申请/专利权人：东大光电股份有限公司

申请日：2017-11-08

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN109506897B

主分类号：G01M11/02(20060101)

分类号：G01M11/02(20060101);G01J9/00(20060101)

优先权：["20170915 TW 106131775"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.16#授权;2019.04.16#实质审查的生效;2019.03.22#公开

摘要：一种波前量测系统，包含发光元件、拍摄单元及处理单元。所述发光元件产生用于通过待测光学元件的光束。所述拍摄单元用于拍摄所述光束通过所述待测光学元件及阵列透镜所产生的多个强度不均匀的光线。所述处理单元控制所述发光元件及所述拍摄单元，以调整出多个相关于曝光量的拍摄条件。对于每一个拍摄条件，所述处理单元控制所述拍摄单元拍摄所述光线，以产生多张分别包括多个光点的图像，每一个光点对应包含所述光点所包括的多个像素坐标及其对应的像素值的光点信息，所述处理单元根据所述图像的至少二者的光点信息产生相关于所述光点的波前信息，以达到减少所述量测系统的成本及减少光学元件质量对波前量测造成的误差的功效。

主权项：1.一种波前量测系统，适用于量测待测光学元件或光学系统，其特征在于：包含发光元件，产生均匀光束，所述均匀光束用于通过或反射所述待测光学元件或所述光学系统，所述均匀光束通过或反射所述待测光学元件或所述光学系统后产生不均匀光束；拍摄单元，包括阵列透镜及拍摄模块，所述拍摄模块用于拍摄所述不均匀光束通过所述阵列透镜所产生的多个强度不均匀的光线；及处理单元，电连接所述发光元件及所述拍摄单元，所述处理单元控制所述发光元件及所述拍摄单元，以调整出多个相关于曝光量的拍摄条件；其中，对于所述拍摄条件的每一者，所述处理单元控制所述拍摄单元的所述拍摄模块拍摄所述光线，以产生多张分别包括多个光点的图像，每一个光点对应包含所述光点所包括的多个像素坐标及其对应的像素值的光点信息，所述处理单元根据所述图像的至少二者的光点信息产生相关于所述光点的波前信息；所述发光元件与所述待测光学元件或所述光学系统间存在预设的光学共轭距离，以使所述阵列透镜的光点采样密度在所述待测光学元件或所述光学系统的入瞳边缘部分较入瞳中心部位高。

全文数据：波前量测系统技术领域本发明涉及一种量测系统，特别是涉及一种波前量测系统。背景技术在高斯光学Gaussianoptics系统中均假设光学元件是完美、没有像差存在的，在物空间objectspace下的点光源以球面波sphericalwaves传递经过光学元件后，在像空间imagespace下球面波收敛成一图像点，但是实际上，入射波前经光学元件后到达后出瞳exitpupil的球面波前和理想波前存在着光程差opticalpathdifference,OPD，造成收敛波前convergentwavefront无法完美汇聚成一点导致其图像点模糊带有像差，而造成光程差的成因例如有:制造时的误差造成镜片形状的变形、镜片前后两面光学镜面的对位误差、材料不均匀度、光学元件的尺寸大小、组装元件对位误差。因此，在光学元件的制造过程中，必须用光学量测仪器如干涉仪或者波前检测器来检验及验证光学元件的光学特性。参阅图1，如美国专利US6130419A所揭示，为了量测光学元件的波前像差wavefrontaberration，现有的哈特曼-夏克Hartmann-Shack波前误差wavefronterror测量法，是由一量测系统1来实施，该量测系统1包含一光源产生器11、一像差消除校正器nullcorrector12、一待测光学元件13、一光准直器collimator14、一微型透镜阵列microlensarrays15、一图像传感器ImageSensor16，及一处理单元17。该图像传感器16包括感光耦合元件Charge-coupledDevice,CCD图未示，及互补式金属氧化物半导体ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS图未示，该微型透镜阵列15包括多个透镜151。该光源产生器11产生一光束均匀正向入射该像差消除校正器12，产生一校正波前，该校正波前经过该待测光学元件13波前收敛进入该光准直器14，再经该光准直器14准直平行入射该微型透镜阵列15，且由该图像传感器16感测经过该光准直器14准直后的平行光线，在该光束的范围内以产生包含多个光点的图像，该微型透镜阵列15的每一透镜151聚焦一个光点，而所述光点的强度即为其所对应的透镜151的位置的光束波前强度，最后由该处理单元17由光点强度与光点坐标计算所述光点的质心位置，并由每一质心位置精确推得每一光点的位移变化，再由每一光点的位移变化取得该光束在对应的透镜151的位置上的波前斜率或者光线前进方向，以在重建波前后获得相关于该待测光学元件13的波前相位，因此，借由侦测该光束范围内的所述光点的强度与位移量可以获得包括所述光点对应的透镜151的位置上的波前斜率、波前相位与波前强度的波前信息。