CN114486196A - 一种光学传递函数测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学传递函数测量仪包括载物台(3)、目标发生器(1)、准直系统(2)和像分析器组件(4)，载物台(3)用于安装被测光学系统(5)，目标发生器(1)用于产生测量时所需光谱匹配的星孔及狭缝；准直系统(2)对所述目标发生器(1)的出射目标光线进行准直，并投射至被测光学系统(5)；像分析器组件(4)用于采集所述目标发生器(1)出射目标经所述被测光学系统(5)的图像，进而进行光学传递函数分析计算。本申请的光学传递函数测量仪具有结构紧凑、成本低廉等优点。

Description

一种光学传递函数测量仪

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体涉及一种光学传递函数测量仪。

背景技术

光学传递函数是评价光学系统或光电系统性能的重要技术指标，其高低直接关系到光学系统研制过程的成本高低和成像质量的优劣，它能把衍射、像差及杂散光等影响成像质量的各种因素综合在一起反映，客观的评定光学系统像质，是国际公认的实际测试过程中光学系统成像性能核心评价指标。目前国内主流光学传递函数测试设备均为进口产品，成本高，采购周期长，维护困难，而且随时面临禁运风险。光学传递函数测试设备主要由准直系统、目标发生器及像分析器组成。

中国专利201210312894.9公布了一种实现整机传函和镜头光学传递函数检测的架构布局方法，该布局方法将整机传函检测和镜头光学传递函数整合到同一个平行光管测量系统内检测，根据检测需要，通过调整平面镜实现功能切换，设备布局紧凑，节约成本；该方式仅仅提出了传函测试布局方法，使用的各部件成本较高。

中国专利201811329266.5公布了一种光学传递函数的检测方法及系统，首先通过检测系统获得光学系统点扩散函数的卷积，然后通过反卷积的算法获得光学系统的点扩散函数，再通过点扩散函数的傅里叶变换最终得到系统的光学传递函数，该方法成本低，体积小；但不足之处是检测镜头范围小，通用性不足。

有鉴于此，设计一种光学传递函数测量仪，在保证测试覆盖范围广度和测试精度的同时，降低设备成本，摆脱光学镜头传递函数测试设备受制于人的局面，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术中的缺陷，提出了一种光学传递函数测量仪用于解决现有的光学镜头传递函数测试设备测试广度和精度有限，且设备成本高昂的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

在第一方面，本发明提供了一种光学传递函数测量仪，包括：

载物台(3)，用于安装被测光学系统(5)；

目标发生器(1)，用于产生测量时所需光谱匹配的星孔及狭缝；

准直系统(2)，用于对所述目标发生器(1)的出射目标光线进行准直，并投射至被测光学系统(5)；

像分析器组件(4)，用于采集所述目标发生器(1)出射目标经所述被测光学系统(5)的图像，进而进行光学传递函数分析计算。

作为一种可选的实施例，所述目标发生器(1)包括光源组件(1-1)、滤光片组件(1-2)和斩波器(1-3)、靶标组件(1-4)；所述靶标组件(1-4)包括多组靶标安装孔位；

所述光源组件(1-1)用于提供0.4～12μm波段的能量输入；

所述滤光片组件(1-2)设置在所述光源组件(1-1)前端，用于对所述光源组件(1-1)提供的光束进行滤波，获得光谱特性光束；

所述斩波器(1-3)设置在所述滤光片组件(1-2)前端，用于对所述光谱特性光束进行信号调制后投射到所述靶标组件(1-4)，输出满足测试需求的星孔或狭缝。

作为一种可选的实施例，所述目标发生器(1)还包括：

切换位移台(1-5)，用于驱动所述斩波器(1-3)移动，将所述斩波器(1-3)切换至光路中或切换至光路外。

作为一种可选的实施例，所述光源组件(1-1)包括可见光光源模块(1-101)，所述可见光光源模块(1-101)包括卤素灯光源(1-1011)、第一匀光镜头(1-1012)和第一调整台(1-1014)；

所述卤素灯光源(1-1011)安装在调整台(1-1014)上，用于提供0.4～1.5μm波段的能量输入，并通过所述第一调整台(1-1014)实现轴向及径向位置调整，使其位于第一匀光镜头(1-1012)的入光侧焦面上；

所述第一匀光镜头(1-1012)用于对所述卤素灯光源(1-1011)发出的光线进行匀化、聚焦，并输出具有第一发散角的光束。

作为一种可选的实施例，所述光源组件(1-1)还包括红外光源模块(1-102)，所述红外光源模块(1-102)包括红外光源(1-1021)、第二匀光镜头(1-1022)和第一调整台(1-1014)；

所述红外光源(1-1021)安装在所述第一调整台(1-1014)上，用于提供1～12μm波段的能量输入，并通过所述第一调整台(1-1014)实现轴向及径向位置调整，使其位于所述第二匀光镜头(1-1022)入光侧焦面上；

