CN114910254B - 测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种测试装置，用于测试光学元件的调制传递函数值，其包括发光装置、接收装置、第一调整组件、第二调整组件以及处理器；发光装置被配置为能够向光学元件发射第一光线，第一调整组件包括第一调节臂，第二调整组件包括第二调节臂，第一调节臂和第二调节臂均包括至少一个万向节；发光装置能够通过第一调节臂的万向节进行角度调整，以使第一光线以不同的角度入射至待测光学元件；接收装置能够通过第二调节臂的万向节进行角度调整，用以接收第一光线经过待测光学元件后出射的第二光线。本申请实施例的一个技术效果在于，能够对光学元件在其视场范围内不同角度不同点位的MTF值进行测试。

Description

测试装置

技术领域

本申请属于光学测试技术领域，具体地，本申请涉及一种测试装置。

背景技术

调制传递函数（MTF）是衡量图像质量的最重要参数之一。

现有的相关技术中，在进行光学镜片或者系统的MTF测试时，需要考察待测光学镜片或者系统视场角范围内不同角度的MTF数值。但目前应用于检测MTF值的装置大多存在检测效率低和入射光线角度调整不够灵活的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种光波导测试装置的新技术方案。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种测试装置，用于测试光学元件的调制传递函数值，所述测试装置包括：

发光装置，所述发光装置被配置为能够向光学元件发射第一光线；

接收装置；

第一调整组件以及第二调整组件，所述第一调整组件包括第一调节臂，所述第二调整组件包括第二调节臂，所述第一调节臂和所述第二调节臂均包括至少一个万向节；

所述发光装置设置于所述第一调节臂的万向节上，所述发光装置能够通过所述第一调节臂的万向节进行角度调整，以使所述第一光线以不同的角度入射至所述光学元件；

所述接收装置设置于所述第二调节臂的万向节上，所述接收装置能够通过所述第二调节臂的万向节进行角度调整，用以接收所述第一光线经过所述光学元件后出射的第二光线；

所述测试装置还包括处理器，所述处理器被配置为根据所述第二光线与所述第一光线生成待测光学元件的调制传递函数曲线。

可选地，所述第一调节臂以及所述第二调节臂设置有多个。

可选地，所述第一调节臂与所述第二调节臂为一一对应设置。

可选地，所述第一调节臂和所述第二调节臂均还包括伸缩件，所述万向节与所述伸缩件连接，所述伸缩件被配置为能够沿自身轴向伸缩。

可选地，所述万向节设置为两个或者两个以上，且相邻的两个所述万向节之间通过所述伸缩件连接，所述伸缩件被配置为能够用于调整相邻的两个所述万向节之间的距离。

可选地，所述第一调整组件还包括第一转台，所述第二调整组件还包括第二转台，所述第一转台和所述第二转台中的至少一个被配置能够在外部驱动下发生移动且/或转动。

可选地，所述第一调节臂活动设置于所述第一转台；且/或，

所述第二调节臂活动设置于所述第二转台。

可选地，所述测试装置还包括测试卡，所述测试卡活动设置于所述发光装置的发光面上，所述测试卡被配置为用于改变所述发光装置发出的第一光线的形状。

可选地，所述测试卡上开设有缝隙，用于供所述发光装置发出的第一光线穿过。

可选地，所述发光装置发射的第一光线包括单波长光源或者多波长的宽光谱光源。

本申请实施例的一个技术效果在于：

通过设置第一调整组件以及第二调整组件，可以对发光装置以及相应的接收装置实现任意立体角度的切换，实现了多角度、多点位测试光学元件或系统的MTF值；由于发光装置以及相应的接收装置均具有多方向的空间角度调整能力，可提升测试效率和灵活性。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的测试装置的第一调整组件以及第二调整组件的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的测试装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、发光装置；2、接收装置；3、第一调整组件；4、第二调整组件；5、第一调节臂；6、第二调节臂；7、万向节；8、伸缩件；9、第一转台；10、第二转台；11、测试卡。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1和图2，本申请实施例提供了一种测试装置，该测试装置可用于测试光学元件或者光学系统等的调制传递函数值。

调制传递函数（Modulation Transfer Function），以下简称MTF，具体为输出图像的对比度与输入图像的对比度的比值。因此，在测试过程中需要获取入射光线与出射光线的信息。