在量测不同的待测光学元件的波前像差时，该像差消除校正器12及该光准直器14须配合不同的待测光学元件进行客制化设计与精密制造，该光束在通过该像差消除校正器12时，产生一个正负相反的光学像差来抵消因为通过待测光学元件时所产生的光学像差。在该消除校正器12抵销该待测光学元件13的光学像差后，光学球差变少，因此该光束的分布在通过该光准直器14变得均匀，并在到达该微型透镜阵列15前，其波前的强度剖面为一个均匀的强度剖面图如图2，因此在通过该量测系统1的该微型透镜阵列15后，该图像传感器16所感测到的光点强度分布情况是均匀的如图3。然而，制作该像差消除校正器12或该光准直器14需要额外的硬件成本，而制作与后续的调整对位该像差消除校正器12或该光准直器14使得时间成本上升，且光线经过该像差消除校正器12或者该光准直器14后同样也会因为可能的镜片制造误差或者镜片的对位误差进而产生通过两者的波前偏差，进而影响该图像传感器16所获得的感测信息的精准度，因此如果能够同时移除像差消除校正器12与该光准直器14，对于量测的时间、预算与可以大幅减少同时量测的不确定性可大幅降低。但是当通过的波前为汇聚或发散的高度非球面波前，且在无使用该像差消除校正器12的情况下，将使得该待测光学元件13的像差无法被校正，因此，该光束通过该待测光学元件13后将产生相当大的光学像差，此像差大幅偏折了光线的前进方向，也造成了光束边缘和光束中间的光线行进方向差异变大，进而造成通过波前在到达该微型透镜阵列15前其光束范围内的波前光点强度不均匀的现象。参阅图4，例如，当该光束通过该待测光学元件13的波前像差为球面像差时，并该通过波前前进了一段距离后，该微型透镜阵列15上的波前强度的剖面类似于高斯函数的分布如图5，因此在此不均匀强度的波前通过了该微型透镜阵列15后汇聚到该图像传感器16上，该图像传感器16所量测到的所述光点将是不均匀的分布情况，如图6所示，此例的中心部分光强度明显比光束边缘的光强度来的大。所述光点中心部分的部分光波聚焦点过于饱和，然在光束边缘部分的光点的强度又过低时，光点强度过饱和与过低均不利于光点位置的质心计算，因此，在高度的光学像差情况下将无法获得所有波前范围内的光点对应的精确波前斜率，导致波前量测的精确度降低，又如光束边缘的光点无法正确撷取并计算质心时，将不利于如镜片因为镜面偏心等产生的不对称波前的量测与计算，往往导致量测失败。因此，如何减少该量测系统的成本，且提高该量测系统所获得的感测信息的精准度，遂成为亟待解决的问题。发明内容本发明的目的在于提供一种具有较低成本且较高精准度的波前量测系统。本发明的波前量测系统，适用于量测待测光学元件或光学系统,包含发光元件、拍摄单元、及处理单元。所述发光元件产生均匀光束，所述均匀光束用于通过或反射所述待测光学元件或所述光学系统，所述均匀光束通过或反射所述待测光学元件或所述光学系统后产生不均匀光束。所述拍摄单元包括阵列透镜及拍摄模块，所述拍摄模块用于拍摄所述不均匀光束通过所述阵列透镜所产生的多个强度不均匀的光线，此分布不均匀的光线使得所述待测光学元件或所述光学系统的入瞳边缘的波前采样密度较入瞳中心部分为高。所述处理单元电连接所述发光元件及所述拍摄单元，所述处理单元控制所述发光元件及所述拍摄单元，以调整出多个相关于曝光量的拍摄条件。其中，对于所述拍摄条件的每一者，所述处理单元控制所述拍摄单元的所述拍摄模块拍摄所述光线，以产生多个分别包括多个光点的图像，每一个光点对应包含所述光点所包括的多个像素坐标及其对应的像素值的光点信息，所述处理单元根据所述图像的至少二者的光点信息产生相关于所述光点的波前信息。较佳地，本发明的波前量测系统，所述发光元件与所述待测光学元件或所述光学系统间存在预设的光学共轭距离，以使所述阵列透镜的光点采样密度在所述待测光学元件或所述光学系统的入瞳边缘部分较入瞳中心部位高。较佳地，本发明的波前量测系统，所述波前信息包含波前斜率、波前相位或波前强度。较佳地，本发明的波前量测系统，对于所述拍摄条件的每一者，所述处理单元控制所述拍摄单元的所述拍摄模块拍摄所述光线的所欲拍摄范围，所述拍摄条件的曝光量的最大值及最小值的比值相关于预定值，所述预定值相关于所述所欲拍摄范围内的光线强度最大值及最小值的比值。较佳地，本发明的波前量测系统，每一张图像各自所包含的所述光点包括对应第一光点信息的第一光点及对应第二光点信息的第二光点，所述第一光点信息包括所述第一光点所包括的多个第一像素坐标及其对应的第一像素值，所述第二光点信息包括所述第二光点所包括的多个第二像素坐标及其对应的第二像素值，对于每一张图像，所述处理单元至少根据判定条件，获得至少一个第一候选光点信息及至少一个第二候选光点信息，所述处理单元并至少根据该至少一个第一候选光点信息及该至少一个第二候选光点信息，以产生合成图像。