[發明專利]一種偏折測量中實現屏幕和工件同時對焦的裝置和方法

有效

• 申請號: 202011196294.1
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112255758B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張祥朝;朱睿;陳雨諾
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182;G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 陸惠中;王永偉

1.一種偏折測量中實現屏幕和工件同時對焦的裝置，包括相機、屏幕和被測工件，其特征在于：還包括對焦鏡，所述對焦鏡為凹面反射鏡，所述對焦鏡用于將所述屏幕成像在所述被測工件處，所述相機、所述被測工件、所述對焦鏡和所述屏幕的位置適于使所述屏幕經過所述對焦鏡反射在所述被測工件上的第二像能夠再次經過所述被測工件反射出第一像，且所述第一像與所述被測工件重合以便于所述相機同時對所述屏幕和所述被測工件對焦。

2.一種偏折測量中實現屏幕和工件同時對焦的方法，所述方法應用于如權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述方法基于對焦鏡實現，所述方法包括以下步驟，

調整相機焦距以及被測工件與相機之間的距離，使被測工件在相機的像面上清晰成像，且從相機的像面上能夠看到被測工件的整個口徑；

選擇已知曲率半徑為R的凹面反射鏡作為對焦鏡，并設屏幕、對焦鏡、被測工件以及相機的中心點分別為A、B、C和O，調整屏幕和對焦鏡的位置，使AB點連線與對焦鏡B點處法線的夾角、BC點連線與對焦鏡B點處法線的夾角、BC點連線與被測工件C點處法線的夾角以及OC點連線與被測工件C點處法線的夾角相等；

調整屏幕和對焦鏡相對被測工件的距離，使屏幕經過對焦鏡反射在被測工件上的第二像能夠再次經過被測工件反射出第一像，并且使得所述第一像在相機中的像與相機的靶面尺寸相匹配。

3.根據權利要求2所述的偏折測量中實現屏幕和工件同時對焦的方法，其特征在于：所述調整屏幕和對焦鏡相對被測工件的距離，使屏幕經過對焦鏡反射在被測工件上的第二像能夠再次經過被測工件反射成第一像，并且使得所述第一像在相機中的像與相機的靶面尺寸相匹配的步驟包括，

確定屏幕到對焦鏡沿光軸方向的距離L₁；

根據對焦鏡的曲率半徑R以及公式確定被測工件到對焦鏡沿光軸方向的距離L₂；

確定相機靶面中心到相機光心沿光軸的距離S₂，根據相機鏡頭焦距f以及公式確定被測工件中心到相機光心沿光軸方向的距離S₁。

4.根據權利要求2所述的偏折測量中實現屏幕和工件同時對焦的方法，其特征在于：所述調整相機焦距以及被測工件與相機之間的距離，使被測工件在相機的像面上清晰成像的步驟包括，

在被測工件上設置標簽；

調整相機焦距以及被測工件與相機之間的距離，使被測工件的標簽在相機的像面上清晰成像。