所述第二匀光镜头(1-1022)用于对所述红外光源(1-1021)发出的光线进行匀化、聚焦，并输出具有第二发散角的光束。

作为一种可选的实施例，所述准直系统(2)包括主镜组件(2-1)和次镜组件(2-2)；

所述主镜组件包括主镜(2-101)和主镜支架(2-102)，所述主镜(2-101)为非球面镜，安装在主镜支架(2-102)中；

所述次镜组件(2-2)包括次镜(2-201)和次镜支架(2-202)，所述次镜(2-201)为平面镜，安装在所述次镜支架(2-202)中。

作为一种可选的实施例，所述像分析器组件(4)包括可见光波段像分析装置、短波红外像分析装置、中波红外像分析装置和长波红外像分析装置；

所述可见光波段像分析装置或所述短波红外像分析装置或所述中波红外像分析装置或所述长波红外像分析装置用于采集经所述准直系统(2)准直的不同光谱波段目标经被测光学系统(5)后所成图像。

作为一种可选的实施例，所述被测光学系统(5)为被测镜头(4-9)，所述像分析器组件(4)为可见光波段像分析装置；

所述可见光波段像分析装置包括显微物镜(4-2)、聚焦透镜(4-3)、连接套筒(4-10)、安装基座(4-11)、旋转座(4-12)、转轴套(4-13)、转轴(4-14)、转轴安装座(4-16)、直角棱镜安装座(4-17)、直角棱镜(4-5)、目镜座(4-18)、目镜(4-6)、限位块(4-19)、平面反射镜组件(4-20)、探测器安装座(4-21)、探测器(4-8)；

所述连接套筒(4-10)安装在安装基座(4-11)前端，所述显微物镜(4-2)安装在所述连接套筒(4-10)前端，用于将被测镜头(4-9)所成像进行放大，并以平行光方式出射；

所述聚焦透镜(4-3)安装在连接套筒(4-10)内部，用于对所述显微物镜(4-2)出射平行光进行聚焦；

所述旋转座(4-12)安装在所述安装基座(4-11)上部，作为平面反射镜组件(4-20)的上限位；所述限位块(4-19)安装在安装基座(4-11)上，作为平面反射镜组件(4-20)的下限位；

所述转轴套(4-13)安装在所述旋转座(4-12)中，所述转轴(4-14)通过间隙配合安装在转轴套(4-13)内，所述转轴(4-14)的下端通过自身台肩定位，所述转轴(4-14)的上端安装在转轴安装座(4-16)底部；

所述直角棱镜(4-5)安装在所述直角棱镜安装座(4-17)中，用于光路的折转；所述直角棱镜安装座(4-17)安装在所述转轴安装座(4-16)中，用于对所述直角棱镜(4-5)的出射光的角度进行调整；

所述目镜座(4-18)安装在所述转轴安装座(4-16)中，用于安装目镜(4-6)；

所述平面反射镜组件(4-20)安装在安装基座(4-11)内部，可通过旋转实现目视观察功能及探测器采集图像功能的切换；

所述探测器安装座(4-21)安装在所述安装基座(4-11)后端，用于安装探测器(4-8)；所述探测器(4-8)用于被测镜头成像参数的图像采集，进而实现传递函数的分析计算。

作为一种可选的实施例，所述平面反射镜组件(4-20)包括平面镜(4-2001)、旋钮(4-2002)、第一轴套(4-2003)、平面镜转轴(4-2004)、平面镜安装座(4-2005)、第二轴套(4-2006)、弹簧连接座(4-2007)、第一弹簧安装螺钉(4-2008)、弹簧(4-2009)和第二弹簧安装螺钉(4-2010)；

所述平面镜(4-2001)安装在所述平面镜安装座(4-2005)中，用于光路折转；所述平面镜安装座(4-2005)安装紧固在所述平面镜转轴(4-2004)上；所述平面镜转轴(4-2004)通过间隙配合安装在所述第一轴套(4-2003)、所述第二轴套(4-2006)内；所述第一轴套(4-2003)、所述第二轴套(4-2006)安装紧固在所述安装基座(4-11)内；

所述旋钮(4-2002)安装在所述平面镜转轴(4-2004)一端，所述弹簧连接座(4-2007)安装紧固在所述平面镜转轴(4-2004)另一端；

所述第一弹簧安装螺钉(4-2008)安装在所述安装基座(4-11)上，用于连接所述弹簧(4-2009)一端；所述第二弹簧安装螺钉(4-2010)安装在所述弹簧连接座(4-2007)上，用于连接所述弹簧(4-2009)另一端。

作为一种可选的实施例，所述短波红外像分析装置包括短波显微镜及短波红外探测器，当所述被测光学系统(5)为短波红外波段被测镜头时，所述短波红外像分析装置用于采集分析所述短波红外波段被测镜头所成图像；

所述中波红外像分析装置包括中波显微镜及中波红外探测器，当所述被测光学系统(5)为中波红外波段被测镜头时，所述中波红外像分析装置用于采集分析所述中波红外波段被测镜头所成图像；

