面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種面光源虛像距測(cè)量裝置，設(shè)置在由面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)改變光線傳播方向的透鏡系統(tǒng)后具有一定出光角度的出光角光束的光路上，其特征在于，包括:聚焦物鏡，用于接收出光角光束并對(duì)接收到的出光角光束進(jìn)行成像，設(shè)置在透鏡系統(tǒng)的出口處；遮光板，設(shè)置在聚焦物鏡表面上，包含關(guān)于聚焦物鏡的中心相對(duì)稱的兩條細(xì)縫；以及接收顯像屏。本發(fā)明所涉及的面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法，出光角光束通過(guò)面光源虛像距測(cè)量裝置后，接收顯像屏上接收到光帶顯出該光帶的光斑圖像，使得接收顯像屏上形成相同效果的光斑圖像，兩次相同效果的光斑對(duì)稱的位置被記錄，代入虛像距計(jì)算公式，計(jì)算得出更精確的虛像距。
【專利說(shuō)明】面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光源是光學(xué)領(lǐng)域中最常用的設(shè)備之一，在一些特殊的照明光學(xué)系統(tǒng)中，光源對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言不能僅僅簡(jiǎn)單地視為點(diǎn)光源。實(shí)際應(yīng)用中的面光源被光學(xué)系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離處成一定大小的虛光源，以滿足整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)出光角度和照度等設(shè)計(jì)要求。在這種光學(xué)系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的光束的口徑大，在子午和弧矢兩個(gè)方向上有不同的出光角度，且子午方向上的出光角度很小，整個(gè)光束的虛像距較遠(yuǎn)，造成對(duì)光束的識(shí)別比較困難。因此，虛像距的測(cè)量對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的分析有著重要作用。目前，傳統(tǒng)的虛像距測(cè)量是通過(guò)一個(gè)大的反射鏡將光源發(fā)出的出射光束成像，從而測(cè)出虛光源經(jīng)過(guò)反射鏡后的成像位置，然后根據(jù)反射球面成像公式計(jì)算求出虛光源位置。但是實(shí)際面光源經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)之后，在光學(xué)系統(tǒng)后方遠(yuǎn)距離處成放大的虛像即虛光源，虛光源的結(jié)構(gòu)和體積都較大，當(dāng)用反射鏡測(cè)量時(shí)，成像光斑的邊界較為模糊，選取最小光斑時(shí)具有相當(dāng)大的不確定性，測(cè)量出的像距誤差較大，難以保證其測(cè)量精度，導(dǎo)致計(jì)算出來(lái)的虛像距的誤差較大。且這種測(cè)量方法所采用的測(cè)量裝置具有價(jià)格昂貴、使用條件要求較高、移動(dòng)性較差等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，目的在于提供一種精確測(cè)量虛像距的面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法。
[0004]本發(fā)明提供了一種面光源虛像距測(cè)量裝置，設(shè)置在由面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)改變光線傳播方向的透鏡系統(tǒng)后具有一定出光角度的出光角光束的光路上，其特征在于，包括:聚焦物鏡，用于接收出光角光束并對(duì)接收到的出光角光束進(jìn)行成像，設(shè)置在透鏡系統(tǒng)的出口處，聚焦物鏡的像方焦距值是聚焦物鏡直徑值的十倍以上；遮光板，設(shè)置在聚焦物鏡表面上，包含關(guān)于聚焦物鏡的中心相對(duì)稱的兩條細(xì)縫；以及接收顯像屏，用于接收出光角光束通過(guò)遮光板和聚焦物鏡后形成的光帶從而顯像出光斑，設(shè)置在聚焦物鏡背離面光源的一側(cè)，其中，聚焦物鏡的直徑大于透鏡系統(tǒng)的出口 口徑，接收顯像屏的直徑大于聚焦物鏡的直徑。
