传统的焦距测量存在工作效率低、精度不稳定、对操作者要求较高等缺点。高灵敏度低噪声CCD器件的应用和数字图像处理技术的发展,使光学系统焦距的数字化测量成为可能。将图像测量技术应用到透镜焦距测量中,对传统的焦距仪进行数字化改造,具有较强的实用价值。本文基于灰度类图像清晰度评价函数提出了一种改进梯度向量平方函数,并通过实验证明对亮背景暗刻线和暗背景亮刻线两种玻罗板均适用,可确定的检焦精度为0.010mm,高于同条件下目测检焦精度0.051mm。对获取的清晰图像,先通过对比分析选用多幅图像平均法进行图像预处理,滤除部分噪声,再分别用Canny算法和两种形态学算法来获取刻线像的边缘,结果表明基于膨胀的形态学算法最优,接着采用Hough变换识别刻线对并标记,最后对常用的几种定位方法进行了比较和分析,结论为用灰度重心法进行分划线的定位更准确,从而得到刻线对的精确间距。与目视测量焦距结果相比,经本文改造后的数字化焦距仪测量结果的准确度更高,稳定性更好,实用性更强。