CN113848041A - 光学性能测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学性能测试系统及测试方法，其中，光学性能测试系统，包括：照明单元、第一驱动装置、第二驱动装置以及相机，所述照明单元用于发射测试光束；所述第一驱动装置设于所述照明单元的出光侧，所述第一驱动装置的输出端设有夹持件，所述夹持件用于夹持受测元件；所述第二驱动装置设于所述第一驱动装置的一侧；所述相机设于所述第二驱动装置的输出端；其中，所述第一驱动装置用于驱动所述受测元件旋转和移动，所述第二驱动装置用于驱动所述相机旋转和移动，以使所述照明单元发出的测试光束经所述受测元件射入所述相机。本发明技术方案能够实现多视场测试，简化测试系统结构，降低设备成本，提高操作便捷性和测试准确性。

Description

光学性能测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及光学成像领域，特别涉及一种光学性能测试系统及测试方法。

背景技术

现有的用于波导片的调制传递函数(Modulation Transfer Function，MTF)测试设备，通常采用穹顶式结构对波导片进行MTF测试，即采用多个光源和多个相机分布于波导片的不同位置，通过多个光源发射不同视场光线进入波导片，再通过多个相机获取不同视场的MTF测试图片。采用穹顶式分布结构主要考虑到测试系统中各元器件的相对位置不可调节，特别是光源与相机位置不可调，一个相机只可测试中心位置，无法测试其他位置的MTF。

由于需要针对不同视场的位置采用不同相机进行测试，并且每个位置都需要配置对应的光源，导致测试设备整体造价昂贵、结构复杂，且不利于操作；另外，针对于透射式和反射式两种不同的光波导，还需要配置两套相互独立的相机系统，不仅每个相机需要自身校正，还需要对所有相机进行一致性校正，操作繁琐，且测试准确性易受限制。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种光学性能测试系统及测试方法，旨在实现多视场测试，简化测试系统结构，降低设备成本，提高操作便捷性和测试准确性。

为实现上述目的，本发明提出一种光学性能测试系统，包括：照明单元、第一驱动装置、第二驱动装置以及相机，所述照明单元用于发射测试光束；所述第一驱动装置设于所述照明单元的出光侧，所述第一驱动装置的输出端设有夹持件，所述夹持件用于夹持受测元件；所述第二驱动装置设于所述第一驱动装置的一侧；所述相机设于所述第二驱动装置的输出端；其中，所述第一驱动装置用于驱动所述受测元件旋转和移动，所述第二驱动装置用于驱动所述相机旋转和移动，以使所述照明单元发出的测试光束经所述受测元件射入所述相机。

可选地，所述光学性能测试系统还包括：反射镜和环形导轨，所述反射镜设于所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧；所述环形导轨自所述第一驱动装置的背向所述照明单元的一侧延伸至所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧，所述第二驱动装置可滑动地设于所述环形导轨上。

可选地，所述照明单元包括沿同一光轴依次设置的光源模组、十字叉丝和准直透镜，所述十字叉丝位于所述准直透镜的焦平面处；其中，所述光源模组发出的初始光束依次经过所述十字叉丝和所述准直透镜后，形成所述测试光束。

可选地，所述照明单元还包括匀光件，所述匀光件沿所述光轴设于所述光源模组和所述十字叉丝之间。

可选地，所述照明单元包括第一光阑，所述第一光阑沿所述光轴设于所述十字叉丝和所述准直透镜之间。

可选地，所述照明单元包括第二光阑，所述第二光阑沿所述光轴设于所述准直透镜的背向所述十字叉丝的一侧。

可选地，所述光源模组包括第一光源、第二光源和第三光源，以及合光组件；所述合光组件沿所述光轴设于所述匀光件背向所述十字叉丝的一侧，所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源分别朝向所述合光组件的第一表面、第二表面和第三表面；所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源射入所述合光组件的光束耦合后，形成所述初始光束。

