[發明專利]一種快速對準微型光學鏡頭光軸的裝置及方法

在審

• 申請號: 201610050056.7
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN106997103A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 黃輝;王華茂;劉建輝;羅菁冬
• 申請（專利權）人: 深圳市睿晟自動化技術有限公司
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所44237
• 代理人: 張全文

1.一種快速對準微型光學鏡頭光軸的裝置，其特征在于，包括設置于待對準微型光學鏡頭上方的菲林圖像、中繼鏡、設置于所述微型光學鏡頭下方的自下向上拍攝的相機，以及用于調整微型光學鏡頭光軸的調整機構，所述中繼鏡位于所述菲林圖像和微型光學鏡頭之間，所述菲林圖像、中繼鏡和相機的光軸重合，所述菲林圖像的中心設有特征圖形，所述特征圖形的中心和所述菲林圖像的中心重合。

2.如權利要求1所述的快速對準微型光學鏡頭光軸的裝置，其特征在于，所述特征圖形為矩形、菱形、三角形、圓形或正多邊形。

3.如權利要求1所述的快速對準微型光學鏡頭光軸的裝置，其特征在于，所述微型光學鏡頭設置于所述調整機構上。

4.如權利要求3所述的快速對準微型光學鏡頭光軸的裝置，其特征在于，所述調整機構包括用于調節微型光學鏡頭的水平位置的移動件，和用于調節微型光學鏡頭光軸的傾斜角度的轉動件。

5.如權利要求1所述的快速對準微型光學鏡頭光軸的裝置，其特征在于，所述裝置還包括可對所述相機拍攝的圖像進行分析以獲取所述微型光學鏡頭光軸的偏移量、并控制所述調整機構調整所述微型光學鏡頭的控制器。

6.一種快速對準微型光學鏡頭光軸的方法，其特征在于，包括下述步驟：

選取菲林圖像，所述菲林圖像的中心設有特征圖形，所述特征圖形的中心和菲林圖像的中心重合；

在待對準微型光學鏡頭的上方依次設置中繼鏡和所述菲林圖像，在待對準微型光學鏡頭的下方設置相機，使菲林圖像、中繼鏡和相機的光軸重合；

設定所述相機的參數；

采用所述相機自下向上拍攝菲林圖像經過微型光學鏡頭所成的像，獲取拍攝圖像；

根據所述拍攝圖像中菲林圖像的成像位置獲取微型光學鏡頭的光軸的水平偏移量；

根據所述拍攝圖像中特征圖形的成像位置獲取微型光學鏡頭的光軸的偏移角度；

根據所述水平偏移量和偏移角度調節微型光學鏡頭，使其光軸與所述相機的光軸重合，完成光軸的對準。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述參數包括菲林圖像在微型光學鏡頭中成像的大小范圍，圖像平滑的程度以及圖像區域。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述拍攝圖像中菲林圖像的成像位置獲取微型光學鏡頭的光軸的水平偏移量的步驟具體為：

在拍攝圖像中找到菲林圖像在微型光學鏡頭中形成的像，確定該像的中心坐標p(x_p,y_p)，以及拍攝圖像的中心坐標o(x₀,y₀)，得到該像的中心相對于拍攝圖像的中心在x軸和y軸上的偏差量Δx＝(x_p-x₀),Δy＝(y_p-y₀)；

確定微型光學鏡頭的光軸的水平偏移量為：ΔX＝k·Δx，ΔY＝k·Δy；其中，ΔX為微型光學鏡頭的光軸在x軸方向的偏移量，ΔY為微型光學鏡頭的光軸在y軸方向的偏移量，k為預先測得的拍攝圖像的像素與對應的實際物理量的對應關系，其數值上等于一個像素對應的實際物理長度。

9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述拍攝圖像中特征圖形的成像位置獲取微型光學鏡頭的光軸的偏移角度的步驟具體為：

在拍攝圖像中找到特征圖形的像，確定該像的中心坐標r(x_r,y_r)，以及菲林圖像的像的中心坐標c(x_c,y_c)，得到該特征圖像的中心相對于菲林圖像的像的中心在x軸和y軸上的偏差量Δx＝(x_r-xc),Δy＝(y_r-y_c)；

確定微型光學鏡頭的光軸相對x軸方向和y軸方向的水平偏移角度分別為 Δα＝k₁·Δy，Δβ＝k₂·Δx；其中，k₁為拍攝圖像的像素與實際光軸相對x軸的水平偏移角度的關系，數值上等于y軸方向的一個像素對應的相對x軸的水平偏移角度，k₂為拍攝圖像的像素與實際光軸相對y軸的水平偏移角度的關系，數值上等于x軸方向的一個像素對應的相對y軸的水平偏移角度。

如權利要求6所述的方法，其特征在于，根據所述水平偏移量和偏移角度調節微型光學鏡頭的步驟具體為：通過控制器根據所述水平偏移量和偏移角度確定微型光學鏡頭的水平位移和傾斜角度，并控制調整機構按照所述水平位移和傾斜角度調整所述微型光學鏡頭，完成光軸的對準。