一种用于光学系统的像质检测装置、方法、设备以及介质

1.本发明涉及光学检测技术领域，具体涉及一种用于光学系统的像质检测装置、方法、设备以及介质。


背景技术：

2.随着科技的发展，光学技术也在不断进步，越来越多新颖的光学系统得到了展示并投入使用，这给光学检测技术提出了新的挑战。对单片反射镜或分光镜而言，其结构简单，通常情况下，将干涉仪、单片反射镜和基准反射镜同轴进行像质检测，但检测时需要对单片反射镜的位置基准进行确定后，通过精调单片反射镜的方位值和俯仰值来检测出单片反射镜的像质，检测的过程中，对方位值和俯仰值的调整更多依赖于检测者的经验，降低了检测的效率。
3.与单片反射镜或分光镜的像质检测不同，部分光学系统存在光轴折转的问题，这就使得操作者要对基准反射镜的位置进行调整后，通过基准反射镜对发射光束进行反射，再调整基准反射镜的方位值和俯仰值，使成像光斑位于干涉仪视场中心，测得光学系统的像质，但检测过程中光学基准难以确定以及光学基准的传递问题，给检测带来了极大的不便。
4.因此，现有技术存在的缺陷为：1）由于方位值和俯仰值的调整更多依赖于检测者的经验，降低了检测的效率；2）检测过程中光学基准难以确定以及光学基准的传递问题，给检测带来了极大的不便。


技术实现要素：

5.本发明解决了现有检测装置在检测过程中的光学基准难以确定与光学基准的传递问题，且检测效率低的问题。
6.本发明所述的一种用于光学系统的像质检测装置，所述装置包括干涉仪、五维调整台、升降台、第一基准反射镜、俯仰调整台、方位调整台、滑块、环形导轨、调整平台、经纬仪、第二基准反射镜和控制装置；所述干涉仪固定在调整平台上；所述五维调整台的前基准面与第二基准反射镜连接；所述第一基准反射镜安装在升降台上；所述升降台安装在俯仰调整台上；所述俯仰调整台安装在方位调整台上；所述方位调整台固定在滑块上；所述滑块和调整平台均与环形导轨滑动连接；所述经纬仪固定在五维调整台上；所述俯仰调整台、方位调整台和滑块均与控制装置连接。
7.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述五维调整台的前基准面设有定位凸台，用于与第二基准反射镜连接。
8.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述俯仰调整台和方位调整台均通过控制装置的控制进行方位值和俯仰值的调整。
9.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述滑块通过控制装置的控制在环形导轨上做停顿均匀的间歇运动。
10.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述五维调整台、俯仰调整台、方位调整台和滑块上均安装有编码器，所述编码器用于记录其方位值和俯仰值。
11.本发明所述的一种用于光学系统的像质检测方法，所述方法是采用上述方法所述的一种用于光学系统的像质检测装置实现的，包括以下步骤：步骤s1，对光学系统的像质检测装置进行标定；步骤s2，打开干涉仪后，控制装置控制五维调整台的方位值和俯仰值至标定时其编码器记录的位置处；步骤s3，将待测部件的基准面紧靠在五维调整台前端的定位凸台上，干涉仪对待测部件进行检测后即完成检测。
12.进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对光学系统的像质检测装置进行标定，包括以下步骤：步骤s101，将第二基准反射镜安装到五维调整台前基准面上，经第二基准反射镜将干涉仪发射出的平行光反射至干涉仪视场中，调整五维调整台的方位值和俯仰值使干涉仪的成像光斑移至其视场中心；步骤s102，成像光斑移至干涉仪视场中心后，干涉仪测出第二基准反射镜的像质，微调五维调整台的方位值和俯仰值，干涉仪测出第二基准反射镜的精准像质，五维调整台中的编码器记录此时方位值和俯仰值，拆下第二基准反射镜；步骤s103，移动滑块的位置至第一基准反射镜将干涉仪发射出的平行光反射至干涉仪视场中，滑块上的编码器记录此时位置；步骤s104，分别调整俯仰调整台和方位调整台的方位值和俯仰值使干涉仪的成像光斑移至其视场中心；步骤s105，成像光斑移至干涉仪视场中心后，干涉仪测出第一基准反射镜的像质，分别微调第一基准反射镜下的俯仰调整台和方位调整台的方位值和俯仰值，干涉仪测出第一基准反射镜的精准像质，俯仰调整台和方位调整台中的编码器分别记录此时方位值和俯仰值；步骤s106，将经纬仪安装到五维调整台上，调整经纬仪的方位值和俯仰值，使干涉仪发射出的平行光束在经纬仪中形成的光斑移动至经纬仪十字线中心位置，记录经纬仪的方位值和俯仰值；步骤s107，将位于步骤s106的经纬仪的方位旋转90