可选地，所述第一驱动装置包括第一三轴线性模组和第一两轴旋转模组；所述第一两轴旋转模组设于所述第一三轴线性模组的输出端，所述夹持件设于所述所述第一两轴旋转模组的输出端。

可选地，所述第二驱动装置包括第二三轴线性模组和第二两轴旋转模组；所述第二两轴旋转模组设于所述第二三轴线性模组的输出端，所述相机设于所述所述第二两轴旋转模组的输出端。

为实现上述目的，本发明还提供一种光学性能测试方法，应用于如上所述光学性能测试系统，所述光学性能测试方法包括以下步骤：

通过所述第一驱动装置调整所述受测元件的位置和角度；

根据所述受测元件的位置和角度，通过所述第二驱动装置调整所述相机的位置和角度；

控制所述照明单元发射所述测试光束；

控制所述相机拍摄经所述受测元件射入所述相机的所述测试光束；

对所述相机所摄图像进行分析，得到测试值；

根据所述测试值，确定所述受测元件的测试结果。

进一步地，所述光学性能测试系统还包括反射镜和环形导轨，所述通过所述第一驱动装置调整所述受测元件的位置和角度的步骤之前，还包括：

获取所述受测元件的类型；

在所述受测元件为透射式元件时，控制所述第二驱动装置沿所述环形导轨移动至所述第一驱动装置的背向所述照明单元的一侧；

在所述受测元件为反射式元件时，控制所述第二驱动装置沿所述环形导轨移动至所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧。

进一步地，所述根据所述测试值，确定所述受测元件的测试结果的步骤包括：

根据所述照明单元的位置和角度，通过所述第二驱动装置调整所述相机的位置和角度；

控制所述相机拍摄由所述照明单元直接射入所述相机的所述测试光束；

对所述相机所摄图像进行分析，得到校正值；

将所述测试值与所述校正值的差值确定为所述受测元件的测试结果。

本发明技术方案中，通过第一驱动装置改变受测元件的位置和角度，来改变光线入射受测元件的角度，从而使入射光线角度能够在一定范围内连续变化，覆盖全部视场，同时，通过第二驱动装置调整相机的位置和角度，可实现单个视场多个位置的测试以及多个不同视场的测试。相较于现有技术的多个光源和多个相机，本发明仅通过一个照明单元和一个相机即可实现测试，系统结构简单灵活，造价便宜，而且由于无需对多个相机进行一致性校正，测试操作方便，也有利于提升测试准确性，适于规模化生产与测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明光学性能测试系统一实施例的结构示意图；

图2为本发明光学性能测试系统另一实施例的结构示意图；

图3为图1光学性能测试系统的第一驱动装置和第二驱动装置的结构示意图；

图4为本发明光学性能测试方法第一实施例的流程示意图；

图5为本发明光学性能测试方法第二实施例的流程示意图；

图6为本发明光学性能测试方法第三实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种光学性能测试系统100。

在本发明实施例中，如图1至2所示，该光学性能测试系统100，包括：照明单元10、第一驱动装置20、第二驱动装置30以及相机40，所述照明单元10用于发射测试光束；所述第一驱动装置20设于所述照明单元10的出光侧，所述第一驱动装置20的输出端设有夹持件23，所述夹持件23用于夹持受测元件70；所述第二驱动装置30设于所述第一驱动装置20的一侧；所述相机40设于所述第二驱动装置30的输出端；其中，所述第一驱动装置20用于驱动所述受测元件70旋转和移动，所述第二驱动装置30用于驱动所述相机40旋转和移动，以使所述照明单元10发出的测试光束经所述受测元件70射入所述相机40。

需要说明的是，本发明的受测元件70可以为波导片，光学性能测试系统100可用于对波导片进行调制传递函数(MTF)测试。光波导是引导光波在其中传播的介质装置，又称介质光波导。光波导广泛应用于增强现实(AR)设备中，是AR设备的重要部件，其性能影响AR设备的质量，故在产品测试阶段对光波导进行光学测试尤为关键，而MTF是光学性能中的一项重要指标。为便于描述，下文以波导片作为受测元件70、以MTF作为测试项进行示例说明。当然，本发明的光学性能测试系统100也可用于对其他光学元件或测试指标进行测试。

