CN109253867B - 一种光学系统焦距测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学系统焦距测量系统及方法，包括激光点照明定位模块、分光镜、点探测定位模块、标准平面镜、测角设备，激光点照明定位模块，在被测光学系统的焦点上发射激光光源，激光透过分光镜进入被测光学系统，继而形成平行光出射，平行光经标准平面镜反射回到被测光学系统汇聚形成准直光，准直光经分光镜反射形成反射自准直焦点，测角设备测量标准平面镜与被测光学系统光轴的夹角，探测定位模块对反射自准直焦点进行定位；测量标准平面镜与测光学系统光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy，根据像高与焦距关系，计算得到被测光学系统的焦距。该方法焦点定位准确，适用于空间光学遥感器的大口径长焦距光学镜头的装调、检测。

Description

一种光学系统焦距测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种光学系统焦距测量系统及方法，特别是结合激光共焦技术、自准直技术以及精密测角原理实现的方法。在光学系统特别是大口径长焦距透镜、镜头等光学系统的制造和检测中有重要应用。

背景技术

焦距是光学系统极为重要的光学参数。在光学系统特别是长焦距大口径光学系统中，对焦距的准确测量尤为关键。典型长焦距大口径光学系统有空间光学系统、激光核聚变光学系统。在空间光学系统中，镜头焦距的准确测量关系到图像地面分辨率的准确性，关系到光学镜头与焦面器件的准确装配。在激光核聚变光学系统中，透镜焦距的准确测量则关系到强激光的准直、聚焦和光束质量等关键特性。

目前在空间光学系统中多采用基于五棱镜定焦的精密测角法，即用五棱镜法对玻罗板定焦，定焦精度低，采用经纬仪人眼瞄准对数，测角精度低，因而相对测量精度仅有±1％。在激光核聚变光学系统中的透镜测焦距测量方面，美国国家点火装置采用激光干涉组合焦距测量方法实现了对7m焦距±0.01％的相测量精度，该方法受限于干涉仪和参考透镜口径；国内神光III采用多种方法：激光共焦组合焦距测量方法实现了对5m焦距±0.013％的相测量精度，但该方法受限于共焦传感器口径和参考透镜口径；改进精密测角法采用波前传感器对激光光源进行精密定位，实现了对7m焦距±0.2％的相测量精度，该方法受限于波前传感器口径；泰伯莫尔法实现了对7m焦距±0.02％的相对测量精度，该方法受限于激光准直口径和Ronchi光栅口径。

上述方法中，基于五棱镜定焦的精密测角法精度低、其他方法测量口径难以突破，无法满足10m以上更长焦距米级口径光学系统的焦距精确测量测量。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种光学系统焦距测量方法，解决光学系统焦距测量时焦点定位精度低的问题。

本发明的技术解决方案是：一种光学系统焦距测量系统，其特征在于包括激光点照明定位模块、分光镜、点探测定位模块、标准平面镜、测角设备，其中：

激光点照明定位模块，在被测光学系统的焦点上发射激光激光光源，激光透过分光镜进入被测光学系统，继而形成平行光出射，平行光经标准平面镜反射回到被测光学系统汇聚形成准直光，准直光经分光镜反射形成反射自准直焦点，测角设备测量标准平面镜与被测光学系统光轴的夹角，探测定位模块对反射自准直焦点进行定位；通过调整测量标准平面镜相对于光轴的夹角，测量标准平面镜与测光学系统光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy，根据像高与焦距关系，计算得到被测光学系统的焦距。

所述激光点照明定位模块包括激光光源、照明分光镜、照明物镜、点照明针孔、照明探测器，其中，激光光源位于照明物镜的像方焦点上，点照明针孔位于照明物镜的物方焦点上，照明分光镜用于将激光光源和照明物镜之间，照明探测器位于由照明分光镜反射形成的照明物镜像方焦点上。

