[發明專利]基于角錐棱鏡的光學鏡頭多視場像質檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201810097080.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108225744B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 龐志海;樊學武;鄒剛毅;馬臻
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明涉及一種基于角錐棱鏡的光學鏡頭多視場像質檢測裝置及方法。該裝置包括角錐棱鏡和干涉儀，所述角錐棱鏡包括三個錐面和一個底面，其中，三個錐面相互垂直，底面是一個等腰三角形；角錐棱鏡位于待測光學鏡頭的入瞳處且角錐棱鏡的底面正對待測光學鏡頭，干涉儀出射匯聚光束焦點位于待測光學鏡頭焦平面上；以任意角度進入角錐棱鏡的入射光束均從其底面入射，經過三個錐面依次反射后仍由底面出射，且出射光束始終平行于入射光束。該方法步驟是：1)裝配；2)一個視場角像差系數的檢測；3)多個視場角像差系數的檢測。采用本發明使檢測過程不用調節標準平面反射鏡角度，只需在待檢光學鏡頭焦平面上調整干涉儀焦點位置即可。

技術領域

本發明屬于光學測量技術，涉及一種基于角錐棱鏡的光學鏡頭多視場像質檢測裝置及方法。

背景技術

光學鏡頭在裝配完成后，需要對鏡頭多個視場的成像質量進行檢測，檢驗光學裝配是否合格。一般采用平面鏡自準干涉檢驗獲得鏡頭單個視場像差系數，但是單個視場像差系數測試不能表征大視場光學鏡頭的裝配狀態，需要自準測量光學鏡頭多個視場的像差系數。不同視場自準測量時自準平面鏡精確對應不同角度且干涉儀焦點對應鏡頭焦平面上不同位置。自準測量光學鏡多個視場像差系數時需要調節干涉儀焦點在待測光學鏡頭焦面上不同位置，同時精密調節自準平面鏡角度使得測試裝置達到自準條件。干涉儀焦點在待測光學鏡頭焦面上不同位置一一對應只準平面鏡的特定角度。

批量光學鏡頭多個不同視場平面鏡自準像差系數測量時，需要同時不斷精密調節干涉儀、標準平面反射鏡空間位置關系，存在檢測調節過程長、效率低下等問題。

發明內容

為了解決背景技術中的問題，本發明提出了一種基于角錐棱鏡的光學鏡頭多視場像質檢測裝置及方法，檢測過程不用精密調節標準平面反射鏡角度，只需在待檢光學鏡頭焦平面上調整干涉儀焦點位置即可實現快速測量多個不同視場像差系數自準干涉測量。

本發明的技術解決方案是：

本發明提供了一種基于角錐棱鏡的光學鏡頭多視場像質檢測裝置，其特殊之處在于：包括角錐棱鏡和干涉儀，

所述角錐棱鏡包括三個錐面和一個底面，其中，三個錐面相互垂直，底面是一個等腰三角形；

角錐棱鏡位于待測光學鏡頭的入瞳處且角錐棱鏡的底面正對待測光學鏡頭，干涉儀出射匯聚光束焦點位于待測光學鏡頭焦平面上；

以任意角度進入角錐棱鏡的入射光束均從其底面入射，經過三個錐面依次反射后仍由底面出射，且出射光束始終平行于入射光束。

進一步地，為了方便測試待測光學鏡頭的不同視場角的像差系數，該裝置包括多個干涉儀且多個干涉儀的出射匯聚光束焦點均位于待測光學鏡頭焦平面上。

進一步地，為了方便測試待測光學鏡頭的不同視場角的像差系數，還有另外一種方式是：該裝置還包括一個安裝在干涉儀下方的二維移動平臺，二維移動平臺帶動干涉儀在待測光學鏡頭焦平面上移動。

進一步地，所述角錐棱鏡是通過在一個立方體鏡體上切下一角而形成。

進一步地，所述干涉儀為為商業化的干涉儀，如ZYGO公司的GP?IXP系列干涉儀。

基于上述檢測裝置結構的描述，現對采用該裝置的檢測方法進行闡述：

1)裝配

將角錐棱鏡安裝于待測光學鏡頭入瞳處，同時安裝干涉儀，保證干涉儀光束焦點位于待測光學鏡頭焦平面上；

2)一個視場角像差系數的檢測

干涉儀發出匯聚光束通過待測光學鏡頭后變為平行光束從角錐棱鏡的底面入射到角錐棱鏡，平行光束依次通過角錐棱鏡的三個錐面反射后按原路自準返回到干涉儀，通過干涉儀軟件獲得待測光學鏡頭該視場像差系數；

3)多個視場角像差系數的檢測