本领域公知的，波导片包括反射式和透射式两种不同的类型，二者对光线的作用方式不同：透射式波导片可对光线进行透射，也即经过透射式波导片的入射光线和出射光线分别位于透射式波导片的两侧；反射式波导片可对光线进行反射，也即经过反射波导片的入射光线和出射光线位于反射式波导片的同一侧。

其中，照明单元10的测试光束的发射方向可保持不变，第一驱动装置20设置在照明单元10的出光侧(即波导片位于照明单元10的出光侧)，而第二驱动装置30的位置可根据实际需要进行设置。比如，将第二驱动装置30设于第一驱动装置20的背向照明单元10的一侧，如此，可对透射式波导片进行测试，又如，将第二驱动装置30设于第一驱动装置20的朝向照明单元10的一侧，如此，可对反射式波导片进行测试。

具体地，第一驱动装置20为五轴驱动装置，包括三轴直线驱动和两轴旋转驱动，当通过第一驱动装置20上的夹持件23固定波导片后，第一驱动装置20可驱动波导片在三维空间内移动并沿竖直轴和水平轴转动，从而实现任意调整波导片位置和角度的目的；同样地，第二驱动装置30也为五轴驱动装置，包括三轴直线驱动和两轴旋转驱动，由于相机40固定在第二驱动装置30的输出端，第二驱动装置30可相机40在三维空间内移动并沿竖直轴和水平轴转动，从而实现调整波导片位置和角度的目的。

测试时，使用第一驱动装置20上的夹持件23将待测试的波导片进行夹持固定，然后通过第一驱动装置20调整波导片的位置和角度，使波导片的耦入区对准照明单元10的出光区域，同时，通过第二驱动装置30调整相机40的位置和角度，使相机40的镜头对准波导片的耦出区并与波导片的角度匹配。接着启动照明单元10，使照明单元10发射测试光束，测试光束射向波导片的耦入区，经过波导片的导光作用后，测试光束从波导片的耦出区射出，并射向相机40的镜头，由相机40拍摄测试光束并形成相应的测试图像，通过对测试图像进行算法分析，从而获得波导片的MTF。

进一步地，除了可以在中心位置对波导片进行测试外，还可通过第一驱动装置20改变波导片的位置和角度，来改变光线入射波导片的角度，从而使入射光线角度能够在一定范围内连续变化(覆盖全部视场Field of view，FOV)，同时，通过第二驱动装置30调整相机40的位置和角度，可实现单个入射角度下(也即单个FOV)多个位置的MTF测试以及多个不同入射角度下(也即多个FOV)的MTF测试。

因此，相较于现有技术的多个光源和多个相机40，本发明技术方案中，仅通过一个照明单元10和一个相机40即可实现单个FOV的多个位置的MTF测试以及多个不同FOV的MTF测试，系统结构简单灵活，造价便宜，而且由于无需对多个相机40进行一致性校正，测试操作方便，也有利于提升测试准确性，适于规模化生产与测试。

在一实施例中，请参阅图1至2，所述光学性能测试系统100还包括：反射镜50和环形导轨60，所述反射镜50设于所述第一驱动装置20的朝向所述照明单元10的一侧；所述环形导轨60自所述第一驱动装置20的背向所述照明单元10的一侧延伸至所述第一驱动装置20的朝向所述照明单元10的一侧，所述第二驱动装置30可滑动地设于所述环形导轨60上。

