一種紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置和方法，其特征在于采用紅外光源、遮雜散光管、準直部件、擴束部件組成均勻紅外光束發(fā)生裝置，紅外分光鏡將入射光成90°反射，經(jīng)反射的入射光通過變焦透鏡聚焦至待測材料上；被待測材料反射的光束再經(jīng)過變焦透鏡、紅外分光鏡、聚焦透鏡傳輸?shù)郊t外傳感器，通過處理紅外信號實現(xiàn)對待測可見光不透明紅外光學(xué)材料的均勻性評測。相對于以往紅外光學(xué)材料的評測方法和裝置，本評測方法和裝置既可獲得待測紅外材料內(nèi)部聚焦面一定景深內(nèi)缺陷的形貌和位置信息，又可獲得待測紅外材料內(nèi)部缺陷的三維形貌和位置信息，從而實現(xiàn)紅外光學(xué)材料均勻性的精細評測功能。
【專利說明】一種紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可見光不透明紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置和方法，特別是一種檢測單晶鍺、硫系玻璃等可見光不透明紅外光學(xué)材料內(nèi)部缺陷的檢測方法，及材料均勻性的檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著在軍事、民用方面的應(yīng)用范圍越來越廣泛，紅外光學(xué)材料的質(zhì)量要求也日益提高。紅外光學(xué)材料內(nèi)部缺陷(如條紋、裂紋、分相、氣泡等)是決定紅外光學(xué)材料質(zhì)量的關(guān)鍵指標之一，其中缺陷主要是由于紅外材料制備過程中的化學(xué)組分的不均勻性以及熱不均勻性等原因造成的。
[0003]對于可見光透明光學(xué)玻璃均勻性的檢測，現(xiàn)在已擁有成熟的干涉或全息檢測方法，并形成了相關(guān)的國家標準(GB/T7962.3-2010)。但是，對于可見光不透明紅外光學(xué)材料，目前缺乏相關(guān)的檢測方法和裝置，沒有統(tǒng)一的國內(nèi)外檢測標準。
[0004]對于紅外光學(xué)材料的均勻性檢測方法，國內(nèi)專利(中國專利申請?zhí)?201110228174.X, 2010105545001, 201110025184.3)報道了幾種紅外硫系玻璃內(nèi)部缺陷的光學(xué)檢測方法和裝置，均采用面光源透射成像的方式，可以方便快捷的實現(xiàn)對紅外硫系玻璃缺陷的檢測。但是，該方法只能給出樣品內(nèi)部所有缺陷在垂直光軸平面內(nèi)的投影，無法給出缺陷在樣品內(nèi)部的具體位置、立體形貌和分布等精確信息。
[0005]專利(中國專利申請?zhí)?201110073411.X)報道了一種紅外玻璃非均勻性檢測裝置及檢測方法，通過精確測定紅外玻璃樣品放入前后的線擴散函數(shù)和相應(yīng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，通過對比實現(xiàn)紅外玻璃非均勻性的檢測。該方法采用光學(xué)傳遞函數(shù)間接地表征紅外玻璃的均勻性，不能直觀地給出其內(nèi)部缺陷位置、形貌和分布信息。
[0006]在反射式顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)中，由于其利用聚焦系統(tǒng)成像，使得顯微鏡的視場半徑很小，因此無法在顯微鏡下全部顯示稍大的待測物體，一次觀測只能看到的物體的一部分，無法觀測到物體的全貌。因此需要通過多次觀測，并利用圖像擴展技術(shù)將一系列具有重疊區(qū)域的相鄰圖像，根據(jù)重疊區(qū)域的位置信息和相同特征拼合成大視野的全景圖像，從而能夠展現(xiàn)超大視野。