°
，移动滑块的位置使经纬仪发射出的光束经过第一基准反射镜反射至经纬仪的视场中，滑块上的编码器记录此时位置；步骤s108，分别调整俯仰调整台和方位调整台使经纬仪发射出的光束至经纬仪（10）十字线中心位置，俯仰调整台和方位调整台中的编码器分别记录此时方位值和俯仰值；
步骤s109，将经纬仪的方位旋转180
°
，移动滑块的位置使经纬仪发射出的光束经过第一基准反射镜反射至经纬仪的视场中，滑块上的编码器记录此时位置；步骤s110，分别调整基俯仰调整台和方位调整台使经纬仪发射出的光束至经纬仪（10）十字线中心位置，俯仰调整台和方位调整台中的编码器分别记录此时方位值和俯仰值，即完成对检测装置的标定。
13.本发明所述的一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述方法中任一所述的方法步骤。
14.本发明所述的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法中任一所述的方法步骤。
15.本发明解决了现有检测装置在检测过程中的光学基准难以确定与光学基准的传递问题，且检测效率低的问题。具体有益效果包括：1、本发明所述的一种用于光学系统的像质检测装置，通过基准反射镜在环形导轨上的运动确定基准反射镜的位置，通过其编码器的记录完成基准反射镜方位值和俯仰的调整，不仅提高了光学系统的检测效率，还解决了现有检测装置在检测过程中的光学基准难以确定与光学基准的传递问题，从而降低了对操作者的技术要求；2、本发明所述的一种用于光学系统的像质检测装置，五维调整台前基准面设计有基准反射镜的安装位置，可以实现基准反射镜的安装与拆卸。
附图说明
16.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是具体实施方式所述的光学系统的像质检测装置的结构图；图2是具体实施方式所述的经纬仪的方位旋转90
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图；图3是具体实施方式所述的经纬仪的方位旋转180
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图；图4是具体实施方式所述的光轴90
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折转光学系统图；图中，1为干涉仪，2为五维调整台，3为升降台，4为第一基准反射镜，5为俯仰调整台，6为方位调整台，7为滑块，8为环形导轨，9为调整平台，10为经纬仪，11为第二基准反射镜，12为控制装置。
具体实施方式
17.下面结合附图将对本发明的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
18.本实施方式所述的一种用于光学系统的像质检测装置，所述装置包括干涉仪1、五维调整台2、升降台3、第一基准反射镜4、俯仰调整台5、方位调整台6、滑块7、环形导轨8、调整平台9、经纬仪10、第二基准反射镜11和控制装置12；所述干涉仪1固定在调整平台9上；
所述五维调整台2的前基准面与第二基准反射镜11连接；所述第一基准反射镜4安装在升降台3上；所述升降台3安装在俯仰调整台5上；所述俯仰调整台5安装在方位调整台6上；所述方位调整台6固定在滑块7上；所述滑块7和调整平台9均与环形导轨8滑动连接；所述经纬仪10固定在五维调整台2上；所述俯仰调整台5、方位调整台6和滑块7均与控制装置12连接。
19.本实施方式中，所述五维调整台2的前基准面设有定位凸台，用于与第二基准反射镜11连接。
20.本实施方式中，所述俯仰调整台5和方位调整台6均通过控制装置12的控制进行方位值和俯仰值的调整。