具体地，该环形导轨60为电动导轨，可通过电机驱动链轮和链条的配合来实现第二驱动装置30沿环形导轨60滑动。本实施例的测试系统具有两用功能，即用于对透射式波导片和反射式波导片进行MTF测试。当待测试的波导片为透射式波导片时，可通过环形导轨60将第二驱动装置30及相机40移动至第一驱动装置20的背向照明单元10的一侧，使得相机40能够拍摄经由透射式波导片射出的测试光束，便可实现对透射式波导片的测试；当待测试的波导片为反射式波导片时，可通过环形导轨60将第二驱动装置30及相机40移动至第一驱动装置20的朝向照明单元10的一侧，使得相机40能够拍摄经由反射式波导片射出的测试光束，便可实现对反射式波导片的测试。通过同一相机40对透射式波导片和反射式波导片分别进行测试，使得测试系统结构简单灵活，测试操作方便，适于规模化生产与测试。其中，反射镜50可将由反射式波导片出射的测试光束进行转向，以解决第二驱动装置30与照明单元10的位置相互干涉的问题。

在一实施例中，请参阅图1至2，所述照明单元10包括沿同一光轴依次设置的光源模组11、十字叉丝12和准直透镜13，所述十字叉丝12位于所述准直透镜13的焦平面处；其中，所述光源模组11发出的初始光束依次经过所述十字叉丝12和所述准直透镜13后，形成所述测试光束。

具体地，十字叉丝12是指在一遮挡板的中心开设有十字形狭缝的结构，当光源模组11发出的初始光束经过十字叉丝12时，初始光束便形成十字形光束。准直透镜13的焦距为100mm，准直透镜13的中心距离十字叉丝12为100mm，即十字叉丝12位于准直透镜13的焦平面，如此，光源模组11经过十字叉丝12后形成的发散的十字形光束会被准直透镜13准直为平行的十字形光束，从而便于波导片接收，并被相机40拍摄获得清晰的十字叉丝12图像，方便进行MTF测试。

在一实施例中，请参阅图1至2，所述照明单元10还包括匀光件14，所述匀光件14沿所述光轴设于所述光源模组11和所述十字叉丝12之间。

具体地，匀光件14可将光源模组11发出的光线进行匀光，有利于照明单元10形成均匀稳定的测试光束，如此，测试光束经过波导片被相机40拍摄时，可形成稳定的测试图像，有利于减小测试误差。

在一实施例中，请参阅图1至2，所述照明单元10包括第一光阑15，所述第一光阑15沿所述光轴设于所述十字叉丝12和所述准直透镜13之间。

具体地，第一光阑15的主要作用是约束光斑大小并防止杂散光透过，有利于照明单元10形成均匀稳定的测试光束，如此，测试光束经过波导片被相机40拍摄时，可形成稳定的测试图像，有利于减小测试误差。

在一实施例中，请参阅图1至2，所述照明单元10包括第二光阑16，所述第二光阑16沿所述光轴设于所述准直透镜13的背向所述十字叉丝12的一侧。

具体地，第二光阑16的孔径尺寸大小小于或近似等于波导片的耦入区域的宽度，如此，可对测试光束起到缩束效果，保证测试光束准确射入波导片的耦入区域，避免杂散光对测试的影响，有利于提高测试准确性。

在一实施例中，请参阅图1至2，所述光源模组包括第一光源111、第二光源112和第三光源113，以及合光组件；所述合光组件沿所述光轴设于所述匀光件14背向所述十字叉丝12的一侧，所述第一光源111、所述第二光源112和所述第三光源113分别朝向所述合光组件的第一表面、第二表面和第三表面；所述第一光源111、所述第二光源112和所述第三光源113射入所述合光组件的光束耦合后，形成所述初始光束。

其中，第一光源111、第二光源112和第三光源113分别为红光光源、绿光光源和蓝光光源中的相应一种，比如第一光源111为红光光源，第二光源112为绿光光源，第三光源113为蓝光光源。

