[发明专利]光学测试系统及其方法

说明书

本发明提供了光学测试系统及其方法，其系统包括：一测试光源模块；一具有测试对象的反射模块，所述反射模块接收测试光源模块出射的光源光线；一第一光学元件；一探测模块，接收经反射模块反射后经第一光学元件透射的反射光线，采集测试对象发生位移前后，探测模块分别被移动到成像质量最高的位置；以及一控制模块，根据检测探测模块的位移获得测试对象的位移量。本发明的测试系统结构简单且体积小，应用范围广泛，测试方法流程步骤简便可靠、测量快捷准确，能有效降低位移量，尤其是镜头后焦及后焦变化量的高精度测量的成本。

技术领域

本发明涉及光学元件测试领域，具体地说，涉及光学测试系统及其方法。

背景技术

位移是基本的几何参量之一，其准确测量对人们从事各领域的研究和促进科学进步有十分重要的意义。与其他机械量相比，位移容易检测，且准确度高，所以常将被测对象的物理量转换为位移量来检测。

例如在光学镜头领域，光学镜头在不同的温度条件下后焦会发生变化，导致焦面偏移，当焦面偏移过大时会引起成像不清晰，因此在镜头设计过程中需要考虑温度补偿，故需要对不同温度下镜头的后焦变化量(位移量)进行精确测定，从而判断镜头的热补偿是否符合要求。目前常规的热补偿测试方法是将镜头放到高低温箱中，当达到要求温度后快速将镜头取出进行后焦测试，但是由于镜头温度和外界温度存在温差，测试过程中温度在不断发生变化，导致测试不准确，且重复性差。

再比如，在镜头完成装配无法主动调节后焦位置的应用场合下，装配前若不能准确测出镜头后焦，将使镜头光学系统成像面与光电探测器件焦平面无法匹配，进而使光学系统不能准确在光电探测器焦平面成像，严重影响成像质量；此外，科学技术的不断发展与进步对后焦测试精度的要求也越来越高(精度需要达到1μm甚至0.5μm)，而一般的后焦测试仪精度仅能达到5μm～10μm左右，无法达到精确测量的目的；若采用高精度的光栅尺等虽然可以提高测试精度，但是成本会非常高。

其他的测量方法主要有机械法、光学法、电学法及气动法，但目前的测试方案普遍存在设备体积大、设备昂贵，成本较高的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于简化镜片后焦位移高精度测量的步骤和产品体积，大大降低了镜片后焦位移高精度测量的成本。

本发明的实施例还提供一种光学测试系统，包括：

一测试光源模块；

一具有测试对象的反射模块，接收所述测试光源模块的光源光线；

一第一光学元件；

一探测模块，接收经所述反射模块反射后经第一光学元件透射的反射光线，采集测试对象发生位移前后，所述探测模块分别被移动到成像质量最高的位置；以及

一控制模块，根据检测所述探测模块的位移获得所述测试对象的位移量。

优选地，还包括一分光模块，所述反射模块反射后的光线经过所述分光模块引导后到达所述探测模块。

优选地，所述分光模块是半透半反光学元件，所述分光模块被设置于所述光源模块的出射侧以及所述反射模块的出射侧，所述分光模块将所述测试光源模块的光源光线导向反射镜，并接收所述反射镜反射的光线并导向至所述探测模块。

优选地，还包括一位移模块，沿平行于所述第一光学元件的光轴方向移动所述探测模块，所述控制模块电连接所述探测模块和位移模块。

优选地，所述反射模块包括一第二光学元件以及具有测试对象的可动反射元件，所述第二光学元件位于所述反射元件的出射侧。

优选地，所述控制模块采集所述可动反射元件发生位移前所述探测模块所处第一位置和所述可动反射元件发生位移后所述探测模块所处第二位置之间的位移量，根据所述位移量获得所述测试对象的位移量。