[0005]在本發(fā)明所提供的面光源虛像距測(cè)量裝置中，還具有這樣的特征，還包括:導(dǎo)軌，設(shè)置在接收顯像屏與聚焦物鏡之間，用于調(diào)節(jié)固定接收顯像屏與聚焦物鏡之間的距離，接收顯像屏設(shè)置在導(dǎo)軌上。
[0006]另外，本發(fā)明還提供一種使用如權(quán)利要求1中的面光源虛像距測(cè)量裝置的面光源虛像距測(cè)量方法，將面光源虛像距測(cè)量裝置設(shè)置在由面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)改變光線傳播方向的透鏡系統(tǒng)后具有一定出光角度的出光角光束的光路上，其特征在于，包括:測(cè)定第一光帶位置步驟，調(diào)節(jié)接收顯像屏與聚焦物鏡之間的距離，使接收顯像屏得到清晰的兩明一暗的第一光斑圖像，記錄該第一光斑圖像形成時(shí)接收顯像屏所在的第一光帶位置，測(cè)得聚焦物鏡與第一光帶位置之間的距離為I1,以及標(biāo)記第一光斑圖像在接收顯像屏上的第一光斑位置；測(cè)定第二光帶位置步驟，繼續(xù)移動(dòng)接收顯像屏，使接收顯像屏得到與第一光斑圖像效果相同的第二光斑圖像，記錄該第二光斑圖像形成時(shí)接收顯像屏所在的第二光帶位置，以及測(cè)得第一光帶位置與第二光帶位置之間的距離為X1 ;計(jì)算虛像距步驟，虛像距是沿出光角光束傳播的相反方向匯聚得到的虛光源到透鏡系統(tǒng)的出口之間的距離，根據(jù)聚焦物鏡的物方焦點(diǎn)到聚焦物鏡的物方主點(diǎn)與其像方焦點(diǎn)到聚焦物鏡的像方主點(diǎn)的乘積等于物到物方焦點(diǎn)的距離與像到像方焦點(diǎn)的距離的乘積即牛頓公式，虛像距S，推導(dǎo)出虛像距計(jì)算公式s = ff’ /Oq/2+lff’)-f’ +d，將已知的聚焦物鏡的物方焦距f、像方焦距f’、透鏡系統(tǒng)的出口到聚焦物鏡的距離d、接收顯像屏與聚焦物鏡之間的距離為I1和第一光帶位置與第二光帶位置之間的距離X1代入該虛像距計(jì)算公式，計(jì)算得到虛像距S。
[0007]發(fā)明的作用與效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明所涉及的面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法，面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)后形成出光角光束，出光角光束通過(guò)面光源虛像距測(cè)量裝置后，接收顯像屏上接收到光帶顯出該光帶的光斑圖像，使得接收顯像屏上形成相同效果的光斑圖像，兩次相同效果即位置光亮程度相同的光斑對(duì)稱的位置被記錄，能夠更準(zhǔn)確的得到像到像方焦點(diǎn)的距離，代入虛像距計(jì)算公式，計(jì)算得出更精確的虛像距，從而能夠提高面光源的虛像距測(cè)量的準(zhǔn)確度?；诿婀庠刺撓窬鄿y(cè)量裝置的面光源虛像距測(cè)量方法具有測(cè)得的虛像距準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量裝置遮光板平面示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的基于面光源虛像距測(cè)量結(jié)構(gòu)的測(cè)量示意圖；
[0012]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的基于面光源虛像距測(cè)量結(jié)構(gòu)的觀察示意圖；以及
[0013]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的基于面光源虛像距測(cè)量結(jié)構(gòu)的第一光斑圖像效果示意圖。
[0014]具體實(shí)施案例
[0015]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法作具體闡述。
[0016]〈實(shí)施例〉
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]如圖1所示，在本實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量裝置100包括:平行光管1、遮光板2、接收顯像屏3和導(dǎo)軌4。平行光管I包含鏡管11和聚焦物鏡12。
