所述同步带(25)连接。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像处理装置(1)包括：

第二相机(11)，包括第二镜头(12)；

第六驱动组件，用于驱动所述第二相机(11)运动以改变所述第二相机(11)与所述接收屏(21)之间的距离。