本申请提供的测试装置不仅可以测试具有规则视场的光学元件的MTF，还可以测试具有不规则视场的光学元件的MTF，提高测试过程的高灵活性及高效率。

本申请实施例提供的测试装置，如图1所示，测试装置包括：发光装置1，接收装置2，第一调整组件3，第二调整组件4以及处理器。

其中，第一调整组件3包括第一调节臂5，第二调整组件4包括第二调节臂6，第一调节臂5和第二调节臂6均包括至少一个万向节7。

发光装置1被配置为能够向待测的光学元件发射第一光线。发光装置1设置于第一调节臂5的万向节7上，发光装置1能够通过第一调节臂5的万向节7进行角度调整，以使第一光线以不同的角度入射至待测光学元件。

接收装置2设置于第二调节臂6的万向节7上，接收装置2能够通过第二调节臂6的万向节7进行角度调整，用以接收第一光线经过光学元件后出射的第二光线。

处理器被配置为根据第二光线与第一光线生成光学元件的调制传递函数曲线。

在本申请的实施例中，在对光学元件或者系统进行MTF测试时，发光装置1提供第一光线，第一光线穿过光学元件后出射第二光线。处理器根据第二光线与第一光线生成光学元件的调制传递函数曲线。

其中，发光装置1为进行MTF测试时提供第一光线的装置，如LED等可以发光的装置。接收装置2为接收第二光线所用的装置，例如相机。

其中，发光装置1发出的第一光线由红绿蓝三色组成，第一光线的光谱符合光学元件所在工作波段。

需要说明的是，光学元件的透光模式包括透射式，还包括反射式。因此，在进行MTF测试时，根据光学元件的透光模式设置相应的转折光路。也就是说，本申请中发光装置1以及接收装置2的位置根据光学元件的透光模式进行调整。

例如，当光学元件为透射式时，发光装置1及接收装置2设置于光学元件的两侧。也就是说，光学元件位于发光装置1与接收装置2之间。

又例如，当光学元件为反射式时，发光装置1及接收装置2设置于光学元件的同一侧。

本申请实施例中，第一调整组件3包括第一调节臂5，第一调节臂5包括至少一个万向节7，接收装置2设置在第一调节臂5的万向节7上。发光装置1能够通过第一调节臂5的万向节7进行角度调整，以使第一光线以不同的角度入射至光学元件。

也就是说，在万向节7的作用下，发光装置1相对于测试装置的主体可发生任意角度的转动。从而相对于测试装置的主体而言，发光装置1的空间角度可以任意改变，那么发光装置1发出的第一光线角度也发生改变，第一光线便可以不同的角度入射光学元件。

同样的，在本申请实施例中，第二调整组件4包括第二调节臂6，第二调节臂6包括至少一个万向节7，接收装置2设置在第二调节臂6的万向节7上。接收装置2能够通过第二调节臂6的万向节7进行角度调整，用以接收第一光线经过光学元件后出射的第二光线。

也就是说，在万向节7的作用下，接收装置2相对于测试装置的主体可发生任意角度的转动。从而接收装置2可以根据其所要接收的第二光线的路径，改变其相对于测试装置主体的夹角，实现对第二光线的接收。

其中，发光装置1与万向节7之间、接收装置2与万向节7之间均可以通过一体成型等方式固定连接。

当然，也可以采用螺栓固定、卡扣等方式可拆卸连接。本申请不对发光装置1的安装方式进行限定，只要实现发光装置1及接收装置2的位置可通过万向节7进行调节即可。

本申请实施例中，通过设置第一调整组件3以及第二调整组件4，可以对发光装置1以及相应的接收装置2实现任意立体角度的切换，实现了多角度、多点位测试光学元件或系统的MTF值。由于发光装置1以及相应的接收装置2均具有多方向的空间角度调整能力，从而提升了测试效率和灵活性。

本申请一些示例中，第一调节臂5设置有一个，第二调节臂6设置有多个。在该情形下，发光装置1设置有一个，接收装置2设置有多个。进行测试时，多个接收装置2预先按照光学元件的结构进行排布，此时只需不断改变发光装置1的空间角度，使其发出的第一光线入射至光学元件，并对应出射第二光线至接收装置2。

