一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型属于光电检测的技术领域，尤其涉及一种电控变焦透镜变焦时间的自 动检测装置。
【背景技术】
[0002] 变焦透镜在各种光学系统中扮演着重要角色，变焦透镜的使用会显著简化光学系 统。变焦透镜相对传统的光机系统，具有显著优点，如响应时间快、聚焦可调范围广、性能稳 定、重量轻、不易磨损、使用寿命长等。其中变焦透镜的变焦时间是其主要的性能指标，它直 接决定着变焦光学系统的应用。
[0003]目前变焦光学系统的变焦时间的测试是通过高速摄影的方法对变焦过程进行录 像，再将录像拆解成帧，通过计算帧的数量来计算图像变化所需要的时间；这种方法的测试 精度取决于高速摄像机帧与帧之间的时间间隔及成像质量，要想提高测量精度，必须提高 高速摄像机的帧频，这将导致在测量仪器方面的经济投入大幅增长。另外，由于大量的需要 判读大量的图像，无疑也大大增加了测试人员的工作量。
[0004] 总之，现有测量装置存在的不足主要有以下三个方面：（1)该装置的时间分辨率 取决于高速摄像机的帧频，高速摄像机的价格与帧频成一种非线性关系，这无疑极大地增 加了变焦透镜变焦时间的测量成本。（2)该装置需要判读大量的图像，容易受到主观影响， 因而精度有限。（3)该装置如何判定焦距稳定时对应的像也是一个困难，因而该装置不易实 现自动检测。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电控变焦透镜变焦时间的自动检 测装置，能够快速、准确地自动检测各种电控变焦透镜及变焦系统的变焦时间，实现检测方 便、精度高、成本低。
[0006] 实现本实用新型目的的技术解决方案为：
[0007] -种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，包括变焦透镜、电控变焦透镜驱动 模块、激光器、空间滤波和扩束模块、分光模块、光电探测器、差分放大器、数据采集与处理 模块；其中：所述电控变焦透镜驱动模块用于驱动变焦透镜，所述激光器、空间滤波和扩束 模块、分光模块、变焦透镜以及光电探测器前后依次设置，其中变焦透镜设置在分光模块的 探测光出射端，光电探测器与差分放大器相连接，差分放大器和电控变焦透镜驱动模块均 与数据采集与处理模块相连接。
[0008] 进一步的，本实用新型的一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，所述电控 变焦透镜驱动模块包括依次连接的矩形脉冲发生器和高压放大器。
[0009] 进一步的，本实用新型的一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，所述矩形 脉冲发生器的脉冲幅度为0V~200V且连续可调。
[0010] 进一步的，本实用新型的一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，所述矩形 脉冲发生器的脉冲偏置为ον~200V且连续可调。
[0011] 进一步的，本实用新型的一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，所述矩形 脉冲发生器的脉冲宽度为2ms~50s且连续可调。
[0012] 进一步的，本实用新型的一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，所述激光 器为连续激光器。
[0013] 进一步的，本实用新型的一种电控变焦透镜变焦时间的自动检测装置，所述分光 模块包括依次连接的波片、偏振分光棱镜和反射镜，其中偏振分光棱镜将入射光束分为探 测光和参考光。
[0014] 本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0015] 1、本实用新型的变焦透镜变焦时间测试的时间分辨率可达纳秒量级，测试精度 尚；
[0016] 2、本实用新型的测试装置成本低，提高了变焦透镜变焦时间测试的经济性；
[0017] 3、本实用新型的变焦透镜变焦时间测试的数据量小，且直观，能够迅速获得变焦 透镜的变焦时间，显著提高了测试效率；
[0018] 4、本实用新型使用矩形脉冲，能够一次性得到变焦透镜的正变焦和逆变焦的变焦 时间；
[0019] 5、本实用新型的测试装置操作简单。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的装置结构图；
[0021] 图2为本实用新型的近轴光线经过凸透镜时光束变换的示意图；
[0022] 图3为本实用新型的近轴光线经过凹透镜时光束变换的示意图；
[0023] 图4为本实用新型的高压矩形脉冲驱动波形；
[0024] 图5为本实用新型的实测变焦透镜变焦响应曲线。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明，本技术领域技术人员可以 理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用 新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典 中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非 像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面的实施例可以使本专业技 术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
[0026] 测量原理：
[0027] 变焦透镜驱动电压的改变，会引起变焦透镜焦距f的变化，进而会使经透镜后距 离透镜L处中心的光强^发生变化，当变焦透镜焦距f稳定时，光强I 会稳定。利用该 原理可以对变焦透镜的响应时间进行测量。
[0028] 如图2为近轴光线经过凸透镜时光束变换的示意图，当变焦透镜表现为凸透镜 时，f为变焦透镜的焦距，D。为入射光束直径，I。为入射光束中心处光强，距离变焦透镜L处 的光束直径为Dp L处的中心光强为I1D
[0029] 假设光束分布均匀，由能量守恒可得
[0033] 由几何光学可得：
[0037] 如果L相对于f足够长，则可以满足1。>> I ρ
[0038] 则上式可以改写为：
[0041] 由此可见，对于凸透镜变焦透镜来说，如果L相对于变焦透镜的焦距f足够长，则 变焦透镜的焦距与#成正比，即通过探测L就可以对变焦透镜的焦距变化规律进行研 究。
[0042] 如图3为近轴光线经过凹透镜时光束变换的示意图，当变焦透镜表现为凹透镜 时，假设变焦透镜的焦距为f，入射光束直径为D。，入射光束中心处光强为I。，距离变焦透镜 L处的光束直径为Dp L处的中心光强为^。变焦透镜对传输光线的变化特性如图3所示。
[0043] 由图3可知：
[0048]