其中，合光组件可以为十字分色棱镜(X棱镜)116，也可以为两个二向色镜。如图1所示，在合光组件为十字分色棱镜116时，十字分色棱镜116具有两个光合成面交叉的交叉轴，例如是将由玻璃等透光性材料构成的四个三棱柱状的棱镜部件贴合起来而形成的四棱柱状的部件，在各三棱柱状的棱镜部件的侧面即贴合部分形成互相交叉的两个光合成面。第一光源111、第二光源112和第三光源113分别射向十字分色棱镜116的三个不同表面，如此，红光、绿光和蓝光的三原色光经过十字分色棱镜116耦合后直接形成一束白光光束，作为初始光束。相较于采用两个二向色镜作为合光组件，本方案仅通过一个十字分色棱镜116实现合光效果，可节省空间、缩减测试系统的体积。

如图2所示，在合光组件为两个二向色镜时，两个二向色镜分别为第一二向色镜114和第二二向色镜115，所述第一二向色镜114和第二二向色镜115沿所述光轴依次设置，所述第一光源111和所述第二光源112分别朝向所述第一二向色镜114，所述第三光源113朝向所述第二二向色镜115；其中，所述第一光源111和所述第二光源112射入所述第一二向色镜114的光束耦合后射入所述第二二向色镜115，并与所述第三光源113射入所述第二二向色镜115的光束耦合后，形成所述初始光束。二向色镜的特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射。比如，红光的波长处于第一二向色镜114的反射范围，绿光的波长处于第一二向色镜114的透射范围，同时，蓝光的波长处于第二二向色镜115的反射范围，红光和绿光的波长处于第二二向色镜115的透射范围，如此，第一光源111发出的红光和第二光源112发出的绿光经过第一二向色镜114耦合后，与第三光源113出的蓝光在第二二向色镜115出耦合，最终形成白光，便于后续成像和测试。

在一实施例中，请参阅图3，所述第一驱动装置20包括第一三轴线性模组21和第一两轴旋转模组22；所述第一两轴旋转模组22设于所述第一三轴线性模组21的输出端，所述夹持件23设于所述所述第一两轴旋转模组22的输出端。

具体地，在使用夹持件23夹持波导片时，应使波导片所在的平面与第一两轴旋转模组22的两个旋转轴平行，如此，便可通过第一两轴旋转模组22驱动波导片旋转不同角度，从而使入射光线角度能够在一定范围内连续变化，覆盖全部视场，从而可实现多个不同FOV的MTF测试，而通过第一三轴线性模组21驱动波导片移动不同位置，可实现单个FOV的多个位置的MTF测试。

在一实施例中，请参阅图3，所述第二驱动装置30包括第二三轴线性模组31和第二两轴旋转模组32；所述第二两轴旋转模组32设于所述第二三轴线性模组31的输出端，所述相机40设于所述所述第二两轴旋转模组32的输出端。

具体地，相机40安装于第二两轴旋转模组32的输出端时，应使相机40的镜头朝向与第二两轴旋转模组32的两个旋转轴垂直，如此，便可通过第二两轴旋转模组32驱动相机40旋转不同角度，以匹配波导片的不同角度，同时，通过第二三轴线性模组31驱动相机40移动不同位置，可匹配波导片的不同位置，从而实现多个不同FOV的MTF测试以及单个FOV的多个位置的MTF测试。

请参阅图4，基于上述光学性能测试系统，本发明还提供一种光学性能测试方法，在第一实施例中，所述光学性能测试方法包括以下步骤：

S10、通过所述第一驱动装置调整所述受测元件的位置和角度；

S20、根据所述受测元件的位置和角度，通过所述第二驱动装置调整所述相机的位置和角度；

S30、控制所述照明单元发射所述测试光束；

S40、控制所述相机拍摄经所述受测元件射入所述相机的所述测试光束；

S50、对所述相机所摄图像进行分析，得到测试值；

S60、根据所述测试值，确定所述受测元件的测试结果。

本发明实施例中，光学性能测试系统包括照明单元、第一驱动装置、第二驱动装置以及相机。同时，光学性能测试系统还包括处理器，例如CPU，网络接口，用户接口，存储器，通信总线。其中，通信总线用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器可选的还可以是独立于前述处理器的存储装置。其中，照明单元、相机、第一驱动装置、第二驱动装置均与处理器连接，由处理器进行控制。作为一种存储介质的存储器中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及光学性能测试程序。其中，网络接口主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器可以用于调用存储器中存储的光学性能测试程序，并执行光学性能测试方法。