所述长波红外像分析装置包括长波显微镜及长波红外探测器，当所述被测光学系统(5)为长波红外波段被测镜头时，所述长波红外像分析装置用于采集分析所述长波红外波段被测镜头所成图像。

本发明能够取得以下技术效果：

本发明涉及的一种光学传递函数测量仪包括载物台(3)、目标发生器(1)、准直系统(2)和像分析器组件(4)，载物台(3)用于安装被测光学系统(5)，目标发生器(1)用于产生测量时所需光谱匹配的星孔及狭缝；准直系统(2)对所述目标发生器(1)的出射目标光线进行准直，并投射至被测光学系统(5)；像分析器组件(4)用于采集所述目标发生器(1)出射目标经所述被测光学系统(5)的图像，进而进行光学传递函数分析计算。本申请的光学传递函数测量仪具有结构紧凑、成本低廉等优点。

附图说明

图1是本发明一个实施例涉及的光学传递函数测量仪的结构示意图；

图2是本发明一个实施例涉及的目标发生器的结构示意图；

图3是本发明一个实施例涉及的可见光光源模块的结构示意图；

图4是本发明一个实施例涉及的红外光源模块的结构示意图；

图5是本发明一个实施例涉及的可见光波段像分析装置的原理示意图；

图6是本发明一个实施例涉及的可见光波段像分析装置的剖视图；

图7是本发明一个实施例涉及的平面反射镜组件的结构示意图。

附图标记：

1.目标发生器；

1-1.光源组件；1-2.滤光片组件；1-3.斩波器；1-4.靶标组件；1-5.切换位移台；1-6.安装基座；

1-101.可见光光源模块；1-1011.卤素灯光源；1-1012.第一匀光镜头；1-1013.第一光源座；1-1014.第一调整台；

1-102.红外光源模块；1-1021.红外光源；1-1022.第二匀光镜头；1-1023.第二光源座；

2.准直系统；2-1.主镜组件；2-2.次镜组件；2-101.主镜；2-102.主镜支架；2-201.次镜；2-202.次镜支架；

3.载物台；

4.像分析器组件；

4-101.第一光线；4-102.第二光线；4-103.第三光线；4-104.第四光线；4-105.第五光线；4-2.显微物镜；4-3.聚焦透镜；4-401.第一位置；4-402.第二位置；4-5.直角棱镜；4-6.目镜；4-7.人眼观测位置；4-8.探测器；4-9.被测镜头；4-10.连接套筒；4-11.安装基座；4-12.旋转座；4-13.转轴套；4-14.转轴；4-15.外壳体；4-16.转轴安装座；4-17.直角棱镜安装座；4-18.目镜座；4-19.限位块；4-20.平面反射镜组件；4-21.探测器安装座；

4-2001.平面镜；4-2002.旋钮；4-2003.第一轴套；4-2004.平面镜转轴；4-2005.平面镜安装座；4-2006.第二轴套；4-2007.弹簧连接座；4-2008.第一弹簧安装螺钉；4-2009.弹簧；4-2010.第二弹簧安装螺钉；5.被测光学系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

请参阅图1，是本发明一个实施例涉及的光学传递函数测量仪的结构示意图。光学传递函数测量仪包括载物台(3)、目标发生器(1)、准直系统(2)和像分析器组件(4)。

载物台(3)用于安装被测光学系统(5)；

目标发生器(1)用于产生测量时所需光谱匹配的星孔及狭缝；

准直系统(2)用于对目标发生器(1)的出射目标光线进行准直，并投射至被测光学系统(5)；

像分析器组件(4)用于采集目标发生器(1)出射目标经被测光学系统(5)的图像，进而进行光学传递函数分析计算。

如图2所示，在某些实施例中，目标发生器(1)包括光源组件(1-1)、滤光片组件(1-2)和斩波器(1-3)、靶标组件(1-4)；靶标组件(1-4)包括多组靶标安装孔位；光源组件(1-1)用于提供0.4～12μm波段的能量输入；滤光片组件(1-2)设置在光源组件(1-1)前端，用于对光源组件(1-1)提供的光束进行滤波，获得光谱特性光束；斩波器(1-3)设置在滤光片组件(1-2)前端，用于对光谱特性光束进行信号调制后投射到靶标组件(1-4)，输出满足测试需求的星孔或狭缝。

优选的，目标发生器(1)还包括安装基座(1-6)，安装基座(1-6)是目标发生器所有零部件的安装载体，设置有光源组件(1-1)、滤光片组件(1-2)的机械安装接口，更换便捷，集成度高。

如图3所示，在本实施方式中，光源组件(1-1)包括可见光光源模块(1-101)，可见光光源模块(1-101)包括卤素灯光源(1-1011)、第一匀光镜头(1-1012)和第一调整台(1-1014)；卤素灯光源(1-1011)安装在调整台(1-1014)上，用于提供0.4～1.5μm波段的能量输入，并通过第一调整台(1-1014)实现轴向及径向位置调整，使其位于第一匀光镜头(1-1012)的入光侧焦面上；第一匀光镜头(1-1012)用于对卤素灯光源(1-1011)发出的光线进行匀化、聚焦，并输出具有第一发散角的光束。