21.本实施方式中，所述滑块7通过控制装置12的控制在环形导轨8上做停顿均匀的间歇运动。
22.本实施方式中，所述五维调整台2、俯仰调整台5、方位调整台6和滑块7上均安装有编码器。
23.本实施方式基于本发明所述的一种用于光学系统的像质检测装置，结合图1能更好的理解本实施方式，提供一种实际的实施方式：一种用于光学系统像质的快速检测装置，包括zygo干涉仪1、五维调整台2、升降台3、第一基准反射镜4、俯仰调整台5、方位调整台6、滑块7、环形导轨8、调整平台9、经纬仪10、第二基准反射镜11和控制装置12；所述zygo干涉仪1固定在调整平台9上，待测部件固定在五维调整台2上，且待测部件的基准面要紧靠在五维调整台2前端的高精度定位凸台上，五维调整台2前基准面设计有第二基准反射镜11的安装位置，可以实现第二基准反射镜11的安装与拆卸；所述滑块7可通过控制装置12在环形导轨8上做停顿-均匀的间歇运动，停顿时间和运动速度均可以按照实际的需要设置，滑块7上安装有编码器以测量滑块7在环形导轨8上的运动位置并作记录；所述方位调整台6固定在滑块7上，俯仰调整台5安装在方位调整台6上，升降台3安装在俯仰调整台5上，第一基准反射镜4安装在升降台3上；所述俯仰调整台5和方位调整台6均可在控制装置12的控制下进行方位值和俯仰值的调整，且俯仰调整台5和方位调整台6都安装有编码器，其可以对俯仰值调整台5和方位调整台6的方位值和俯仰值做出记录，通过改变方位调整台6的方位值以实现第一基准反射镜4方位值的调整，通过改变俯仰调整台5的俯仰值以实现第一基准反射镜4俯仰值的调整。
24.本实施方式所述的一种用于光学系统的像质检测方法，所述方法是采用上述实施方式所述的一种用于光学系统的像质检测装置实现的，包括以下步骤：步骤s1，对光学系统的像质检测装置进行标定；步骤s2，打开干涉仪1后，控制装置12控制五维调整台2的方位值和俯仰值至标定时其编码器记录的位置处；步骤s3，将待测部件的基准面紧靠在五维调整台2前端的定位凸台上，干涉仪1对
待测部件进行检测后即完成检测。
25.本实施方式中，所述对光学系统的像质检测装置进行标定，包括以下步骤：步骤s101，将第二基准反射镜11安装到五维调整台2前基准面上，经第二基准反射镜11将干涉仪1发射出的平行光反射至干涉仪1视场中，调整五维调整台2的方位值和俯仰值使干涉仪1的成像光斑移至其视场中心；步骤s102，成像光斑移至干涉仪1视场中心后，干涉仪1测出第二基准反射镜11的像质，微调五维调整台2的方位值和俯仰值，干涉仪1测出第二基准反射镜11的精准像质，五维调整台2中的编码器记录此时方位值和俯仰值，拆下基准反射镜11；步骤s103，移动滑块7的位置至第一基准反射镜4将干涉仪1发射出的平行光反射至干涉仪1视场中，滑块7上的编码器记录此时位置；步骤s104，分别调整俯仰调整台5和方位调整台6的方位值和俯仰值使干涉仪1的成像光斑移至其视场中心；步骤s105，成像光斑移至干涉仪1视场中心后，干涉仪1测出第一基准反射镜4的像质，分别微调第一基准反射镜4下的俯仰调整台5和方位调整台6的方位值和俯仰值，干涉仪1测出第一基准反射镜4的精准像质，俯仰调整台5和方位调整台6中的编码器分别记录此时方位值和俯仰值；步骤s106，将经纬仪10安装到五维调整台2上，调整经纬仪10的方位值和俯仰值，使干涉仪1发射出的平行光束在经纬仪10中形成的光斑移动至经纬仪10十字线中心位置，记录经纬仪10的方位值和俯仰值；步骤s107，将位于步骤s106的经纬仪10的方位旋转90
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，移动滑块7的位置使经纬仪10发射出的光束经过第一基准反射镜4反射至经纬仪10的视场中，滑块7上的编码器记录此时位置；步骤s108，分别调整俯仰调整台5和方位调整台6使经纬仪10发射出的光束至经纬仪（10）十字线中心位置，俯仰调整台5和方位调整台6中的编码器分别记录此时方位值和俯仰值；步骤s109，将经纬仪10的方位旋转180
°
，移动滑块7的位置使经纬仪10发射出的光束经过第一基准反射镜4反射至经纬仪10的视场中，滑块7上的编码器记录此时位置；步骤s110，分别调整基俯仰调整台5和方位调整台6使经纬仪10发射出的光束至经纬仪（10）十字线中心位置，俯仰调整台5和方位调整台6中的编码器分别记录此时方位值和俯仰值，即完成对检测装置的标定。
