[发明专利]光学镜头装调及检测系统与方法

说明书

一种光学镜头装调及检测系统，包括装调设备和像质检测设备；装调设备包括偏心差测量装置和镜面间距测量装置，像质检测设备包括波前像差检测装置；偏心差测量装置包括光学测量头、气浮转台以及立柱导轨，光学测量头包括照明模块、投影模块、显微二级放大模块和第一探测器，光学测量头与立柱导轨滑动连接，光学测量头沿立柱导轨可上下移动，气浮转台用于固定待测镜头。上述光学镜头装调及检测系统，不仅可以检测待测镜片的偏心差和待测镜片的间距和待测镜片的厚度，还可以检测整个待测镜头的波前像差，评估整个待测镜头的像质，且光学测量头的显微二级放大模块用于将经投影模块的成像进行二次放大，以提高光学镜头装调及检测系统的检测精度。

技术领域

本发明涉及光学装调技术领域，尤其涉及一种光学镜头装调及检测系统与方法。

背景技术

随着光电技术飞速发展，大批高端镜头出现在科研、生活等各个领域，如，手机镜头、内窥镜、高端显微物镜、监视镜等。这些镜头的生产加工与光学装调密切相关。严格控制镜片的偏心与镜面的间距，并量化镜头的成像质量成为光学镜头装调的关键。

镜片偏心差测量就是应用相关的测量方法对镜片的倾斜与径向偏移进行测量。镜面间距测量就是应用相关的测量方法对光学材料(镜片)厚度以及其空气间隔进行测量。镜片偏心与间距测量为镜头的装配公差提供精准的评估数据，并指示光学装配改进的方向。最终使镜头装调达到设计公差要求，得到良好的光学性能。波像差检测是利用干涉、波前传感器等技术对镜头成像质量进行量化评估的一种检测手段。在镜头装配系统上引入像质检测模块，实现装、检一体。在量化公差的同时，给出镜头像质检测的评估。

然而，传统的装检系统由于受到直线导轨和光栅尺测量精度的限制，测量精度不高。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种测量精度较高的光学镜头装调及检测系统与方法。

一种光学镜头装调及检测系统，包括装调设备和像质检测设备；

所述装调设备包括偏心差测量装置和镜面间距测量装置，所述像质检测设备包括波前像差检测装置；

所述偏心差测量装置包括光学测量头、气浮转台以及立柱导轨，所述光学测量头包括照明模块、投影模块、显微二级放大模块和第一探测器，所述光学测量头与所述立柱导轨滑动连接，所述光学测量头沿所述立柱导轨可上下移动，所述气浮转台用于固定待测镜头。

在一个实施例中，所述气浮转台包括气浮轴承和四维调节架，所述四维调节架用于固定所述待测镜头，并调节所述待测镜头的机械轴。

在一个实施例中，所述气浮转台的轴向和径向的异步跳动小于20nm，所述气浮转台的轴向和径向的同步跳动小于70nm。

在一个实施例中，所述气浮转台的转动编码定位精度为1”。

在一个实施例中，所述投影模块包括准直物镜和切换物镜，所述准直物镜对靶标中心发出的光进行准直；所述切换物镜包括切换转盘和多组不同焦距的物镜，所述多组物镜均设于所述切换转盘上，各组所述物镜通过所述切换转盘进行切换，以满足不同曲率的所述待测镜头的测量，所述物镜将靶标图案投影到待测镜头的曲率中心像平面。

在一个实施例中，所述镜面间距测量装置包括干涉光路系统与调焦镜头；

所述干涉光路系统包括长相干标尺光路模块与短相干测量光路模块；

所述长相干标尺光路模块包括长相干光源、第一耦合器、参考臂、标尺延迟臂和第二探测器，所述参考臂中设置有光纤后向反射器，所述标尺延迟臂中设置有可移动反射镜，所述长相干光源出射的光线经过所述第一耦合器分为两路，一路进入所述参考臂，另一路进入所述标尺延迟臂，最终两路光反射回第一耦合器形成干涉，被所述第二探测器接收；