较佳地，本发明的波前量测系统，所述拍摄单元还包括快门，所述处理单元借由产生相关于所述快门的快门控制信号以调整所述拍摄单元的快门的快门速度，及借由产生相关于所述发光元件的发光控制信号以调整所述发光元件产生的所述均匀光束的强度的其中至少一者，以调整出不同的所述拍摄条件。较佳地，本发明的波前量测系统，在所述快门速度固定下，所述均匀光束的强度为周期性的增减。较佳地，本发明的波前量测系统，所述处理单元借由非线性的方式增减所述拍摄单元的快门的快门速度及所述发光元件产生的均匀光束的强度的其中至少一者，以非线性增减曝光量来调整出不同的所述拍摄条件。较佳地，本发明的波前量测系统，有M个分别对应多个曝光量的拍摄条件，第j个拍摄条件的曝光量为K的j次方，K为大于1小于3的常数，1≤j≤M。较佳地，本发明的波前量测系统，每一张图像各自所包含的所述光点包括对应第一光点信息的第一光点及对应第二光点信息的第二光点，所述第一光点信息包括所述第一光点所包括的多个第一像素坐标及其对应的第一像素值，所述第二光点信息包括所述第二光点所包括的多个第二像素坐标及其对应的第二像素值，对于每一张图像，所述处理单元至少根据判定条件，获得至少一个第一候选光点信息及至少一个第二候选光点信息，所述处理单元并至少根据该至少一个第一候选光点信息及该至少一个第二候选光点信息产生所述波前信息。较佳地，本发明的波前量测系统，所述处理单元借由根据每一张图像中的所述第一光点所对应的第一光点信息，判定所述图像中是否存在至少一张对应有第一光点信息符合判定条件的第一候选图像，当所述处理单元判定出所述图像中存在该至少一张第一候选图像时，所述处理单元获得该至少一张第一候选图像的该至少一个第一光点对应的该至少一个第一候选光点信息，所述处理单元还借由根据每一张图像中的所述第二光点所对应的第二光点信息，判定所述图像中是否存在至少一张对应有第二光点信息符合所述判定条件的第二候选图像，当所述处理单元判定出所述图像中存在该至少一张第二候选图像时，所述处理单元获得该至少一张第二候选图像的该至少一个第二光点对应的该至少一个第二候选光点信息。较佳地，本发明的波前量测系统，对于每一张图像，所述处理单元判定所述第一光点及第二光点对应的所述第一光点信息及所述第二光点信息中是否存在至少一个符合判定条件的候选光点信息，当所述处理单元判定出所述第一光点信息及所述第二光点信息中存在该至少一个候选光点信息时，所述处理单元自每一张图像所对应的该至少一个候选光点信息，选取出分别相关于所述第一光点的至少一者的该至少一个第一候选光点信息，及分别相关于所述第二光点的至少一者的该至少一个第二候选光点信息。较佳地，本发明的波前量测系统，所述判定条件包含光点所对应的光点信息所包含的像素坐标的像素值中的最大值或者平均值在预定范围内。较佳地，本发明的波前量测系统，所述处理单元还根据该至少一个第一候选光点信息，来计算出相关于所述第一光点的第一质心位置，并根据该至少一个第二候选光点信息，来计算出相关于所述第二光点的第二质心位置，所述波前信息包括所述第一质心位置及所述第二质心位置。较佳地，本发明的波前量测系统，所述处理单元借由平均该至少一个第一候选光点信息中具有相同第一像素坐标的第一像素值，以获得多个第一平均像素值，再根据每一个第一平均像素值来计算出相关于该至少一个第一光点的第一质心位置，所述处理单元借由平均该至少一第二候选光点信息中具有相同第二像素坐标的第二像素值，以获得多个第二平均像素值，再根据每一个第二平均像素值来计算出相关于该至少一个第二光点的第二质心位置。较佳地，本发明的波前量测系统，所述处理单元借由根据该至少一个第一候选光点信息，计算至少一个分别对应该至少一个第一光点的质心位置，并平均对应该至少一个第一光点的该至少一个质心位置来计算出相关于该至少一个第一光点的第一质心位置，所述处理单元根据该至少一个第二候选光点信息，计算至少一个分别对应该至少一个第二光点的质心位置，并平均对应该至少一个第二光点的该至少一个质心位置来计算出相关于该至少一个第二光点的第二质心位置。本发明的有益效果在于：对于所述拍摄条件的每一者，所述处理单元控制所述拍摄单元的所述拍摄模块拍摄所述光线，以产生所述图像，并根据所述图像的至少二者的光点信息产生所述波前信息，借此，不需要借由所述像差消除校正器及所述光准直器即可取得稳定、均匀的光点信息，以达到减少所述量测系统的成本及减少光学元件质量对波前量测造成的误差的功效。