[发明专利]偏心测试装置及方法

权利要求书

1.一种偏心测试装置，用于测量光学系统的偏心值，其特征在于，所述偏心测试装置包括：

光源；

标靶模块，位于所述光源之上，包括至少一个标靶；

旋转模块，位于所述标靶模块之上并与所述标靶模块间隔布置，所述旋转模块配置用于保持所述光学系统并带动所述光学系统旋转；

相机模块，配置用于接收所述光源发出的、透过所述标靶模块和所述光学系统的透过光，所述透过光在所述相机模块上形成所述标靶的标靶像；以及

计算模块，配置用于基于所述标靶像的运动轨迹计算所述光学系统的与所述标靶相关联的偏心值，

其中，所述旋转模块带动所述光学系统旋转至少一周，所述计算模块确定所述标靶在所述相机模块上形成的标靶像的运动轨迹，并基于所述标靶像的所述运动轨迹上距离所述运动轨迹的质心的最远距离计算所述偏心值。

2.根据权利要求1所述的偏心测试装置，其特征在于，所述标靶包括激光、黑块、十字叉和圆点形物体。

3.根据权利要求1所述的偏心测试装置，其特征在于，

所述至少一个标靶包括中心标靶，所述中心标靶位于所述光学系统的系统轴上，和/或

所述至少一个标靶包括侧面标靶，所述侧面标靶与所述光学系统的系统轴隔开。

4.根据权利要求3所述的偏心测试装置，其特征在于，所述至少一个标靶包括中心标靶，当所述旋转模块带动所述光学系统旋转至少一周时，所述中心标靶在所述相机模块上形成的中心标靶像随之运动，其运动轨迹形成第一封闭轨迹，所述计算模块基于所述第一封闭轨迹上距离所述第一封闭轨迹的质心的最远距离R₁根据下式计算中心标靶偏心值θ₁：

θ₁ =arctan(R₁/EFL)，其中，EFL为所述光学系统的有效焦距。

5.根据权利要求3所述的偏心测试装置，其特征在于，所述至少一个标靶包括侧面标靶，当所述旋转模块带动所述光学系统旋转至少一周时，所述侧面标靶在所述相机模块上形成的侧面标靶像随之运动，其运动轨迹形成第二封闭轨迹，所述计算模块基于所述第二封闭轨迹上距离所述第二封闭轨迹的质心的最远距离R₂根据下式计算侧面标靶偏心值θ₂：

θ₂ =arctan(R₂/EFL)，其中，EFL为所述光学系统的有效焦距。

6.根据权利要求1所述的偏心测试装置，其特征在于，所述相机模块包括与所述至少一个标靶对应的至少一个具有感光耦合元件芯片的相机。

7.根据权利要求1所述的偏心测试装置，其特征在于，所述旋转模块包括：

主动轮；和

以V型结构布置的两个从动轮，

其中，所述光学系统放置在所述主动轮与所述从动轮的V型结构之间，并被所述主动轮与所述从动轮的V型结构夹持。

8.根据权利要求7所述的偏心测试装置，其特征在于，所述主动轮采用胶质软性材料，和/或所述从动轮采用塑料材料。

9.一种使用如权利要求1所述的偏心测试装置测量光学系统的偏心值的方法，包括：

将光学系统放置于所述偏心测试装置的旋转模块上；

通过所述偏心测试装置的相机模块接收所述偏心测试装置的光源发出的、透过所述偏心测试装置的标靶模块和所述光学系统的透过光，以使得所述透过光在所述相机模块上形成所述标靶模块中包括的至少一个标靶的标靶像；以及

使所述旋转模块带动所述光学系统旋转至少一周，并通过所述偏心测试装置的计算模块确定出所述标靶中的所述标靶在所述相机模块上形成的标靶像的运动轨迹，并基于所述标靶像的所述运动轨迹上距离所述运动轨迹的质心的最远距离计算出所述偏心值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述至少一个标靶包括中心标靶，所述中心标靶位于所述光学系统的系统轴上，以及

其中，基于所述标靶像的所述运动轨迹计算出所述偏心值的步骤包括：

使所述旋转模块带动所述光学系统旋转至少一周，所述中心标靶在所述相机模块上形成的中心标靶像随之运动，其运动轨迹形成第一封闭轨迹；以及

基于所述第一封闭轨迹上距离所述第一封闭轨迹的质心的最远距离R₁根据下式计算中心标靶偏心值θ₁：

θ₁ =arctan(R₁/EFL)，其中，EFL为所述光学系统的有效焦距；和/或

所述至少一个标靶包括侧面标靶，所述侧面标靶与所述光学系统的系统轴隔开，以及

其中，基于所述标靶像的所述运动轨迹计算出所述偏心值的步骤包括：

所述旋转模块带动所述光学系统旋转至少一周，所述侧面标靶在所述相机模块上形成的侧面标靶像随之运动，其运动轨迹形成第二封闭轨迹；以及

基于所述第二封闭轨迹上距离所述第二封闭轨迹的质心的最远距离R₂根据下式计算侧面标靶偏心值θ₂：

θ₂ =arctan(R₂/EFL)，其中，EFL为所述光学系统的有效焦距。