[0007]在顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)中，放大倍數(shù)較小時景深比較大。而隨著顯微鏡放大倍數(shù)的增大，其景深就會相應(yīng)減小，只能看清聚焦面附近的結(jié)構(gòu)。因此為了使物體在一幅圖中完全聚焦清晰，需要采用顯微圖像融合技術(shù)，利用多幅同一場景不同聚焦位置的圖像，融合成一幅各處都清晰的全景深圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于:提供一種可見光不透明紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置和方法，既可獲得待測紅外材料內(nèi)部聚焦面設(shè)定景深內(nèi)缺陷的形貌和位置信息，又可獲得待測紅外材料內(nèi)部缺陷的三維形貌和位置信息，從而實現(xiàn)紅外光學(xué)材料均勻性的精細檢測功能。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0010]一種紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于包括紅外分光鏡、光軸與紅外分光鏡法線成45°角的紅外均勻光源發(fā)生裝置，與紅外均勻光源發(fā)生裝置光軸垂直的紅外變焦透鏡、二維精密移動載物臺、聚光鏡、紅外傳感器，紅外變焦透鏡、二維精密移動載物臺、聚光鏡、紅外傳感器共用一個橫向光軸；所述紅外變焦透鏡、二維精密移動載物臺沿橫向光軸方向設(shè)置在紅外分光鏡前方，且紅外均勻光源發(fā)生裝置產(chǎn)生的紅外均勻光源入射到達紅外分光鏡形成與入射方向垂直的紅外光束，紅外光束通過紅外變焦透鏡匯聚到達放置于二維精密移動載物臺上的待測材料上形成反射光；所述聚光鏡、紅外傳感器沿橫向光軸方向設(shè)置在紅外分光鏡后方，反射光通過紅外變焦透鏡的匯聚，依次通過紅外分光鏡、聚光鏡投射到紅外傳感器上并形成電信號；還設(shè)置信號采集及控制器，信號采集及控制器分別與紅外傳感器、二維精密移動載物臺、紅外變焦透鏡連接，信號采集及控制器與計算機連接；所述計算機通過信號采集及控制器控制變焦透鏡的對焦和調(diào)焦、二維精密移動載物臺的移動、以及紅外傳感器的信號采集。
[0011]按上述技術(shù)方案，所述紅外均勻光源發(fā)生裝置包括遮雜散光管、準直部件、擴束部件、濾光片組，紅外光源、遮雜散光管、準直部件、擴束部件、濾光片組依次排列并共用一個通過紅外分光鏡中心的光軸。
[0012]按上述技術(shù)方案，二維精密移動載物臺的二維移動方向所在平面以及待測材料平面均與橫向光軸空間垂直；所述的二維精密移動載物臺由滑板、載物臺、驅(qū)動裝置組成，一伺服驅(qū)動裝置安裝在滑板上，控制X軸方向的移動，載物臺安裝在滑板上，載物臺設(shè)置為能夠相對滑板在Y軸方向移動，另一伺服驅(qū)動裝置安裝在載物臺上，控制Y軸方向的移動；在檢測過程中載物臺能夠帶動待測樣品沿X/Y軸方向做步進運動。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述的聚光鏡采用紅外透鏡。
[0014]按上述技術(shù)方案，所述紅外變焦透鏡在變焦伺服電機控制下能夠?qū)崿F(xiàn)最小為I μ m的焦平面的移動。
[0015]按上述技術(shù)方案，所述的紅外光源采用黑體光源。
[0016]按上述技術(shù)方案，所述的紅外傳感器的響應(yīng)波段為0.8?14 μ m。
[0017]采用上述紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置進行檢測的方法，其特征在于包括如下步驟:
[0018](I)將待測材料固定于二維精密移動載物臺的載物臺上，設(shè)定紅外變焦透鏡所需的放大倍數(shù)，通過計算機控制紅外變焦透鏡對待測材料進行對焦，獲得待測材料表面附近位置的清晰圖像，同時構(gòu)建三維坐標系，以垂直于待測材料表面方向為Z軸；
[0019](2)設(shè)定待測材料沿X/Y軸方向步進運動每步的行程，X/Y軸方向步進運動每步的行程小于焦點視場半徑；并設(shè)定X/Y軸的步進次數(shù)和步進移動順序，通過一個連續(xù)的蛇形移動觀測線移動路徑完成待測材料整個平面在Z軸上一個位置的檢測；