附图说明本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：图1是一示意图，说明一现有的量测系统及一待测光学元件；图2是一示意图，辅助图1说明一光束通过一像差消除校正器及一准直器后并在到达一微型透镜阵列前的强度剖面图；图3是一示意图，辅助图1说明该光束通过该像差消除校正器及该准直器后并在到达一微型透镜阵列后所产生的多个均匀的光点；图4是一示意图，说明一不包括该像差消除校正器及该光准直器的习知的量测系统及该待测光学元件，待测光线不均匀分布；图5是一示意图，辅助图4说明一带有光学像差的光束通过该非球面透镜的待测光学元件的光束强度剖面；图6是一示意图，辅助图4说明该一带有光学像差的光束通过一微型透镜阵列所产生的多个不均匀的光点，图中央区域光点过于饱和，边缘区域光点曝光不足；图7是一示意图，说明本发明波前量测系统的一第一实施例；图8是一流程图，说明本发明波前量测系统的该第一实施例的计算N个光点的质心位置的步骤流程；及图9是一流程图，说明本发明波前量测系统的一第二实施例的计算N个光点的质心位置的步骤流程。具体实施方式在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图7，本发明波前量测系统2的一第一实施例，适用于量测一待测光学元件20，该波前量测系统2包含一发光元件21、一拍摄单元22、及一处理单元23。在其他实施例中，该波前量测系统2亦可用于量测一包含多个待测光学元件20的光学系统，不以此为限。该发光元件21产生一均匀光束，该均匀光束用于通过或反射该待测光学元件20以产生一不均匀光束。在本第一实施例中，该发光元件21例如为一由光纤耦合光源所产生的点光源发光元件，但不限于此，该发光元件21实施方式也可以为一平行光束的光源。该拍摄单元22包括一阵列透镜221、一拍摄模块222、及一快门223。该拍摄模块222用于拍摄该光束通过该阵列透镜221所产生的多个不均匀的光线。在本第一实施例中，该拍摄模块222例如为CCD及CMOS，且该快门223为机械式快门，在其他实施例中，亦可以电子式快门实施，亦即无实体快门，不以此为限。该处理单元23电连接该发光元件21及该拍摄单元22，该处理单元23控制该拍摄单元22的该拍摄模块222拍摄所述光线的一所欲拍摄范围，以产生多个分别包括多个光点的图像，该所欲拍摄范围例如为图6所示的一由多个光点所形成的明显圆，每一光点对应一笔包含该光点所包括的多个像素坐标及其对应的像素值的光点信息。该处理单元23借由产生一相关于该快门223的快门控制信号以调整该快门223的快门速度或借由产生一相关于该发光元件21的发光控制信号以调整该发光元件21产生的该光束的强度，进而调整出L个相关于曝光量的拍摄条件，此曝光条件是为了要让分布在该所欲拍摄范围内的所述光点能够在有限的拍摄图像张数下使该所欲拍摄范围内的所有光点满足一使所述光点的光点信息列为候选光点信息的判定条件，该判定条件包含光点所对应的光点信息所包含的像素坐标的像素值在一预定范围内，值得注意的是，在本第一实施例中，该预定范围大于一半的一像素饱和值，例如在8位的图像中，该像素饱和值为255。本实施例我们使用一单模光纤耦合的点光源，此光源所产生的光线为均匀的高斯分布情况，其单模光纤的数值孔径大于所量测的该待测光学元件20，然而，如果该待测光学元件20有大量的球面像差，在该光束行进到该拍摄模块222时，所述光线可能有不均匀的现象发生如图4所示，我们在此假设量测的该待测光学元件20为一凸透镜且带有正值的球面像差，因此该阵列透镜221的中间部分微透镜将撷取来自于该待测光学元件20的大部分的光线，导致该阵列透镜221的中间部分微透镜的光点强度增大，相对来说，此光线形成了该待测光学元件20和该阵列透镜221间的采样的点对点的对应关系，因此，除了边缘部分以外，该待测光学元件20的大部分的光线汇集在少数的微透镜，将造成该待测光学元件20靠近中心部分的微透镜的采样密度降低，而在于该待测光学元件20边缘的光线因为在该阵列透镜221上的分布密度较低，使得此该波前量测系统2在该待测光学元件20边缘的采样密度提高，因此基于此光线分布不均匀的现象，可以有效提高该待测光学元件20在边缘的采样密度，因为如非球面透镜等该待测光学元件20的最大非球面偏离度往往发生在入曈的边缘，此提高的采样密度对于波前量测目标如非球面镜片的镜面偏心或者镜片边缘质量的监控有相当大的帮助，然在过去的波前量测技术中却因为需使用像差消除校正器抵销光学像差或者使用光准直器导致无法达到此增加该待测光学元件20边缘采样密度的效果，因此，借由适当的设计该发光元件21相对于该待测光学元件20的光学物距在一预设的光学共轭距离，可以优化穿透该待测光学元件20的波前的像差，并可以使该拍摄模块222拍摄更多来自于该待测光学元件20入曈边缘的光线，提高量测的灵敏度，使用点光源时可以调整在轴向的位置，但如光源物距落于无穷远处，则可使用平行光的光束光源，例如光源物距落于该待测光学元件20后方，则使用一个汇聚光束在该待测光学元件20后方产生一虚物VirtualObject的光源，此外，值得一提的是，此种量测方式也有可能导致该待测光学元件20入曈中心部分的光线因为量测光线在该阵列透镜221位置重叠在相同该阵列透镜221的中间区域的微透镜上，造成该阵列透镜221的中心部分微透镜无法量测，因此可能该待测光学元件20入曈中心部分的采样密度趋近于零，但因为该阵列透镜221的外围的微透镜采样密度提高，最终反而有更好的量测精度结果。