[发明专利]对焦装置及其对焦方法

说明书

本发明提供了对焦装置，包括成像面；成像面外壳部件；平面镜，其与主光轴呈一定的平面镜夹角a，在25°至65°之范围内；对焦屏，设置有至少两个裂像棱镜；支撑部件，支撑部件用于支撑对焦屏，支撑部件还用于给平面镜定位，使得对焦屏与平面镜保持相对静止，支撑部件与成像面外壳部件是可分离的；其中，当支撑部件与成像面外壳部件接合时，对焦屏中心至平面镜与主光轴的交点的距离，与成像面中心至平面镜与主光轴的交点的距离相等，而且对焦屏与主光轴之间的对焦屏夹角b为90°减去两倍所述平面镜夹角a。本发明同时还提供了其相应的对焦方法。本发明能够快速地且更精确地进行对焦。

技术领域

本发明涉及对焦装置及采用此对焦装置的对焦方法。

背景技术

裂像测距法，具有很高精度，最早应用于坦克瞄准系统，后来小型化用于相机对焦，最后微型化做到相机对焦屏上面用于手动镜头对焦。有水平裂像、竖直裂像、45度裂像等形式。

如图1所示，裂像对焦原理可以简述为：当物和像不共轭的时候，裂像对焦屏上会呈现一个“裂开”的像，并且裂像s’-s”的位置关系可以指示失焦的方向，如图1中(a)、(c)所示，因此可以根据裂像的位置关系快速的做出位置上的调整。当物和像共轭的时候，如图1中(b)所示，整个视场清晰并且图像完整。裂像棱镜的结构如图1中(d)所示。

在现有的相机中，相机的裂像对焦屏只有一个裂像棱镜，所以只能做到对外部物体的某一点进行观察并实现该点的单点共轭，保证该点的对焦准确，然而在此被观察点实现共轭时，并不能保证该外部物体整体上的其他点也实现共轭状态，即无法保证该外部物体的该点以外的其他点的对焦准确。这个问题在外部物体和成像面距离较远而无法或者不便用法兰定位的情况下特别突出。另一个与之伴随问题是，如何在实现共轭之后把取得共轭的诸如平面镜等辅助部件移除，也是亟待解决的。

如果通过光学器件自身能够完成对多点聚焦的同时监测，而非传统的一点聚焦，那将对现在的工业摄影乃至摄影技术本身带来很大帮助。例如它可以应用到对被摄物的取景优化，景深的选择，光阑的优化。再例如应用到工业摄影，在半导体芯片生产过程中，可以实时监测并保证被扫描运动晶圆与相机始终保持准直和对焦等等。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供能够快速地且更精确的对焦的装置及其方法，本发明能在实现精确对焦后快速地把辅助部件移除从而实现快速成像。

本发明提供了一种对焦装置，包括成像面，所述成像面位于外部设置的物镜的一侧，用于对所述物镜的另一侧的外部物体进行成像，所述成像面位于所述物镜的主光轴上并垂直于所述主光轴，还包括：

成像面外壳部件，所述成像面被固定设置在所述成像面外壳部件中；

平面镜，所述平面镜位于所述物镜和所述成像面之间的主光轴上，并与所述主光轴呈一定的平面镜夹角a，所述平面镜夹角a在25°至65°之范围内；

对焦屏，所述对焦屏朝向所述平面镜的镜面一侧，在所述对焦屏上，设置有至少两个裂像棱镜，每个所述裂像棱镜均用于对焦；

支撑部件，所述支撑部件用于支撑所述对焦屏，所述支撑部件还用于给所述平面镜定位，使得所述对焦屏与所述平面镜保持相对静止，所述支撑部件与所述成像面外壳部件是可分离的；

其中，当所述支撑部件与所述成像面外壳部件接合时，所述对焦屏中心至所述平面镜与所述主光轴的交点的距离，与所述成像面中心至所述平面镜与所述主光轴的交点的距离相等，而且所述对焦屏与所述主光轴之间的对焦屏夹角b为90°减去两倍所述平面镜夹角a，以保证所述对焦屏能够最佳地接收到经由所述平面镜的反射后的光路。

较优选地，所述支撑部件的顶部为一个开口，所述开口支撑所述对焦屏，所述支撑部件的侧壁固定所述平面镜，所述支撑部件前后贯通，用于光路穿过并成像。