[发明专利]光学检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学检测领域，尤其涉及一种景深检测装置及景深检测方法。

背景技术

长久以来，摄像装置均受到景深不足这个问题的困扰。景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿着成像器轴线所测定的能够取得清晰图像的物体距离范围。目前，景深都是通过理论计算得出的，尚没有可用来检测的设备。但理论计算值只是一种理想情况，其与实际情况往往存在偏差，因此迫切需要有一种可以检测景深的具体数值的仪器来量化地比较不同镜头的景深水平、以及为大景深镜头的研究开发提供可靠的测量仪器。

景深与分辨力有关，只要我们能用仪器找到刚刚能被观察者清楚分辨图像的景深近点和景深远点，那么景深的测量问题就迎刃而解。但是，如图1所示，现有的分辨力的检测方法是将分辨力板3放置在平行光管T的物镜4的物方焦平面上，从平行光管出射的平行光经被检镜头5后成分辨力板3的实像，再用显微镜7观察被检镜头所成的分辨力图案实像。所述平行光管能提供一无穷远目标或平行光束，它可将一被光源照明的分辨力板置于平行光管物镜的焦面上而构成。根据上述原理可知现有的分辨力检测方法只适合检测镜头调焦(即对焦)于无限远处的物平面时的分辨力，而镜头调焦于有限远时的分辨力与调焦于无限远位置时的分辨力是不一样的，因此现有方法无法检测镜头调焦于有限远位置时的分辨力。由于对镜头调焦于有限远时的分辨力无法测得，也就无法找到刚能分辨许可的空间频率值的景深近点和景深远点，所以一直以来没有可以利用分辨力检测方法来测量景深的检测装置。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种景深检测装置和检测方法，所述景深检测方法利用并包含了分辨力的检测方法，其以刚能分辨许可的空间频率值的最近和最远物平面位置之差作为该镜头的景深。

现有测量装置存在的问题是平行光管无法生成有限远的目标。因此需要解决的问题首先是如何生成一个物距位于有限远的目标，其次是用什么参数来作为判定景深大小的依据。

本发明对于第一个问题的解决方案是在被检测镜头前放置一个准直镜，该准直镜配置一个分辨力板，所述分辨力板设计成可以相对于准直镜轴向移动，通常将分辨力板放置于该准直镜的物方焦点以内，但也可以将分辨力板放置在该准直镜的物方焦点以外，从而可以将分辨力板的虚像或实像成在所需要的位置上，而不只是在无限远处，该像就是我们所需要的、而以往的平行光管无法生成的有限远的目标，而且该像可以随着分辨力板的轴向移动虚拟出可以变化物距的有限远的目标。

至于第二个问题，本发明是以被检测镜头像面的允许弥散圆作为判定景深范围的基本依据，将弥散圆直径通过光路计算方式换算到分辨力板上对应的线条宽度，对被检测镜头进行分辨力测量，以刚能分辨出该线条宽度的最近和最远物平面位置之差作为该镜头的景深。测量的原理如图3所示，图中4为准直镜，5为被检测镜头。物点A(分辨力板)经准直镜4成像后，其像点A′同时又是镜头5的物点，像点A′经镜头5所成的像点为A″。假设A″点所在的平面即镜头5的像面的允许弥散圆直径为δ，假设在物点A的两侧，各存在一个物平面，其上的物点B和C经准直镜4和镜头5成像后，在A″点所在的像平面上形成的弥散圆直径刚好为δ，则B点的准直镜像点B′点与A′点的轴向距离即为镜头的远景深Δ1，A′点与C点的准直镜像点C′点的轴向距离即为镜头的近景深Δ2。镜头的总景深Δ＝Δ1+Δ2。

根据本发明的一个方面，本发明公开了一种用于检测镜头景深的光学检测装置，所述检测装置包括分辨力板、准直镜、分划板和测量显微镜，分辨力板位于准直镜的物方并可以相对于准直镜移动，被测镜头放置于准直镜和分划板之间。

作为本发明的一项优选方案，该光学检测装置进一步包括滑座组，用来轴向移动准直镜、镜头座组和测量显微镜，以调节准直镜与分辨力板之间的距离。

作为本发明的一项优选方案，分辨力板仅在准直镜的物方焦点以内移动。

作为本发明的一项优选方案，分辨力板在准直镜的物方焦点以外或物方焦点以内移动。

根据本发明的另一个方面，本发明公开了一种用于检测镜头景深的光学检测装置，所述检测装置包括分辨力板、分划板和测量显微镜，被测镜头放置于分辨力板和分划板之间，分辨力板位于被测镜头的物方并可以相对于被测镜头移动。

作为本发明的一项优选方案，该光学检测装置进一步包括滑座组，用来轴向移动镜头座组和测量显微镜，以调节被测镜头与分辨力板之间的距离。

作为本发明上述两个方面的一项优选方案，分划板位于显微镜的调焦物平面上。