若假设球面像差造成图像的所述像素坐标中所对应的像素值的最大值位于该图像中间，则所述像素坐标中所对应的像素值的最小值将位于该图像的边缘，而为了要能拍摄出该所欲拍摄范围内的最大光线强度与最小光线强度的光点，必须要调整所述拍摄条件的曝光量的动态范围，使所述拍摄条件的曝光量的最大值及最小值的比值约略等于想要量测的该所欲拍摄范围内的光线强度最大值与最小值的比值，此方式可以确保该所欲拍摄范围内的每个光点都可以在该拍摄模块222的最佳动态范围内拍摄，避免该拍摄模块222所拍摄的光点的像素强度过于饱和或不足，由此可见，在考虑该拍摄模块222的有限动态范围下，所述拍摄条件的曝光量的最大值及最小值的比值例如为该所欲拍摄范围内的光线强度最大值与最小值的比值0.5～2倍的范围内。在其他实施例中，该处理单元23再根据所述图像，对于每一光点获得满足该判定条件的光点信息，并根据所述光点信息合成一包含所述光点信息的合成图像。拍摄条件的数量L决定了该所欲拍摄范围内的波前量测时间，L的数值越大，所撷取的图像数目M越大，波前量测时间越久，因此，为了在较短的时间内完成光点图像撷取，拍摄条件L必须在满足该判定条件下越小越好，以本第一实施例来说，该判定条件为光点所对应的光点信息所包含的像素坐标的像素值在一预定范围内，该预定范围大于像素值的最大值的一半且小于像素值的最大值，因此，我们可采用非线性如等比级数的方式增加其曝光量，例如，第j个拍摄条件的图像的曝光量为Kj，1≤j≤L，考虑到该判定条件与该拍摄单元22的动态范围，最佳值K等于2，因此合理判断其K范围可为2上下一定的范围，如1K3。值得注意的是，在本第一实施例中，该处理单元23借由非线性的方式降低该拍摄单元22的快门223的快门速度或增加该发光元件21产生的均匀光束的强度，以非线性增加曝光量来调整出不同的所述L个拍摄条件，在其他实施例中，该处理单元23亦可借由非线性的方式加快该拍摄单元22的快门速度或减少该发光元件21产生的均匀光束的强度，以非线性减少曝光量来调整出不同的所述L个拍摄条件。值得一提的是，在本第一实施例中，该处理单元23包括一设置于该拍摄单元22的第一处理模块图未示及一设置于该发光元件21的第二处理模块图未示，该第一处理模块用于产生该快门控制信号，该第二处理模块用于产生该发光控制信号，但不限于此。此外，在该拍摄模块222的快门速度固定下，其多张图像的拍摄速度可最大化并缩短多个图像的拍摄时间，因此，在前述的该拍摄条件的曝光量的最大值及最小值的比值例如为该所欲拍摄范围内的光线强度最大值与最小值的比值0.5～2倍的范围内，该处理单元23可以周期性的方式调变该发光元件21的强度，并使该发光元件21的强度调变周期长度等于该拍摄单元22的该拍摄模块222拍摄所述M个图像的时间长度，如此一来，该第二处理模块与该第一处理模块可以分别独立控制发光元件21与拍摄单元22，并达成拍摄曝光条件需求，且以开回路、异步的方式以较快的拍摄速度拍摄完整的该所欲拍摄范围内的光点图像，而不需在每个拍摄条件情况下，该第二处理模块与该第一处理模块交互控制该发光元件21与拍摄单元22，达到缩短拍摄时间的功效。对于所述L个拍摄条件的每一者，该处理单元23控制该拍摄单元22的该拍摄模块222拍摄该所欲拍摄范围，该拍摄模块222产生一包括N个光点的图像，每一光点对应一笔包含该光点所包括的P个像素坐标及其对应的像素值的光点信息。值得一提的是，在其他实施例中，对于所述L个拍摄条件的每一者，该拍摄模块222亦可产生多个分别包括所述N个光点的图像，该处理单元23可以再平均所述图像像素值以产生一合成图像，当然，该处理单元23可以不需平均合成一图像而直接输出多个图像，进入计算光点质心位置的步骤流程。每一图像各自所包含的第i个光点对应第i光点信息，1≤i≤N，该第i光点信息包括该第i个光点所包括的P个第i像素坐标及其对应的第i像素值1≤r≤P，该处理单元23根据所述图像的至少二者计算出该至少二图像的第i光点的一第i质心位置。参阅图7与图8，以下配合图8来说明该处理单元23计算所述N个光点的质心位置的步骤流程。在步骤31中，该处理单元23判定第1光点对应的第1光点信息，也就是i＝1。在步骤32中，该处理单元23判定第1个图像，也就是j＝1。在步骤33中，该处理单元23判定第j个图像对应有的第i光点信息是否符合该判定条件。当该处理单元23判定出该第j个图像对应有的该第i光点信息符合该判定条件时，流程进行步骤34。