通过第一调整台(1-1014)对卤素灯光源(1-1011)发出的光线进行调整，使其位于第一匀光镜头(1-1012)的入光侧焦面上，这样可以使得出射光线能量强、均匀性更好。优选的，第一匀光镜头(1-1012)包括两组石英透镜，通过第一匀光镜头(1-1012)不仅可以实现对卤素灯光源(1-1011)发出的光线进行匀化，同时通过聚焦可以使光线能量更强，满足更多镜头的测试需求。

如图4所示，在另一些实施例中，光源组件(1-1)还包括红外光源模块(1-102)，红外光源模块(1-102)包括红外光源(1-1021)、第二匀光镜头(1-1022)和第一调整台(1-1014)；红外光源(1-1021)安装在第一调整台(1-1014)上，用于提供1～12μm波段的能量输入，并通过第一调整台(1-1014)实现轴向及径向位置调整，使其位于第二匀光镜头(1-1022)入光侧焦面上；第二匀光镜头(1-1022)用于对红外光源(1-1021)发出的光线进行匀化、聚焦，并输出具有第二发散角的光束。

通过第一调整台(1-1014)对红外光源(1-1021)发出的光线进行调整，使其位于第二匀光镜头(1-1022)的入光侧焦面上，这样可以使得出射光线能量强、均匀性更好。优选的，第二匀光镜头(1-1022)包括两组硒化锌透镜，通过第二匀光镜头(1-1022)不仅可以实现对红外光源(1-1021)发出的光线进行匀化，同时通过聚焦可以使光线能量更强，满足更多镜头的测试需求。

优选的，光源组件(1-1)同时包括可见光光源模块(1-101)和红外光源模块(1-102)，可见光光源模块(1-101)和红外光源模块(1-102)可以通过手动或自动方式进行切换。

在某些实施例中，可见光光源模块(1-101)还包括第一光源座(1-1013)第一光源座(1-1013)作为可见光光源模块(1-101)其他零件的载体，通过间隙配合安装在安装基座(1-6)内，在其上部设置有把手，可通过手动或自动方式与红外光源模块(1-102)进行更换

在另一些实施例中，红外光源模块(1-102)还包括第二光源座(1-1023)，第二光源座(1-1023)作为红外光源模块(1-102)其他零件的载体，通过间隙配合安装在安装基座(1-6)内，在其上部设置有把手，可通过手动或自动方式与可见光光源模块(1-101)进行更换。

在某些实施例中，目标发生器(1)还包括切换位移台(1-5)，切换位移台(1-5)用于驱动斩波器(1-3)移动，将斩波器(1-3)切换至光路中或切换至光路外。通过切换位移台(1-5)对斩波器(1-3)的位置进行切换，可以避免斩波器(1-3)不工作时其叶片遮挡光路。

当被测光学系统(5)为可见光镜头时，可以先安装可见光光源(1-101)模块，同时根据被测镜头测试波段需求，安装所需滤光片组件(1-2)，卤素灯光源(1-1011)发出光线经第一匀光镜头(1-1012)匀化、聚焦，输出具有第一发散角的能量强、均匀性好光束，然后经过滤光片组件(1-2)滤波，获得所需光谱特性光束，最后此光束投射至靶标组件(1-4)，并输出满足测试需求的星孔或狭缝目标。

当被测光学系统(5)为红外镜头时，可以先安装红外光源模块(1-102)，同时根据被测镜头测试波段需求，安装所需滤光片组件(1-2)。

若采用扫描法测量传递函数，则通过切换位移台(1-5)将斩波器(1-3)切换至光路中，减少测试环境中杂光影响；红外光源(1-1021)发出光线经第二匀光镜头(1-1022)匀化、聚焦，输出具有第二发散角的能量强、均匀性好的光束，然后经过滤光片组件(1-2)滤波，获得所需光谱特性的光束，然后经斩波器(1-3)信号调制后投射至靶标组件(1-4)，输出满足测试需求的星孔或狭缝目标。

若采用成像法测量传递函数，则通过切换位移台(1-5)将斩波器(1-3)切换至光路外，此时红外光源(1-1021)发出光线经第二匀光镜头(1-1022)匀化、聚焦，输出具有第二发散角的能量强、均匀性好的光束，然后经过滤光片组件(1-2)滤波，获得所需光谱特性的光束，然后投射至靶标组件(1-4)，输出满足测试需求的星孔或狭缝目标。