[0020]( 3 )之后，通過計算機控制紅外變焦透鏡的移動，使焦平面沿Z軸向材料內(nèi)部移動設(shè)定步進，從而實現(xiàn)對材料內(nèi)部更深景深內(nèi)的缺陷觀測，而后重復(fù)步驟(I)- (2)的操作，獲取不同焦平面內(nèi)的擴展平面圖像；如此重復(fù)實現(xiàn)對待測材料內(nèi)部不同焦平面的觀測；
[0021]4)計算機計算不同焦平面的相對高度，結(jié)合不同焦平面的圖像差異對觀測結(jié)果進行圖像三維合成及圖像修正，實現(xiàn)圖像的三維合成，從而獲得待測材料內(nèi)部整體缺陷的位
置信息和三維形貌。
[0022]按上述技術(shù)方案，所述的步驟(2)中控制二維精密移動載物臺沿X軸正向移動，每移動設(shè)定步進，再拍攝下一個像點的圖像，依次動作，獲得一系列圖像；之后，再控制二維精密移動載物臺沿Y軸反向移動設(shè)定步進，隨后，控制X軸反向移動依次拍攝獲得一系列圖像，如此重復(fù)以上動作形成一個近乎覆蓋待測材料所在平面的連續(xù)的蛇形移動觀測線移動路徑；再通過計算機控制計算圖像方位和尺寸，去除系列圖像重疊部分，即可擴展成待測材料整個平面在Z軸上一個位置的完整的焦平面圖像。
[0023]按上述技術(shù)方案，所述圖像三維合成為實時的三維合成，每次獲得的最新的二維圖像數(shù)據(jù)融合進已有的三維圖像數(shù)據(jù)中，從而實時更新三維圖像；具體步驟如下:
[0024]I)隨紅外變焦透鏡的移動采集不同景深或不同焦平面下若干相同(X，Y)坐標的二維圖像數(shù)據(jù)；
[0025]2)將步驟I)獲得的各個二維圖像數(shù)據(jù)根據(jù)初始構(gòu)建的三維坐標系依次疊加并轉(zhuǎn)換為三維圖像數(shù)據(jù)；
[0026]3)設(shè)置視角為圖像中心點垂直方向視角，并根據(jù)視角轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換步驟2)獲得的三維圖像數(shù)據(jù)，生成最終需要的三維圖像數(shù)據(jù)。
[0027]本發(fā)明具有以下有益效果:載物臺采用高精度二維伺服控制，通過計算機精密控制Χ/Υ軸伺服電機的移動，可對待測樣品進行精密掃描檢測，從而獲得紅外光學(xué)材料在聚焦面一定景深內(nèi)缺陷精細形貌及位置信息的擴展二維平面圖像；同時，通過二維精密載物臺與變焦透鏡的協(xié)同調(diào)節(jié)，獲取系列二維平面圖像，并通過顯微圖像融合技術(shù)融合成一幅全景深圖像，從而獲得材料內(nèi)部整體缺陷形貌和位置分布的三維圖像。
[0028]能夠?qū)梢姽獠煌该骷t外光學(xué)材料內(nèi)部缺陷的位置、三維形貌和分布進行更精確的檢測；通過調(diào)控二維精密移動載物臺，對樣品不同點進行連續(xù)觀測，可以實現(xiàn)對待測紅外材料內(nèi)部聚焦面一定景深內(nèi)缺陷的綜合檢測；通過紅外變焦透鏡實現(xiàn)對樣品不同焦平面的連續(xù)觀察，結(jié)合二維精密移動載物臺的調(diào)控，同時利用計算機中智能檢測軟件系統(tǒng)通過合成技術(shù)獲取三維圖像，達到對材料均勻性更精確測評的目的。
[0029]相對于以往紅外光學(xué)材料的評測方法和裝置，本檢測方法和裝置既可獲得待測紅外材料內(nèi)部聚焦面一定景深內(nèi)缺陷的形貌和位置信息，又可獲得待測紅外材料內(nèi)部缺陷的三維形貌和位置信息，從而實現(xiàn)紅外光學(xué)材料均勻性的精細評測功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)框圖
[0031]圖2載物臺上待測紅外光學(xué)材料樣品的移動規(guī)則圖
[0032]【專利附圖】