当该处理单元23判定出该第j个图像对应有的该第i光点信息不符合该判定条件时，流程则进行步骤35。在步骤34中，该处理单元23获得该第j个图像对应有的该第i光点信息，以作为一第i候选光点信息。在步骤33及34后的步骤35中，该处理单元23判定该第j个图像是否为第M个图像，亦即判定是否j＝M。当该处理单元23判定出该第j个图像不为第M个图像时，流程进行步骤36。当该处理单元23判定出该第j个图像为第M个图像时，流程进行步骤37。在步骤36中，该处理单元23判定第j+1个图像，亦即将j设为j+1。然后，重复步骤33～35直到j＝M。在步骤37中，该处理单元23根据步骤34获得的第i光点信息计算该第i质心位置。要特别注意的是，在本第一实施例中，该处理单元23先平均所有由步骤34所获得的第i光点信息中具有相同r的第i像素坐标的第i像素值再根据平均后的每一第i像素坐标所对应的第i平均像素值来计算出该第i质心位置。举例来说，对于i＝1的第1光点，当该处理单元23在重复地执行步骤34后，总共获得j＝1、8、12的第1光点信息亦即，获得三个第1候选光点信息时，所述P个第1像素坐标对应的P个第1平均像素值分别为1≤r≤P，该处理单元23再根据所述P个第1像素坐标所对应的P个第1平均像素值来计算出该第1质心位置。而在其他实施例中，该处理单元23系先根据所有由步骤34获得的第i光点信息的每一第i光点信息，计算出每一第i光点信息各自对应的第i光点的质心位置，再平均每一第i光点信息各自对应的第i光点的质心位置以作为该第i质心位置。举例来说，对于i＝1的第1光点，当该处理单元23在重复地执行步骤34后，总共获得j＝1、8、12的第1光点信息亦即，获得三个第1候选光点信息时，该处理单元23分别计算出第1个图像的第1光点信息所对应的第1光点的质心位置、第8个图像的第1光点信息所对应的第1光点的质心位置，及第12个图像的第1光点信息所对应的第1光点的质心位置，再平均每一第1光点信息各自对应的第1光点的质心位置亦即平均第1个图像的第1光点的质心位置、第8个图像的第1光点的质心位置，及第12个图像的第1光点的质心位置以作为该第1质心位置。跟随在步骤32～37后的步骤38中，该处理单元23判定该第i光点信息是否为第N个光点对应的第N光点信息，亦即判定是否i＝N。当该处理单元23判定出该第i光点信息为第N光点信息时，流程结束。当该处理单元23判定出该第i光点信息不为第N光点信息时，流程则进行步骤39。在步骤39中，该处理单元23判定第i+1个光点对应的第i+1光点信息，亦即将i设为i+1。然后，重复步骤32～37直到i＝N。举例来说，假设M＝5，N＝2，即共有5张图像编号1～5，且每一图像有2个光点第1光点、第2光点，该处理单元23分别判定该5张图像中是否对应有第1光点信息符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号1、2的图像存在对应有的第1光点信息符合该判定条件时，该处理单元23获得编号1、2图像的第1光点信息，并根据编号1、2图像的第1光点信息来计算出相关于编号1、2图像的该第1光点的第1质心位置。然后，该处理单元23分别判定该5张图像中是否对应有第2光点信息符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号3、5的图像存在对应有的第2光点信息符合该判定条件时，该处理单元23获得编号3、5图像的第2光点信息，并根据编号3、5图像的第2光点信息来计算出相关于编号3、5图像的该第2光点的第2质心位置。值得注意的是，在本第一实施例中，该处理单元23根据所述N个光点的质心位置，以产生包括所述光点于该阵列透镜221对应的微透镜的位置上的波前斜率的波前信息。值得注意的是，在本实施例中，该波前信息包括波前斜率，在其他实施例中，该波前信息可包括波前相位或波前强度，不以此为限。本发明的第二实施例是类似于第一实施例，其差异处在于计算所述N个光点的质心位置的步骤流程。参阅图7与图9，以下配合图9来说明该处理单元23计算所述N个光点的质心位置的步骤流程。在步骤41中，该处理单元23判定第1个图像，也就是j＝1。在步骤42中，该处理单元23判定第1光点对应的第1光点信息，也就是i＝1。在步骤43中，该处理单元23判定第j个图像对应有的第i光点信息是否符合该判定条件。当该处理单元23判定出该第j个图像对应有的该第i光点信息符合该判定条件时，流程进行步骤44。当该处理单元23判定出该第j个图像对应有的该第i光点信息不符合该判定条件时，流程则进行步骤45。在步骤44中，该处理单元23获得该第j个图像对应有的该第i光点信息，以作为一第i候选光点信息。在步骤43及44后的步骤45中，该处理单元23判定该第i光点信息是否为第N个光点对应的第N光点信息，亦即判定是否i＝N。