所述照明物镜的F数小于等于被测光学系统的F数。

所述点探测定位模块包括定位探测器、探测物镜、点探测针孔，其中，定位探测器位于探测物镜的像方焦点上，点探测针孔位于探测物镜的物方焦点上。

所述探测物镜的F数小于等于被测光学系统的F数。

本发明的另一个技术解决方案是：一种光学系统焦距测量方法，该方法包括如下步骤：

s1、调整激光点照明定位模块的位置，在被测光学系统的焦点上发射激光激光光源，使得激光透过分光镜进入被测光学系统，继而形成平行光出射；

s2、在被测光学系统物方垂直于被测光学系统光轴的位置放置标准平面镜，使平行光经标准平面镜反射回到被测光学系统汇聚形成准直光，准直光经分光镜反射形成反射自准直焦点；

s3、采用探测定位模块对反射自准直焦点进行定位，测量标准平面镜与被测光学系统光轴的夹角；

s4、调整测量标准平面镜的姿态，改变测量标准平面镜与测光学系统光轴的夹角，之后，再次测量标准平面镜与被测光学系统光轴的夹角；

s5、采用探测定位模块对反射自准直焦点再次定位，计算标准平面镜与测光学系统光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy；

s6、重复步骤s4～步骤s5，得到一组标准平面镜与测光学系统光轴的夹角变化Δθ_i对应的反射自准直焦点的位置变化Δy_i，i＝1～N依据像高与焦距关系，采用最小二乘方法，计算得到被测光学系统的焦距。

所述激光点照明定位模块包括激光光源、照明分光镜、照明物镜、点照明针孔、照明探测器，其中，激光光源位于照明物镜的像方焦点上，点照明针孔位于照明物镜的物方焦点上，照明分光镜用于将激光光源和照明物镜之间，照明探测器位于由照明分光镜反射形成的照明物镜像方焦点上。

所述步骤s1的具体方法为：

(1.1)、调整激光点照明定位模块的位置使点照明针孔在被测光学系统的设计焦点上；

(1.2)、打开激光点照明定位模块发射照明激光光源，使得照明激光光源经过分光镜进入被测光学系统，继而形成平行光出射，然后经标准平面镜反射回被测光学系统汇聚，汇聚后的激光经分光镜透射后形成自准直焦点；

(1.3)、调整激光点照明定位模块的位置，直到照明探测器上形成自准直焦点的探测光斑，这样就将激光点照明定位模块的点照明针孔初步定位在被测光学系统的实际焦点上。

(1.4)、进一步整激光点照明定位模块的位置，使光斑的光强达到最大值，从而使将激光点照明定位模块的点照明针孔精确定位在被测光学系统的实际焦点上。

所述点探测定位模块包括定位探测器、探测物镜、点探测针孔，其中，定位探测器位于探测物镜的像方焦点上，点探测针孔位于探测物镜的物方焦点上。

采用探测定位模块对反射自准直焦点进行定位的方法为：

(3.1)、调整点探测定位模块的位置，使点探测针孔在被测光学系统的设计反射自准直焦点上；

(3.2)、打开激光点照明定位模块发射照明激光光源，使得照明激光光源经过分光镜进入被测光学系统，继而形成平行光出射，然后经标准平面镜反射回被测光学系统汇聚，汇聚后的激光经分光镜反射后形成反射自准直焦点；

(3.3)、调整点探测定位模块的位置，激光通过点探测针孔，探测物镜汇聚，在定位探测器上形成探测光斑，这样就将点探测定位模块的点探测针孔初步定位在被测光学系统的实际反射自准直焦点上。

(3.4)、进一步调整点探测定位模块的位置，使探测光斑的光强达到最大值，从而使将点探测定位模块的点探测针孔精确定位在被测光学系统的实际反射自准直焦点上。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明运用了激光共焦测量的技术手段，解决了现有大口径长焦光学镜头焦距测试过程中，引入的焦面或焦点的定位测量结果的重复性和准确性无法保证、可测口径受限等问题，具有较高的重复性、准确性和实用性；

(2)、本发明采用光学自准直技术手段，实现对自准直焦点的高精度定位和测量，因而能够提高焦点位置变化Δy的测量准确度和精度，因而从根本上解决了现有精密测角法因定焦精度低带来的对Δy测量准确度和精度低的问题；

(3)、本发明采用最小二乘法数据处理数据，能够消除因调整精度有限造成的标准平面反射镜与被测光学系统光轴的初始夹角偏差α的影响，因而能够提高焦距计算的可信度。

(4)、本发明利用激光共焦自准直光学系统的横向和轴向光强响应的峰值出现在激光点照明定位模块的照明物镜焦点与被测光学系统的焦点精密重合时这一特点，将激光点照明定位模块出射的激光光源精密定焦在被测光学系统的像方轴上焦点上。