[0019]鏡管11具有入射口端側(cè)部11a、可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的出射口端側(cè)部Ilb和調(diào)節(jié)旋鈕11c。
[0020]聚焦物鏡12是圓形狀凸透鏡，設(shè)置在入射口處端側(cè)部Ila處，該聚焦物鏡12中心與鏡管11的中心軸共線，該聚焦物鏡12具有物方焦點(diǎn)和像方焦點(diǎn)。聚焦物鏡12像方焦距f 為 2m ο
[0021]接收顯像屏3為毛玻璃觀察屏，設(shè)置在出射口端側(cè)部Ilb的外側(cè)并且安裝在導(dǎo)軌4上，接收出光角光束通過(guò)遮光板2和平行光管I后形成的光帶從而顯像出光斑圖像。
[0022]導(dǎo)軌4設(shè)置在接收顯像屏3與平行光管I之間。接收顯像屏3可沿著導(dǎo)軌4接近或遠(yuǎn)離出射口端側(cè)部11b，從而調(diào)節(jié)接收顯像屏3與聚焦物鏡12的距離。
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量裝置的遮光板平面示意圖。
[0024]如圖2所示，在本實(shí)施例中的遮光板2包含細(xì)縫2a和細(xì)縫2b。遮光板2為圓形狀且直徑稍大于聚焦物鏡12的直徑，由于平行光管I結(jié)構(gòu)的限制，遮光板被設(shè)置在聚焦物鏡12靠近面光源的一側(cè)面上。
[0025]細(xì)縫2a和細(xì)縫2b的縫的寬度都為Imm且縫的邊緣整齊無(wú)毛刺，細(xì)縫2a和細(xì)縫2b關(guān)于聚焦物鏡12的中心相對(duì)稱，具體在本實(shí)施例中，細(xì)縫2a在遮光板2的上端部，細(xì)縫2b在遮光板2的下端部。
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的基于面光源虛像距測(cè)量結(jié)構(gòu)的測(cè)量示意圖。
[0027]如圖3所示，在本實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量方法基于面光源虛像距測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量，面光源O發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)L，該透鏡系統(tǒng)L用于改變光線傳播方向，因此光束經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)L后形成出光角光束，出光角光束具有一定出光角度。
[0028]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的基于面光源虛像距測(cè)量結(jié)構(gòu)的第一光斑圖像效果示意圖。
[0029]如圖5所示，在本實(shí)施例中的根據(jù)面光源虛像距測(cè)量方法在接收顯像屏3得到的第一光斑圖像31是兩條亮條紋和中間的一條暗條紋，在接收顯像屏3上分別標(biāo)記第一光斑圖像31的亮條紋和暗條紋的中心線31a。
[0030]第二光斑圖像所呈現(xiàn)出的效果與第一光斑圖像效果相同都為圖5中所示的效果圖，在此省略同樣說(shuō)明。
[0031]測(cè)定第一光帶位置步驟:調(diào)節(jié)出射口端側(cè)部Ilb的長(zhǎng)度，并且調(diào)節(jié)接收顯像屏3與出射口端側(cè)部Ilb之間的距離，將接收顯像屏3緊貼在出射口端側(cè)部Ilb處，使接收顯像屏3得到如圖5所示的第一光斑圖像31，記錄該第一光斑圖像31形成時(shí)接收顯像屏3所在的第一光帶位置A，測(cè)得聚焦物鏡12到第一光帶位置A的距離I1,以及標(biāo)記第一光斑圖像31在接收顯像屏3上的第一光斑位置。
[0032]測(cè)定第二光帶位置步驟，繼續(xù)移動(dòng)接收顯像屏3，使接收顯像屏3得到與第一光斑圖像31效果相同的第二光斑圖像，在此省略第二光斑圖像說(shuō)明，記錄該第二光斑圖像形成時(shí)接收顯像屏3所在的第二光帶位置B，以及測(cè)得第一光帶位置A與第二光帶位置B之間的距離為Xp
