本發(fā)明涉及變焦鏡頭的調(diào)校方法，尤其涉及一種連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校方法。

背景技術(shù)：

1、目前，連續(xù)變焦鏡頭已廣泛應(yīng)用于安防、監(jiān)控、天網(wǎng)、交通、安全生產(chǎn)和森林防火等領(lǐng)域。連續(xù)變焦鏡頭包括不同的變焦組元，由于變焦組元中既有運動組元，如變倍組和補償組，又有固定組元，如前固定組、中間固定組和后固定組，使得其整體裝調(diào)較為復(fù)雜，而快速、高質(zhì)量裝調(diào)一直是制約連續(xù)變焦鏡頭應(yīng)用的重要因素。

2、目前，連續(xù)變焦鏡頭的裝配過程中主要涉及兩項調(diào)校內(nèi)容：1.連續(xù)變焦鏡頭的成像質(zhì)量調(diào)校。連續(xù)變焦鏡頭的調(diào)校應(yīng)保證各焦距位置像面處的系統(tǒng)成像質(zhì)量，例如各焦距位置像面處的系統(tǒng)波像差或光學(xué)傳遞函數(shù)mtf滿足要求；2.連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校。由于連續(xù)變焦鏡頭在變焦全程中焦距連續(xù)變化，整體裝配完成后，應(yīng)保證變焦全程的像面一致性，也就是變焦全程需要成像一致清晰。但在連續(xù)變焦鏡頭的成像質(zhì)量調(diào)校中，主要是控制各變焦組元內(nèi)部光學(xué)透鏡的偏心、傾斜等裝配誤差，裝配過程僅單獨考慮各焦距位置對應(yīng)的像面處的成像質(zhì)量是否滿足要求，并未考慮變焦全程的成像質(zhì)量，而且測試時也是在各焦距位置對應(yīng)的像面處進(jìn)行系統(tǒng)波像差或者光學(xué)傳遞函數(shù)mtf的測試。然而連續(xù)變焦鏡頭在初始裝配過程中，由于裝配誤差（變焦組元間隔、凸輪曲線誤差等）的累積，使得各焦距位置對應(yīng)的像面并非唯一，即使各焦距位置對應(yīng)的像面處的成像質(zhì)量滿足要求，由于最終連續(xù)變焦鏡頭各焦距位置只能有一個共同的像面放置圖像探測器，若不經(jīng)像面一致性調(diào)校，則變焦全程不能一致清晰成像，因此連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校是亟待解決的問題。

3、目前，連續(xù)變焦鏡頭的裝調(diào)大多只關(guān)注其成像質(zhì)量的調(diào)校，例如趙岳等人在《應(yīng)用光學(xué)》第41卷第2期發(fā)表的“基于像差特征分析的變焦光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)”，其中提到了一種基于像差特性分析的變焦系統(tǒng)共軸性裝調(diào)方法，主要介紹了變焦鏡頭成像質(zhì)量的調(diào)校，而對于變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校并未進(jìn)行介紹。而公開號為cn?111650711a的中國專利公開了一種連續(xù)變焦系統(tǒng)裝調(diào)方法，其實現(xiàn)了連續(xù)變焦系統(tǒng)像面一致性的調(diào)校，其通過反復(fù)調(diào)整調(diào)焦組和圖像探測器的軸向位置，實現(xiàn)變焦全程的像面一致性。但該調(diào)校方法具有很明顯的局限性，其僅適用于前固定組作為調(diào)焦組，且運動組元之間無其他固定組元的連續(xù)變焦鏡頭，對于運動組元之間包含固定組元的其他變焦結(jié)構(gòu)形式并不通用。另外，該方法缺乏理論指導(dǎo)，且具有很大的盲目性，需要反復(fù)嘗試調(diào)整調(diào)焦組和成像探測器的位置，操作繁瑣，導(dǎo)致裝調(diào)效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有連續(xù)變焦系統(tǒng)像面一致性的調(diào)校方法存在的局限性大、缺乏理論指導(dǎo)、盲目性大且操作繁瑣，進(jìn)而導(dǎo)致裝調(diào)效率低下的技術(shù)難題，而提供一種連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、一種連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

4、步驟1，調(diào)整連續(xù)變焦鏡頭各變焦組元之間的距離，使其滿足設(shè)計要求；

5、步驟2，分析連續(xù)變焦鏡頭分別在短焦位置和長焦位置處各變焦組元的軸向位置獨立變化某一相同移動量時，造成的像面離焦量及像面離焦量與變焦組元移動量之間的放大倍率，獲得各變焦組元短焦和長焦的歸一化像面離焦靈敏度；根據(jù)各變焦組元短焦和長焦的歸一化像面離焦靈敏度，將對長焦像面離焦靈敏、且長焦像面離焦和短焦像面離焦靈敏度差異最大的變焦組元作為長焦最靈敏組元；

6、步驟3，像面一致性測試；

7、步驟3.1，搭建像面一致性測試裝置；所述像面一致性測試裝置包括平行光管、放置于平行光管焦面位置的鑒別率板以及同軸放置于平行光管后方的讀數(shù)顯微鏡；測試時將連續(xù)變焦鏡頭同軸放置于平行光管與讀數(shù)顯微鏡之間；