(5)、本发明利用激光共焦自准直光学系统的横向和轴向光强响应的峰值出现在点探测定位模块的探测物镜焦点与被测光学系统的焦点精密重合时这一特点，将点探测定位模块的探测物镜的焦点精确定位在被测光学系统的反射自准直焦面上、并对反射自准直轴上和轴外焦点准确定位；

(6)、本发明采用高精度测角设备，提高Δθ的测量精度；

(7)、本发明被测光学系统的口径仅受限于标准平面镜的口径，可实现在标准平面镜口径以内光学系统的检测，能够解决大口径长焦距透镜、镜头的焦距测量。

附图说明

图1是本发明实施例的方法实施示意图。

图2是本发明实施例的激光共焦自准直光学系统横向和轴向响应示意图。

图3是本发明实施例的焦距测量示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种光学系统焦距测量系统即激光共焦自准直光学系统，利用激光共焦自准直光学系统入射焦点和自准直焦点的严格的共轭特性、轴向精密定焦特性和横向高分辨特性，实现将激光点照明定位模块出射的激光光源精密定位在激光共焦自准直光学系统的轴上入射焦点、将点探测定位模块精密定位在激光共焦自准直光学系统的自准直轴上焦点、轴外焦点上，测得两者之间的位置的准确变化Δy；同步采用精密测角设备，对自准直轴上焦点、轴外焦点相应视场角变化2Δθ的准确测量，之后利用焦距与视场角和像高关系公式计算焦距f，实现对被测光学系统焦距的准确测量，操作简单且判据客观精确，易于实现自动化测量，能够满足各类光学系统光学制造和检测中对焦距测量需要。

如图1所示，所述系统硬件包括激光点照明定位模块1、分光镜2、点探测定位模块3、标准平面镜6、测角设备7，其中：

激光点照明定位模块1，在被测光学系统5的焦点上发射激光激光光源，激光透过分光镜2进入被测光学系统5，继而形成平行光出射，平行光经标准平面镜6反射回到被测光学系统5汇聚形成准直光，准直光经分光镜2反射形成反射自准直焦点，测角设备7测量标准平面镜6与被测光学系统5光轴的夹角，探测定位模块3对反射自准直焦点进行定位；通过调整测量标准平面镜6相对于光轴的夹角，测量标准平面镜6与测光学系统5光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy，根据像高与焦距关系，计算得到被测光学系统5的焦距。

所述激光点照明定位模块1包括激光光源101、照明分光镜102、照明物镜103、点照明针孔104、照明探测器105，其中，激光光源101位于照明物镜103的像方焦点上，点照明针孔104位于照明物镜103的物方焦点上，照明分光镜102用于将激光光源101和照明物镜103之间，照明探测器105位于由照明分光镜102反射形成的照明物镜103像方焦点上。所述照明探测器105可以是点探测器，也可以是面阵图像探测器。所述照明物镜103的F数小于等于被测光学系统5的F数。可以根据被测光学系统5的F数更换，使之与被测光学系统5的F数匹配。

激光光源101产生激光，激光透过分光镜102后由照明物镜103聚焦并经照明针孔104出射，同时，经分光镜2透射的激光，经过照明针孔104、照明物镜103汇聚，汇聚后的激光经照明分光镜102反射在照明探测器105上形成探测光斑。

所述点探测定位模块3包括定位探测器301、探测物镜303、点探测针孔302，其中，定位探测器301位于探测物镜303的像方焦点上，对入射激光光斑进行整形滤波，点探测针孔302位于探测物镜303的物方焦点上。探测定位模块3的定位探测器301可以是点探测器，也可以是面阵图像探测器。所述探测物镜303的F数小于等于被测光学系统5的F数。可以根据被测光学系统5的F数更换，使之与被测光学系统5的F数匹配。

基于上述光学系统焦距测量系统，本发明还提供了一种光学系统焦距测量方法，该方法包括如下步骤：

s1、调整激光点照明定位模块1的位置，在被测光学系统5的焦点上发射激光光源，使得激光透过分光镜2进入被测光学系统5，继而形成平行光出射；具体方法为：

1.1、调整激光点照明定位模块1的位置使点照明针孔104在被测光学系统5的设计焦点上；

1.2、打开激光点照明定位模块1发射照明激光光源，使得照明激光光源经过分光镜2进入被测光学系统5，继而形成平行光出射，然后经标准平面镜6反射回被测光学系统5汇聚，汇聚后的激光经分光镜2透射后形成自准直焦点；