26.本实施方式基于本发明所述的一种用于光学系统的像质检测装置，提供一种实际的实施方式：对像质检测装置的标定：步骤一，粗调五维调整台2的位置基准：打开干涉仪1，安装第二基准反射镜11在五维调整台2前基准面的设计位置，由干涉仪1发射平行光，经第二基准反射镜11反射回干涉仪1中，观察干涉仪1中成像光斑的位置，调整五维调整台2的方位值和俯仰值使成像光斑移至其视场中心；步骤二，精调五维调整台2的位置基准：当成像光斑移至干涉仪1视场中心后，点击干涉仪1开始测量，测出第二基准反射镜11的像质后，通过微量调整五维调整台2的方位值
和俯仰值，测出第二基准反射镜11的最佳像质，使五维调整台2中的编码器记录此时的方位值和俯仰值，即完成对五维调整台2的标定，拆下第二基准反射镜11；步骤三，确定滑块7的位置：移动滑块7在环形导轨8上的位置，直至第一基准反射镜4的成像光斑出现在干涉仪1视场中，此时第一基准反射镜4和干涉仪1同轴，使滑块7上的编码器记录此为滑块7的第一位置，完成对滑块7的标定；步骤四，粗调第一基准反射镜4的位置基准：分布调整第一基准反射镜4下的俯仰调整台5和方位调整台6的俯仰值和方位值使干涉仪1的成像光斑移至干涉仪1的视场中心；步骤五，精调第一基准反射镜4的位置基准：当成像光斑移至视场中心后，点击干涉仪1开始测量，测出第一基准反射镜4的像质后，通过微量调整第一基准反射镜4的方位值和俯仰值，使用干涉仪1测出第一基准反射镜4的最佳像质，使俯仰调整台5和方位调整台6中的编码器分别记录此为俯仰调整台5的第一俯仰值和方位调整台6的第一方位值，即完成对俯仰调整台5和方位调整台6的标定；步骤六，确定经纬仪10的方位值和俯仰值：将经纬仪10固定于五维调整台2上，调整经纬仪10至水平位置，干涉仪1发射平行光束，调整经纬仪10的方位值和俯仰值，使干涉仪1发射光束进入经纬仪10中，并将干涉仪1发射光束的成像光斑调至经纬仪10的十字线中心，记录经纬仪10的方位值与俯仰值；步骤七，确定滑块7的位置：保证经纬仪10的方位值和俯仰值位于记录的方位值和俯仰值，如图2所示，将经纬仪10的方位旋转90
°
，经纬仪10发射光束，移动滑块7的位置使得经纬仪10发射的光束经过第一基准反射镜4反射出现在经纬仪10的视场中，使滑块7上的编码器记录此为滑块7的第二位置，完成对滑块7的标定；步骤八，调整第一基准反射镜4的位置基准：调整第一基准反射镜4下的俯仰调整台5和方位调整台6使经纬仪10发射光束的成像十字线调至经纬仪10的十字线中心，使俯仰调整台5和方位调整台6中的编码器分别记录此为俯仰调整台5的第二俯仰值和方位调整台6的第二方位值；步骤九，确定滑块7的位置：如图3所示，将经纬仪10的方位旋转180
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，经纬仪10发射光束，移动滑块7的位置使得经纬仪10发射的光束经过第一基准反射镜4反射出现在经纬仪10的视场中，使滑块7上的编码器记录此为滑块7的第三位置，完成对滑块7的标定；步骤十，调整第一基准反射镜4的位置基准：调整第一基准反射镜4下的俯仰调整台5和方位调整台6使经纬仪10发射光束的成像十字线调至经纬仪10的十字线中心，使俯仰调整台5和方位调整台6中的编码器分别记录此为俯仰调整台5的第三俯仰值和方位调整台6的第三方位值，即完成对检测装置的标定。
27.对像质检测装置的操作方法：一、对平面反射镜的检测打开干涉仪1，使用控制装置12将五维调整台2的方位值和俯仰值调整至编码器记录位置处，将平面反射镜固定于五维调整台2上，且保证平面反射镜的基准面紧靠在五维调整台2前端的高精度定位凸台上，干涉仪1对平面反射镜进行像质检测。
28.二、对分光镜透射面的检测打开干涉仪1，使用控制装置12将五维调整台2的方位值和俯仰值调整至编码器记录位置处，并将滑块7移动至编码器记录的滑块7的第一位置处，调整第一基准反射镜4的俯
仰值和方位值至俯仰调整台5和方位调整台6编码器记录的俯仰调整台5的第一俯仰值和方位调整台6的第一方位值位置处，将分光镜固定于五维调整台2上，且保证分光镜的基准面紧靠在五维调整台2前端的高精度定位凸台上，干涉仪1对分光镜透射面进行像质检测。
