本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

鏡頭的光學(xué)后焦通常是鏡頭的重要參數(shù)之一，其數(shù)值差異直接影響鏡頭的成像質(zhì)量。光學(xué)后焦數(shù)值的差異通常是由光學(xué)工件的加工誤差、結(jié)構(gòu)件的加工誤差以及鏡頭的組長誤差等多種因素引起的，因此在鏡頭完工之后通常需要對光學(xué)后焦進(jìn)行監(jiān)測。

與可見光鏡頭相比，熱成像鏡頭的的工作溫度范圍更廣，并且紅外材料與可見波段使用的玻璃材料相比，其對溫度的變化相對更敏感，因此較高的溫度折射率系數(shù)、溫度變化時光學(xué)表面的曲率半徑、光學(xué)元件的厚度以及元件之間的間隔變化等因素使得紅外光學(xué)系統(tǒng)相比可見光學(xué)系統(tǒng)受溫度影響更大。則針對熱成像鏡頭而言，除了檢測常溫條件下的光學(xué)后焦之外，還需要檢測高低溫調(diào)焦下熱成像鏡頭光學(xué)后焦的偏移。由此可見，對熱成像鏡頭的光學(xué)后焦檢測相比可見光鏡頭更復(fù)雜。

而現(xiàn)有技術(shù)中，對于熱成像鏡頭的參數(shù)檢測尤其是光學(xué)后焦檢測的方法、裝置以及檢測標(biāo)準(zhǔn)較可見光鏡頭缺乏，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有比較標(biāo)準(zhǔn)的針對熱成像鏡頭的檢測方法和裝置，使得熱成像鏡頭的相關(guān)參數(shù)檢測較難進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測裝置及檢測方法的技術(shù)方案，旨在實(shí)現(xiàn)熱成像鏡頭的光學(xué)后焦檢測，結(jié)構(gòu)簡單且檢測精度較高。

上述技術(shù)方案具體包括：

一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測裝置，其中，包括依序排列的紅外光源、標(biāo)靶、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、分光鏡、全反射鏡頭、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、紅外探測器和控制裝置；

所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡設(shè)置在一第一調(diào)整架上，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與所述紅外探測器連接，所述紅外探測器設(shè)置在一第二調(diào)整架上，所述控制裝置與所述紅外探測器連接；

所述控制裝置用于控制所述紅外探測器，并在所述控制裝置的顯示屏上顯示所述紅外探測器的成像圖像；

所述檢測裝置具有一可調(diào)整的工作狀態(tài)，于所述工作狀態(tài)下：

將包括多片由上至下層疊的鏡片的所述熱成像鏡頭設(shè)置在所述分光鏡與所述全反射鏡頭之間；

所述紅外光源、所述標(biāo)靶、所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、所述熱成像鏡頭和所述全反射鏡頭的中心同高且同軸；

所述分光鏡與系統(tǒng)光軸成45度夾角，且所述分光鏡的中心與所述系統(tǒng)光軸同高；

所述紅外探測器位于所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的后焦平面的位置，且所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、所述紅外探測器和所述分光鏡的中心同高，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與所述紅外探測器分別與所述系統(tǒng)光軸成90度夾角；

調(diào)整所述熱成像鏡頭與所述全反射鏡頭之間的距離，以使所述紅外探測器對所述標(biāo)靶成清晰像；

測量得到所述熱成像鏡頭中最下方的所述鏡片與所述全反射鏡頭之間的距離作為所述熱成像鏡頭的光學(xué)后焦值并輸出。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，其中，所述第一調(diào)整架為四維可調(diào)的調(diào)整架。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，所述第二調(diào)整架為三維可調(diào)的調(diào)整架。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，所述分光鏡朝向所述熱成像鏡頭的一面為反射面，所述分光鏡朝向所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡的一面為透明面。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，所述分光鏡的所述反射面為50％穿透50％反射的反射膜層。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，所述全反射鏡頭為鋁平面反射鏡。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，所述紅外探測器為凝視焦平面探測器。

優(yōu)選的，該檢測裝置，其中，所述紅外探測器為工作在8-12μm波長下的長波非制冷探測器。

一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測方法，其中，提供一檢測裝置，所述檢測裝置包括依序排列的紅外光源、標(biāo)靶、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、分光鏡、全反射鏡頭、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、紅外探測器和控制裝置；

所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡設(shè)置在一第一調(diào)整架上，所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與所述紅外探測器連接，所述紅外探測器設(shè)置在一第二調(diào)整架上，所述控制裝置與所述紅外探測器連接；

