有限远共轭成像系统的测试方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学成像测试技术，公开了有限远共轭成像系统的测试方法和装置，包括成像单元、外接光学系统、测试单元和主控制端；其外接光学系统位于成像单元和测试单元中间；外接光学系统依据成像单元的成像条件确定所需的光源，并将所需的光源传送至主控制端，主控制端依据光源确定测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离；依据测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离对测试单元进行调节，从而形成测试的图像。本发明专利技术通过实现和显微镜一样的出光对有限远共轭成像系统进行成像，并对生成的图像进行测试，不需要依赖显微镜，且自动调节出光NA值和自动对焦；其成本低，测试效果好，操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
有限远共轭成像系统的测试方法和装置


[0001]本专利技术涉及光学成像测试技术，尤其涉及了有限远共轭成像系统的测试方法和装置。

技术介绍

[0002]有一些系统为二次成像系统，第一个系统的像面为第二个系统的物面，对于第二个系统来说，物点（第一个系统的像点）发光范围比系统入瞳直径小很多，即NA较小。整个物面发出的光又接近平行光，这时如果需要对第二个系统进行测试时，必须要搭载第一个系统进行测试，不能单独对第二系统进行测试，因为第二个系统的入射光需要NA较小且接近平行光，此时既不能直接使用平行光管测试，也不能直接用有限物面测试。
[0003]如显微镜的一种外接成像单元的成像系统，样本物点发出的光经过显微物镜成像到像方焦点，像方焦点又作为外接系统的物点，物点发光的NA为显微物镜NA除以放大倍率，此时的NA一般较小约0.025左右，如果需要对外接系统进行光学测试，则需搭配显微镜测试。
[0004]外接光学系统物点发光角度较小（此例子中NA约0.025，角度1.43
°
），不能覆盖光学系统入瞳，整个物面的光线接近平行光，如果直接用平行光管加分划板测试，则为无限远共轭系统，不能成像，如果用有限距物面测试，物点发射光角度偏大，和系统光源不匹配，测出的分辨率会偏低，并且像差会偏大。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中有限远共轭成像系统的测试需要搭配显微镜进行成像测试，其物点发射光角度偏大，且与系统光源不匹配，像差偏大的问题，提供了有限远共轭成像系统的测试方法和装置。r/>[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：有限远共轭成像系统的测试装置，包括成像单元、外接光学系统、测试单元和主控制端；其外接光学系统位于成像单元和测试单元中间；外接光学系统依据成像单元的成像条件确定所需的光源，并将所需的光源传送至主控制端，主控制端依据光源确定测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离；依据测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离对测试单元进行调节，从而形成测试的图像。
[0007]作为优选，测试单元包括测试主体，测试主体内依次设有光源单元、光源单元转换单元、光阑调节板、准直透镜和测试板；光源单元用于提供测试单元的光源单元；光源单元转换单元用于对提供的光源单元进行转换；光阑调节板用于依据光阑调节板的位置形成光阑孔；准直透镜依据光阑孔的大小产生外接光学系统所需的光源单元；测试板依据准直透镜产生的光源单元进行测试。
[0008]作为优选，测试主体外侧还设有测试开关，测试开关用于对光阑调节板进行调节。
[0009]作为优选，测试开关通过主控制端进行测试开关控制或人工进行测试开关控制。
[0010]作为优选，测试板包括分辨率测试板、相差测试板或离焦曲线测试板。
[0011]作为优选，准直透镜的焦距为120mm。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了有限远共轭成像系统的测试方式，其实现所述的有限远共轭成像系统的测试装置的方法包括：接光学系统所需的光源确定，依据成像条件确定外接光学系统的光源；光阑孔大小的计算，主控制端依据外接光学系统的光源计算出光阑孔的大小；测试板位置的确定，主控制端依据测试参数对测试板的位置进行调节。
[0013]本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本专利技术通过实现和显微镜一样的出光对有限远共轭成像系统进行成像测试，不需要依赖显微镜，自动调节出光NA值和自动对焦；其成本低，测试效果好，操作简单。
