题目：基于图像技术的非球面检测系统的研究

非球面透镜能够很好的消除球差和其他相关像差，从而简化光学系统设计，获得良好的光学成像质量，因此得到越来越广泛的应用。如何在满足一定测量范围和精度的前提下，实现非球面透镜制造过程中的在线检测，是批量生产非球面透镜的关键。为了满足在线检测要求，本文设计了一种基于图像技术的检测系统。该系统采用了投影的方法获得非球面透镜的子午面轮廓，利用摄像物镜把该轮廓成像到CCD光敏面上，并通过图像采集系统将图像输入到计算机，采用相应的图像技术和分析软件对该轮廓的数字图像进行处理和分析，分析的结果与理论设计值比较，得到最终的检测结果。系统为满足一定的测量精度要求，采用了亮度高且亮度均匀的LED背光板作为投影时的照明光源，并选用了大靶面、高分辨率的CCD对图像进行采集。在图像处理和分析过程中，采用系统标定和软件补偿的方法消除或降低成像设备带来的检测误差，并采用了亚像素边缘检测技术提高检测精度。系统可以通过选择较低倍数的摄像物镜，满足粗加工、半精加工时较低精度要求的快速测量，也可通过选择较高倍数的摄像物镜，结合采用精密的光栅测量工作台使用和图像技术，满足精加工过程中精度要求较高的检测要求，可以满足制造过程中不同阶段的检测需要。设计并研制了实验样机，采集了实验数据，完成了检测的可靠性和重复性实验。实验证实，该系统可以实现对直径40mm以下的非球面透镜的面形精度的在线检测，检测精度可达到0.03mm。检测方便、简单、快捷，解决了显微镜照明系统所用非球面透镜在线检测的实际工程问题。