[0033]計(jì)算虛像距步驟，虛像距是沿出光角光束傳播的相反方向匯聚得到的虛光源X到透鏡系統(tǒng)L的出口之間的距離，根據(jù)牛頓公式，推導(dǎo)出虛像距計(jì)算公式，根據(jù)聚焦物鏡12的物方焦距f、像方焦距f’和透鏡系統(tǒng)L的出口到聚焦物鏡12的距離d、聚焦物鏡到第一光帶位置的距離I1以及第一光帶位置A與第二光帶位置B之間的距離X1代入虛像距計(jì)算公式，然后通過(guò)計(jì)算得到虛像距。
[0034]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的基于面光源虛像距測(cè)量結(jié)構(gòu)的觀察示意圖。
[0035]如圖4所示，圖4中省略面光源虛像距測(cè)量裝置中的鏡管11和導(dǎo)軌4，本實(shí)施例中的第一光斑圖像31和第二光斑圖像是通過(guò)接收顯像屏3被使用者觀察。使用者的視線與第一光斑圖像31的中心線31a平行。
[0036]本實(shí)施例中，在面光源虛像距測(cè)量裝置100中:鏡管入射口端側(cè)部I Ia的管口直徑為170_，大于透鏡系統(tǒng)L的出口 口徑，入射口端側(cè)部Ila接收到透鏡系統(tǒng)L的出口垂直方向射出的所有光束；鏡管I的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)范圍是1765mm?2025mm，在焦深長(zhǎng)度內(nèi)可接收顯像屏移動(dòng)接收出光角光束到呈現(xiàn)出相同的觀測(cè)效果圖即第一光斑圖像和第二光斑圖像。面光源虛像距測(cè)量裝置100中的鏡管11的中心軸與垂直于透鏡系統(tǒng)L的出口面且過(guò)透鏡系統(tǒng)L的出口中心的垂直線相共線，使平行光管I可以接受到通過(guò)透鏡系統(tǒng)L的出口垂直面射出的所有光束。
[0037]首先面光源O發(fā)出光束，光束經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)L后形成出光角光束。透鏡系統(tǒng)L的出口到聚焦物鏡12的距離為d。沿出光角光束傳播的相反方向匯聚得到虛光源X。
[0038]當(dāng)出光角光束射到遮光板2時(shí)，由于遮光板2如圖2所示形狀與聚焦物鏡12的形狀相同并且遮光板2直徑稍大于聚焦物鏡12的直徑，遮光板2盡可能多地接收從透鏡系統(tǒng)L的出口射出的出光角光束。遮光板2上的細(xì)縫2a和細(xì)縫2b關(guān)于聚焦物鏡12的中心對(duì)稱，細(xì)縫2a和細(xì)縫2b的縫寬都是1_，細(xì)縫的寬度盡量窄，長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，讓光線有明顯的偏折，使弧矢分量即光線水平方向分量不會(huì)太多，可以更好的識(shí)別光束，同時(shí)消除雜光的影響。
[0039]當(dāng)出光角光束經(jīng)過(guò)聚焦物鏡12時(shí)，聚焦物鏡12通過(guò)細(xì)縫2a和細(xì)縫2b接收到的兩束邊緣處的出光角光束，將該出光角光束形成光源像X，即為虛光源X經(jīng)過(guò)聚焦物鏡12所形成的像。
[0040]然后進(jìn)行測(cè)定第一光帶位置步驟，鏡管I的原始長(zhǎng)度值與聚焦物鏡12的像方焦距f'相等。先調(diào)節(jié)鏡管11的調(diào)節(jié)旋鈕11c，將鏡管11的出射口端側(cè)部Ilb向內(nèi)縮短一定距離，再將接收顯像屏3緊貼鏡管I的出射口端側(cè)部11b，這樣可以保證接收顯像屏3在聚焦物鏡12的像方焦距范圍內(nèi)。當(dāng)看到如圖5所示的兩條亮條紋和中間一條暗條紋的第一光斑圖像31時(shí)，則在接收顯像屏3上分別畫出該兩條亮條紋和暗條紋的中心線31a，第一光斑圖像31在接收顯像屏3上的位置即為第一光斑位置。固定接收顯像屏3，記錄此時(shí)接收顯像屏3在導(dǎo)軌4上的位置A以及記錄聚焦物鏡到第一光帶位置A的距離I。
[0041]進(jìn)一步地，進(jìn)行測(cè)定第二光帶位置步驟，繼續(xù)移動(dòng)接收顯像屏3到位置B，同樣觀察到兩條亮條紋和中間的一條暗條紋關(guān)于上一步驟畫出的中心線31a—一對(duì)稱分布的第二光斑圖像時(shí)，記錄此時(shí)接收顯像屏3在導(dǎo)軌4上的第二光帶位置B。測(cè)量接收顯像屏3在導(dǎo)軌4上從A位置移動(dòng)到B位置的距離為X1。
