[发明专利]一种光学调焦机构中调焦距离测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种光学调焦机构中调焦距离测量装置，所述光学调焦机构包括调焦基座(1)、调焦移动镜框(2)和驱动组件(3)；调焦移动镜框(2)通过导轨(18)与调焦基座(1)相连，其中调焦移动镜框(2)可沿导轨(18)在光轴方向做直线往复运动；驱动组件(3)设置在调焦基座(1)上；驱动组件(3)驱动调焦移动镜框(2)沿导轨(18)在光轴方向做直线往复运动；其特征在于：

还包括传感器组件；

传感器组件包括电涡流传感器(4)和菱形被测件(5)；

电涡流传感器(4)固定在调焦基座(1)上，菱形被测件(5)固定在调焦移动镜框(2)上，电涡流传感器(4)是通过测量距菱形被测件(5)的移动距离来间接得到调焦移动镜框(2)沿光轴方向的位移距离；所述电涡流传感器(4)包含一对探头和一个前置器(43)，一对探头分为第一探头(41)和第二探头(42)，一对探头对称安装在探头固定座(6)上，探头固定座(6)固定在调焦基座(1)上，菱形被测件(5)位于一对探头之间，且菱形被测件(5)的被测面和一对探头中心连线的法面之间的夹角为θ，θ为锐角。

2.根据权利要求1所述的一种光学调焦机构中调焦距离测量装置，其特征在于：所述调焦基座(1)上设有温度传感器(7)。

3.根据权利要求2所述的一种光学调焦机构中调焦距离测量装置，其特征在于：所述驱动组件(3)为电机。

4.根据权利要求3所述的一种光学调焦机构中调焦距离测量装置，其特征在于：所述驱动组件(3)与调焦移动镜框(2)通过丝杠螺母副(19)连接。

5.一种光学调焦机构中调焦距离测量方法，基于权利要求1所述的一种光学调焦机构中调焦距离测量装置，其特征在于，包括以下步骤：

1)将移动镜组固定在调焦移动镜框(2)上，调焦移动镜框(2)通过导轨(18)与调焦基座(1)相连，其中调焦移动镜框(2)可沿导轨(18)与调焦基座(1)相对直线运动；驱动组件(3)与调焦移动镜框(2)通过丝杠螺母副(19)连接，实现移动镜组直线往复运动；

2)将菱形被测件(5)固定在调焦移动镜框(2)上；

3)将探头固定座(6)固定在调焦基座(1)上；

4)当传感器组件的第一探头(41)与菱形被测件(5)上的M点的距离为A时，将第一探头(41)固定在探头固定座(6)上，移动菱形被测件(5)，使其菱形被测件(5)上的M点位于第一探头(41)的轴线上；

使第二探头(42)的轴线与第一探头(41)的轴线重合，此时，菱形被测件(5)上的N点在第二探头(42)的轴线上，将第二探头(42)沿着其轴线移动，当前置器(43)的输出电压为零时，再将第二探头(42)固定在探头固定座(6)上；

其中，M、N点分别在菱形被测件(5)两侧的被测面的中心，M、N两点连线构成的直线MN与菱形被测件(5)的上下两个短边面平行，且距离相等；

5)对传感器组件进行标定：

5.1)将角锥棱镜(8)胶粘在菱形被测件(5)的上端，在角锥棱镜(8)对应处设置双频激光干涉仪(9)，此时双频激光干涉仪(9)的上位机界面显示此刻角锥棱镜(8)与双频激光干涉仪(9)之间的距离；

5.2)使得调焦移动镜框(2)沿导轨(18)方向移动距离X₀，此时前置器(43)输出电压V₀；

5.3)重复步骤(5.2)，测量一组数据{(X₀，V₀)、(X₁，V₁)……(X_n，V_n)}；

5.4)利用最小二乘法对数据进行拟合，得到一条标定曲线；

5.5)将整个装置放入温控室内，通过调节温度，再重复步骤5.2)、5.3)、5.4)，这样便得到不同温度下的标定曲线；

6)根据测得前置器(43)的输出电压值，通过温度传感器(7)判断环境温度，再调用当前环境温度区间内的标定曲线得到菱形被测件(5)的沿光轴方向的位移量，通过三角关系间接得到移动镜组的位移量。