8、步驟3.2，將連續(xù)變焦鏡頭移動至短焦位置，然后調(diào)整讀數(shù)顯微鏡的軸向位置，直至鑒別率板的成像最清晰；

9、步驟3.3，將連續(xù)變焦鏡頭移動至長焦位置，通過讀數(shù)顯微鏡觀察長焦位置處鑒別率板的成像清晰度是否符合預(yù)設(shè)要求，若是，則像面一致性滿足預(yù)設(shè)要求，完成像面一致性調(diào)校；否則，調(diào)整讀數(shù)顯微鏡的軸向位置直至長焦位置處鑒別率板的成像清晰度符合預(yù)設(shè)要求，記錄讀數(shù)顯微鏡的軸向移動量和移動方向，執(zhí)行步驟4；

10、步驟4，像面一致性調(diào)校；

11、步驟4.1，根據(jù)步驟3.3記錄的讀數(shù)顯微鏡的軸向移動量和移動方向，結(jié)合步驟2中長焦最靈敏組元對應(yīng)的像面離焦量與變焦組元移動量之間的放大倍率，計算長焦最靈敏組元的軸向移動量，并確定移動方向；

12、步驟4.2，根據(jù)長焦最靈敏組元的軸向移動量和移動方向，調(diào)整長焦最靈敏組元的軸向位置，返回步驟3.2進(jìn)行循環(huán)調(diào)整，直至步驟3.3中連續(xù)變焦鏡頭移動至長焦位置時讀數(shù)顯微鏡觀察的長焦位置處鑒別率板的成像清晰度符合預(yù)設(shè)要求，完成像面一致性調(diào)校。

13、進(jìn)一步地，步驟1之前還包括步驟a：

14、將連續(xù)變焦鏡頭中各運動組元鏡筒上銷釘中心點與對應(yīng)運動組元鏡筒內(nèi)首片透鏡軸向頂點之間的距離調(diào)整至預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

15、進(jìn)一步地，步驟a中，連續(xù)變焦鏡頭中各運動組元鏡筒上銷釘中心點與對應(yīng)運動組元鏡筒內(nèi)首片透鏡軸向頂點之間的距離公差小于等于0.05mm。

16、進(jìn)一步地，步驟1具體為：

17、相鄰兩個固定組元之間的間隔、相鄰運動組元與固定組元之間的間隔均根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計公差要求進(jìn)行調(diào)整，相鄰兩個運動組元之間的間隔根據(jù)凸輪曲線進(jìn)行約束。

18、進(jìn)一步地，步驟2中，采用光學(xué)設(shè)計軟件code?v或zemax，分析連續(xù)變焦鏡頭分別在短焦位置和長焦位置處各變焦組元的軸向位置獨立變化某一相同移動量時，造成的像面離焦量以及像面離焦量與變焦組元移動量之間的放大倍率。

19、進(jìn)一步地，步驟2中，移動量取正值或取負(fù)值；移動量為±0.05mm或±0.1mm。

20、進(jìn)一步地，步驟3.1中，平行光管的焦距大于連續(xù)變焦鏡頭長焦焦距的3倍；讀數(shù)顯微鏡的數(shù)值孔徑大于連續(xù)變焦鏡頭的最大數(shù)值孔徑。

21、本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下：

22、1、本發(fā)明提供的一種連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校方法，以光學(xué)設(shè)計理論分析作為裝調(diào)過程的指導(dǎo)，通過分析連續(xù)變焦鏡頭中各變焦組元短焦和長焦的歸一化像面離焦靈敏度，結(jié)合離焦靈敏的變焦組元的像面離焦量與變焦組元移動量之間放大倍率的關(guān)系，找到需調(diào)整的變焦組元并確定該變焦組元的軸向移動量和移動方向，避免了現(xiàn)有連續(xù)變焦鏡頭像面一致性調(diào)校方法存在的缺乏理論指導(dǎo)、操作盲目性大以及操作繁瑣導(dǎo)致的變焦鏡頭裝調(diào)效率低下的技術(shù)難題，可以廣泛應(yīng)用于各種連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校中。

23、2、本發(fā)明提供的一種連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校方法，實質(zhì)上研究了連續(xù)變焦鏡頭中影響像面一致性的因素，為裝調(diào)提供了指導(dǎo)，避免鏡頭裝配中漫無目的地反復(fù)拆裝，既保證了變焦鏡頭最終成像質(zhì)量，又節(jié)省了裝配時間，對提高連續(xù)變焦鏡頭的裝配效率意義重大，具有操作簡單、高效、實用等特點。

24、3、?本發(fā)明提供的連續(xù)變焦鏡頭的像面一致性調(diào)校方法，不受連續(xù)變焦鏡頭結(jié)構(gòu)的限制，無論對于運動組元之間無其他固定組元的連續(xù)變焦鏡頭，還是包含固定組元的連續(xù)變焦鏡頭均適用，提高了方法的通用性和普適性。