用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统的制作方法

本发明涉及光学系统领域，具体涉及一种用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统。

背景技术：

1、在光学系统像质评估的多种方法中，调制传递函数(modulation transferfunction，mtf)因能客观、定量地分析成像效果并进行等级划分，得到行业的广泛肯定与应用。尤其是随着计算机技术的快速发展与自动化的高效检测需求，不论是大孔径光学镜头(例如单反镜头)，还是小口径光学镜头(例如手机镜头)，甚至是微透镜光学镜头(例如ar镜头)都离不开mtf像质分析。

2、其中，微透镜光学镜头，由于尺寸和焦距均为微米级别，在进行无限共轭mtf测量时，常采用逆投影的方式来实现。其原理与其它逆投影无限共轭mtf测量的基本原理相同。即，首先将均匀照明后的特定的分化图案(点、线、十字或其它)置于待测镜头(lens undertest，lut)的前焦平面，投影出来的分划图案像由无穷远聚焦光学系统会聚于相机进行接收，并利用该图像计算与分析lut的mtf，判定其成像品质。

3、分划图案作为分析mtf的重要元件，须按要求将特征充满lut的待测视场位置。一般在基板玻璃上采用蚀刻方式实现，精度可小于亚微米级。理论上，对于视场小于100um的微透镜检测也同样适用。然而，当微透镜直接在玻璃基板上制造和测量，且基板厚度大于lut焦距的时候，由于lut的前焦面位于基板玻璃之中，那么如何在lut前焦平面处放置理想的分划图案，以及如何消除基板像差对lut mtf测量精度的影响便成了难题。

4、因此，亟需开发一种投影光学系统，使分划图案通过成像方式，位于lut的前焦平面处，并能补偿板带来的平板像差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，它使得分化图案以成像方式位于微透镜的前焦平面处，并可有效补偿基板玻璃带来的平板像差。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，包括投影镜头，所述投影镜头包括沿光路方向依次设置的投影镜头本体和基板玻璃，微透镜蚀刻于所述基板玻璃，且前焦平面位于所述基板玻璃内。

3、进一步提供了一种投影镜头本体的具体结构，所述投影镜头本体包括沿光路方向依次设置的第一双胶合透镜、弯月透镜、第二双胶合透镜和平凸透镜，所述第一双胶合透镜和所述第二双胶合透镜均由沿光路方向依次设置的负透镜和正透镜组成。

4、进一步，所述第一双胶合透镜的负透镜的材料为h-k9l，所述第一双胶合透镜的正透镜的材料为h-zf72a；

5、和/或所述弯月透镜的材料为h-zlaf90；

6、和/或所述第二双胶合透镜的负透镜的材料为h-zlaf90，所述第二双胶合透镜的正透镜的材料为h-laf53；

7、和/或所述平凸透镜的材料为h-zlaf68c。

8、进一步，所述基板玻璃的材料为钠钙玻璃或h-k50。

9、进一步，所述微透镜的工作波长为550nm，视场角为50°，口径为100μm，焦距为95μm。

10、进一步，用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统还包括光源和分划板，光源发出的光均匀照明所述分划板，使所述分划板上的图案沿光路方向经所述投影镜头成像于所述微透镜的前焦平面。

11、进一步为了使得成像充满整个检测视场，所述分划板上的图案缩小成像于所述微透镜的前焦平面处。

12、进一步，所述分划板上的图案在所述微透镜的前焦平面处实现0.2倍倍率的成像。

13、采用上述技术方案后，本发明根据微透镜的焦距、视场、工作波长等光学参数，设计专用投影镜头，将分划图案通过成像方式，使其位于待测微透镜的前焦平面处，同时，在设计投影镜头时，将基板玻璃作为投影镜头的一部分进行一体化像差校正，有效补偿基板玻璃带来的平板像差。此外，通过在一定范围调节投影镜头本体与分划板之间的距离，以及投影镜头本体与基板玻璃之间的距离，可以适当扩大微透镜焦距的适用范围。

技术特征：

1.一种用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，其特征在于，

技术总结
本发明涉及一种用于微透镜像质评估的基板像差补偿投影光学系统，包括投影镜头，所述投影镜头包括沿光路方向依次设置的投影镜头本体和基板玻璃，微透镜蚀刻于所述基板玻璃，且前焦平面位于所述基板玻璃内。本发明使得分化图案以成像方式位于微透镜的前焦平面处，并可有效补偿基板玻璃带来的平板像差。

技术研发人员：陈方涵,赵光宇
受保护的技术使用者：江苏集萃应用光谱技术研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13