所述控制裝置用于控制所述紅外探測器，并在所述控制裝置的顯示屏上顯示所述紅外探測器的成像圖像；

所述檢測方法包括：

步驟S1，將包括多片由上至下層疊的鏡片的所述熱成像鏡頭設(shè)置在所述分光鏡與所述全反射鏡頭之間；

步驟S2，將所述紅外光源、所述標(biāo)靶、所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、所述熱成像鏡頭和所述全反射鏡頭的位置調(diào)整至中心同高且同軸；

步驟S3，將所述分光鏡調(diào)整至與系統(tǒng)光軸成45度夾角，并且所述分光鏡與所述系統(tǒng)光軸同高；

步驟S4，將所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和所述紅外探測器調(diào)整至使所述紅外探測器位于所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的后焦平面的位置；

步驟S5，將所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和所述紅外探測器調(diào)整至分別與所述分光鏡同高且分別與所述系統(tǒng)光軸成90度夾角；

步驟S6，調(diào)整所述熱成像鏡頭與所述全反射鏡頭之間的距離，以使所述紅外探測器對標(biāo)靶成清晰像；

步驟S7，測量得到所述熱成像鏡頭中最下方的所述鏡片與所述全反射鏡頭之間的距離作為所述熱成像鏡頭的光學(xué)后焦值并輸出。

上述技術(shù)方案的有益效果是：

1)提供一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)熱成像鏡頭的光學(xué)后焦檢測，結(jié)構(gòu)簡單且檢測精度較高，并且不僅能檢測常溫條件下的熱成像鏡頭的光學(xué)后焦，還能夠檢測熱成像鏡頭在高低溫條件下的鏡頭的光學(xué)后焦的偏移；

2)提供一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測方法，能夠支持上述檢測裝置正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，現(xiàn)提供一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測裝置的技術(shù)方案，該檢測裝置具體如圖1中所示，包括依序排列的紅外光源1、標(biāo)靶2、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3、分光鏡4、全反射鏡頭6、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7、紅外探測器8和控制裝置9；

具體地，上述實(shí)施例中：

上述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3設(shè)置在一第一調(diào)整架(圖中未示出)上；

上述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7與紅外探測器8連接；

上述紅外探測器8設(shè)置在一第二調(diào)整架(圖中未示出)上；

上述控制裝置9與紅外探測器8連接。

上述實(shí)施例中，上述控制裝置9可以為一控制計算機(jī)(PC機(jī))。

上述實(shí)施例中，上述控制裝置用于對紅外探測器進(jìn)行控制，以控制紅外探測器成像，并且將紅外探測器的成像圖像顯示在控制裝置的顯示屏上。

所謂標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，是指工作波長與上述熱成像鏡頭相符的標(biāo)準(zhǔn)的紅外鏡頭。在上述實(shí)施例中，上述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7即為同樣工作在8-12μm的標(biāo)準(zhǔn)的紅外鏡頭。

則上述實(shí)施例中，上述檢測裝置具有一可調(diào)整的工作狀態(tài)，于該工作狀態(tài)下：

1)將包括多片由上至下層疊的鏡片的熱成像鏡頭5設(shè)置在分光鏡4與全反射鏡頭6之間；

2)上述紅外光源1、標(biāo)靶2、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3、熱成像鏡頭5和全反射鏡頭6的中心同高且同軸(如圖1中所示)；

3)上述分光鏡4與系統(tǒng)光軸A成45度夾角，且分光鏡4的中心與系統(tǒng)光軸A同高；

4)上述紅外探測器8位于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7的后焦平面的位置，且該標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7、紅外探測器8和分光鏡4的中心同高，同時該標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7與紅外探測器8分別與系統(tǒng)光軸A成90度夾角；

5)上述熱成像鏡頭5與全反射鏡頭6之間的距離使得紅外探測器8對標(biāo)靶2成清晰像，即調(diào)整上述熱成像鏡頭5和全反射鏡頭6之間的距離，從而使得紅外探測器8對標(biāo)靶2成清晰像；

則上述實(shí)施例中，上述熱成像鏡頭5中包括多片由上至下層疊的鏡片(圖中未示出)。具體地，上述熱成像鏡頭5為現(xiàn)有的熱成像鏡頭，因此其中鏡片層疊的結(jié)構(gòu)和層疊方式在此不再贅述。

上述實(shí)施例中，上述熱成像鏡頭5為工作波段在8-12μm的熱成像鏡頭。

上述實(shí)施例中，上述熱成像鏡頭可以作為被測對象與上述檢測裝置進(jìn)行區(qū)分，只在對熱成像鏡頭進(jìn)行光學(xué)后焦檢測的過程將該熱成像鏡頭與檢測裝置組合使用。圖1中示出的是檢測裝置的工作狀態(tài)(即檢測狀態(tài))，因此在圖1中熱成像鏡頭5已經(jīng)被設(shè)置在分光鏡4和全反射鏡頭6之間。

