[发明专利]一种焦点位置检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种焦点位置检测装置，其特征在于：包括基座(400)，在所述基座(400)上设有用于产生激光光束的光束发生器(100)；

在所述基座(400)上位于光束发生器(100)的一侧设有用于固定接收激光光束的透镜(201)或光学系统的透镜夹持器(200)；

在所述基座(400)上沿透镜(201)或光学系统光轴方向依次设有用于产生激光散斑效应的毛玻璃(301)、用于产生散光散斑颗粒的半透明漫反射屏(302)及用于摄取半透明漫反射屏(302)上的散斑颗粒的成像单元(303)；

所述毛玻璃(301)、半透明漫反射屏(302)及成像单元(303)底端连接于滑块(401)上，所述滑块(401)一端连接有步进电机(403)，所述步进电机(403)连接有数据处理单元(500)，所述滑块(401)在步进电机(403)控制下在所述基座(400)上沿透镜(201)或光学系统光轴方向相对移动；

所述成像单元(303)与所述数据处理单元(500)连接。

2.按照权利要求1所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述光束发生器(100)，由发出激光光束的激光器(101)及对激光光束进行扩束的扩束镜(102)构成。

3.按照权利要求1或2所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述透镜夹持器(200)，由支架、固定筒(203)及压接筒(202)构成，所述支架底端连接在所述基座(400)上，所述支架顶端为筒状固定架(204)；在固定架(204)的一端上具有一基准平面，该基准平面上设有凸起的基准点(205)，该基准点(205)与透镜(201)一侧表面中心相接触；所述固定筒(203)外表面与所述固定架(204)内壁螺纹连接；所述压接筒(202)外表面与所述固定筒(203)内壁螺纹连接，且所述压接筒(202)一端压在所述透镜(201)的另一侧表面边缘上。

4.按照权利要求3所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述激光器(101)的峰值波长为可见光。

5.按照权利要求4所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述扩束镜(102)为开普勒型扩束镜或加利略型扩束镜。

6.按照权利要求5所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述成像单元(303)包括成像镜头及光电探测器件。

7.按照权利要求6所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述半透明漫反射屏(302)可见光透过率大于5％。

8.按照权利要求7所述的焦点位置检测装置，其特征在于：在所述基座(400)上设有供所述滑块(401)移动的导轨(402)，所述导轨(402)工作距离大于10mm。

9.按照权利要求8所述的焦点位置检测装置，其特征在于：所述步进电机(403)通过丝杆传动控制滑块(401)移动。

10.一种权利要求1至9任一项所述的焦点位置检测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤；

(1)首先利用透镜夹持器固定好透镜，再打开激光器及扩束镜；

(2)由数据处理单元控制步进电机，步进电机再控制滑块在基座的导轨上移动，成像单元摄取半透明漫反射屏上的散斑颗粒，并将图像信息反馈给数据处理单元；

(3)在滑块沿导轨移动一个行程后，数据处理单元根据成像单元反馈的信息直接计算出半透明漫反射屏上散斑颗粒最大的图像的相对位置信息，再计算出透镜正对毛玻璃一面中心到与透镜相对的毛玻璃一侧表面间的距离，毛玻璃所在位置即为透镜或光学系统的焦点位置；最后数据处理单元将距离参数输出到监视器上。