[发明专利]偏心测试装置及方法

说明书

本申请公开了一种偏心测试装置，用于测量光学系统的偏心值，其特征在于，偏心测试装置包括：光源；标靶模块，位于光源之上，包括至少一个标靶；旋转模块，位于标靶模块之上并与标靶模块间隔布置，旋转模块配置用于保持光学系统并带动光学系统旋转；相机模块，配置用于接收光源发出的、透过标靶模块和光学系统的透过光，透过光在相机模块上形成标靶的标靶像；以及计算模块，配置用于基于标靶像的运动轨迹计算光学系统的与标靶相关联的偏心值，其中，旋转模块带动光学系统旋转至少一周，计算模块确定标靶在相机模块上形成的标靶像的运动轨迹，并基于标靶像的运动轨迹计算偏心值。本申请还公开了使用偏心测试装置测量偏心值的方法。

技术领域

本申请大体涉及光学系统检测技术领域，更具体地，本申请涉及偏心测试装置及方法。

背景技术

光学系统有一对称轴，通常叫系统轴。各球面中心都在系统轴上，称为同心光学系统。光学设计的目的就是计算同心光学系统的像差，以满足像质要求。但是由于光学零件和机械零件有加工误差，使得在装配后，光学系统的各球面中心不在系统轴上，从而出现中心偏差。

光学系统的中心偏差会改变原设计的像差矫正状态，使得像差产生变化并出现像差恶化等问题。对于高质量的镜头，光学系统的中心偏差所造成的成像质量不好是镜头退修或报废的主要原因之一。因此，为保证镜头产品的质量，需要对镜头进行相应的中心偏差检测。

目前，国内外有一些能够应用于工业生产或院校、科研单位实验室的偏心测试仪，例如，德国TROPTICS公司生产的OptiCentic设备。如图1所示，该设备包括带有CCD相机的自准直仪1、目镜2、待测光学系统3、旋转装置4、反射镜面5和平行光管6。该设备的原理如下：由平行光管6发出的平行光束透过透镜聚焦在待测透镜的焦平面，通过自准直仪、望远镜或显微镜1的目镜2接收焦点像，通过旋转装置4转动待测光学系统3以获得焦点像的运动轨迹，利用焦点像的运动轨迹计算偏心值。该设备需要投入较大的成本，不适宜应用在大批量生产中。并且，该设备利用顺光路原理计算出来的精度有限。另外，该设备只能垂直测量中心偏心值，无法对其他角度的偏心值进行测量。

发明内容

本申请旨在提供一种至少克服或部分克服现有技术的上述至少一个缺陷的偏心测试装置。

一方面，本申请提供了偏心测试装置，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计算所述偏心值。

另一方面，本申请提供了一种基于上述偏心检测装置的测量光学系统的偏心值的方法，该方法包括：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计算出所述偏心值。