29.三、对光轴90
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折转光学系统的测量如图1和图4所示，打开干涉仪1，使用控制装置12将五维调整台2的方位值和俯仰值调整至编码器记录位置处，并将滑块7移动至编码器记录的滑块7的第二位置处，调整第一基准反射镜4的俯仰值和方位值至俯仰调整台5和方位调整台6编码器记录的俯仰调整台5的第二俯仰值和方位调整台6的第二方位值位置处，将光学系统固定在五维调整台2上，且保证光学系统的基准面紧靠在五维调整台2前端的高精度定位凸台上，干涉仪1对光学系统进行像质检测。
30.本实施方式所述的一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述实施方式中任一所述的方法步骤。
31.本实施方式所述的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式中任一所述的方法步骤。
32.本技术实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（read only memory，rom）、可编程只读存储器（programmable rom，prom）、可擦除可编程只读存储器（erasable prom，eprom）、电可擦除可编程只读存储器（electrically eprom，eeprom）或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器（random access memory，ram），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram 可用，例如静态随机存取存储器（static ram，sram）、动态随机存取存储器（dynamic ram，dram）、同步动态随机存取存储器（synchronous dram，sdram）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（double data rate sdram，ddr sdram）、增强型同步动态随机存取存储器（enhanced sdram，esdram）、同步连接动态随机存取存储器（synchlink dram，sldram）和直接内存总线随机存取存储器（direct rambus ram，dr ram）。应注意，本发明描述的方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
33.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（digital subscriber line，dsl））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设
备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，高密度数字视频光盘（digital video disc，dvd））、或者半导体介质（例如，固态硬盘（solid state disc，ssd））等。
34.在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软 件形式的指令完成。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
35.应注意，本技术实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器（dsp）、专用集成电路（asic）、现场可编程门阵列（fpga）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
36.以上对本发明所提出的一种用于光学系统的像质检测装置、方法、设备以及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。