【附圖說明】:紅外光源1、遮雜散光管2、準直部件3、擴束部件4、濾光片組5、紅外分光鏡9、紅外變焦透鏡8、二維精密移動載物臺6、待測材料7、聚光鏡10、紅外傳感器11、信號采集及控制器12、計算機13。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的雙圓周彈簧同步器進行詳細描述。[0034]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種可見光不透明紅外光學(xué)材料的均勻性檢測方法和裝置，其特征在于包括紅外光源1、遮雜散光管2、準直部件3、擴束部件4、濾光片組5、紅外分光鏡9、紅外變焦透鏡8、二維精密移動載物臺6、聚光鏡10、紅外傳感器11、信號采集及控制器12、計算機13。
[0035]紅外光源的1、遮雜散光管2、準直部件3、擴束部件4、濾光片組5依次排列，組成紅外均勻光源發(fā)生裝置，其中各部件共用一個光軸，此光軸通過紅外分光鏡中心，并與分光鏡法線成45°角。
[0036]待測紅外光學(xué)待測材料7安裝在所述的二維精密移動載物臺6上，之后依次為紅外變焦透鏡8、紅外分光鏡9、聚光鏡10、紅外傳感器11，其共用另一個光軸，此光軸垂直于紅外光源部件光軸，并通過紅外分光鏡中心，與分光鏡法線成45°角，同時與紅外均勻光源發(fā)生裝置光軸成90°。
[0037]所述的紅外傳感器11與所述的信號采集及控制器12連接，所述的信號采集及控制器與所述的計算機13連接。
[0038]紅外光源I采用黑體光源。
[0039]紅外變焦透鏡8由計算機13通過信號采集及控制器12控制。
[0040]二維精密移動載物臺6由滑板、載物臺、驅(qū)動裝置等組成，一伺服驅(qū)動裝置安裝在滑板上，控制X軸方向的移動，載物臺安裝在滑板上，載物臺可相對滑板在Y軸方向移動，另一伺服驅(qū)動裝置安裝在載物臺上，控制Y軸方向的移動。
[0041]在測試的過程中載物臺可以帶動被測物沿X/Y軸方向移動。X/Y軸做步進運動，每步的行程約小于焦點視場半徑。這樣通過設(shè)定X/Y軸的步進步數(shù)和順序就可以完成對待測材料整個平面的觀測。
[0042]紅外傳感器11的響應(yīng)波段為0.8?14 μ m。
[0043]聚光鏡10采用紅外透鏡實現(xiàn)光線聚焦到傳感器上。
[0044]智能檢測軟件系統(tǒng)可以通過控制變焦透鏡對待測材料不同景深內(nèi)缺陷的觀察，采用深度融合技術(shù)，實現(xiàn)三維成像。
[0045]信號采集及控制器12可以控制變焦透鏡8的對焦和調(diào)焦、二維精密移動載物臺6的移動、以及紅外傳感器11的信號采集。
[0046]如圖1所示，系統(tǒng)通過采用反射式光路的設(shè)計，紅外光源1、遮雜散光管2、準直部件3、擴束部件4產(chǎn)生強度均勻、形狀規(guī)則、單向性較好的紅外光源，再通過濾光片組5進一步提高紅外光束中各波段光線的均勻性和質(zhì)量，之后紅外光束通過紅外分光鏡9，形成反射光束，光束繼而通過變焦透鏡組8，聚焦在待測紅外光學(xué)材料樣品7上，如果紅外材料內(nèi)部成分不均勻，或者有空洞、裂紋等情況時，會造成材料內(nèi)部空間各點對光線反射強弱的不同，從而形成缺陷像。
[0047]當入射光束照射到待測材料后，產(chǎn)生反射光，反射光通過變焦透鏡8的匯聚，再次通過紅外分光鏡9而向上透射過去；帶有樣品內(nèi)部信息的反射光，最后經(jīng)過聚光透鏡10的聚焦，投射到紅外傳感器11上，從而通過傳感器形成電信號；信號通過信號采集及控制器12的采集和初步處理，再經(jīng)過計算機13軟件的處理，在顯示器上形成樣品精細結(jié)構(gòu)二維或三維的清晰圖像。
[0048]對于整個平面的觀測，首先選擇所需的放大倍數(shù)，通過計算機控制紅外變焦透鏡對待測材料進行對焦，獲得待測樣品表面附近位置的清晰圖像，同時計算機軟件構(gòu)建三維坐標系，以垂直于樣品表面方向為Z軸,之后通過二維精密載物臺控制X軸向一個方向移動，移動一定步進(小于實際視場半徑，步進的大小是計算機根據(jù)視場半徑的大小確定的，一次移動的步進小于視場直徑的2/3)，再拍攝下一個像點的圖像，依次動作，獲得一系列圖像；再控制Y軸移動一定步進(小于實際視場半徑)，控制X軸向反方向移動依次拍攝，如此重復(fù)以上動作，具體觀測動作如圖2所示，可以實現(xiàn)對整個樣品某一景深內(nèi)缺陷的觀測，再通過計算機控制計算圖像方位和尺寸，去除重疊部分，即可組合成完整的某一景深內(nèi)的擴展平面圖像。
