本发明专利技术涉及一种用于检测具有至少一个透镜(6)或透镜组的光学系统(4)的成像品质的设备(2)。该设备(2)包括用于在光学系统(4)的视野中的多个位置处测量调制传递函数的MTF测量装置(10)，以及用于测量光学系统(4)的对中状态的对中测量装置(18)。态的对中测量装置(18)。态的对中测量装置(18)。
【技术实现步骤摘要】
用于检测调制传递函数以及使光学系统对中的设备
[0001]本申请是申请号为201810554073.3、申请日为2018年6月1日、专利技术名称为“用于检测调制传递函数以及使光学系统对中的设备”的中国专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术涉及一种用于检测具有至少一个透镜或透镜组的光学系统的成像品质的设备。另外，本专利技术还涉及一种用于凭借上述设备来检测具有至少一个透镜或透镜组的光学系统的成像品质的方法。
现有技术
[0003]在制造高品质的多透镜光学系统时，各个透镜应非常精确地相对于彼此对齐。另外，例如在US 2016/0334600 A1中所描述的相机组件的制造中，必须使光学元件相对于彼此并参照图像传感器正确地对齐和对中。
[0004]为了实现光学系统中的透镜的正确对齐，必须要通过测量来建立光学表面的位置。在本文中，光学表面的曲率中心的位置是一个重要的参数。在理想的情况下，在多透镜系统中，各个光学表面的曲率中心精确地定位在共同的参考轴线上，该参考轴线与容纳透镜的透镜固定座的对称轴线相一致。然而在实际的光学系统中，这种情况因制造和安装公差而不能实现。曲率中心在统计学上分布在参考轴线的周围。如果曲率中心和参考中心之间的距离过大，那么光学系统的光学特性就会非预期地降低。
[0005]通过DE 10 2014 001 151 A1可以得知一种用于测量多透镜光学系统的光学表面的曲率中心的位置的方法。通过光学角度测量装置，可在一个测量点处检测到光学表面的表面法线与旋转轴线之间的角度或偏移量。然后，该角度测量装置围绕该旋转轴线旋转，并重复进行角度测量。
[0006]然而，光学系统的对中仅仅是表征光学系统的品质的一个特征。尤其是对于批量生产而言，所期望的系统为可通过其来检查或检测透镜或透镜组的对中，并还可表征光学系统的成像性能。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提出一种用于检测光学系统的成像品质的设备，以及相对于现有技术有所改进的一种用于检测光学系统的成像品质的方法。
[0008]该目的可通过用于检测具有至少一个透镜或透镜组的光学系统的成像品质的设备来实现，其中，该设备还设置有MTF测量装置，以用于在光学系统的视野中的多个位置处测量调制传递函数，其中，该MTF测量装置构造为能进行多个离轴MTF测量，该设备还设置有在轴设置的对中测量装置，以用于测量光学系统的对中状态。
[0009]例如，透镜组可以是一起形成了光学系统(例如，物镜)的多个独立的透镜。类似地，透镜组可以是包含多个透镜的透镜，例如消色差透镜。
[0010]有利的是，光学系统的成像性能和对中可通过根据本专利技术的设备来测量，特别地
可通过一个或多个来同时地测量，更特别地同时地进行MTF测量。特别地，这允许根据基于对中测量装置的测量结果的粗调来进行后续的精调，以优化成像性能。另外，MTF测量装置和对中测量装置的结合特别适于批量生产，这是因为可以快速且有效地检测光学系统的多个参数。
[0011]在光学系统的视野中的多个位置处的MTF测量例如可通过对MTF分析的环境中的在空间上延伸的检测图样进行评价来进行。
[0012]根据一个实施方案，该设备有利地还具有对中装置，以用于主动式地使至少一个透镜或透镜组对中。
[0013]在本说明书中，“离轴”应理解为相关单元设置在光学系统的视野内但未设置在光学系统的对称轴线或对中轴线上的布置。“在轴”应理解为相关单元设置在光学系统的视野内并至少大体上设置在光学系统的对称轴线或对中轴线上的布置。
[0014]MTF测量装置和对中测量装置例如可设置在共同的圆顶上。
[0015]在离轴设置的MTF测量装置的帮助下，可在光学系统的视野内的许多位置处进行MTF测量。MTF测量装置可容易地进行离轴设置。然而，对中测量装置有利地设置为在轴的。通过离轴设置的MTF测量装置和在轴设置的对中测量装置的结合，可实现特别紧凑的设备。
[0016]另外，用于检测光学系统的成像品质的设备有利地还可如下设置，即：对中测量装置包括自动准直仪，并构造为能通过反射来测量光学系统的至少一个光学表面的曲率中心。
[0017]通过使用光学系统的至少一个光学元件(例如，透镜)的光学表面的曲率中心的位置，可推导出光学系统的对中状态。关于这一点的其他细节例如可在由同一申请人提出的DE 10 2014 001 151 A1中得到。
[0018]另外，这种设备还可具有以下特征a)至f)中的至少一个：