[0014]本专利技术可以用于对外接的有限共轭的光学系统进行单独性能测试，不需要依赖于整个系统；本专利技术通过调节光阑孔大小来模拟出不同NA的光源，适配大多数的外接有限光学系统的成像测试装置。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的测试装置示意图。
[0016]图2是本专利技术的测试单元示意图。
[0017]图3是本专利技术的实施例4测试示意图。
[0018]图4是本专利技术的实施例5的测试图片。
[0019]其中，1—光源单元、2—光源单元转换单元、3—光阑调节板、4—准直透镜、5—测试板、6—测试主体、7—测试开关。
具体实施方式
[0020]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0021]实施例1
[0022]有限远共轭成像系统的测试装置，包括成像单元、外接光学系统、测试单元和主控制端；其外接光学系统位于成像单元和测试单元中间；外接光学系统依据成像单元的成像条件确定所需的光源，并将所需的光源传送至主控制端，主控制端依据光源确定测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离；依据测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离对测试单元进行调节，从而形成测试的图像。
[0023]由于外接系统本身没有光阑，需要通过控制光源的NA来控制测试装置的光阑。该实施例利用准直透镜4和控制出光孔大小来产生相应NA的光源。
[0024]图2中，测试单元包括测试主体6，测试主体6内依次设有光源单元1、光源单元转换单元2、光阑调节板3、准直透镜4和测试板5；光源单元1用于提供测试单元的光源单元1；在本实施例中，光源单元为点光源单元，此处采用的光源单元为LED点光源单元。
[0025]光源单元转换单元2用于对提供的光源单元1进行转换；光源单元转换单元2为毛玻璃，具体将点光源单元转换成面光源单元。
[0026]光阑调节板3包括上调节板和下调节板，依据上调节板和下调节板的位置形成光阑孔。
[0027]准直透镜4依据光阑孔的大小产生外接光学系统所需的光源；测试板5依据准直透镜4产生的光源进行测试。
[0028]测试主体6外侧还设有测试开关7，测试开关7用于对光阑调节板3进行调节。
[0029]该实施例采用的测试板5为分辨率测试板5，其测试开关7调节的方式为通过人工手动调节的方式进行实现的。
[0030]将设计好的准直透镜4或购买的准直透镜4参数输入到光学仿真软件中；通过光学软件输入光源单元转换单元2的物高大小，从而计算出通过准直透镜4后的出光NA值；计算所需出光NA值对应的光阑孔的大小，通过测试开关7将光阑孔调整至所需的光阑孔大小；将调整完后的测试主体6接入外接光学系统，调整测试主体6到所需的测试距离，然后接入成像单元进行测试。
[0031]图1中，主控制端右侧为显示器及软件控制界面，显示器及软件控制界面中，其左侧为功能区，第一行输入NA值，第二行调节光强度，第三行的功能区为手动对焦和自动对焦和离焦曲线三种测量模式；右侧为图片预览区。
[0032]本实施例中，准直透镜4的焦距120mm，通光口径为30mm，光源单元1为点光源单元1，通过光源单元转换单元将点光源转换为面光源；转换后加可调节的光阑调节板3，本实施例光阑孔设置6mm限制出光孔大小；光经过光阑孔再经准直透镜4后的NA，该NA为外接系统所需的NA；此处NA的值为0.025，即发射角度1.43
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.有限远共轭成像系统的测试装置，包括成像单元、外接光学系统、测试单元和主控制端；其特征在于，外接光学系统位于成像单元和测试单元中间；外接光学系统依据成像单元的成像条件确定所需的光源，并将所需的光源传送至主控制端，主控制端依据光源确定测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离；依据测试单元的光阑孔大小及测试单元与外接光学系统的距离对测试单元进行调节，从而形成测试的图像。2.根据权利要求1所述的有限远共轭成像系统的测试装置，其特征在于，测试单元包括测试主体（6），测试主体（6）内依次设有光源单元（1）、光源单元转换单元（2）、光阑调节板（3）、准直透镜（4）和测试板（5）；光源单元（1）用于提供测试单元的光源单元（1）；光源单元转换单元（2）用于对提供的光源单元（1）进行转换；光阑调节板（3）用于依据光阑调节板（3）的位置形成光阑孔；准直透镜（4）依据光阑孔的大小产生外接光学系统所需的光源单元（1）；测试板（5）依据准直透镜（4）产生的光源单元（1）进行测试。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：严峻，李枭宁，沈栋辉，李增，
申请(专利权)人：浙江荷湖科技有限公司，
类型：发明
国别省市：