1.3、调整激光点照明定位模块1的位置，直到照明探测器105上形成自准直焦点的探测光斑，这样就将激光点照明定位模块1的点照明针孔104初步定位在被测光学系统5的实际焦点上。

1.4、进一步整激光点照明定位模块1的位置，使光斑的光强达到最大值，从而使将激光点照明定位模块1的点照明针孔104精确定位在被测光学系统5的实际焦点上。

具体为：

定义被测光学系统5的光轴方向为Z方向，垂直于被测光学系统5的光轴方向的平面为XOY平面，沿X方向上连续驱动激光点照明定位模块1，通过照明探测器105测量光斑光强并同步记录激光点照明定位模块1的点照明针孔104在X方向上位置，然后拟合光强与横向位置关系曲线获得光强峰值及其对应的X方向位置xImax，驱动激光点照明定位模块1使其点照明针孔104定位在xImax处，接着采用同样方法使其点照明针孔104定位在Y方向的yImax处；接着采用同样方法使其点照明针孔104定位在轴向Z方向的zImax处；这样就将由激光点照明定位模块1出射的激光光源精密定位在被测光学系统5的像方轴上焦点位置上，此时透射自准直焦点和像方轴上焦点精密重合，为激光共焦自准直光学系统提供位置精准的激光光源照明。

该步骤利用了激光共焦自准直光学系统的横向和轴向光强响应的峰值出现在激光点照明定位模块1的照明物镜103焦点与被测光学系统5的透射自准直焦点精密重合时这一特点，将激光共焦显微照明系统1出射的激光光源精密定位在被测光学系统5的像方轴上焦点上，为激光共焦自准直光学系统提供位置精准的点照明。

s2、在被测光学系统5物方垂直于被测光学系统5光轴的位置放置标准平面镜6，使平行光经标准平面镜6反射回到被测光学系统5汇聚形成准直光，准直光经分光镜2反射形成反射自准直焦点；

s3、采用探测定位模块3对反射自准直焦点进行定位。由于标准平面镜6姿态调整精度有限，实际情况中，只能调整标准平面镜6使其反射面与被测光学系统5的光轴尽可能垂直，因此，需要采用测量标准平面镜6与被测光学系统5光轴的夹角。

采用探测定位模块3对反射自准直焦点进行定位的方法为：

3.1、调整点探测定位模块3的位置，使点探测针孔302在被测光学系统5的设计反射自准直焦点上；

3.2、打开激光点照明定位模块1发射照明激光光源，使得照明激光光源经过分光镜2进入被测光学系统5，继而形成平行光出射，然后经标准平面镜6反射回被测光学系统5汇聚，汇聚后的激光经分光镜2反射后形成反射自准直焦点；

3.3、调整点探测定位模块3的位置，激光通过点探测针孔302，探测物镜303汇聚，在定位探测器301上形成探测光斑，这样就将点探测定位模块3的点探测针孔302初步定位在被测光学系统5的实际反射自准直焦点上。

3.4、进一步调整点探测定位模块3的位置，使探测光斑的光强达到最大值，从而使将点探测定位模块3的点探测针孔302精确定位在被测光学系统5的实际反射自准直焦点上。

具体为：

同样，定义被测光学系统5的反射自准直光轴方向为Z’方向，垂直于被测光学系统5的反射自准直光轴方向的平面为X’OY’平面。利用图2所示，激光共焦自准直光学系统的横向和轴向响应对点探测定位模块3精密定位，具体方法是：在横向X’方向上连续驱动点探测定位模块3，同步测量光斑光强和横向位置，然后拟合光强与横向位置关系曲线获得光强峰值及其对应的横向位置xImax’，驱动点探测定位模块3使其点探测针孔302定位xImax’处，接着采用同样方法使其点探测针孔302定位在横向Y’方向的yImax’处；接着采用同样方法使其点探测针孔302定位在轴向X’方向的zImax’处；这样就将由点探测定位模块3的点探测针孔302精密定位在被测光学系统5的反射自准直轴上焦点位置上，此时反射自准直轴上焦点和像方轴上焦点共轭，为激光共焦自准直光学系统提供位置精准的点探测；测量并记录此时反射自准直焦点的位置y0。