[0049]在完成樣品表面附近的均勻性檢測后，通過計算機控制紅外變焦透鏡的移動，使焦平面向材料內(nèi)部移動一定步進，從而觀測到材料內(nèi)部更深一層的缺陷，而后重復(fù)以上操作，實現(xiàn)在此焦平面附近的均勻性觀測，如此重復(fù)實現(xiàn)對材料內(nèi)部不同焦平面附近的缺陷觀測。
[0050]最后計算機及軟件系統(tǒng)通過計算不同焦平面的相對高度，結(jié)合不同焦平面的圖像差異對觀測結(jié)果進行三維合成及圖像修正，實現(xiàn)圖像的三維合成，從而獲得待測材料內(nèi)部整體缺陷的位置、三維形貌和分布的精細信息。
[0051]所述三維成像技術(shù)，其圖像三維合成的步驟如下:
[0052]I)計算機13采集若干相同(X，Y)坐標而不同景深的二維圖像數(shù)據(jù)。
[0053]2)計算機將步驟I)獲得的各個二維圖像數(shù)據(jù)根據(jù)初始構(gòu)建的三維坐標系依次疊加并轉(zhuǎn)換為三維圖像數(shù)據(jù)。
[0054]3)設(shè)置視角為圖像中心點垂直方向視角，并根據(jù)視角轉(zhuǎn)換步驟2)獲得三維圖像數(shù)據(jù)，生成最終的三維圖像數(shù)據(jù)。
[0055]所述三維成像技術(shù)為實時的三維合成，每次獲得的最新的二維圖像數(shù)據(jù)融合進已有的三維圖像數(shù)據(jù)中，從而實時更新三維圖像。
[0056]本發(fā)明提出的可見光不透明紅外光學(xué)材料的均勻性檢測方法和裝置，采用獨特的變焦成像及軟件多景深合成技術(shù)，結(jié)合機械精密控制技術(shù)，既可獲得待測紅外材料內(nèi)部聚焦面一定景深內(nèi)缺陷的形貌和位置信息，又可實現(xiàn)待測紅外材料內(nèi)部缺陷的三維形貌和位置信息，從而實現(xiàn)紅外光學(xué)材料均勻性的精細檢測功能。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于包括紅外分光鏡、光軸與紅外分光鏡法線成45°角的紅外均勻光源發(fā)生裝置，與紅外均勻光源發(fā)生裝置光軸垂直的紅外變焦透鏡、二維精密移動載物臺、聚光鏡、紅外傳感器，紅外變焦透鏡、二維精密移動載物臺、聚光鏡、紅外傳感器共用一個橫向光軸；所述紅外變焦透鏡、二維精密移動載物臺沿橫向光軸方向設(shè)置在紅外分光鏡前方，且紅外均勻光源發(fā)生裝置產(chǎn)生的紅外均勻光源入射到達紅外分光鏡形成與入射方向垂直的紅外光束，紅外光束通過紅外變焦透鏡匯聚到達放置于二維精密移動載物臺上的待測材料上形成反射光；所述聚光鏡、紅外傳感器沿橫向光軸方向設(shè)置在紅外分光鏡后方，反射光通過紅外變焦透鏡的匯聚，依次通過紅外分光鏡、聚光鏡投射到紅外傳感器上并形成電信號；還設(shè)置信號采集及控制器，信號采集及控制器分別與紅外傳感器、二維精密移動載物臺、紅外變焦透鏡連接，信號采集及控制器與計算機連接；所述計算機通過信號采集及控制器控制變焦透鏡的對焦和調(diào)焦、二維精密移動載物臺的移動、以及紅外傳感器的信號采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于:所述紅外均勻光源發(fā)生裝置包括遮雜散光管、準直部件、擴束部件、濾光片組，紅外光源、遮雜散光管、準直部件、擴束部件、濾光片組依次排列并共用一個通過紅外分光鏡中心的光軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于:二維精密移動載物臺的二維移動方向所在平面以及待測材料平面均與橫向光軸空間垂直；所述的二維精密移動載物臺由滑板、載物臺、驅(qū)動裝置組成，一伺服驅(qū)動裝置安裝在滑板上，控制X軸方向的移動，載物臺安裝在滑板上，載物臺設(shè)置為能夠相對滑板在Y軸方向移動，另一伺服驅(qū)動裝置安裝在載物臺上，控制Y軸方向的移動；在檢測過程中載物臺能夠帶動待測樣品沿X/Y軸方向做步進運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于:所述的聚光鏡采用紅外透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于:所述紅外變焦透鏡在變焦伺服電機控制下能`夠?qū)崿F(xiàn)最小為I