这样，通过可见光光源模块(1-101)和红外光源模块(1-102)两组光源模块实现了出射光光谱范围0.4～12μm的覆盖，根据测试镜头光谱需求进行便捷更换，通用性强。设计的第一匀光镜头(1-1012)和第二匀光镜头(1-1022)这两组匀光镜头不仅对出射光线进行匀化，同时使光线能量更强，扩大了镜头测试范围，并提高测试精度。滤光片组件(1-2)设置在光源组件(1-1)前部，可以设置有2组(在其他应用场景中，还可以选用其他数值)，可根据不同测试需求手动或自动更换不同型号滤光片，得到满足测试要求的光谱范围。斩波器(1-3)设置在滤光片组件(1-2)前端，安装在切换位移台(1-5)上，用于对输出光线进行信号调制，减少测试环境中杂光影响，提高测试精度。切换位移台(1-5)用于安装斩波器(1-3)，驱动斩波器(1-3)实现位置的电动切换，避免斩波器(1-3)不工作时其叶片遮挡光路；靶标组件(1-4)设置在最前端，共有14组靶标安装孔位，可根据需求安装不同尺寸的星孔、狭缝等靶标，通过步进电机进行电动切换，覆盖范围广，通用性强。

在本实施方式中，准直系统(2)包括主镜组件(2-1)和次镜组件(2-2)；主镜组件包括主镜(2-101)和主镜支架(2-102)，主镜(2-101)为非球面镜，安装在主镜支架(2-102)中；次镜组件(2-2)包括次镜(2-201)和次镜支架(2-202)，次镜(2-201)为平面镜，安装在次镜支架(2-202)中。优选的，准直系统(2)可以采用长焦距系统，可以使得测试焦距范围更广。

在某些实施例中，像分析器组件(4)包括可见光波段像分析装置、短波红外像分析装置、中波红外像分析装置和长波红外像分析装置；可见光波段像分析装置或短波红外像分析装置或中波红外像分析装置或长波红外像分析装置用于采集经准直系统(2)准直的不同光谱波段目标经被测光学系统(5)后所成图像，以便进行光学传递函数分析计算，通过不同像分析装置实现采集光谱范围覆盖0.4～12μm。

如图5所示，可见光波段像分析装置具有目视观察功能及探测器采集功能，目视观察功能及探测器采集功能采用共光路结构，当使用目视观察功能时，平面反射镜位于第二位置(4-402)，传递函数测试设备准直系统发出平行光进入被测镜头(4-9)，从被测镜头(4-9)出射的第一光线(4-101)经显微物镜(4-2)放大后，以平行光方式进入聚焦透镜(4-3)，经聚焦后沿第二光线(4-102)出射，然后经第二位置(4-402)平面反射镜反射后，沿第三光线(4-103)投射至直角棱镜(4-5)，经直角棱镜(4-5)反射后沿第四光线(4-104)进入目镜(4-6)，经目镜(4-6)放大后出射至人眼观测位置(4-7)，这样便实现了像分析器的目视观察功能。使用探测器功能时，平面反射镜位于第一位置(4-401)，这样经聚焦透镜(4-3)后光线沿第二光线(4-102)、第五光线(4-105)投射至探测器(4-8)，这样便实现了被测镜头(4-9)成像参数的图像采集，通过采集的图像即可对其进行传递函数的分析计算。此方法实现了像分析器的目视观察及探测器采集图像功能，通过目视观察功能可实现测试光路可视化调整，降低了测试难度，提高了测试精度；同时通过平面反射镜位置切换即可实现目视观察及探测器采集图像功能切换，简单便捷，提高测试效率。

如图6所示，被测光学系统(5)为被测镜头(4-9)，像分析器组件(4)为可见光波段像分析装置。

可见光波段像分析装置包括显微物镜(4-2)、聚焦透镜(4-3)、连接套筒(4-10)、安装基座(4-11)、旋转座(4-12)、转轴套(4-13)、转轴(4-14)、转轴安装座(4-16)、直角棱镜安装座(4-17)、直角棱镜(4-5)、目镜座(4-18)、目镜(4-6)、限位块(4-19)、平面反射镜组件(4-20)、探测器安装座(4-21)、探测器(4-8)。

连接套筒(4-10)安装在安装基座(4-11)前端，显微物镜(4-2)安装在连接套筒(4-10)前端，用于将被测镜头(4-9)所成像进行放大，并以平行光方式出射。在本实施例中，连接套筒(4-10)可以通过螺纹连接安装在安装基座(4-11)前端，连接套筒(4-10)通过螺纹连接安装在安装基座(4-11)前端，当然在另一些实施例中，连接套筒(4-10)与安装基座(4-11)、显微物镜(4-2)与连接套筒(4-10)还可以通过卡合、插销等方式进行连接。

聚焦透镜(4-3)安装在连接套筒(4-10)内部，通过螺纹压圈紧固，用于对显微物镜(4-2)出射平行光进行聚焦。

旋转座(4-12)安装在安装基座(4-11)上部，作为平面反射镜组件(4-20)的上限位；限位块(4-19)安装在安装基座(4-11)上，作为平面反射镜组件(4-20)的下限位。在本实施方式中，旋转座(4-12)通过螺钉安装基座(4-11)上部。在本实施方式中，限位块(4-19)通过螺钉连接安装在安装基座(4-11)上。