上述實(shí)施例中，上述紅外光源1可以為一高溫的面源黑體，該黑體的溫度最高不超過1000℃。采用高溫黑體作為紅外光源1能夠利用黑體的溫度穩(wěn)定性保證檢測裝置的檢測穩(wěn)定性。

上述實(shí)施例中，上述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3可以為一紅外望遠(yuǎn)鏡頭，采用紅外望遠(yuǎn)鏡頭作為準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3能夠降低整個檢測裝置的制造成本。

上述實(shí)施例中，上述控制裝置9將熱成像鏡頭5中最下方的鏡片與全反射鏡頭6之間的距離作為熱成像鏡頭5的光學(xué)后焦值并輸出。

上述實(shí)施例中，所謂檢測裝置的“可調(diào)整的工作狀態(tài)”，實(shí)際是指上述1)-4)所指向的工作狀態(tài)是該檢測裝置的一個可以經(jīng)過調(diào)整達(dá)到的裝置狀態(tài)，也能夠說明檢測裝置中的各部件均是可以調(diào)節(jié)和固定的，以滿足檢測過程中的不同需求。

上述實(shí)施例中，可以采用該檢測裝置之外的測量工具(圖中未示出)對上述熱成像鏡頭5中最下方的鏡片與全反射鏡頭6之間的距離進(jìn)行測量，例如傳統(tǒng)的用于測量距離的設(shè)備(量尺等)。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述第一調(diào)整架為四維可調(diào)的調(diào)整架，具體地，上述第一調(diào)整架為上下左右俯仰偏轉(zhuǎn)四維可調(diào)的調(diào)整架。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述第二調(diào)整架為三維可調(diào)的調(diào)整架，具體地，上述第二調(diào)整架為上下左右前后三維精密可調(diào)的調(diào)整架。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，分光鏡4朝向熱成像鏡頭5的一面為反射面，分光鏡朝向準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3的一面為透明面。換言之，上述分光鏡4為半反半透分光鏡。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述分光鏡4靠近準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3的一端的透明面為高透膜層，靠近熱成像鏡頭5的一端的反射面為50％穿透50％反射的反射膜層。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述全反射鏡頭6為反射率99％的鋁平面反射鏡。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述紅外探測器8為凝視焦平面探測器。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，紅外探測器為工作在8-12μm波長下的非制冷探測器，即長波非制冷探測器。

則本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于上述處于工作狀態(tài)下的檢測裝置，對熱成像鏡頭5進(jìn)行光學(xué)后焦檢測的具體過程如下文中所述：

紅外光源1發(fā)射的紅外光依次經(jīng)過標(biāo)靶2、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3成平行光，平行光通過分光鏡4，并且經(jīng)過熱成像鏡頭5聚焦到全反射鏡頭6上。聚焦光線經(jīng)過全反射鏡頭6的反射，再經(jīng)過熱成像鏡頭5的擴(kuò)束變成平行光。平行光經(jīng)過45度放置的分光鏡4一部分被偏折90度反射到標(biāo)準(zhǔn)鏡頭7和紅外探測器8，以形成清晰的標(biāo)靶2的圖像。最后采用外部的測量工具(例如量尺等)測量熱成像鏡頭5的最后一片鏡片到全反射鏡頭6之間的距離即為該熱成像鏡頭5的光學(xué)后焦值。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于上文中所述的檢測裝置，現(xiàn)提供一種熱成像鏡頭光學(xué)后焦的檢測方法，該檢測方法具體如圖2所示，包括：

步驟S1，將包括多片由上至下層疊的鏡片的熱成像鏡頭設(shè)置在分光鏡與全反射鏡頭之間；

步驟S2，將紅外光源、標(biāo)靶、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、熱成像鏡頭和全反射鏡頭的位置調(diào)整至中心同高且同軸；

步驟S3，將分光鏡調(diào)整至與系統(tǒng)光軸成45度夾角，并且分光鏡與系統(tǒng)光軸同高；

步驟S4，將標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和紅外探測器調(diào)整至使紅外探測器位于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的后焦平面的位置；

步驟S5，將標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和紅外探測器調(diào)整至分別與分光鏡同高且分別與系統(tǒng)光軸成90度夾角；

步驟S6，調(diào)整熱成像鏡頭與全反射鏡頭之間的距離，以使紅外探測器對標(biāo)靶成清晰像；

步驟S7，測量得到熱成像鏡頭中最下方的鏡片與全反射鏡頭之間的距離作為熱成像鏡頭的光學(xué)后焦值并輸出。

上述實(shí)施例中，上述檢測裝置的其他結(jié)構(gòu)和設(shè)置均參照上文中所述，在此不再贅述。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。