[发明专利]一种基于条纹反射的镜面/类镜面物体绝对面形的测量方法及装置

权利要求书

1.一种镜面/类镜面物体绝对面形的测量装置，其特征在于：它包括显示屏、虚拟成像探测装置、信号控制与处理器；所述的信号控制与处理器将测量用编码条纹图像输入显示屏；显示屏、待测镜面/类镜面物体与虚拟成像探测装置之间成三角结构放置，虚拟成像探测装置聚焦于待测镜面/类镜面物体表面，显示屏将图像照射至待测镜面/类镜面物体的表面，待测镜面/类镜面物体表面将图像反射后由虚拟成像探测装置接收，虚拟成像探测装置将采集的图像信号输入信号控制与处理器；所述的虚拟成像探测装置包括虚拟成像结构和面阵相机，虚拟成像结构将单个目标虚拟成像为两个或两个以上的目标像至面阵相机的靶面上接收。

2.根据权利要求1所述的一种镜面/类镜面物体绝对面形的测量装置，其特征在于：所述的虚拟成像结构为平面棱镜或平面反射镜。

3.根据权利要求1所述的一种镜面/类镜面物体绝对面形的测量装置，其特征在于：所述的面阵相机为面阵的CCD或CMOS相机。

4.根据权利要求1所述的一种镜面/类镜面物体绝对面形的测量装置，其特征在于：所述的显示屏为液晶显示屏或空间光调制器。

5.一种基于条纹反射的镜面/类镜面物体绝对面形的测量方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将显示屏、待测镜面/类镜面物体与虚拟成像探测装置按三角结构放置，虚拟成像探测装置聚焦于待测镜面/类镜面物体表面；所述的虚拟成像探测装置包括虚拟成像结构和面阵相机，虚拟成像结构将单个目标虚拟成像为两个或两个以上的目标像至面阵相机的靶面上接收；

（2）信号控制与处理器按条纹编码方法编码生成条纹图像，输入显示屏，显示屏将图像照射至待测镜面/类镜面物体的表面，图像再经待测镜面/类镜面物体表面的反射，由虚拟成像探测装置采集获取目标变形条纹图像，输入到信号控制与处理器；

（3）信号控制与处理器对得到的目标变形条纹图像进行解调处理，计算得到待测镜面/类镜面物体表面面形的绝对相位分布；

（4）由待测镜面/类镜面物体表面面形的绝对相位分布，确定与虚拟成像探测装置所获取目标变形条纹图像上的各点所对应的显示屏上的编码点，经计算得到重构的待测物体的绝对面形分布。

6.根据权利要求5所述的一种基于条纹反射的镜面/类镜面物体绝对面形的测量方法，其特征在于：所述的条纹图像编码方法，采用空域唯一性编码、时域唯一性编码或空/时域复合唯一性编码方法中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种基于条纹反射的镜面/类镜面物体绝对面形的测量方法，其特征在于：所述的时域唯一性编码方法为基于变频相移正弦条纹的时域唯一性编码方法，在显示屏上依次显示水平和垂直两个方向上的变频相移正弦条纹图像。

8.根据权利要求6所述的一种基于条纹反射的镜面/类镜面物体绝对面形的测量方法，其特征在于：所述的条纹图像编码方法为采用变频相移正弦条纹的时域唯一性编码方法，条纹频率按幂函数序列变化，条纹图像为等步长相移，每步相移量为，总相移步数；所述的目标变形条纹图像的解调处理方法为采用最小二乘N步相移解调算法，计算得到截断相位；经时域相位展开，得到在最高频率下与待测镜面/类镜面物体表面面形的绝对相位分布。