[0042]最后，進(jìn)行計(jì)算虛像距步驟，已知的牛頓公式是根據(jù)牛頓公式是透鏡的物方焦點(diǎn)到透鏡的物方主點(diǎn)與其像方焦點(diǎn)到透鏡的像方主點(diǎn)的乘積等于物到物方焦點(diǎn)的距離與像到像方焦點(diǎn)的距離的乘積。虛像距用s表示。根據(jù)聚焦物鏡12的物方焦距f、像方焦距f’和透鏡系統(tǒng)L的出口到聚焦物鏡12的距離d、聚焦物鏡到第一光帶位置A的距離I1以及第一光帶位置A與第二光帶位置B之間的距離X1，得到出Oq/2+l1-f’)是像X到像方焦點(diǎn)的距離，ff’ /Oq/2+lrf’)是虛光源X到物方焦點(diǎn)的距離，其中f = _f’，推導(dǎo)得到出虛像距計(jì)算公式s = ff’ /Oq/2+lrf’)-f’ +d。將已知的聚焦物鏡的物方焦距f、像方焦距f’、透鏡系統(tǒng)L的出口到聚焦物鏡12的距離d、聚焦物鏡到第一光帶位置A的距離I1以及第一光帶位置A與第二光帶位置B之間的距離X1代入該虛像距計(jì)算公式，通過(guò)計(jì)算得到虛像距S。
[0043]實(shí)施例的作用與效果
[0044]根據(jù)本發(fā)明所涉及的面光源虛像距測(cè)量裝置及其方法，面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)后形成出光角光束，出光角光束通過(guò)面光源虛像距測(cè)量裝置后，接收顯像屏上接收到光帶顯出該光帶的光斑圖像，使得接收顯像屏上形成相同效果的光斑圖像，兩次相同效果即位置光亮程度相同的光斑對(duì)稱的位置被記錄，能夠更準(zhǔn)確的得到像到像方焦點(diǎn)的距離，代入虛像距計(jì)算公式，計(jì)算得出更精確的虛像距，從而能夠提高面光源的虛像距測(cè)量的準(zhǔn)確度?；诿婀庠刺撓窬鄿y(cè)量裝置的面光源虛像距測(cè)量方法具有測(cè)得的虛像距準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0045]在本實(shí)施例中的面光源虛像距測(cè)量裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、便于移動(dòng)并且成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0046]在本實(shí)施例中的鏡管，在進(jìn)行測(cè)定第一光帶位置步驟時(shí)，將接收顯像屏緊貼鏡管的出射口端側(cè)部，通過(guò)調(diào)節(jié)鏡管的出射口端側(cè)部的長(zhǎng)度，從而確定第一光帶位置。通過(guò)調(diào)節(jié)鏡管的出射口端側(cè)部長(zhǎng)度可以更方便快捷的確定第一光帶位置。
[0047]在本實(shí)施例中的遮光板具有兩條細(xì)縫，可以濾去邊緣雜光的影響。面光源虛像距測(cè)量方法通過(guò)觀察接收顯像屏上出現(xiàn)相同效果的第一光斑圖像和第二光斑圖像，根據(jù)第一光斑圖像和第二光斑圖像來(lái)定位虛光源經(jīng)過(guò)平行光管聚焦物鏡所成像的位置，采用觀測(cè)兩次對(duì)稱性同樣效果的第一光斑圖像和第二光斑圖像來(lái)提高測(cè)量靈敏度，根據(jù)兩次測(cè)量中接收顯像屏在導(dǎo)軌上移動(dòng)的距離來(lái)計(jì)算出面光源經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的虛像距。也可以選擇使用多組細(xì)縫間距不同的遮光板，并且多次成像，將多次測(cè)量得到的第一光帶位置與第二光帶位置之間的距離取平均值，將該平均值帶入虛像距計(jì)算公式中，計(jì)算得到虛像距?？梢越档凸鈱W(xué)系統(tǒng)的誤差，使得虛像距更精確。
[0048]在本實(shí)施例中的聚焦物鏡焦距為2m，該聚焦物鏡焦距越長(zhǎng)，景深越短，焦深越長(zhǎng)，這樣在接收顯像屏與出射口端側(cè)部之間的距離有較長(zhǎng)的一段深度都可以觀察到清晰的光斑圖像，減少視覺(jué)誤差導(dǎo)致不能準(zhǔn)確定第一光帶位置和第二光帶位置的問(wèn)題，從而減小虛像距的誤差。但聚焦物鏡焦距不能過(guò)長(zhǎng)也不能過(guò)短，焦距過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致焦深過(guò)長(zhǎng)，成像效果不敏感，焦距過(guò)短則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出的虛像距誤差較大。
