CN111060293A - 一种焦距测试装置 - Google Patents

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袁理
马洪涛
许洪刚
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    • G01M11/02—Testing optical properties
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Abstract

本发明提供的焦距测试装置，所述LED光源出射的光束对所述分划板进行照明，所述平行光管物镜将所述分划板上的线对投射成第一平行光，所述第一平行光入射至所述被测光学镜头并形成线对的像，所述线对的像经所述标准镜头后投射为第二平行光，所述聚焦镜接收所述第二平行光，并将所述线对的像聚焦在所述探测器上，所述探测器接收所述线对的像，并将所述线对的像传入外部计算机进行处理和计算，得到所述被测光学镜头的焦距，本发明提供的焦距测试装置，将显微镜物镜用标准镜头及聚焦镜两个透镜来代替，由于这两个透镜之间为平行光路，标准镜头与聚焦镜之间微小的距离改变对测试没有影响从而可以方便更换标准镜头，满足大量程焦距测试的要求。

Description

一种焦距测试装置
技术领域
本发明涉及光学测试装置领域，特别涉及一种焦距测试装置。
背景技术
焦距是光学镜头的一个重要参数。光学镜头的焦距决定了成像的大小和视场的大小。为了掌握光学镜头的性能，并且正确地使用光学镜头，必须对光学镜头的焦距进行测试。
光学镜头的焦距测试方法有放大率法和精密测角法。精密测角法要求分划板必须精确地调焦在被测光学镜头的焦面上，这个条件实现起来十分不便，因此精密测角法用得比较少。与精密测角法相比，放大率法使用起来相对比较方便，因此用得比较多。
在使用放大率法测焦距的过程中，一般采用人眼进行观察和测量，但是，如果要实现自动化测量，则不便使用人眼来直接观察，必须采用探测器来接收分划板的像，就是将探测器放置在显微镜物镜的像面上。探测器接收分划板的像以后，将分划板的像传入计算机进行处理和计算，即可得到被测光学镜头的焦距值。
一般来说，分划板上刻有多组不同距离的线对，可以选择距离最合适的线对来进行焦距测量，在采用人眼进行观察和测量的情况下，这没有什么问题。然而，在自动测量焦距的过程中，需要用软件来测量线对的像的距离，而不是人眼，如果分划板上的线对太多，则软件就需要分清到底是使用哪一个线对来进行测量，这样就使软件变得更加复杂，增加了软件编写的难度，不利于焦距的自动测量。因此，在焦距测试装置中，分划板上只有一组线对，其距离是固定的，这样就大大降低了软件处理的难度。
在焦距测试的过程中，当焦距的量程较大时，很可能会出现焦距非常小或者焦距非常大的情况。如果被测焦距非常小，则线对的像就非常小，不利于后期的图像处理；反之，如果被测焦距非常大，则线对的像就非常大，有可能超出探测器的范围，使得测量不能进行。因此，焦距测试装置的某些光学元件最好是能够更换，以适应不同的被测焦距。在焦距测试装置中，更换光源对扩大焦距量程没有作用，更换探测器或分划板的过程也非常繁琐。平行光管物镜与分划板的距离在测量过程中不便进行调整，因此平行光管物镜也不宜更换。这样就只剩下显微镜物镜了，但是如果直接更换显微镜物镜，则需要调整显微镜物镜和探测器的距离，这也是很不方便的。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种实现大量程的自动焦距测试的焦距测试装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种焦距测试装置，包括：LED光源、分划板、平行光管物镜、被测光学镜头、标准镜头、聚焦镜及探测器，所述分划板上刻有一组线对，所述LED光源出射的光束对所述分划板进行照明，所述平行光管物镜将所述分划板上的线对投射成第一平行光，所述第一平行光入射至所述被测光学镜头并形成线对的像，所述线对的像经所述标准镜头后投射为第二平行光，所述聚焦镜接收所述第二平行光，并将所述线对的像聚焦在所述探测器上，所述探测器接收所述线对的像，并将所述线对的像传入外部计算机进行处理和计算，得到所述被测光学镜头的焦距；
所述分划板上线对的距离为L，所述平行光管物镜的焦距为fc1，所述标准镜头的焦距为fs，所述聚焦镜的焦距为fc2，所述探测器上线对的像的距离为L1，则所述被测光学镜头的焦距f等于
Figure BDA0002346063480000021
所述标准镜头可拆卸地安装于光路中，使得标准镜头可以更换。
所述标准镜头、所述聚焦镜和所述探测器可一起沿光路前后移动，以使所述探测器接收到的线对的像清晰。
所述探测器为CCD探测器。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的焦距测试装置，所述分划板上刻有一组线对，所述LED光源出射的光束对所述分划板进行照明，所述平行光管物镜将所述分划板上的线对投射成第一平行光，所述第一平行光入射至所述被测光学镜头并形成线对的像，所述线对的像经所述标准镜头后投射为第二平行光，所述聚焦镜接收所述第二平行光，并将所述线对的像聚焦在所述探测器上，所述探测器接收所述线对的像，并将所述线对的像传入外部计算机进行处理和计算，得到所述被测光学镜头的焦距，本发明提供的焦距测试装置，将显微镜物镜用标准镜头及聚焦镜两个透镜来代替，由于这两个透镜之间为平行光路，标准镜头与聚焦镜之间微小的距离改变对测试没有影响从而可以方便更换标准镜头，满足大量程焦距测试的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的焦距测试装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的焦距测试装置的结构示意图，包括：LED光源110、分划板120、平行光管物镜130、被测光学镜头140、标准镜头150、聚焦镜160及探测器170，所述分划板120上刻有一组线对。
上述实施例提供的焦距测试装置的工作方式如下：
所述LED光源110出射的光束对所述分划板120进行照明，所述平行光管物镜130将所述分划板120上的线对投射成第一平行光，所述第一平行光入射至所述被测光学镜头140并形成线对的像，所述线对的像经所述标准镜头150后投射为第二平行光，所述聚焦镜160接收所述第二平行光，并将所述线对的像聚焦在所述探测器170上，所述探测器170接收所述线对的像，并将所述线对的像传入外部计算机进行处理和计算，得到所述被测光学镜头140的焦距，
所述分划板120上线对的距离为L，所述平行光管物镜130的焦距为fc1，所述标准镜头150的焦距为fs，所述聚焦镜160的焦距为fc2，所述探测器170上线对的像的距离为L1，则被测镜头的焦距f等于
Figure BDA0002346063480000041
可以理解，由于分划板120上只有一组线对，其距离是固定的，这样就大大降低了软件处理的难度。
可以理解，由于标准镜头150与聚焦镜160之间是平行光路，当更换标准镜头时，标准镜头150与聚焦镜160之间微小的距离改变对测试没有影响。
所述标准镜头150可拆卸地安装于光路中，使得所述标准镜头可以进行更换。
可以理解，由于标准镜头150可以进行插拔式更换，从而可以确保线对的像大小合适，大大扩大了焦距的量程。
所述标准镜头150、所述聚焦镜160和所述探测器170可一起沿光路前后移动，以使所述探测器170接收到的线对的像清晰。
所述探测器170为CCD探测器。
本发明上述实施例提供的焦距测试装置的测试方法步骤如下：
步骤一、搭建包括上述光学元件的光路，并将被测光学镜头140安装在三爪卡盘上；
步骤二、估计被测光学镜头140的焦距大小，选择合适的标准镜头150，插入标准镜头150插孔中；
步骤三、控制标准镜头150、聚焦镜160和探测器170自动一起沿同一导轨前后移动，直到探测器170接收到线对的像。
可以理解，标准镜头150、聚焦镜160和探测器170安装在同一个镜筒中。
步骤四、控制标准镜头150、聚焦镜160和探测器170自动一起沿导轨前后微量移动，直到探测器170接收到的线对的像变得清晰；
步骤五、根据外部计算机自动计算出被测光学镜头的焦距值。
本发明提供的焦距测试装置，将显微镜物镜用标准镜头及聚焦镜两个透镜来代替，由于这两个透镜之间为平行光路，标准镜头与聚焦镜之间微小的距离改变对测试没有影响从而可以方便更换标准镜头，满足大量程焦距测试的要求。
当然本发明的焦距测试装置还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (4)

