[发明专利]一种用于焦距检测的双刀口差分检测装置、检测方法及数据处理方法

权利要求书

1.一种用于焦距检测的双刀口差分检测装置，其特征在于，沿光路方向该装置主要包括光源(1)、光束聚焦透镜组(2)、第一光束分光元件(3)、反射元件组(4、5、6、7、8、9)、滤波小孔(10、11)、第二光束分光元件(12)、被测光学元件(13)、切光刀口(14、15)、数字成像系统(16)；

当光源(1)发出的光经过光束聚焦透镜组(2)的两个聚焦透镜聚焦后，由第一光束分光元件(3)将聚焦光束分为光强相等方向垂直的两束光，这两束光分别经过反射元件组反射后，在两个滤波小孔(10、11)处聚焦为两个点光源，通过滤波小孔(10、11)滤波后的光束透过第二光束分光元件(12)入射到被测光学元件(13)的球面，经被测光学元件(13)的球面反射后再通过第二光束分光元件(12)反射在两个切光刀口(14、15)处成像为两个像点，最后由数字成像系统(16)对两个像点进行数字成像和处理。

2.如权利要求1所述的一种用于焦距检测的双刀口差分检测装置，其特征在于，所述光源(1)为低压钠灯或类似的单色光源以保证焦距测量的精度；所述光束聚焦透镜组(2)为双胶合消色差透镜；所述数字成像系统(16)为CCD相机，所述第一光束分光元件(3)和第二光束分光元件(12)为分光棱镜，且分光棱镜使用50/50分光棱镜，使分光后的两束光的光强相等，且到达切光刀口(14、15)处的光强最大。

3.如权利要求1所述的一种用于焦距检测的双刀口差分检测装置，其特征在于，所述反射元件组(4、5、6、7、8、9)包含三对轴对称分布的反射镜(4、5、6、7、8、9)，所述反射镜(4、5、6、7、8、9)和滤波小孔(10、11)沿被测光学元件(13)的中心轴对称排布，使分束以后的两束光具有相等的光程。

4.如权利要求1所述的一种用于焦距检测的双刀口差分检测装置，其特征在于，所述切光刀口(14、15)沿垂直于被测元件中心轴的方向对称，并且在切光的过程中两个切光刀口(14、15)以相同速度相向或相背运动，使其一直保持对称关系；切光刀口(14、15)使用一根一半左旋一半右旋的丝杆进行驱动，在切光过程中保证两个刀口同时对称相向或相背运动。

5.一种基于权利要求1-4中任一一种用于焦距检测的双刀口差分检测装置进行焦点检测的方法，其特征在于，该检测方法包括如下步骤：

S1，调整焦距检测的双刀口差分检测装置，使得两个滤波小孔(10、11)放置在被测光学元件(13)的焦点附近的某一位置，且相对于被测光学元件(13)的光轴对称；

S2，将切光刀口(14、15)对称相向或相背移动进行切光操作；

S3，利用数字成像系统(16)采集切光刀口(14、15)切光过程中当前位置的阴影图像，并进行差分处理得到阴影差分图；

S4，根据所述阴影差分图判断当前位置是焦点前、焦点后或者焦点处，若不在焦点处，则依据“焦前往后移、焦后往前移”的原则将焦距检测的双刀口差分检测装置移动一定距离，然后重新返回步骤S2开始切光检测；

S5，当所述阴影差分图符合一定条件时，则认定此时的两个滤波小孔(10、11)所在位置为焦点。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一定条件是指在整个切光过程中阴影差分图都为全暗。