[0019]a)该设备还可包括旋转座，光学系统可通过该旋转座而围绕对中轴线旋转。
[0020]b)自动准直仪设计为可旋转的。例如，该自动准直仪可设置在底座中，从而自动准直仪整体可围绕对称轴线旋转。
[0021]根据本申请，有利的是，可选择性地旋转式容纳光学系统，或将自动准直仪设计为可旋转的。
[0022]c)自动准直仪包括聚焦光学系统，可通过其而使焦点移动。
[0023]作为旋转轴线的替代，光学轴线还可用作为替代参照物，可沿其来实现聚焦。在这种情况下，不在检测器上评价范围；相反，要比较绝对位置。聚焦例如可通过沿线性轴线移动来实现。
[0024]d)自动准直仪包括聚焦光学系统，其中，该聚焦光学系统或其一部分可围绕对中轴线旋转。
[0025]与自动准直仪整体进行旋转相比，自动准直仪的聚焦光学系统的旋转实现了简化。
[0026]e)反相反射棱镜(特别地为道威棱镜)设置在自动准直仪与光学系统之间的光路中，其中，该棱镜可围绕对中轴线旋转。
[0027]作为自动准直仪整体旋转或自动准直仪的聚焦光学系统旋转的替代或附加，可设置反相反射棱镜。所需的测量的最佳结合可根据应用来确定。
[0028]f)自动准直仪构造为能同时地测量光学系统的多个光学表面的曲率中心。
[0029]通过同时检测成像光学系统的两个或更多个光学表面的多个曲率中心，尤其是可以实现快速测量。关于这一点的其他技术细节例如可由同一申请人所提出的EP 3 037 800 A1中得知。
[0030]上述特征a)至f)均可独自实现。特征a)至f)中所提到的技术测量还可彼此结合。
[0031]上述实施方案均涉及光学系统借由通过反射来测量来实现对中的特征。
[0032]根据其他有利的实施方案，该设备还构造为能通过透射来实现对中测量装置。
[0033]例如，该设备还具有以下特征，即：图像传感器设置在光学系统的图像平面内，其中，包含有处理单元，其构造为能读取图像处理器，其中，MTF测量装置包括至少一个分划板，在各个分划板上设置有检测图样，其中，光学系统使该至少一个检测图样成像在图像传感器上，并且处理单元构造为能通过光学系统的图像传感器来评价相应的图像数据，以确定调制传递函数。
[0034]例如，图像传感器为光学系统的一部分。另外，光学系统例如还可以是相机模块。
[0035]这种设备特别地适于相机模块的批量测试。有利的是，用于表本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于检测具有至少一个透镜(6)或透镜组的光学系统(4)的成像品质的设备(2)，其特征在于，包括：MTF测量装置(10)，其用于在所述光学系统(4)的像场中的多个位置处测量调制传递函数，其中，所述MTF测量装置(10a,10b)构造为能进行多个离轴MTF测量，以及在轴设置的对中测量装置(18)，其用于使所述至少一个透镜(6)或透镜组主动式地对中，从而测量所述光学系统(4)的对中状态，所述对中测量装置(18)构造为能在第一步中测量第一对中状态，其为所述光学系统(4)的第一光学元件(36)的第一光学表面(34)的第一曲率中心，并且根据所述第一对中状态的数据来使所述第一光学元件(36)主动式地对中，其中，所述对中测量装置(18)还构造为能测量第二对中状态，其为所述光学系统(4)的第二光学元件(40)的第二光学表面(42)的第二曲率中心，其中，在检测所述第一光学元件(36)的对中状态之后将所述第二光学元件(40)添加到所述光学系统(4)中，然后，根据所述第一对中状态的数据和/或所述第二对中状态的数据并通过垂直于所述光学系统(4)的对中轴线(A)的位移来使所述第一光学元件(36)和第二光学元件(40)相对于彼此主动式地对中，其中，所述对中测量装置(18)包括自动准直仪(20)，并构造为能通过反射来测量所述光学系统(4)的至少一个光学表面的曲率中心。2.根据权利要求1所述的设备(2)，其特征在于，a)还包括旋转座，通过所述旋转座能使所述光学系统(4)围绕对中轴线(A)旋转，和/或b)所述自动准直仪(20)旋转式设置在保持座中，所述自动准直仪(20)能整体地围绕对中轴线(A)旋转，和/或c)所述自动准直仪(20)包括聚焦光学系统(22)，通过所述聚焦光学系统能使焦点移动，和/或d)所述自动准直仪(20)包括聚焦光学系统(22)，所述聚焦光学系统(22)或其一部分能围绕对中轴线(A)旋转，和/或e)在所述自动准直仪(20)和所述光学系统(4)之间的光路内设置有反相反射棱镜，特别地为道威棱镜，其中，所述棱镜能围绕对中轴线(A)旋转，和/或f)所述自动准直仪(20)构造为能同时地测量所述光学系统(4)的多个光学表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤金，
申请(专利权)人：全欧光学检测仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。