转轴套(4-13)安装在旋转座(4-12)中，转轴(4-14)通过间隙配合安装在转轴套(4-13)内，转轴(4-14)的下端通过自身台肩定位，转轴(4-14)的上端安装在转轴安装座(4-16)底部。在本实施方式中，转轴套(4-13)通过螺纹连接安装在旋转座(4-12)中，转轴(4-14)的上端通过螺纹连接安装在转轴安装座(4-16)底部。这样转轴(4-14)、转轴安装座(4-16)便可实现相对转轴套(4-13)的周向360°旋转。优选的，可见光波段像分析装置还包括外壳体(4-15)，外壳体(4-15)通过螺钉连接安装紧固在转轴安装座(4-16)上。

直角棱镜(4-5)安装在直角棱镜安装座(4-17)中，用于光路的折转；直角棱镜安装座(4-17)安装在转轴安装座(4-16)中，用于对直角棱镜(4-5)的出射光的角度进行调整，这样便实现了直角棱镜(4-5)出射光的角度调整。

目镜座(4-18)安装在转轴安装座(4-16)中，用于安装目镜(4-6)。在本实施例中，目镜座(4-18)通过螺纹连接安装在转轴安装座(4-16)中，这样通过转轴安装座(4-16)便可实现目镜(4-6)的周向360°旋转，方便任意角度的人眼可视化观测。

平面反射镜组件(4-20)安装在安装基座(4-11)内部，可通过旋转实现目视观察功能及探测器采集图像功能的切换；

探测器安装座(4-21)安装在安装基座(4-11)后端，用于安装探测器(4-8)；探测器(4-8)用于被测镜头成像参数的图像采集，进而实现传递函数的分析计算。优选的，探测器安装座(4-21)通过螺钉连接安装在安装基座(4-11)后端。

如图7所示，平面反射镜组件(4-20)包括平面镜(4-2001)、旋钮(4-2002)、第一轴套(4-2003)、平面镜转轴(4-2004)、平面镜安装座(4-2005)、第二轴套(4-2006)、弹簧连接座(4-2007)、第一弹簧安装螺钉(4-2008)、弹簧(4-2009)和第二弹簧安装螺钉(4-2010)；

平面镜(4-2001)安装在平面镜安装座(4-2005)中，用于光路折转；平面镜安装座(4-2005)安装紧固在平面镜转轴(4-2004)上；平面镜转轴(4-2004)通过间隙配合安装在第一轴套(4-2003)、第二轴套(4-2006)内；第一轴套(4-2003)、第二轴套(4-2006)安装紧固在安装基座(4-11)内；旋钮(4-2002)安装在平面镜转轴(4-2004)一端，弹簧连接座(4-2007)安装紧固在平面镜转轴(4-2004)另一端。这样，平面镜转轴(4-2004)便可通过一端旋钮(4-2002)实现转动，通过转动平面镜转轴(4-2004)便可实现平面镜(4-2001)的转动，从而实现目视观察及探测器采集图像功能切换。

第一弹簧安装螺钉(4-2008)安装在安装基座(4-11)上，用于连接弹簧(4-2009)一端；第二弹簧安装螺钉(4-2010)安装在弹簧连接座(4-2007)上，用于连接弹簧(4-2009)另一端。

当平面镜(4-2001)位于第一位置(4-401)、第二位置(4-402)时，弹簧(4-2009)长度为分别为L1、L2，位于第一位置(4-401)、第二位置(4-402)之间时，弹簧(4-2009)长度为为Ln，通过调整弹簧连接座(4-2007)与平面镜转轴(4-2004)角度，使L1和L2都小于Ln，这样通过弹簧(4-2009)便可实现像分析器不同功能时平面镜(4-2001)位置的锁紧。

在某些实施例中，短波红外像分析装置包括短波显微镜及短波红外探测器，当被测光学系统(5)为短波红外波段被测镜头时，短波红外像分析装置用于采集分析短波红外波段被测镜头所成图像；中波红外像分析装置包括中波显微镜及中波红外探测器，当被测光学系统(5)为中波红外波段被测镜头时，中波红外像分析装置用于采集分析中波红外波段被测镜头所成图像；长波红外像分析装置包括长波显微镜及长波红外探测器，当被测光学系统(5)为长波红外波段被测镜头时，长波红外像分析装置用于采集分析长波红外波段被测镜头所成图像。这样，通过不同像分析装置实现探测器采集光谱范围0.4～12μm的覆盖。

