[发明专利]测量镜片成像质量的装置和方法

说明书

本发明涉及一种测量镜片成像质量的装置和方法，可用于测量镜片或镜头的成像质量。

对于镜头与镜片成像质量的传统检测方法有两种，一种是星点观测方法，另一种是分辨率板观察方法。这两种方法比较简单，主要适合镜头镜片分辨率和象质的目视观测，经验性要求很强，对焦斑大小、相差象质等则很难进行精确测量。用于检测焦斑的装置可以采用传统的平行光管目视测量装置，但是使用不方便，人眼容易疲劳，测量结果也有可能因人而异。

本发明的目的在于提供一种测量镜片成像质量的装置及测量镜片成像质量的方法，利用本发明的测量装置和测量方法不仅可以精确测量各种镜片或镜头的分辨率，而且可以精确测量镜片或镜头的实际焦斑大小，还可以对镜片或镜头的相差象质进行定量分析，并使得这些测量变得非常方便。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一种测量镜片成像质量的装置，包括：

一个激光源，用于产生激光束并射向镜片；

一个光敏探测装置，用于将所接收的光信号转换为电信号；

一个显微物镜，用于将激光束经所测镜片聚焦后的焦斑成像在该光敏探测装置上；

一台计算机，用于对光敏探测装置输出的有关聚焦焦斑成像的信号进行处理，并通过分析该信号而检测出镜片的成像质量；

其中，光敏检测装置与计算机连接，激光源、被测镜片、光敏检测装置和显微物镜设置在一个光路上，显微物镜设置在光敏检测装置与被测镜片之间。

在本发明的一个实施例中，在被测镜片与显微物镜之间设有一个标尺刻画板，该标尺刻画板为采用透明材料制成的平板并画有标尺刻画线，该标尺刻画板上的标尺刻画线所在平面与被测镜片的焦平面重合。

在本发明中，可以在激光源与被测镜片之间设置一个光强衰减器，用于衰减激光束以达到合适的强度。

在本发明中，可以在显微物镜与光敏探测装置之间设置一个可调整的转接件，其长度可调整，用于使激光束聚焦后的焦斑清晰地成像在光敏探测装置上。

在本发明中，在该光敏检测装置中可以采用电荷耦合器件(charge-coupled device，缩写为CCD)。

在本发明中，可以在标尺刻画板附近设有用于照亮标尺刻画线的照明光源。

根据本发明的一种测量镜片成像质量的方法，包括以下步骤：

(1)以具有适当光强的激光束照射在被测镜片上；

(2)由一个光敏检测装置检测经被测镜片聚焦后的焦斑成像，将与该焦斑相关的光信号转换为电信号，并送至一计算机进行数据处理；

(3)由该计算机对该信号进行处理及分析，检测出镜片的成像质量。

在本发明中，可以在经被测镜片聚焦后的焦斑成像上叠加标尺刻画线。

在本发明中，可以采用一个显微物镜将所述激光束聚焦后的焦斑及标尺刻画线放大并清晰成像在光敏探测装置上，以便于测量。

在本发明的一个实施例中，调整经被测镜头的激光束的强度，使得光敏检测装置中的光敏器件象元所接收的光强是不饱和的。

利用本发明的测量装置和测量方法不仅可以精确测量各种镜片或镜头的分辨率，而且可以精确测量镜片或镜头的实际焦斑大小，还可以对镜片或镜头的相差象质进行定量分析，并使得这些测量变得非常方便。

以下结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明之测量镜片成像质量的装置实施例的结构图；

图2是本发明的标尺刻画板之标尺刻画线的示意图；

图3(a)、(b)、(c)是转接件T的一个示例的结构示意图；其中图3(a)为转接件的前端结构，图3(b)为转接件的中间锁紧环结构，图3(c)为转接件的后端结构；

图4(a)为CCD光敏探测装置所采集的被测焦斑叠加在标尺刻画板P后的放大图象，图4(b)为对应被测焦斑经数字图形分析处理后的形貌图。

在图1中示出了一种根据本发明提出的镜片成像质量测量装置，该装置的光敏探测装置采用CCD。本发明也可同样用于测量镜头。采用根据本发明的装置，使得测量镜头和镜片的分辨率、焦斑大小、相差象质等指标变得非常方便。

本发明之测量装置的实施例如图1所示，包括：可变强度衰减器F、标尺刻画板P、显微物镜L2、可调转接件T、采用CCD作为光敏器件的CCD光敏探测装置以及计算机等部件，图1左边所示的平行箭头为激光束，例如准直平行激光束，被测镜片(或镜头)L1设置在可变强度衰减器F和标尺刻画板P之间。标尺刻画板P中的标尺刻画线宽从1nm(纳米)-1mm(毫米)。