优选地，第一调节臂5以及第二调节臂6设置有多个。

其中，一个第一调节臂5连接有一个发光装置1，一个第二调节臂6连接有一个接收装置2。

在本申请的一些示例中，第一调节臂5与第二调节臂6一一对应设置。

在该实施例中，第一调节臂5及第二调节臂6均设置有多个，发光装置1与接收装置2均设置有多个。多个发光装置1及接收装置2可以根据光学元件的空间结构进行排布，也可以均匀排布。

其中，一个第一调节臂5连接有一个发光装置1，一个第二调节臂6连接有一个接收装置2。一个第一调节臂5对应一个第二调节臂6，从而保证一个发光装置1发出的第一光线穿过光学元件后出射的第二光线，存在对应的一个接收装置2对第二光线进行接收。

本申请实施例中通过将第一调节臂5与第二调节臂6一一对应设置，有利于一次曝光即可同时获得多个角度下的光学元件的调制传递函数，提高测试效率。

在本申请的一些示例中，第一调节臂5和第二调节臂6还包括伸缩件8，万向节7与伸缩件8连接，伸缩件8被配置为能够沿自身轴向伸缩。

其中，伸缩件8可以采用伸缩杆、套筒等结构，伸缩件8沿自身轴向伸缩，以实现自身长度的改变。由于伸缩件8与万向节7连接，万向节7连接有发光装置，从而通过伸缩件8长度的改变，实现发光装置1与光学元件之间距离的改变。

例如，在万向节7的旋转角度相同时，第一光线的入射角相同。发光装置1与光学元件的距离减小时，也即发光装置1靠近光学元件时，第一光线入射光学元件的位置会向右移动，从而扩大第一光线在光学元件上的覆盖范围。

本申请中，通过将万向节7与伸缩件8连接，便于调整发光装置1及接收装置2与光学元件之间的距离，从而扩大发光装置1及接收装置2的光学元件上的覆盖范围。

在本申请的一些示例中，万向节7设置为两个或者两个以上，且相邻的两个万向节7之间通过伸缩件8连接，伸缩件8被配置为调整相邻的两个万向节7之间的距离。

其中，第一调节臂5且/或第二调节臂6包括多个万向节7。相比一个万向节7而言，多个万向节7依次连接可以在立体空间上具有更大的调整范围，从而扩大发光装置1且/或接收装置2在立体空间上的调整范围。

此外，相邻的两个万向节7之间通过伸缩件8连接。随着伸缩件8长度的改变，两个万向节7之间的距离随之改变，发光装置1与光学元件之间的距离也随之改变，使得第一入射光线的空间角度范围进一步扩大。

在本申请的一些示例中，第一调整组件3还包括第一转台9，第二调整组件4还包括第二转台10，第一转台9和第二转台10中的至少一个被配置能够在外部驱动下发生移动且/或转动。

参照图2，本申请实施例中，第一调整组件3安装于第一转台9上，第一转台9被配置为沿图示中x、y、z三个方向进行移动，同时还可以以图示中x、y、z三个方向为轴进行旋转。

也就是说，第一转台9可以同时对多个第一调整组件3进行支撑并进行位置的调整。

参照图2，本申请实施例中，第二调整组件4安装于第二转台10上。第一转台9被配置为沿图示中x、y、z三个方向进行移动，同时还可以以图示中x、y、z三个方向为轴进行旋转。

也就是说，第二转台10可以同时对多个第二调整组件4进行支撑并进行位置的调整。

本申请实施例中，通过对第一转台9及第二转台10的空间姿态调节，实现对多个发光装置1及接收装置2相对于光学元件的空间姿态的整体调整，进一步扩大发光装置1能够实现的入射光空间角度范围。

在本申请的一些示例中，第一调节臂5活动设置于第一转台9；且/或，第二调节臂6活动设置于第二转台10。

需要说明的是，活动设置也可称为可拆卸的固定连接。具体来说，第一调节臂活动设置于第一转台，是指第一调节臂与第一转台之间可以拆卸分离，同时二者也可以固定连接在一起。

也就是说，第一调节臂5具有不同结构，不同结构下第一调节臂5与第一转台9连接位置不同，但均采用可拆卸方式连接。

例如，第一调节臂5由万向节7组成，此时万向节7活动设置于第一转台9，也即万向节7与第一转台9可拆卸连接。例如万向节7采用卡扣、螺栓固定等方式设置于第一转台9上。

又例如，第一调节臂5包括万向节7以及伸缩件8，此时伸缩件8活动设置于第一转台9，也即伸缩件8与第一转台9可拆卸连接。例如伸缩件8可以采用卡扣、螺栓固定等方式设置于第一转台9上。