当测试可见光镜头时，安装可见光光源模块(1-101)，同时根据被测镜头测试波段需求，安装所需滤光片组件(1-2)，并安装可见光波段像分析装置；卤素灯光源(1-1011)发出光线经第一匀光镜头(1-1012)匀化、聚焦，输出具有第一发散角的能量强、均匀性好光束，然后经过滤光片组件(1-2)滤波，获得所需光谱特性光束，最后此光束投射至靶标组件(1-4)，并输出星孔或狭缝目标投射至次镜组件(2-2)；经反射后投射至主镜组件(2-1)，经反射后以平行光方式投射至被测光学系统(5)；首先使用可见光波段像分析装置目视功能对测试光路进行可视化调整，通过旋钮(4-2002)将平面反射镜组件(4-20)调整至第二位置(4-402)，通过弹簧(4-2009)进行位置锁紧，经被测镜头(4-9)的光线分别经显微物镜(4-2)、聚焦透镜(4-3)、平面反射镜组件(4-20)、直角棱镜(4-5)、目镜(4-6)后进入观测者眼睛，进而实现测试光路可视化调整，提高了测试效率；测试光路通过像分析器目视功能调整完成后，通过旋钮(4-2002)将平面反射镜组件(4-20)调整至位置一(4-401)，将像分析器(即分析装置)切换至探测器功能，同时实现对目视观察窗口的杂光进行遮挡，提高测试精度，此时经被测镜头(4-9)的光线分别经显微物镜(4-2)、聚焦透镜(4-3)后投射至探测器(4-8)，这样便实现了被测镜头成像参数的图像采集，进而实现被测镜头传递函数的分析计算。

当测试其他波段镜头时，只需更换相应的光源组件(1-1)、滤光片组件(1-2)及像分析器组件(4)即可。

本发明所提供的一种光学传递函数测量仪，其具有以下优点：

(1)目标发生器光源波段覆盖0.4～12μm，覆盖光谱范围广，提高光学传递函数测量的通用性；

(2)设置两组匀光镜头分别对可见及红外光源出射光线进行匀化、聚焦，获得具有一定发散角的能量强、均匀性好的光束，扩大了镜头测试范围，并提高测试精度，同时结构紧凑；

(3)准直系统采用长焦距系统，可测试焦距范围广；

(4)可见光波段像分析装置在实现目视观察功能及探测器功能时采用共光路结构，通过平面反射镜位置切换即可实现目视观察及探测器采集图像功能切换，简单便捷，互不干涉，同时结构紧凑；通过任意角度的目视观察功能可实现测试光路可视化调整，降低了测试难度，提高了测试效率；在像分析器切换至探测器功能的同时，对目视观察窗口的杂光进行遮挡，提高图像采集精度，进而提高了测试精度；

(4)通过弹簧实现平面反射镜组件不同功能时的位置锁紧，结构紧凑，调整便捷；该光学传递函数测量仪各组成模块实现全国产化，同时测试覆盖范围广，测试精度高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学传递函数测量仪，其特征在于，包括：

载物台(3)，用于安装被测光学系统(5)；

目标发生器(1)，用于产生测量时所需光谱匹配的星孔及狭缝；

准直系统(2)，用于对所述目标发生器(1)的出射目标光线进行准直，并投射至被测光学系统(5)；

像分析器组件(4)，用于采集所述目标发生器(1)出射目标经所述被测光学系统(5)的图像，进而进行光学传递函数分析计算。

2.如权利要求1所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述目标发生器(1)包括光源组件(1-1)、滤光片组件(1-2)和斩波器(1-3)、靶标组件(1-4)；所述靶标组件(1-4)包括多组靶标安装孔位；

所述光源组件(1-1)用于提供0.4～12μm波段的能量输入；

所述滤光片组件(1-2)设置在所述光源组件(1-1)前端，用于对所述光源组件(1-1)提供的光束进行滤波，获得光谱特性光束；

所述斩波器(1-3)设置在所述滤光片组件(1-2)前端，用于对所述光谱特性光束进行信号调制后投射到所述靶标组件(1-4)，输出满足测试需求的星孔或狭缝。

3.如权利要求2所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述目标发生器(1)还包括：

切换位移台(1-5)，用于驱动所述斩波器(1-3)移动，将所述斩波器(1-3)切换至光路中或切换至光路外。

4.如权利要求2所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述光源组件(1-1)包括可见光光源模块(1-101)，所述可见光光源模块(1-101)包括卤素灯光源(1-1011)、第一匀光镜头(1-1012)和第一调整台(1-1014)；

所述卤素灯光源(1-1011)安装在调整台(1-1014)上，用于提供0.4～1.5μm波段的能量输入，并通过所述第一调整台(1-1014)实现轴向及径向位置调整，使其位于第一匀光镜头(1-1012)的入光侧焦面上；

所述第一匀光镜头(1-1012)用于对所述卤素灯光源(1-1011)发出的光线进行匀化、聚焦，并输出具有第一发散角的光束。

5.如权利要求2所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述光源组件(1-1)还包括红外光源模块(1-102)，所述红外光源模块(1-102)包括红外光源(1-1021)、第二匀光镜头(1-1022)和第一调整台(1-1014)；

所述红外光源(1-1021)安装在所述第一调整台(1-1014)上，用于提供1～12μm波段的能量输入，并通过所述第一调整台(1-1014)实现轴向及径向位置调整，使其位于所述第二匀光镜头(1-1022)入光侧焦面上；

所述第二匀光镜头(1-1022)用于对所述红外光源(1-1021)发出的光线进行匀化、聚焦，并输出具有第二发散角的光束。

6.如权利要求1-5任一项所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述准直系统(2)包括主镜组件(2-1)和次镜组件(2-2)；