当该处理单元23判定出该第i光点信息不为第N光点信息时，流程进行步骤46。当该处理单元23判定出该第i光点信息为第N光点信息时，流程进行步骤47。在步骤46中，该处理单元23判定第i+1个光点对应的第i+1光点信息，亦即将i设为i+1。然后，重复步骤43～45直到i＝N。在步骤47中，该处理单元23判定该第j个图像是否为第M个图像，亦即判定是否j＝M。当该处理单元23判定出该第j个图像不为第M个图像时，流程进行步骤48。当该处理单元23判定出该第j个图像为第M个图像时，流程进行步骤49。在步骤48中，该处理单元23判定第j+1个图像，亦即将j设为j+1。然后，重复步骤42～47直到j＝M。在步骤49中，该处理单元23根据步骤44获得的第i光点信息计算由i＝1～N的该第i质心位置。举例来说，假设M＝5，N＝2，即共有5张图像编号1～5，且每一图像有2个光点第1光点、第2光点，该处理单元23判定编号1图像对应有的每一光点信息是否符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号1图像对应有的第1光点信息符合该判定条件时，该处理单元23获得编号1图像的第1光点信息。该处理单元23再判定编号2图像对应有的每一光点信息是否符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号2图像对应有的第1光点信息符合该判定条件时，该处理单元23获得编号2图像的第1光点信息。该处理单元23再判定编号3图像对应有的每一光点信息是否符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号3图像对应有的第2光点信息符合该判定条件时，该处理单元23获得编号3图像的第2光点信息。该处理单元23再判定编号4图像对应有的每一光点信息是否符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号4图像对应有的每一光点信息皆不符合该判定条件时，该处理单元23不自编号4图像获得任何光点信息。该处理单元23再判定编号5图像对应有的每一光点信息是否符合该判定条件，当该处理单元23判定出编号5图像对应有的第2光点信息符合该判定条件时，该处理单元23获得编号5图像的第2光点信息。最后，该处理单元23根据编号1、2图像的第1光点信息来计算出相关于编号1、2图像的所述第1光点的第1质心位置，并根据编号3、5图像的第2光点信息来计算出相关于编号3、5图像的所述第2光点的第2质心位置。综上所述，本发明波前量测系统，对于所述L个拍摄条件的每一者，该处理单元23控制该拍摄单元22的该拍摄模块222拍摄所述光线，以产生所述M个图像，并根据所述M个图像的至少二者的光点信息产生该波前信息，借此，不需要借由该像差消除校正器及该光准直器即可取得稳定、均匀的所述N个光点信息，故确实能达成本发明的目的。惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。

权利要求：1.一种波前量测系统，适用于量测待测光学元件或光学系统，其特征在于：包含发光元件，产生均匀光束，所述均匀光束用于通过或反射所述待测光学元件或所述光学系统，所述均匀光束通过或反射所述待测光学元件或所述光学系统后产生不均匀光束；拍摄单元，包括阵列透镜及拍摄模块，所述拍摄模块用于拍摄所述不均匀光束通过所述阵列透镜所产生的多个强度不均匀的光线；及处理单元，电连接所述发光元件及所述拍摄单元，所述处理单元控制所述发光元件及所述拍摄单元，以调整出多个相关于曝光量的拍摄条件；其中，对于所述拍摄条件的每一者，所述处理单元控制所述拍摄单元的所述拍摄模块拍摄所述光线，以产生多张分别包括多个光点的图像，每一个光点对应包含所述光点所包括的多个像素坐标及其对应的像素值的光点信息，所述处理单元根据所述图像的至少二者的光点信息产生相关于所述光点的波前信息。2.根据权利要求1所述的波前量测系统，其特征在于：所述发光元件与所述待测光学元件或所述光学系统间存在预设的光学共轭距离，以使所述阵列透镜的光点采样密度在所述待测光学元件或所述光学系统的入瞳边缘部分较入瞳中心部位高。3.根据权利要求1所述的波前量测系统，其特征在于：所述波前信息包含波前斜率、波前相位或波前强度。4.根据权利要求1所述的波前量测系统，其特征在于：对于所述拍摄条件的每一者，所述处理单元控制所述拍摄单元的所述拍摄模块拍摄所述光线的所欲拍摄范围，所述拍摄条件的曝光量的最大值及最小值的比值相关于预定值，所述预定值相关于所述所欲拍摄范围内的光线强度最大值及最小值的比值。5.