该步骤利用激光共焦自准直光学系统的横向和轴向光强响应的峰值出现在点探测定位模块3的探测物镜303焦点与被测光学系统5的反射自准直焦点精密重合时这一特点，实现对反射自准直轴上、轴外焦点的准确定位和焦点位置的准确测量。

当点探测定位模块3的定位探测器301测的极大值时，激光点照明定位模块1的照明物镜103的焦点与点探测定位模块3的探测物镜303的焦点共轭；

s4、调整测量标准平面镜6的姿态，改变测量标准平面镜6与测光学系统5光轴的夹角，之后，再次测量标准平面镜6与被测光学系统5光轴的夹角；

驱动标准平面镜6使其转过一微小角度，测量此时标准平面镜3的角度θ₁，测量并记录此时反射自准直焦点的位置y1；记焦点位置变化为Δy₁＝y₁-y₀；标准反射镜角度变化为Δθ₁＝θ₁-θ₀，焦点对应视场角的变化为2Δθ₁。

s5、探测定位模块3对反射自准直焦点再次定位，计算标准平面镜6与测光学系统5光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy；

s6、重复步骤s4～步骤s5，得到一组标准平面镜6与测光学系统5光轴的夹角变化Δθ_i对应的反射自准直焦点的位置变化Δy_i,i＝2,...n，依据像高与焦距关系，采用最小二乘方法，计算得到被测光学系统5的焦距。

像高与焦距关系为：

ftan(2Δθ+2α)＝Δy

s7、由ftan(2Δθ+2α)＝Δy,通过最小二乘法处理，得到被测光学镜头的焦距f和标准平面反射镜与被测光学系统光轴的初始夹角偏差α。

结合精密测角设备7，对反射自准直轴上、轴外焦点相应视场角的准确测量，并结合最小二乘数据处理方法，分离标准平面镜6与被测光学系统5的初始调整误差，实现对被测光学系统5的焦距准确测量。

本发明操作简单且判据客观精确，焦点定位精确，易于实现自动化测量，在空间光学遥感器的大口径长焦距光学镜头的装调、检测中，在激光核聚变光学系统的大口径长焦距透镜的检测中有着十分重要的应用，也可用于各类常规口径焦距光学系统的焦距、顶焦距测量。

本说明书未进行详细描述部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (9)

1.一种光学系统焦距测量系统，其特征在于包括激光点照明定位模块(1)、分光镜(2)、点探测定位模块(3)、标准平面镜(6)、测角设备(7)，其中：

激光点照明定位模块(1)，在被测光学系统(5)的焦点上发射激光光源，激光透过分光镜(2)进入被测光学系统(5)，继而形成平行光出射，平行光经标准平面镜(6)反射回到被测光学系统(5)汇聚形成准直光，准直光经分光镜(2)反射形成反射自准直焦点，测角设备(7)测量标准平面镜(6)与被测光学系统(5)光轴的夹角，探测定位模块(3)对反射自准直焦点进行定位；通过调整测量标准平面镜(6)相对于光轴的夹角，测量标准平面镜(6)与被 测光学系统(5)光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy，根据像高与焦距关系，计算得到被测光学系统(5)的焦距；

所述激光点照明定位模块(1)包括激光光源(101)、照明分光镜(102)、照明物镜(103)、点照明针孔(104)、照明探测器(105)，其中，激光光源(101)位于照明物镜(103)的像方焦点上，点照明针孔(104)位于照明物镜(103)的物方焦点上，照明分光镜(102)用于将激光光源(101)和照明物镜(103)之间，照明探测器(105)位于由照明分光镜(102)反射形成的照明物镜(103)像方焦点上。

2.根据权利要求1所述的一种光学系统焦距测量系统，其特征在于所述照明物镜(103)的F数小于等于被测光学系统(5)的F数。

3.根据权利要求1所述的一种光学系统焦距测量系统，其特征在于所述点探测定位模块(3)包括定位探测器(301)、探测物镜(303)、点探测针孔(302)，其中，定位探测器(301)位于探测物镜(303)的像方焦点上，点探测针孔(302)位于探测物镜(303)的物方焦点上。