所述主镜组件包括主镜(2-101)和主镜支架(2-102)，所述主镜(2-101)为非球面镜，安装在主镜支架(2-102)中；

所述次镜组件(2-2)包括次镜(2-201)和次镜支架(2-202)，所述次镜(2-201)为平面镜，安装在所述次镜支架(2-202)中。

7.如权利要求1所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述像分析器组件(4)包括可见光波段像分析装置、短波红外像分析装置、中波红外像分析装置和长波红外像分析装置；

所述可见光波段像分析装置或所述短波红外像分析装置或所述中波红外像分析装置或所述长波红外像分析装置用于采集经所述准直系统(2)准直的不同光谱波段目标经被测光学系统(5)后所成图像。

8.如权利要求1或7所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述被测光学系统(5)为被测镜头(4-9)，所述像分析器组件(4)为可见光波段像分析装置；

所述可见光波段像分析装置包括显微物镜(4-2)、聚焦透镜(4-3)、连接套筒(4-10)、安装基座(4-11)、旋转座(4-12)、转轴套(4-13)、转轴(4-14)、转轴安装座(4-16)、直角棱镜安装座(4-17)、直角棱镜(4-5)、目镜座(4-18)、目镜(4-6)、限位块(4-19)、平面反射镜组件(4-20)、探测器安装座(4-21)、探测器(4-8)；

所述连接套筒(4-10)安装在安装基座(4-11)前端，所述显微物镜(4-2)安装在所述连接套筒(4-10)前端，用于将被测镜头(4-9)所成像进行放大，并以平行光方式出射；

所述聚焦透镜(4-3)安装在连接套筒(4-10)内部，用于对所述显微物镜(4-2)出射平行光进行聚焦；

所述旋转座(4-12)安装在所述安装基座(4-11)上部，作为平面反射镜组件(4-20)的上限位；所述限位块(4-19)安装在安装基座(4-11)上，作为平面反射镜组件(4-20)的下限位；

所述转轴套(4-13)安装在所述旋转座(4-12)中，所述转轴(4-14)通过间隙配合安装在转轴套(4-13)内，所述转轴(4-14)的下端通过自身台肩定位，所述转轴(4-14)的上端安装在转轴安装座(4-16)底部；

所述直角棱镜(4-5)安装在所述直角棱镜安装座(4-17)中，用于光路的折转；所述直角棱镜安装座(4-17)安装在所述转轴安装座(4-16)中，用于对所述直角棱镜(4-5)的出射光的角度进行调整；

所述目镜座(4-18)安装在所述转轴安装座(4-16)中，用于安装目镜(4-6)；

所述平面反射镜组件(4-20)安装在安装基座(4-11)内部，可通过旋转实现目视观察功能及探测器采集图像功能的切换；

所述探测器安装座(4-21)安装在所述安装基座(4-11)后端，用于安装探测器(4-8)；所述探测器(4-8)用于被测镜头成像参数的图像采集，进而实现传递函数的分析计算。

9.如权利要求8所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，所述平面反射镜组件(4-20)包括平面镜(4-2001)、旋钮(4-2002)、第一轴套(4-2003)、平面镜转轴(4-2004)、平面镜安装座(4-2005)、第二轴套(4-2006)、弹簧连接座(4-2007)、第一弹簧安装螺钉(4-2008)、弹簧(4-2009)和第二弹簧安装螺钉(4-2010)；

所述平面镜(4-2001)安装在所述平面镜安装座(4-2005)中，用于光路折转；所述平面镜安装座(4-2005)安装紧固在所述平面镜转轴(4-2004)上；所述平面镜转轴(4-2004)通过间隙配合安装在所述第一轴套(4-2003)、所述第二轴套(4-2006)内；所述第一轴套(4-2003)、所述第二轴套(4-2006)安装紧固在所述安装基座(4-11)内；

所述旋钮(4-2002)安装在所述平面镜转轴(4-2004)一端，所述弹簧连接座(4-2007)安装紧固在所述平面镜转轴(4-2004)另一端；

所述第一弹簧安装螺钉(4-2008)安装在所述安装基座(4-11)上，用于连接所述弹簧(4-2009)一端；所述第二弹簧安装螺钉(4-2010)安装在所述弹簧连接座(4-2007)上，用于连接所述弹簧(4-2009)另一端。

10.如权利要求7所述的光学传递函数测量仪，其特征在于，

所述短波红外像分析装置包括短波显微镜及短波红外探测器，当所述被测光学系统(5)为短波红外波段被测镜头时，所述短波红外像分析装置用于采集分析所述短波红外波段被测镜头所成图像；

所述中波红外像分析装置包括中波显微镜及中波红外探测器，当所述被测光学系统(5)为中波红外波段被测镜头时，所述中波红外像分析装置用于采集分析所述中波红外波段被测镜头所成图像；

所述长波红外像分析装置包括长波显微镜及长波红外探测器，当所述被测光学系统(5)为长波红外波段被测镜头时，所述长波红外像分析装置用于采集分析所述长波红外波段被测镜头所成图像。

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