根据权利要求1所述的波前量测系统，其特征在于：每一张图像各自所包含的所述光点包括对应第一光点信息的第一光点及对应第二光点信息的第二光点，所述第一光点信息包括所述第一光点所包括的多个第一像素坐标及其对应的第一像素值，所述第二光点信息包括所述第二光点所包括的多个第二像素坐标及其对应的第二像素值，对于每一张图像，所述处理单元至少根据判定条件，获得至少一个第一候选光点信息及至少一个第二候选光点信息，所述处理单元并至少根据该至少一个第一候选光点信息及该至少一个第二候选光点信息，以产生合成图像。6.根据权利要求1所述的波前量测系统，其特征在于：所述拍摄单元还包括快门，所述处理单元借由产生相关于所述快门的快门控制信号以调整所述拍摄单元的快门的快门速度，及借由产生相关于所述发光元件的发光控制信号以调整所述发光元件产生的所述均匀光束的强度的其中至少一者，以调整出不同的所述拍摄条件。7.根据权利要求6所述的波前量测系统，其特征在于：在所述快门速度固定下，所述均匀光束的强度为周期性的增减。8.根据权利要求6所述的波前量测系统，其特征在于：所述处理单元借由非线性的方式增减所述拍摄单元的快门的快门速度及所述发光元件产生的均匀光束的强度的其中至少一者，以非线性增减曝光量来调整出不同的所述拍摄条件。9.根据权利要求8所述的波前量测系统，其特征在于：有M个分别对应多个曝光量的拍摄条件，其中第j个拍摄条件的曝光量为K的j次方，其中K为大于1小于3的常数，1≤j≤M。10.根据权利要求1所述的波前量测系统，其特征在于：每一张图像各自所包含的所述光点包括对应第一光点信息的第一光点及对应第二光点信息的第二光点，所述第一光点信息包括所述第一光点所包括的多个第一像素坐标及其对应的第一像素值，所述第二光点信息包括所述第二光点所包括的多个第二像素坐标及其对应的第二像素值，对于每一张图像，所述处理单元至少根据判定条件，获得至少一个第一候选光点信息及至少一个第二候选光点信息，所述处理单元并至少根据该至少一个第一候选光点信息及该至少一个第二候选光点信息产生所述波前信息。11.根据权利要求10所述的波前量测系统，其特征在于：所述处理单元借由根据每一张图像中的所述第一光点所对应的第一光点信息，判定所述图像中是否存在至少一张对应有第一光点信息符合判定条件的第一候选图像，当所述处理单元判定出所述图像中存在该至少一张第一候选图像时，所述处理单元获得该至少一张第一候选图像的该至少一个第一光点对应的该至少一个第一候选光点信息，所述处理单元还借由根据每一张图像中的所述第二光点所对应的第二光点信息，判定所述图像中是否存在至少一张对应有第二光点信息符合所述判定条件的第二候选图像，当所述处理单元判定出所述图像中存在该至少一张第二候选图像时，所述处理单元获得该至少一张第二候选图像的该至少一个第二光点对应的该至少一个第二候选光点信息。12.根据权利要求10所述的波前量测系统，其特征在于：对于每一张图像，所述处理单元判定所述第一光点及第二光点对应的所述第一光点信息及所述第二光点信息中是否存在至少一个符合判定条件的候选光点信息，当所述处理单元判定出所述第一光点信息及所述第二光点信息中存在该至少一个候选光点信息时，所述处理单元自每一张图像所对应的该至少一个候选光点信息，选取出分别相关于所述第一光点的至少一者的该至少一个第一候选光点信息，及分别相关于所述第二光点的至少一者的该至少一个第二候选光点信息。13.根据权利要求5、11或12所述的波前量测系统，其特征在于：所述判定条件包含光点所对应的光点信息所包含的像素坐标的像素值中的最大值或者平均值在预定范围内。14.根据权利要求11或12所述的波前量测系统，其特征在于：所述处理单元还根据该至少一个第一候选光点信息，来计算出相关于所述第一光点的第一质心位置，并根据该至少一个第二候选光点信息，来计算出相关于所述第二光点的第二质心位置，所述波前信息包括所述第一质心位置及所述第二质心位置。15.根据权利要求14所述的波前量测系统，其特征在于：所述处理单元借由平均该至少一个第一候选光点信息中具有相同第一像素坐标的第一像素值，以获得多个第一平均像素值，再根据每一个第一平均像素值来计算出相关于该至少一个第一光点的第一质心位置，所述处理单元借由平均该至少一个第二候选光点信息中具有相同第二像素坐标的第二像素值，以获得多个第二平均像素值，再根据每一个第二平均像素值来计算出相关于该至少一个第二光点的第二质心位置。16.根据权利要求14所述的波前量测系统，其特征在于：所述处理单元借由根据该至少一个第一候选光点信息，计算至少一个分别对应该至少一个第一光点的质心位置，并平均对应该至少一个第一光点的该至少一个质心位置来计算出相关于该至少一个第一光点的第一质心位置，所述处理单元根据该至少一个第二候选光点信息，计算至少一个分别对应该至少一个第二光点的质心位置，并平均对应该至少一个第二光点的该至少一个质心位置来计算出相关于该至少一个第二光点的第二质心位置。

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