[發(fā)明專利]光學(xué)檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010117202.6
• 申請日: 2010-02-20
• 公開（公告）號: CN102156037A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭京;左珊;魏育五;張曉杰;郭佳;李明秋;石金貴
• 申請（專利權(quán)）人: 北方國通(北京)光電科技有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種景深檢測裝置及景深檢測方法。

背景技術(shù)

長久以來，攝像裝置均受到景深不足這個問題的困擾。景深是指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿著成像器軸線所測定的能夠取得清晰圖像的物體距離范圍。目前，景深都是通過理論計算得出的，尚沒有可用來檢測的設(shè)備。但理論計算值只是一種理想情況，其與實際情況往往存在偏差，因此迫切需要有一種可以檢測景深的具體數(shù)值的儀器來量化地比較不同鏡頭的景深水平、以及為大景深鏡頭的研究開發(fā)提供可靠的測量儀器。

景深與分辨力有關(guān)，只要我們能用儀器找到剛剛能被觀察者清楚分辨圖像的景深近點和景深遠點，那么景深的測量問題就迎刃而解。但是，如圖1所示，現(xiàn)有的分辨力的檢測方法是將分辨力板3放置在平行光管T的物鏡4的物方焦平面上，從平行光管出射的平行光經(jīng)被檢鏡頭5后成分辨力板3的實像，再用顯微鏡7觀察被檢鏡頭所成的分辨力圖案實像。所述平行光管能提供一無窮遠目標(biāo)或平行光束，它可將一被光源照明的分辨力板置于平行光管物鏡的焦面上而構(gòu)成。根據(jù)上述原理可知現(xiàn)有的分辨力檢測方法只適合檢測鏡頭調(diào)焦(即對焦)于無限遠處的物平面時的分辨力，而鏡頭調(diào)焦于有限遠時的分辨力與調(diào)焦于無限遠位置時的分辨力是不一樣的，因此現(xiàn)有方法無法檢測鏡頭調(diào)焦于有限遠位置時的分辨力。由于對鏡頭調(diào)焦于有限遠時的分辨力無法測得，也就無法找到剛能分辨許可的空間頻率值的景深近點和景深遠點，所以一直以來沒有可以利用分辨力檢測方法來測量景深的檢測裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種景深檢測裝置和檢測方法，所述景深檢測方法利用并包含了分辨力的檢測方法，其以剛能分辨許可的空間頻率值的最近和最遠物平面位置之差作為該鏡頭的景深。

現(xiàn)有測量裝置存在的問題是平行光管無法生成有限遠的目標(biāo)。因此需要解決的問題首先是如何生成一個物距位于有限遠的目標(biāo)，其次是用什么參數(shù)來作為判定景深大小的依據(jù)。

本發(fā)明對于第一個問題的解決方案是在被檢測鏡頭前放置一個準(zhǔn)直鏡，該準(zhǔn)直鏡配置一個分辨力板，所述分辨力板設(shè)計成可以相對于準(zhǔn)直鏡軸向移動，通常將分辨力板放置于該準(zhǔn)直鏡的物方焦點以內(nèi)，但也可以將分辨力板放置在該準(zhǔn)直鏡的物方焦點以外，從而可以將分辨力板的虛像或?qū)嵪癯稍谒枰奈恢蒙?，而不只是在無限遠處，該像就是我們所需要的、而以往的平行光管無法生成的有限遠的目標(biāo)，而且該像可以隨著分辨力板的軸向移動虛擬出可以變化物距的有限遠的目標(biāo)。

至于第二個問題，本發(fā)明是以被檢測鏡頭像面的允許彌散圓作為判定景深范圍的基本依據(jù)，將彌散圓直徑通過光路計算方式換算到分辨力板上對應(yīng)的線條寬度，對被檢測鏡頭進行分辨力測量，以剛能分辨出該線條寬度的最近和最遠物平面位置之差作為該鏡頭的景深。測量的原理如圖3所示，圖中4為準(zhǔn)直鏡，5為被檢測鏡頭。物點A(分辨力板)經(jīng)準(zhǔn)直鏡4成像后，其像點A′同時又是鏡頭5的物點，像點A′經(jīng)鏡頭5所成的像點為A″。假設(shè)A″點所在的平面即鏡頭5的像面的允許彌散圓直徑為δ，假設(shè)在物點A的兩側(cè)，各存在一個物平面，其上的物點B和C經(jīng)準(zhǔn)直鏡4和鏡頭5成像后，在A″點所在的像平面上形成的彌散圓直徑剛好為δ，則B點的準(zhǔn)直鏡像點B′點與A′點的軸向距離即為鏡頭的遠景深Δ1，A′點與C點的準(zhǔn)直鏡像點C′點的軸向距離即為鏡頭的近景深Δ2。鏡頭的總景深Δ＝Δ1+Δ2。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明公開了一種用于檢測鏡頭景深的光學(xué)檢測裝置，所述檢測裝置包括分辨力板、準(zhǔn)直鏡、分劃板和測量顯微鏡，分辨力板位于準(zhǔn)直鏡的物方并可以相對于準(zhǔn)直鏡移動，被測鏡頭放置于準(zhǔn)直鏡和分劃板之間。

作為本發(fā)明的一項優(yōu)選方案，該光學(xué)檢測裝置進一步包括滑座組，用來軸向移動準(zhǔn)直鏡、鏡頭座組和測量顯微鏡，以調(diào)節(jié)準(zhǔn)直鏡與分辨力板之間的距離。

作為本發(fā)明的一項優(yōu)選方案，分辨力板僅在準(zhǔn)直鏡的物方焦點以內(nèi)移動。

作為本發(fā)明的一項優(yōu)選方案，分辨力板在準(zhǔn)直鏡的物方焦點以外或物方焦點以內(nèi)移動。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明公開了一種用于檢測鏡頭景深的光學(xué)檢測裝置，所述檢測裝置包括分辨力板、分劃板和測量顯微鏡，被測鏡頭放置于分辨力板和分劃板之間，分辨力板位于被測鏡頭的物方并可以相對于被測鏡頭移動。

作為本發(fā)明的一項優(yōu)選方案，該光學(xué)檢測裝置進一步包括滑座組，用來軸向移動鏡頭座組和測量顯微鏡，以調(diào)節(jié)被測鏡頭與分辨力板之間的距離。

作為本發(fā)明上述兩個方面的一項優(yōu)選方案，分劃板位于顯微鏡的調(diào)焦物平面上。