本发明专利技术公开了一种基于双环形光栅的法兰焦距测量装置及方法，包括平行光源、平面反射镜、平面反射镜驱动模块、光学传感器和控制模块，平行光源与平面反射镜之间依次设有环形动光栅、平行光管和零位载台，零位载台上用于安装被测镜头，平行光管内设有分光镜，分光镜的入光侧朝向被测镜头，分光镜的出光侧与光学传感器之间设有环形定光栅，环形动光栅的旋转运动机构、平面反射镜驱动模块和光学传感器分别电性连接于控制模块，控制模块用于根据光学传感器反馈的电信号以及平面反射镜的运动位置测量得出被测镜头的法兰焦距。本发明专利技术测量装置的结构简单，应用成本更低，而且不依赖复杂算法，测定速度较快，有效提升了法兰焦距测量灵敏度。敏度。敏度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于双环形光栅的法兰焦距测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及镜头法兰焦距测量设备，尤其涉及一种基于双环形光栅的法兰焦距测量装置及方法。
技术介绍
[0002]镜头法兰焦距是指镜头成像焦平面与镜头结构安装面的距离，法兰焦距决定了是否能够在指定的物距(一般是无限远)合焦，是保证能够成像清晰的重要光学参数，特别对于可更换镜头的法兰焦距而言，需与相机机身的法兰距相匹配才能正常工作。在镜头的实际生产中，因为镜片厚度加工公差以及组装造成面间距偏差等因素，造成同款镜头法兰距的一致性较差，所以需要测定成像焦平面的位置，根据位置偏差微调补正光学系在镜头外框中的位置(一般旋转螺纹或增减隔圈)，从而达到正确的法兰焦距。
[0003]现有技术中，中短焦镜头的像焦平面测定主要为平行光聚焦法，对于像焦平面的搜索主要有两种，一种是反射式共焦法(针孔照度峰值搜索)和差动共焦定焦法，另外一种是用显微相机拍摄像焦平面，沿轴向移动显微相机并持续取图，通过MTF峰值搜索法，梯度对比度峰值搜索法等定位像焦平面。其中，反射式共焦法仅采集离焦量和成像照度信息，速度快，但对于光源稳定性和共焦针孔的位置的要求较高，而差动共焦定焦法虽显著提高定焦精度和灵敏度，但该系统比较昂贵，测试成本高，测试调整时间较长。此外，MTF和梯度对比度峰值搜索等需要根据离焦量变化采集大量图像并进行大量计算，造成整体测定速度较慢，同时对于大焦深的镜头，测定灵敏度会明显下降，造成峰值难以搜索从而定焦精度明显下降。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种测定速度快、测量灵敏度高、应用低成本的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置及方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。
[0006]一种基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其包括有平行光源、平面反射镜驱动模块、光学传感器和控制模块，所述平面反射镜驱动模块的运动端设有平面反射镜，所述平行光源与所述平面反射镜之间依次设有环形动光栅、平行光管和零位载台，所述零位载台上用于安装被测镜头，所述平行光管内设有分光镜，所述分光镜的入光侧朝向所述被测镜头，所述分光镜的出光侧与所述光学传感器之间设有环形定光栅，所述环形动光栅的旋转运动机构、所述平面反射镜驱动模块和所述光学传感器分别电性连接于所述控制模块，所述控制模块用于：控制所述环形动光栅的旋转运动机构匀速旋转；通过控制所述平面反射镜驱动模块运动而驱使所述平面反射镜相对所述被测镜头往复运动；以及，根据所述光学传感器反馈的电信号以及所述平面反射镜的运动位置测量得出所述被测镜头的法兰焦距。
[0007]优选地，所述环形动光栅上设有多组全周环形粗光栅，多组全周环形粗光栅的环形半径不同，且多组全周环形粗光栅同圆心分布。
[0008]优选地，所述环形动光栅位于所述平行光管的焦点位置。
[0009]优选地，所述零位载台上设有用于固定所述被测镜头的夹具，且所述被测镜头与所述零位载台的零位面相重合。
[0010]优选地，所述环形定光栅上设有多组非全周环形粗光栅，多组非全周环形粗光栅的环形半径不同，多组非全周环形粗光栅沿所述环形定光栅的周向依次分布。
[0011]优选地，多组全周环形粗光栅的光栅周期分别与多组非全周环形粗光栅的光栅周期相同。
[0012]优选地，所述光学传感器为光敏传感器，当所述环形动光栅的旋转运动机构匀速旋转以及所述平面反射镜驱动模块驱使所述平面反射镜往复运动时，所述光学传感器向所述控制模块输出正弦波电压信号。
[0013]一种基于双环形光栅的法兰焦距测量方法该方法基于上述装置实现，所述方法包括：调校步骤：将所述平面反射镜和所述环形定光栅调整至预设的初始位置；装载步骤：将所述被测镜头装载于所述零位载台，并使得所述被测镜头与所述零位载台的零位面相重合；控制步骤：所述控制模块控制所述环形动光栅的旋转运动机构匀速旋转，并通过控制所述平面反射镜驱动模块运动而驱使所述平面反射镜相对所述被测镜头往复运动；计算步骤：所述控制模块接收所述光学传感器反馈的正弦波电压信号，并结合所述平面反射镜的运动位置测量得出所述被测镜头的法兰焦距。
[0014]优选地，所述环形定光栅上设有多组非全周环形粗光栅，所述调校步骤中：所述控制模块控制所述环形定光栅的旋转运动机构转动，直至将指定的所述非全周环形粗光栅旋转至所述光学传感器的入光侧；所述控制模块控制所述平面反射镜驱动模块运动的同时，利用千分尺测量所述平面反射镜的反射面和预设的装置零位之间的距离差，直至该距离差满足预设距离要求。