测试时，使用第一驱动装置上的夹持件将待测试的波导片进行夹持固定，然后启动照明单元，使照明单元发射测试光束，测试光束射向波导片的耦入区，经过波导片的导光作用后，测试光束从波导片的耦出区射出，并射向相机的镜头，由相机拍摄测试光束并形成相应的测试图像，通过对测试图像进行算法分析，从而获得波导片的MTF。进一步地，可通过第一驱动装置改变波导片的位置和角度，来改变光线入射波导片的角度，从而使入射光线角度能够在一定范围内连续变化(覆盖全部视场Field of view，FOV)，同时，通过第二驱动装置调整相机的位置和角度，可实现单个入射角度下(也即单个FOV)多个位置的MTF测试以及多个不同入射角度下(也即多个FOV)的MTF测试。

因此，相较于现有技术的多个光源和多个相机，本发明技术方案中，仅通过一个照明单元和一个相机即可实现单个FOV的多个位置的MTF测试以及多个不同FOV的MTF测试，系统结构简单灵活，造价便宜，而且由于无需对多个相机进行一致性校正，测试操作方便，也有利于提升测试准确性，适于规模化生产与测试。

进一步地，请参阅图5，提出本发明的光学性能测试方法的第二实施例，基于第一实施例，所述光学性能测试系统还包括反射镜和环形导轨，所述步骤S10之前，还包括：

S70、获取所述受测元件的类型；

S80、在所述受测元件为透射式元件时，控制所述第二驱动装置沿所述环形导轨移动至所述第一驱动装置的背向所述照明单元的一侧；

S90、在所述受测元件为反射式元件时，控制所述第二驱动装置沿所述环形导轨移动至所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧。

本发明实施例中，能够分别对透射式波导片和反射式波导片进行MTF测试。当待测试的波导片为透射式波导片时，可通过环形导轨将第二驱动装置及相机移动至第一驱动装置的背向照明单元的一侧，使得相机能够拍摄经由透射式波导片射出的测试光束，便可实现对透射式波导片的测试；当待测试的波导片为反射式波导片时，可通过环形导轨将第二驱动装置及相机移动至第一驱动装置的朝向照明单元的一侧，使得相机能够拍摄经由反射式波导片射出的测试光束，便可实现对反射式波导片的测试。通过同一相机对透射式波导片和反射式波导片分别进行测试，使得测试系统结构简单灵活，测试操作方便，适于规模化生产与测试。

进一步地，请参阅图6，提出本发明的光学性能测试方法的第三实施例，基于第一实施例，所述步骤S60包括：

S61、根据所述照明单元的位置和角度，通过所述第二驱动装置调整所述相机的位置和角度；

S62、控制所述相机拍摄由所述照明单元直接射入所述相机的所述测试光束；

S63、对所述相机所摄图像进行分析，得到校正值；

S64、将所述测试值与所述校正值的差值确定为所述受测元件的测试结果。

本发明实施例中，还可对光学性能测试系统本身的噪声进行去除。具体地，可在测试前，即未放置波导片之前，通过第二驱动装置调整相机的位置和角度，使相机的镜头直接对准照明单元的出光区域，然后通过相机拍摄不带波导片的十字叉丝图像，即照明单元发出的测试光束直接进入相机的镜头。此时，对该图像进行分析，可得到系统的MTF。测试时，将波导片放置与第一驱动装置的夹持件上，经拍摄成像并对图像进行分析，可得到MTF测试值，此时，将MTF测试值减去系统的MTF，即可获得受测波导片的真实MTF。通过对传递函数测试系统本身的的噪声进行去除，可有效提高测试的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种光学性能测试系统，其特征在于，包括：