[0049]在本實(shí)施例中的導(dǎo)軌，將接收顯像屏設(shè)置在導(dǎo)軌上，接收顯像屏與導(dǎo)軌垂直，可沿導(dǎo)軌靠近或遠(yuǎn)離鏡管的出射口端側(cè)部，從而簡(jiǎn)單方便的確定第一光帶位置和第二光帶位置。
[0050]上述實(shí)施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0051]聚焦物鏡也不僅限為優(yōu)選案例中的凸透鏡，也可以采用反射鏡，也同樣根據(jù)面光源虛像距測(cè)量方法進(jìn)行虛像距的測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.一種面光源虛像距測(cè)量裝置，設(shè)置在由面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)改變光線傳播方向的透鏡系統(tǒng)后具有一定出光角度的出光角光束的光路上，其特征在于，包括: 聚焦物鏡，用于接收所述出光角光束并對(duì)接收到的所述出光角光束進(jìn)行成像，設(shè)置在所述透鏡系統(tǒng)的出口處，所述聚焦物鏡的像方焦距值是所述聚焦物鏡直徑值的十倍以上；遮光板，設(shè)置在所述聚焦物鏡表面上，包含關(guān)于所述聚焦物鏡的中心相對(duì)稱的兩條細(xì)縫；以及 接收顯像屏，用于接收所述出光角光束通過(guò)所述遮光板和所述聚焦物鏡后形成的光帶從而顯像出光斑，設(shè)置在所述聚焦物鏡背離所述面光源的一側(cè)， 其中，所述聚焦物鏡的直徑大于所述透鏡系統(tǒng)的出口口徑， 所述接收顯像屏的直徑大于所述聚焦物鏡的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面光源虛像距測(cè)量裝置，其特征在于，還包括: 導(dǎo)軌，設(shè)置在所述接收顯像屏與所述聚焦物鏡之間，用于調(diào)節(jié)固定所述接收顯像屏與所述聚焦物鏡之間的距離， 所述接收顯像屏設(shè)置在所述導(dǎo)軌上。
3.一種使用如權(quán)利要求1中的面光源虛像距測(cè)量裝置的面光源虛像距測(cè)量方法，將所述面光源虛像距測(cè)量裝置設(shè)置在由面光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)改變光線傳播方向的透鏡系統(tǒng)后具有一定出光角度的出光角光束的光路上，其特征在于，包括: 測(cè)定第一光帶位置步驟，調(diào)節(jié)所述接收顯像屏與所述聚焦物鏡之間的距離，使所述接收顯像屏得到清晰的兩明一暗的第一光斑圖像，記錄該第一光斑圖像形成時(shí)所述接收顯像屏所在的第一光帶位置，測(cè)得所述聚焦物鏡與所述第一光帶位置之間的距離為I1,以及標(biāo)記所述第一光斑圖像在所述接收顯像屏上的第一光斑位置； 測(cè)定第二光帶位置步驟，繼續(xù)移動(dòng)所述接收顯像屏，使所述接收顯像屏得到與所述第一光斑圖像效果相同的第二光斑圖像，記錄該第二光斑圖像形成時(shí)所述接收顯像屏所在的第二光帶位置，以及測(cè)得所述第一光帶位置與所述第二光帶位置之間的距離為X1 ； 計(jì)算虛像距步驟，所述虛像距是沿所述出光角光束傳播的相反方向匯聚得到的虛光源到所述透鏡系統(tǒng)的出口之間的距離，根據(jù)聚焦物鏡的物方焦點(diǎn)到聚焦物鏡的物方主點(diǎn)與其像方焦點(diǎn)到聚焦物鏡的像方主點(diǎn)的乘積等于物到物方焦點(diǎn)的距離與像到像方焦點(diǎn)的距離的乘積即牛頓公式，虛像距s，推導(dǎo)出虛像距計(jì)算公式s = ff’/OqA+lrfO-f’ +d，將已知的所述聚焦物鏡的物方焦距f、像方焦距f’、所述透鏡系統(tǒng)的出口到所述聚焦物鏡的距離d、所述接收顯像屏與所述聚焦物鏡之間的距離為I1和所述第一光帶位置與所述第二光帶位置之間的距離X1代入該虛像距計(jì)算公式，計(jì)算得到虛像距S。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK104019963SQ201410229310
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】黃慧, 李湘寧, 汪宇青, 隋峰 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)