4.根据权利要求3所述的一种光学系统焦距测量系统，其特征在于所述探测物镜(303)的F数小于等于被测光学系统(5)的F数。

5.基于权利要求1所述系统的一种光学系统焦距测量方法，其特征在于包括如下步骤：

s1、调整激光点照明定位模块(1)的位置，在被测光学系统(5)的焦点上发射激光光源，使得激光透过分光镜(2)进入被测光学系统(5)，继而形成平行光出射；

s2、在被测光学系统(5)物方垂直于被测光学系统(5)光轴的位置放置标准平面镜(6)，使平行光经标准平面镜(6)反射回到被测光学系统(5)汇聚形成准直光，准直光经分光镜(2)反射形成反射自准直焦点；

s3、采用探测定位模块(3)对反射自准直焦点进行定位，测量标准平面镜6与被测光学系统(5)光轴的夹角；

s4、调整测量标准平面镜(6)的姿态，改变测量标准平面镜(6)与被测光学系统(5)光轴的夹角，之后，再次测量标准平面镜(6)与被测光学系统(5)光轴的夹角；

s5、采用探测定位模块(3)对反射自准直焦点再次定位，计算标准平面镜(6)与被测光学系统(5)光轴的夹角变化Δθ对应的反射自准直焦点的位置变化Δy；

s6、重复步骤s4～步骤s5，得到一组标准平面镜(6)与被测光学系统(5)光轴的夹角变化Δθ_i对应的反射自准直焦点的位置变化Δy_i，i＝1～N依据像高与焦距关系，采用最小二乘方法，计算得到被测光学系统(5)的焦距。

6.根据权利要求5所述的一种光学系统焦距测量方法，其特征在于所述激光点照明定位模块(1)包括激光光源(101)、照明分光镜(102)、照明物镜(103)、点照明针孔(104)、照明探测器(105)，其中，激光光源(101)位于照明物镜(103)的像方焦点上，点照明针孔(104)位于照明物镜(103)的物方焦点上，照明分光镜(102)用于将激光光源(101)和照明物镜(103)之间，照明探测器(105)位于由照明分光镜(102)反射形成的照明物镜(103)像方焦点上。

7.根据权利要求6所述的一种光学系统焦距测量方法，其特征在于所述步骤s1的具体方法为：

(1.1)、调整激光点照明定位模块(1)的位置使点照明针孔(104)在被测光学系统(5)的设计焦点上；

(1.2)、打开激光点照明定位模块(1)发射照明激光光源，使得照明激光光源经过分光镜(2)进入被测光学系统(5)，继而形成平行光出射，然后经标准平面镜(6)反射回被测光学系统(5)汇聚，汇聚后的激光经分光镜(2)透射后形成自准直焦点；

(1.3)、调整激光点照明定位模块(1)的位置，直到照明探测器(105)上形成自准直焦点的探测光斑，这样就将激光点照明定位模块(1)的点照明针孔(104)初步定位在被测光学系统(5)的实际焦点上；

(1.4)、进一步整激光点照明定位模块(1)的位置，使光斑的光强达到最大值，从而使将激光点照明定位模块(1)的点照明针孔(104)精确定位在被测光学系统(5)的实际焦点上。

8.基于权利要求5所述系统的一种光学系统焦距测量方法，其特征在于所述点探测定位模块(3)包括定位探测器(301)、探测物镜(303)、点探测针孔(302)，其中，定位探测器(301)位于探测物镜(303)的像方焦点上，点探测针孔(302)位于探测物镜(303)的物方焦点上。

9.根据权利要求8所述的一种光学系统焦距测量方法，其特征在于采用探测定位模块(3)对反射自准直焦点进行定位的方法为：

(3.1)、调整点探测定位模块(3)的位置，使点探测针孔(302)在被测光学系统(5)的设计反射自准直焦点上；

(3.2)、打开激光点照明定位模块(1)发射照明激光光源，使得照明激光光源经过分光镜(2)进入被测光学系统(5)，继而形成平行光出射，然后经标准平面镜(6)反射回被测光学系统(5)汇聚，汇聚后的激光经分光镜(2)反射后形成反射自准直焦点；

(3.3)、调整点探测定位模块(3)的位置，激光通过点探测针孔(302)，探测物镜(303)汇聚，在定位探测器(301)上形成探测光斑，这样就将点探测定位模块(3)的点探测针孔(302)初步定位在被测光学系统(5)的实际反射自准直焦点上；

(3.4)、进一步调整点探测定位模块(3)的位置，使探测光斑的光强达到最大值，从而使将点探测定位模块(3)的点探测针孔(302)精确定位在被测光学系统(5)的实际反射自准直焦点上。

Images