[0015]优选地，所述计算步骤中：所述光学传感器向所述控制模块输出正弦波电压信号的同时，所述控制模块记录所述平面反射镜相对所述装置零位的位移量a，则有：所述正弦波电压信号的振幅峰值所对应的位移量a即为所述被测镜头5的法兰焦距。
[0016]本专利技术公开的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置中，首先将所述平面反射镜和所述环形定光栅调整至预设的初始位置，然后将所述被测镜头装载于所述零位载台，并使得所述被测镜头与所述零位载台的零位面相重合，在测量过程中，由所述控制模块控制所述环形动光栅的旋转运动机构匀速旋转，同时控制所述平面反射镜驱动模块运动，由所述平面反射镜驱动模块驱使所述平面反射镜相对所述被测镜头往复运动，基于所述环形动光栅和所述平面反射镜驱动模块的配合，使所述控制模块接收到由所述光学传感器反馈的正弦波电压信号，再结合所述平面反射镜的运动位置测量得出所述被测镜头的法兰焦距。相比现有技术中的测量方式而言，本专利技术测量装置的结构简单，应用成本更低，而且不依赖复杂算法，测定速度较快，有效提升了法兰焦距测量灵敏度。
附图说明
[0017]图1为本专利技术基于双环形光栅的法兰焦距测量装置的结构示意图；
[0018]图2为环形动光栅的结构示意图；
[0019]图3为环形定光栅的结构示意图；
[0020]图4为光学传感器输出的正弦波电压信号波形图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术作更加详细的描述。
[0022]本专利技术公开了一种基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，结合图1至图4所示，其包括有平行光源1、平面反射镜驱动模块7、光学传感器10和控制模块8，所述平面反射镜驱动模块7的运动端设有平面反射镜6，所述平行光源1与所述平面反射镜6之间依次设有环形动光栅2、平行光管4和零位载台11，所述零位载台11上用于安装被测镜头5，所述平行光管4内设有分光镜3，所述分光镜3的入光侧朝向所述被测镜头5，所述分光镜3的出光侧与所述光学传感器10之间设有环形定光栅9，所述环形动光栅2的旋转运动机构、所述平面反射镜驱动模块7和所述光学传感器10分别电性连接于所述控制模块8，所述控制模块8用于：
[0023]控制所述环形动光栅2的旋转运动机构匀速旋转；
[0024]通过控制所述平面反射镜驱动模块7运动而驱使所述平面反射镜6相对所述被测镜头5往复运动；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其特征在于，包括有平行光源(1)、平面反射镜驱动模块(7)、光学传感器(10)和控制模块(8)，所述平面反射镜驱动模块(7)的运动端设有平面反射镜(6)，所述平行光源(1)与所述平面反射镜(6)之间依次设有环形动光栅(2)、平行光管(4)和零位载台(11)，所述零位载台(11)上用于安装被测镜头(5)，所述平行光管(4)内设有分光镜(3)，所述分光镜(3)的入光侧朝向所述被测镜头(5)，所述分光镜(3)的出光侧与所述光学传感器(10)之间设有环形定光栅(9)，所述环形动光栅(2)的旋转运动机构、所述平面反射镜驱动模块(7)和所述光学传感器(10)分别电性连接于所述控制模块(8)，所述控制模块(8)用于：控制所述环形动光栅(2)的旋转运动机构匀速旋转；通过控制所述平面反射镜驱动模块(7)运动而驱使所述平面反射镜(6)相对所述被测镜头(5)往复运动；以及，根据所述光学传感器(10)反馈的电信号以及所述平面反射镜(6)的运动位置测量得出所述被测镜头(5)的法兰焦距。2.如权利要求1所述的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其特征在于，所述环形动光栅(2)上设有多组全周环形粗光栅(20)，多组全周环形粗光栅(20)的环形半径不同，且多组全周环形粗光栅(20)同圆心分布。3.如权利要求1所述的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其特征在于，所述环形动光栅(2)位于所述平行光管(4)的焦点位置。4.如权利要求1所述的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其特征在于，所述零位载台(11)上设有用于固定所述被测镜头(5)的夹具，且所述被测镜头(5)与所述零位载台(11)的零位面相重合。5.如权利要求2所述的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其特征在于，所述环形定光栅(9)上设有多组非全周环形粗光栅(90)，多组非全周环形粗光栅(90)的环形半径不同，多组非全周环形粗光栅(90)沿所述环形定光栅(9)的周向依次分布。6.如权利要求5所述的基于双环形光栅的法兰焦距测量装置，其特征在于，多组全周环形粗光栅(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟小鹏，
申请(专利权)人：深圳市壹欣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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