Fast testing of partial camera lenses based on a liquid crystal spatial light modulator

2022年8月，课题组研究生张雨凡、陈家安、胡子建和嘉兴研究院任媛媛等合作的论文《Fast testing of partial camera lenses based on a liquid crystal spatial light modulator》发表于AO期刊。

期刊介绍

《Applied Optics》是一本专注于光学领域的学术期刊，创刊于1962年，由OPTICAL SOC AMER出版商出版，出版周期Biweekly。该刊发文范围涵盖光学等领域，旨在及时、准确、全面地报道国内外光学工作者在该领域的科学研究等工作中取得的经验、科研成果、技术革新、学术动态等。该刊已被SCI、SCIE、EI数据库收录，在中科院JCR最新升级版分区表中，该刊分区信息为大类学科工程技术4区，2022年影响因子为1.9。

论文主要图表

论文介绍

本文中，我们提出了基于空间光调制器（SLM）的非完整镜头质量检测方法，结合干测量和SLM自身特性弥补SLM面形误差，利用SLM可编程特性降低被测件装配误差的影响，实现了对非完整镜头的高效检测。

这种非独立成像镜组检测的主要困难在于：镜组只是整体光学系统的一部分，本身无法单独成像，难以直接评价该镜组对最终成像质量的影响。已有的检测方式是将待测镜组与已有的误差满足要求的补偿镜组（golden one）共同组成完整光学系统进行成像质量检测。然而，这种做法补偿镜组筛选成本高，不同光学系统之间补偿镜组难以替换。本文提出的检测方法能够有效避免不同光学系统方案替换成本高、对被测组件安装误差要求高、易损伤被测件、计算量大等问题。

为了上述目标，本文所提出的解决方法着重聚焦于对液晶SLM的使用，并设计了一套相应的光学系统与检测流程。该架构具有以下特色：

1. 应用加载特定相位图的SLM矫正非完整光学系统的高阶像差，使得待测非完整镜头在SLM的辅助下能够清晰成像，并评估该系统成像质量以辨别待测件的成像质量。
2. 使用合理设计的SLM的加载相位图，使其不因SLM本身分辨率限制而影响像差矫正效果。
3. 利用SLM的可编程特性实现对待测件安装误差的多维扫描补偿，以尽可能降低待测件安装误差对质量评估的影响，同时提升待测件的安装容差。

此外，我们对59个真实的非完整镜头进行标注，并对它们应用本文的检测方式进行评估。得到检测召回率高达98%。相对golden one检测方式，基于液晶SLM的检测方式使得待测件的多维度安装容差提升10~20倍。

这项工作不仅探索了当下手机镜头镜组的新型检测方法，也为相关领域的研究人员和工程师提供了宝贵的资源和灵感。我们期待着该技术在未来的实际应用和进一步的研究探索。

BibTeX

@article{zhang2022fast,
  title={Fast testing of partial camera lenses based on a liquid crystal spatial light modulator},
  author={Zhang, Yufan and Ren, Yuanyuan and Chen, Jiaan and Hu, Zijian and Bai, Jian and Zhao, Lei and Wang, Kaiwei},
  journal={Applied Optics},
  volume={61},
  number={22},
  pages={6420--6429},
  year={2022},
  publisher={Optica Publishing Group}
}