1.一种焦距测试装置，其特征在于，包括：LED光源、分划板、平行光管物镜、被测光学镜头、标准镜头、聚焦镜及探测器，所述分划板上刻有一组线对，所述LED光源出射的光束对所述分划板进行照明，所述平行光管物镜将所述分划板上的线对投射成第一平行光，所述第一平行光入射至所述被测光学镜头并形成线对的像，所述线对的像经所述标准镜头后投射为第二平行光，所述聚焦镜接收所述第二平行光，并将所述线对的像聚焦在所述探测器上，所述探测器接收所述线对的像，并将所述线对的像传入外部计算机进行处理和计算，得到所述被测光学镜头的焦距；
所述分划板上线对的距离为L，所述平行光管物镜的焦距为fc1，所述标准镜头的焦距为fs，所述聚焦镜的焦距为fc2，所述探测器上线对的像的距离为L1，则被测镜头的焦距f等于
Figure FDA0002346063470000011
2.如权利要求1所述的焦距测试装置，其特征在于，所述标准镜头可拆卸地安装于光路中，使得所述标准镜头可以进行更换。
3.如权利要求1所述的焦距测试装置，其特征在于，所述标准镜头、所述聚焦镜和所述探测器可一起沿光路前后移动，以使所述探测器接收到的线对的像清晰。
4.如权利要求1所述的焦距测试装置，其特征在于，所述探测器为CCD探测器。
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