自聚焦透镜是一种折射率沿径向逐渐变化的光学器件,由于其外形结构简洁,体积小,聚焦及准直性能优良,且安装方便,使得其成为光通讯领域不可替代的重要元器件之一。同时自聚焦透镜在传真机、扫描仪、医用光学等领域也有着重要的广泛应用。自聚焦透镜的几何参数如直径、长度、椭圆度、八度角等对其性能都有着重要的影响,这些参数是否达标将决定其生产的良品率,故而对其成品的高精度快速检测是极为重要的。目前,自聚焦透镜生产线上的几何参数测量大都采用接触式的测量方法,不仅费力耗时,而且测量过程会产生二次损伤。因此,实现自聚焦透镜几何尺寸的高精度快速非接触测量,既能实现产品快速检验以及分类,同时还可降低在测试过程中的二次损伤,对于提升生产效率而言具有重要的意义。本文根据这一实际需求,采用3D结构光成像结合多目视觉交会立体测量的方法,对自聚焦透镜生产线所需要的关键几何参数进行测量,这种测量方法是非接触的,可通过一次测量即可得到所需要的所有关键几何参数的测量数据,同时无二次损伤,对于提升自聚焦透镜产线的生产效率具有重要的实践应用价值。本文首先对自聚焦透镜的几何参数及光学特性进行详细的分析,并以此为基础,对目前几种常用的测量方式从测量形式以及误差等多方面进行介绍和对比,最终确定采用基于3D结构光成像原理结合多目视觉交会立体测量的方法,通过一次测量即可得到自聚焦透镜的所有关键几何参数,经实验验证,该方法的测量精度可达微米量级,且测量结果的一致性较高。本文主要研究内容如下:1、分析自聚焦透镜的结构及光学特性,对不同的测量方案进行对比选择,采用将3D结构光成像以及多目视觉交会测量相结合的方案,实现对自聚焦透镜的高精度、快速、非接触测量;2、建立基于3D测量原理的数学模型,推导误差模型,并对关键误差源进行重点分析和仿真,确定测试方案中基线长度、测量角度等关键参数;3、重点研究基于3D多目视觉成像的图像交会匹配算法,确定3D结构光形式并搭建实验平台,对测量原理进行验证;4、对实验平台所获取的图像数据进行详细分析和计算,根据实际工况调节算法及核心参数,最终通过实验对自聚焦透镜直径、椭圆度、圆柱度、八度角、长度等多个几何参数进行高精度快速测量。