[發明專利]一種快速自動測焦裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201210437467.3
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102998093A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 譚洪舟;陳榮軍;徐秀峰;朱雄泳;譚偉清;李銳銳
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明數據測量焦距領域，特別涉及一種適用于投影機鏡頭、攝像相機鏡頭、手機鏡頭、激光光學鏡頭等各類光學組件的生產測試中的一種快速自動測焦裝置及測量方法。

背景技術

焦距是光學系統最重要的參數之一。在現代光學鏡頭的生產測試中需要測量工具越來越智能化：高效，快速和高精度。傳統方法是手工測量，如放大率法、精密測角法、二次成像法等測量工作量大，調整復雜，測量過程繁瑣，對測量環境要求高。而現代高精度焦距測量儀具有體積大，測量條件苛刻，功耗高，價格不菲等缺陷。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種快速自動測焦裝置及測量方法，本測焦裝置利用模糊的像點即可測定被測透鏡的焦距，能克服傳統測焦方法的缺陷，不僅操作簡單，易于實現且具有測量方法簡單易行、可靠性高等特點。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種快速自動測焦裝置，包括配有均勻電阻的導軌和安裝在導軌上的底座，底座通過固定按鈕固定在導軌上，底座上安裝有支架，快速自動測焦裝置還包括處理器MCU、采樣模塊和A/D轉換模塊，所述底座包括第一底座、第二底座、第三底座和第四底座，所述第一底座的支架上端安裝有激光源，所述第二底座的支架上端安放透鏡，所述第三底座的支架上端安裝有光屏，所述第四底座的支架上端安裝有拍照設備；所述拍照設備通過數據線與處理器MCU連接，所述采樣模塊采集導軌上的均勻電阻絲的變化值，通過A/D轉換模塊與處理器MCU連接。

其中安放在第二底座的支架上端透鏡可以為各種不同尺寸的透鏡。

更進一步的，所述激光源內含有兩束距離為10-100mm的激光，兩束激光的距離可以根據透鏡的大小進行設定。

更進一步的，所述安裝在底座上的支架帶有自由調節高度的可調旋鈕。

更進一步的，所述第一底座及第四底座與導軌上的均勻電阻絕緣，所述第二底座及第三底座與導軌上的均勻電阻接通。

更進一步的，所述透鏡支架為可調透鏡支架，用于放置不同直徑的透鏡。

更進一步的，所述光屏為透明光屏，所述光屏與拍照設備間的距離是固定，該固定距離使得拍照設備的視角能覆蓋整個光屏并能接收到清晰的像。

更進一步的，所述光屏、拍照設備、數據線和處理器MCU為固定封裝設備；所述處理器MCU還連接有顯示屏。

本發明的又提出一種應用于所述快速自動測焦裝置的測量方法，包括以下步驟：

1）采用激光源內的兩束激光垂直透過透鏡，激光經透鏡折射后在光屏上形成兩個像點；

2）啟動自動測焦裝置，采樣模塊采集透鏡與光屏的距離值，并通過A/D轉換模塊后傳輸至處理器MCU，采用拍照設備拍攝光屏上的兩個像點并通過數據線傳輸至處理器MCU；

3）處理器MCU處理獲得步驟1）光屏上兩個像點的距離以及透鏡焦距，并通過顯示屏顯示透鏡的焦距值。

所述步驟2）中的采樣模塊采集透鏡與光屏的距離值是通過采樣模塊采集第二底座與第三底座間的均勻電阻阻值，將電阻阻值換算成長度值。

所述步驟3）中透鏡的焦距f：

當光屏與透鏡的距離大于透鏡焦距：

當光屏與透鏡的距離小于透鏡焦距：

當光屏與透鏡的距離等于透鏡焦距：f=v

其中：f為透鏡（7）焦距，v為透鏡（7）與光屏（8）間的距離，h為兩束激光間的距離，a為光屏上兩像點中心間的距離；

a=u′-f′f′*D′E′;]]>

式中：u'為光屏（8）與拍照設備（9）間的距離，f為拍照設備（9）的焦距，D'E'為拍照設備（9）拍攝成像的兩個光斑中心的距離。