[发明专利]一种基于牛顿环测量镜头焦距的方法

摘要

本发明公开了一种基于牛顿环测量镜头焦距的方法，包括搭建自动调焦的光路，在同一轴线上从上到下依次安置调焦光源、牛顿环菲林图、调焦透镜、镜头、镜头安装座，制备牛顿环菲林图，设计图像处理算法。通过牛顿环菲林图设计算法由成像自动查找牛顿环，针对图像处理算法得到相应型号的清晰度评价参数，图像处理算法计算出最高的清晰度值便是最清晰点；通过牛顿环菲林图设计清晰度调焦算法，不仅速度快、准确率高，而且通过此方法对各种型号镜头的清晰度都可以有效的进行分析判断，提高了生产效率，应用到自动调焦设备上可以更准确的量化产品质量，对提高工厂产品自动化有很高的应用价值。

主权项

一种基于牛顿环测量镜头焦距的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、搭建调焦的光路：在同一轴线上从上到下依次安置调焦光源、牛顿环菲林图、调焦透镜、被调焦镜头、镜头安装座；步骤2、制备牛顿环菲林图：采用牛顿环的干涉现象设计菲林片，使牛顿环在镜头上的成像，达到了镜头的极限分辨率；牛顿环菲林图白线和黑线的宽度根据镜头在增距镜下成像的视野大小和镜头的分辨率来设计，具体计算方法如下：像素分辨率=视野大小（mm）/像素个数（pix）黑线白线宽度和=宽边像素分辨率*2；步骤3、设计图像处理算法：一般图像在达到最清晰点时，边界处会有明显的边缘，利用此特征去分割图像，然后利用算法给出评价参数；对于设计的牛顿环菲林图适应于多种较为常用的、具有代表性的清晰度算法,如通过以下算子都可以应用到牛顿环菲林图检测清晰度中；（1）梯度函数分别对图像提取水平和垂直方向的梯度值，定义图像清晰度定义如下：的形式如下：其中：T是给定的边缘检测阈值，和分别是像素点处水平和垂直方向边缘检测算子的卷积；（2）能量梯度函数 能量梯度函数定义如下：（3）灰度方差函数当完全聚焦时，图像最清晰，图像中的高频分量也最多，故可将灰度变化作为聚焦评价的依据，灰度方差法的公式如下：步骤4、通过步骤2得到的牛顿环菲林图设计算法由成像自动查找牛顿环，针对步骤3得到的图像处理算法得到相应型号的清晰度评价参数，图像处理算法计算出最高的清晰度值便是最清晰点；步骤5、在调焦环境下可手动或者利用机械转动镜头实时计算中心牛顿环的清晰度值以及边缘四个角的清晰度值，并记录测试中心最清晰位置和边缘清晰度的关系。