μ m的焦平面的移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于:所述的紅外光源采用黑體光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置，其特征在于:所述的紅外傳感器的響應(yīng)波段為0.8~14 μ m。
8.采用上述權(quán)利要求之一所述紅外光學(xué)材料的均勻性檢測裝置進行檢測的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將待測材料固定于二維精密移動載物臺的載物臺上，設(shè)定紅外變焦透鏡所需的放大倍數(shù)，通過計算機控制紅外變焦透鏡對待測材料進行對焦，獲得待測材料表面附近位置的清晰圖像，同時構(gòu)建三維坐標系，以垂直于待測材料表面方向為Z軸； (2)設(shè)定待測材料沿X/Y軸方向步進運動每步的行程，X/Y軸方向步進運動每步的行程小于焦點視場半徑；并設(shè)定X/Y軸的步進次數(shù)和步進移動順序，通過一個連續(xù)的蛇形移動觀測線移動路徑完成待測材料整個平面在Z軸上一個位置的檢測； (3)之后，通過計算機控制紅外變焦透鏡的移動，使焦平面沿Z軸向材料內(nèi)部移動設(shè)定步進，從而實現(xiàn)對材料內(nèi)部更深景深內(nèi)的缺陷觀測，而后重復(fù)步驟(1)- (2)的操作，獲取不同焦平面內(nèi)的擴展平面圖像；如此重復(fù)實現(xiàn)對待測材料內(nèi)部不同焦平面的觀測； 4)計算機計算不同焦平面的相對高度，結(jié)合不同焦平面的圖像差異對觀測結(jié)果進行圖像三維合成及圖像修正，實現(xiàn)圖像的三維合成，從而獲得待測材料內(nèi)部整體缺陷的位置信息和三維形貌。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述的步驟(2)中控制二維精密移動載物臺沿X軸正向移動，每移動設(shè)定步進，再拍攝下一個像點的圖像，依次動作，獲得一系列圖像；之后，再控制二維精密移動載物臺沿Y軸反向移動設(shè)定步進，隨后，控制X軸反向移動依次拍攝獲得一系列圖像，如此重復(fù)以上動作形成一個近乎覆蓋待測材料所在平面的連續(xù)的蛇形移動觀測線移動路徑；再通過計算機控制計算圖像方位和尺寸，去除系列圖像重疊部分，即可擴展成待測材料整個平面在Z軸上一個位置的完整的焦平面圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于:所述圖像三維合成為實時的三維合成，每次獲得的最新的二維圖像數(shù)據(jù)融合進已有的三維圖像數(shù)據(jù)中，從而實時更新三維圖像；具體步驟如下: .1)隨紅外變焦透鏡的移動采集不同景深或不同焦平面下若干相同(x，Y)坐標的二維圖像數(shù)據(jù)； .2)將步驟I)獲得的各個二維圖像數(shù)據(jù)根據(jù)初始構(gòu)建的三維坐標系依次疊加并轉(zhuǎn)換為三維圖像數(shù)據(jù)； .3)設(shè)置視角為圖像中心點垂直方向視角，并根據(jù)視角轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換步驟2)獲得的三維圖像數(shù)據(jù)，生成最終需要的三維圖像數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01N21/88GK103558221SQ201310536315
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】陶海征, 喬昂, 彭飛, 趙修建 申請人:武漢理工大學(xué)