[发明专利]光学成像性能测试系统和方法

权利要求书

1.一种用于测试光学系统的成像性能的方法，所述方法包括：

将测试目标定位在所述光学系统的物平面上；

操作所述光学系统以照射所述测试目标并产生像束；

操作所述光学系统的调焦台，以从所述像束中获取所述测试目标的对应于多个散焦值的多个图像；

从每个图像计算所述测试目标内多个位置处的多个边缘扩展函数；

从所述边缘扩展函数构建相应的多个点扩展函数模型；以及

基于所述点扩展函数模型，计算对应于所述多个位置的多个成像性能值，其中所述成像性能值基于指标，该指标选自由以下各项组成的组：包围矩形能量；包围圆能量；和斯特列尔比。

2.如权利要求1所述的方法，包括以下项中的至少一项：

(a)其中所述多个位置包括所述测试目标内的所述物平面中的多个场坐标(x,y)；

(b)其中所述多个位置包括沿着穿过所述测试目标的光轴的多个焦点位置(z)，并且操作所述光学系统包括：在不同焦点位置(z)处获取所述测试目标的多个图像。

3.如权利要求1所述的方法，包括：基于所述成像性能值的组合而产生成像性能的一个或多个图。

4.如权利要求3所述的方法，包括：比较所述图中的两个或更多个图，以提供对每个成像设备或通道的焦平面相对于所述物平面的相对对准的测量。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述一个或多个图对应于不同的成像通道，并且所述不同的成像通道对应于所述光学系统的被操作以获取图像的不同成像设备、或所获取的图像的不同波长、或不同成像设备和不同颜色两者。

6.如权利要求5所述的方法，包括：比较所述图中的两个或更多个图，以提供对每个成像设备或通道相对于彼此的相对对准的测量；以及上述两者。

7.如权利要求3所述的方法，包括：在产生所述一个或多个图之后，基于由所述一个或多个图提供的信息来调整所述光学系统的一个或多个光学部件的位置或者更换所述一个或多个光学部件。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个光学部件选自由以下各项组成的组：一个或多个成像设备；所述光学系统的物镜；所述光学系统的一个或多个管透镜；一个或多个反射镜或分色镜；以及上述中的两项或更多项的组合。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个图为一个或多个初始图，并且所述方法还包括：在对所述一个或多个光学部件进行调整或更换后，获取所述测试目标的新图像，计算多个新的成像性能值，并产生成像性能的一个或多个新图。

10.如权利要求9所述的方法，包括：将所述一个或多个新图与所述一个或多个初始图进行比较，以确定要对所述一个或多个光学部件进行的用以优化成像性能的位置调整。

11.如权利要求7所述的方法，包括以下项中的至少一项：

(a)其中所述调整或更换找到了所述光学系统中的一对最佳共轭像平面；

(b)其中所述调整或更换改进了属性，该属性选自由以下各项组成的组：各成像设备的焦点匹配；成像设备倾斜；场曲的展平；像散的减少；与波长相关的焦点偏移的减少；以及上述中的两项或更多项的组合。

12.如权利要求1所述的方法，包括：基于所述成像性能值的组合来计算成像性能的一个或多个全局得分。