[发明专利]视场光阑位置测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种视场光阑位置测量装置，其特征在于，包括：

反射光探测单元，包括探测光源和成像探测器，所述探测光源用于从所述反射光探测单元的探测面发出探测光，所述成像探测器用于探测成像于所述探测面内的被测视场光阑的边界轮廓像以及测量不同高度下所述边界轮廓像的边界锐利度；

第一移动单元，用于带动所述反射光探测单元移动；

第一成像单元，设置于所述反射光探测单元和所述被测视场光阑之间；以及，

探测光反射单元，设置于所述被测视场光阑的远离所述第一成像单元的一侧，用于反射所述探测光，以使得通过所述第一成像单元将所述被测视场光阑的边界轮廓成像于所述探测面内；所述探测光反射单元的等效反射面经所述第一成像单元在所述反射光探测单元一侧的共轭面与所述被测视场光阑经所述第一成像单元在所述反射光探测单元一侧的成像面不共面。

2.如权利要求1所述的视场光阑位置测量装置，其特征在于，所述共轭面与所述成像面之间的距离大于所述成像探测器在光轴方向上的探测长度的1/4。

3.如权利要求1所述的视场光阑位置测量装置，其特征在于，所述反射光探测单元还包括第一会聚组件、分光镜、准直组件和第二会聚组件，所述探测光源发出的出射光依次经过所述第一会聚组件、所述分光镜和所述准直组件后，经所述探测面形成为所述探测光；所述探测光反射单元反射的所述探测光经所述探测面之后，依次经所述准直组件、所述分光镜和所述第二会聚组件后被所述成像探测器所探测。

4.如权利要求1所述的视场光阑位置测量装置，其特征在于，所述第一移动单元用于带动所述反射光探测单元在相互垂直的X轴、Y轴、Z轴方向移动；或者，所述反射光探测单元具有可变焦功能，所述第一移动单元用于带动所述反射光探测单元在相互垂直的X轴、Y轴方向移动。

5.如权利要求1所述的视场光阑位置测量装置，其特征在于，还包括第二成像单元，设置于所述被测视场光阑和所述探测光反射单元之间。

6.如权利要求1所述的视场光阑位置测量装置，其特征在于，所述探测光反射单元为掩膜版，所述掩膜版上设置有加工标记。

7.如权利要求6所述的视场光阑位置测量装置，其特征在于，还包括第二移动单元，用于在光轴方向上移动所述探测光反射单元。

8.一种使用权利要求1～7中任一项所述的视场光阑位置测量装置进行视场光阑位置测量的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，采用第一移动单元带动反射光探测单元移动，使得所述反射光探测单元探测到被测视场光阑的边界轮廓像；

步骤S2，测量不同高度下的所述边界轮廓像的边界锐利度；

步骤S3，拟合出边界锐利度曲线，计算所述边界锐利度曲线的波峰或波谷对应的所述反射光探测单元的高度，此高度下所述反射光探测单元的探测面与所述被测视场光阑的边界所处平面满足物方和像方的关系；

其中，所述反射光探测单元测量获得所述边界轮廓像的位置[x,y,z]，则所述被测视场光阑的边界轮廓的位置为[M*x,M*y,N*z]，其中，M为第一成像单元在垂直于光轴方向上的放大倍率，N为所述第一成像单元在所述光轴方向上的放大倍率；所述视场光阑位置测量的方法还包括：对所述被测视场光阑的边界轮廓的位置进行平面拟合，以获得所述被测视场光阑的位置[x,y,z,Rx,Ry,Rz]。

9.如权利要求8所述的视场光阑位置测量方法，其特征在于，所述反射光探测单元探测到所述被测视场光阑的全部边界的所述边界轮廓像，则所述视场光阑位置测量的方法还包括：重复执行所述步骤S2和所述步骤S3。

10.如权利要求8所述的视场光阑位置测量方法，其特征在于，所述反射光探测单元探测到所述被测视场光阑的部分边界的所述边界轮廓像，则所述视场光阑位置测量的方法还包括：重复执行所述步骤S1至所述步骤S3，以使得所述反射光探测单元沿着所述被测视场光阑的边界轮廓像的轮廓移动测量。