焦距测量装置和焦距测量方法与流程

本发明涉及光学测量，尤其是涉及一种焦距测量装置和焦距测量方法。

背景技术：

1、激光雷达是以发射探测光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测光束，然后将接收到的从目标反射回来的探测光与发射探测光进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对探测目标进行探测、跟踪和识别。镜组是激光雷达接收探测光束的重要部件，如何精准测量镜组的焦距的重要性不言而喻。

2、目前，关于镜组的焦距测量所使用的设备的精密程度要求高，导致成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种焦距测量方法和装置，整个测试焦距的过程无需引入复杂的设备对平行管与待测镜组的相对入射角进行高精度的转动调节，减少整体测量设备的体积和成本。

2、第一方面，本发明提供一种焦距测量方法，包括：

3、将平行光管、待测镜组和成像相机依次设置，且使所述平行光管的光轴与所述待测镜组的光轴重合；

4、沿着所述平行光管的光轴方向往复移动所述成像相机，直至所述成像相机的所成图像中的光斑会聚为最小尺寸，并记录光斑在图像上的第一像素坐标位置；

5、在所述平行光管和所述待测镜组之间放置棱镜，再次记录光斑在图像上的第二像素坐标位置；

6、根据所述第一像素坐标位置、所述第二像素坐标位置以及所述棱镜的偏向角得到所述待测镜组的焦距。

7、在可选的实施方式中，根据所述第一像素坐标位置、所述第二像素坐标位置以及所述偏向角得到所述待测镜组的焦距的步骤中：

8、根据所述第一像素坐标位置和所述第二像素坐标位置得到实际像移距离；

9、根据所述棱镜的顶角得到所述偏向角；

10、根据所述实际像移距离和所述偏向角得到所述待测镜组的焦距。

11、在可选的实施方式中，根据δ＝α(n-1)得到偏向角δ；

12、其中，α表征所述顶角，n表征所述棱镜的折射率。

13、在可选的实施方式中，在所述顶角大于0.1rad的情况下，根据得到偏向角δ；

14、其中，i1表征入射角，n表征所述棱镜的折射率，α表征所述顶角。

15、在可选的实施方式中，根据得到所述待测镜组的焦距f；

16、其中，h表征所述实际像移距离，δ表征所述棱镜的偏向角。

17、在可选的实施方式中，所述成像相机为感光相机。

18、第二方面，本发明提供一种焦距测量装置，用于实现前述实施方式所述的焦距测量方法，所述焦距测量装置包括平行光管、棱镜和成像相机，所述平行光管用于发出平行光，所述成像相机位于所述平行光的传输光路上，且所述成像相机相对于所述平行光管的距离可调，所述平行光管和所述成像相机之间用于放置待测镜组，在放置有所述待测镜组的情况下，所述棱镜用于放置在所述平行光管和所述待测镜组之间。

19、在可选的实施方式中，所述棱镜为顶角小于0.1rad的光楔。

20、在可选的实施方式中，所述成像相机为感光相机。

21、在可选的实施方式中，所述焦距测量装置还包括固定平台，所述固定平台用于供所述平行光管、所述棱镜、所述待测镜组和成像相机放置。

22、本发明实施例的有益效果包括：

23、本发明实施例公开了一种焦距测量装置以及焦距测量方法，通过将平行光管、待测镜组和成像相机依次设置，且使平行光管的光轴与待测镜组的光轴重合；然后沿着平行光管的光轴方向往复移动成像相机，直至成像相机的所成图像中的光斑会聚为最小尺寸，并记录光斑在图像上的第一像素坐标位置；接着在平行光管和待测镜组之间放置棱镜，再次记录光斑在图像上的第二像素坐标位置；最后根据第一像素坐标位置、第二像素坐标位置以及棱镜的偏向角得到待测镜组的焦距。整个测试焦距的过程无需引入复杂的设备对平行管与待测镜组的相对入射角进行高精度的转动调节，减少整体测量设备的体积和成本，同时简化工作流程，此外，还可以采用不同偏向角的棱镜(例如光楔)快速进行批量待测镜组的焦距测量检测，提高测试效率。

技术特征：

1.一种焦距测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的焦距测量方法，其特征在于，根据所述第一像素坐标位置、所述第二像素坐标位置以及所述偏向角得到所述待测镜组的焦距的步骤中：

3.根据权利要求2所述的焦距测量方法，其特征在于，在所述顶角为0～0.1rad的情况下，根据δ＝α(n-1)得到偏向角δ；

4.根据权利要求2所述的焦距测量方法，其特征在于，在所述顶角大于0.1rad的情况下，根据得到偏向角δ；

5.根据权利要求2所述的焦距测量方法，其特征在于，根据得到所述待测镜组的焦距f；

6.根据权利要求1所述的焦距测量方法，其特征在于，所述成像相机为感光相机。

7.一种焦距测量装置，用于实现权利要求1所述的焦距测量方法，其特征在于，所述焦距测量装置包括平行光管、棱镜和成像相机，所述平行光管用于发出平行光，所述成像相机位于所述平行光的传输光路上，且所述成像相机相对于所述平行光管的距离可调，所述平行光管和所述成像相机之间用于放置待测镜组，在放置有所述待测镜组的情况下，所述棱镜用于放置在所述平行光管和所述待测镜组之间。

8.根据权利要求7所述的焦距测量装置，其特征在于，所述棱镜为顶角小于0.1rad的光楔。

9.根据权利要求7所述的焦距测量装置，其特征在于，所述成像相机为感光相机。

10.根据权利要求7所述的焦距测量装置，其特征在于，所述焦距测量装置还包括固定平台，所述固定平台用于供所述平行光管、所述棱镜、所述待测镜组和成像相机放置。

技术总结
本发明公开了一种焦距测量装置和焦距测量方法，涉及光学测量技术领域，通过将平行光管、待测镜组和成像相机依次设置，且使平行光管的光轴与待测镜组的光轴重合；然后沿着平行光管的光轴方向往复移动成像相机，直至成像相机的所成图像中的光斑会聚为最小尺寸，并记录光斑在图像上的第一像素坐标位置；接着在平行光管和待测镜组之间放置棱镜，再次记录光斑在图像上的第二像素坐标位置；最后根据第一像素坐标位置、第二像素坐标位置以及棱镜的偏向角得到待测镜组的焦距。整个测试焦距的过程无需引入复杂的设备对平行管与待测镜组的相对入射角进行高精度的转动调节，减少整体测量设备的体积和成本。

技术研发人员：杨野,刘佳,疏达
受保护的技术使用者：北醒（北京）光子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16