在本申请的一些示例中，测试装置还包括测试卡11，测试卡11活动设置于发光装置1的发光面上，测试卡11被配置为用于改变发光装置1发出的第一光线的形状。

其中，测试卡11可以通过卡接、插接等方式活动设置于发光装置1的发光面上。测试卡11与发光装置1之间可拆卸连接。

测试卡11活动设置于发光装置1的发光面，有利于测试卡11的安装及更换。在本申请的一些示例中，测试卡11上开设有缝隙，用于供发光装置1发出的第一光线穿过。

测试卡11上的缝隙可以呈线对、斜边或十字叉丝等形状。测试卡11可以采用金属等材料制成。

发光装置1发出的第一光线，首先穿过测试卡11上开设的缝隙，形成不同形状的光斑。经测试卡11改变形状的第一光线再入射至光学元件。

发光装置1直接发出的第一光线呈现为圆形光斑，而经测试卡11改变第一光线的形状后，形成具有特定形状的光斑。具有特定形状的光斑相比圆形光斑而言，具有更高的可识别度，有利于提高获取的调制传递函数图像的精度。

在本申请的一些示例中，发光装置1发射的第一光线包括单波长光源或者多波长的宽光谱光源。发光装置1发射的第一光线由红绿蓝三色组成，其光谱符合光学元件或光学系统所在的工作波段。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种测试装置，用于测试光学元件的调制传递函数值，其特征在于，所述测试装置包括：

发光装置(1)，所述发光装置(1)被配置为能够向光学元件发射第一光线；

接收装置(2)；

第一调整组件(3)以及第二调整组件(4)，所述第一调整组件(3)包括第一调节臂(5)，所述第二调整组件(4)包括第二调节臂(6)，所述第一调节臂(5)和所述第二调节臂(6)均包括至少一个万向节(7)；

所述第一调节臂(5)以及所述第二调节臂(6)设置有多个；

所述发光装置(1)设置于所述第一调节臂(5)的万向节(7)上，所述发光装置(1)能够通过所述第一调节臂(5)的万向节(7)进行角度调整，以使所述第一光线以不同的角度入射至所述光学元件；

所述接收装置(2)设置于所述第二调节臂(6)的万向节(7)上，所述接收装置(2)能够通过所述第二调节臂(6)的万向节(7)进行角度调整，用以接收所述第一光线经过所述光学元件后出射的第二光线；

所述测试装置还包括处理器，所述处理器被配置为根据所述第二光线与所述第一光线生成待测光学元件的调制传递函数曲线。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一调节臂(5)与所述第二调节臂(6)为一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一调节臂(5)和所述第二调节臂(6)均还包括伸缩件(8)，所述万向节(7)与所述伸缩件(8)连接，所述伸缩件(8)被配置为能够沿自身轴向伸缩。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述万向节(7)设置为两个或者两个以上，且相邻的两个所述万向节(7)之间通过所述伸缩件(8)连接，所述伸缩件(8)被配置为能够用于调整相邻的两个所述万向节(7)之间的距离。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述第一调整组件(3)还包括第一转台(9)，所述第二调整组件(4)还包括第二转台(10)，所述第一转台(9)和所述第二转台(10)中的至少一个被配置能够在外部驱动下发生移动且/或转动。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述第一调节臂(5)活动设置于所述第一转台(9)；且/或，

所述第二调节臂(6)活动设置于所述第二转台(10)。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括测试卡(11)，所述测试卡(11)活动设置于所述发光装置(1)的发光面上，所述测试卡(11)被配置为用于改变所述发光装置(1)发出的第一光线的形状。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述测试卡(11)上开设有缝隙，用于供所述发光装置(1)发出的第一光线穿过。

9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述发光装置(1)发射的第一光线包括单波长光源或者多波长的宽光谱光源。

Images