[发明专利]一种光学系统焦距检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统焦距检测方法，属于光学技术领域。

背景技术

光学系统的焦距是光学仪器设备的主要的参数之一，其精度直接影响设备的成像质量。光学系统装调后的焦距实际值与设计值有一定的偏差，一般采用放大率法和测角法测量光学系统，放大率法测量标准差理论值为0.3%，测角法测量标准差理论值为0.06%，但实际测量中，被测系统的焦距受环境因素、人为因素、技术装调水平、原理误差以及读数误差等等诸多因素的影响，使得这两种方法焦距的实测误差均不小于2%。该测量误差对短焦镜头的影响较小，但对于长焦距光学仪器的影响是显著的。对于超过1.5m焦距的镜头，2%的误差会造成图像质量下降的很快。因此，光学系统焦距的检测是非常必要的。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种光学系统焦距检测方法，具体步骤如下：

步骤一、选用亮度均匀的光源、对比度为1000：1的4#标准鉴别率板作为目标板，目标板上刻有25组不同空间频率的光栅条纹，光源发出的光线透过目标板后形成莫尔条纹，经放在气浮平台上的平行光管后，将目标板的发散光变成平行光，平行光通过被测镜头后，目标成像在被测镜头的焦平面上；

步骤二、将被测镜头与TDICCD放置在的精密转台上，被测镜头放置在精密转台中心处，TDICCD放置精密转台的边缘，且与被测镜头的焦平面重合，接通TDICCD电源，利用计算机对TDICCD进行配置，确定TDICCD行转移脉冲信号的驱动频率f_T，由像移线速度可知，行转移脉冲信号驱动频率f_T与像移线速度v成比例关系，

根据公式①、②和被测镜头的粗测焦距和误差范围Δf，估计出精密转台的转速范围；

步骤三、在精密转台的速度范围内设定一个速度值，在转台控制器上输入精密转台转动起始位置、结束位置和速度值，驱动精密转台从起始位置平稳旋转，到达结束位置时停止运动，并返回起始位置，计算机控制TDICCD从起始位置开始转动时，发出行转移脉冲信号，并开始记录图像，到达结束位置时，停止记录图像和发出行转移脉冲信号；

步骤四、以步骤三中设定的速度驱动精密转台，从起始位置平稳旋转开始拍照，到达结束位置时停止拍照，并返回起始位置，记录图像，该过程重复4~5次，以获得4~5幅图像； 

步骤五、读取图像进行综合判读，判断图像在TDI方向上是否存在分辨衰减，若图像在TDI方向上无分辨衰减，可认为该速度与行频匹配，由公式②计算出被测镜头焦距；若图像在TDI方向上存在较大分辨衰减，根据衰减程度选择速度增加量，重复步骤三和步骤四；经过m次试验，最终获取最佳分辨图像，计算出被测镜头焦距。

本发明的有益效果：本发明利用像移速度匹配原理来检测焦距，通过确定TDICCD行转移脉冲信号的驱动频率f_T，由像移线速度可知，行转移脉冲信号驱动频率f_T与像移线速度v成比例关系，

根据公式①、②和被测镜头的粗测焦距和误差范围Δf，估计出精密转台的转速范围；计算机控制TDICCD从起始位置开始转动时，发出行转移脉冲信号，并开始记录图像，到达结束位置时，停止记录图像和发出行转移脉冲信号；该速度下驱动精密转台拍照4~5次，读取图像进行综合判读，经过m次试验，最终获取最佳分辨图像，计算出被测镜头焦距。该方法实现高精度的检测，解决了现有技术被测系统的焦距受环境因素、人为因素、技术装调水平、原理误差以及读数误差等等诸多因素的影响带来精度低的问题。

附图说明

图1：本发明检测装置结构示意图。

图2：本发明一种光学系统焦距检测方法流程图。

图中：1、光源，2、目标板，3、平行光管，4、气浮平台，5、被测镜头，6、TDICCD，7、精密转台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。