照明单元，所述照明单元用于发射测试光束；

第一驱动装置，所述第一驱动装置设于所述照明单元的出光侧，所述第一驱动装置的输出端设有夹持件，所述夹持件用于夹持受测元件；

第二驱动装置，所述第二驱动装置设于所述第一驱动装置的一侧；

相机，所述相机设于所述第二驱动装置的输出端；

其中，所述第一驱动装置用于驱动所述受测元件旋转和移动，所述第二驱动装置用于驱动所述相机旋转和移动，以使所述照明单元发出的测试光束经所述受测元件射入所述相机。

2.如权利要求1所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述光学性能测试系统还包括：

反射镜，所述反射镜设于所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧；

环形导轨，所述环形导轨自所述第一驱动装置的背向所述照明单元的一侧延伸至所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧，所述第二驱动装置可滑动地设于所述环形导轨上。

3.如权利要求1所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述照明单元包括沿同一光轴依次设置的光源模组、十字叉丝和准直透镜，所述十字叉丝位于所述准直透镜的焦平面处；

其中，所述光源模组发出的初始光束依次经过所述十字叉丝和所述准直透镜后，形成所述测试光束。

4.如权利要求3所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述照明单元还包括匀光件，所述匀光件沿所述光轴设于所述光源模组和所述十字叉丝之间。

5.如权利要求3所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述照明单元包括第一光阑，所述第一光阑沿所述光轴设于所述十字叉丝和所述准直透镜之间。

6.如权利要求3所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述照明单元包括第二光阑，所述第二光阑沿所述光轴设于所述准直透镜的背向所述十字叉丝的一侧。

7.如权利要求3所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述光源模组包括第一光源、第二光源和第三光源，以及合光组件；

所述合光组件沿所述光轴设于所述匀光件背向所述十字叉丝的一侧，所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源分别朝向所述合光组件的第一表面、第二表面和第三表面；

所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源射入所述合光组件的光束耦合后，形成所述初始光束。

8.如权利要求1至7中任一项所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一三轴线性模组和第一两轴旋转模组；

所述第一两轴旋转模组设于所述第一三轴线性模组的输出端，所述夹持件设于所述第一两轴旋转模组的输出端。

9.如权利要求1至7中任一项所述的光学性能测试系统，其特征在于，所述第二驱动装置包括第二三轴线性模组和第二两轴旋转模组；

所述第二两轴旋转模组设于所述第二三轴线性模组的输出端，所述相机设于所述第二两轴旋转模组的输出端。

10.一种光学性能测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一项所述光学性能测试系统，所述光学性能测试方法包括以下步骤：

通过所述第一驱动装置调整所述受测元件的位置和角度；

根据所述受测元件的位置和角度，通过所述第二驱动装置调整所述相机的位置和角度；

控制所述照明单元发射所述测试光束；

控制所述相机拍摄经所述受测元件射入所述相机的所述测试光束；

对所述相机所摄图像进行分析，得到测试值；

根据所述测试值，确定所述受测元件的测试结果。

11.如权利要求10所述的光学性能测试方法，其特征在于，所述光学性能测试系统还包括反射镜和环形导轨，所述通过所述第一驱动装置调整所述受测元件的位置和角度的步骤之前，还包括：

获取所述受测元件的类型；

在所述受测元件为透射式元件时，控制所述第二驱动装置沿所述环形导轨移动至所述第一驱动装置的背向所述照明单元的一侧；

在所述受测元件为反射式元件时，控制所述第二驱动装置沿所述环形导轨移动至所述第一驱动装置的朝向所述照明单元的一侧。

12.如权利要求10所述的光学性能测试方法，其特征在于，所述根据所述测试值，确定所述受测元件的测试结果的步骤包括：

根据所述照明单元的位置和角度，通过所述第二驱动装置调整所述相机的位置和角度；

控制所述相机拍摄由所述照明单元直接射入所述相机的所述测试光束；

对所述相机所摄图像进行分析，得到校正值；

将所述测试值与所述校正值的差值确定为所述受测元件的测试结果。

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