[發明專利]一種光學鏡頭的性能測量方法及其檢測設備

在審

• 申請號: 201710890400.8
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107607298A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 馬彪;張波
• 申請（專利權）人: 馬彪;張波
• 主分類號: G01M11/04
• 分類號: G01M11/04
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙)12224
• 代理人: 孫寶蕓

技術領域

本發明涉及一種光學鏡頭的性能測量方法及其檢測設備，屬于光學系統中的鏡頭性能檢測領域。

背景技術

光學鏡頭是機器視覺系統中必不可少的部件，直接影響成像質量的優劣，影響算法的實現和效果。光學鏡頭在工業領域和消費級市場都有著廣泛的應用，工業領域涉及機械零件測量、塑料零件測量、玻璃及藥用容器測量、電子組件測量等；消費級市場方面,高端影像設備、手機攝像頭模組、無人駕駛、安防監控、VR/AR等都是重要的應用領域。作為光學與光電子行業的分支，光學透鏡行業具有有著良好的發展前景。

現有技術中的鏡頭成像性能的檢測方法是投影法，通過將標準分辨率板，投影到投影幕上成像，人工讀取像分辨率標記，得到鏡頭成像性能參數。其對光學鏡頭的具體性能測試的方法是：將明暗線對的分劃板在被測物后焦距內側投影出來，投影到一定距離的投影機構上成像，人工讀取投影機構上，能夠肉眼分辨清楚的最細的線對是多細的線對。描述線對多細的參數稱為空間頻率，單位是：線對/毫米。這種方法依賴人眼主觀判斷，雖然也可以稱為定量檢測，但是主觀影響非常嚴重，獲得鏡頭成像性能參數的準確性、一致性、重復性不好，生產效率低，可追溯性差，不能滿足鏡頭大量生產時的品質和效率要求。

發明內容

本發明的目的在于，解決上述問題，設計了本發明，克服現有技術的不足，利用先進的光感系統計算機系統能夠有效的對光學鏡頭性能進行數字化換算，提高光學鏡頭性能檢測的準確性，降低人的主觀態度對光學鏡頭性能的影響。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明公開一種光學鏡頭的性能檢測設備,包括：

檢測臺，該檢測臺用于安置光學鏡頭，使光學鏡頭置于投影機構所投影的光路上；

投影機構，該投影機構可發出光線通過光學鏡頭投影在圖像采集器成像；

圖像采集單元，該圖像采集單元包括若干圖像采集器，各圖像采集器分布于以光學鏡頭上表面為球心的球面上并均對準光學鏡頭，并分別錄制投影機構經光學鏡頭投影后的像；

距離調節機構，該距離調節機構用于安置投影機構并調節投影機構與光學鏡頭之間的距離；

控制運算單元，該控制運算單元控制距離調節機構，并接收各圖像采集器的信號輸入，以生成用于表達光學鏡頭性能參數的多個指定的函數曲線；

顯示器單元，該顯示器單元用于顯示函數曲線。

該結構利用多個圖像采集器對通過光學鏡頭采集光源的投影，通過對清晰度的判斷和圖像的計算處理，能夠以數值的形式表達光學鏡頭的性能參數，進而降低人眼主觀判斷對光學鏡頭性能判斷的影響，提高光學鏡頭測試的準確性和客觀性。

進一步，還包括支架機構，該支架機構呈籠狀并包括有多個沿球面經線分布的軌道架，各軌道架上分別設置可移動的圖像采集器，圖像采集器可沿球面的經線方向移動并始終指向光學鏡頭。該支架結構由于軌道架的設計，能夠方便于圖像采集器的位置調整，提高本結構對不同結構和不同型號鏡頭測量的兼容性。

進一步，支架機構還包括上連接臺和下連接臺，多個軌道架連接于上連接臺與下連接臺之間；圖像采集器分為中心視場采集器和邊緣視場采集器，中心視場采集器固定在上連接臺下側并豎直指向光學鏡頭，各邊緣視場采集器分別布置于一軌道架上。該結構中，各邊緣視場采集器能夠獨立在軌道架上移動從而方便于圖像采集器位置的調整。

進一步,支架機構具有8個軌道架，各軌道架上分別設有沿球面經線方向布置的軌道槽，各軌道架上分別設有沿軌道槽移動的邊緣視場采集器。

進一步,還包括基座、支架調節機構和遮光機構，支架調節機構連接于支架機構與基座之間并用于調節支架機構的位置使各圖像采集器對準光學鏡頭；遮光機構為罩于支架結構和基座外的不透光罩。該支架調節機構能夠方便于支架機構位置的調整，從而方便于使各圖像采集器的位置能夠進行微調，保證本結構的通用性和對不同型號鏡頭、不同視場位置的兼容性，此外，采用統一的基座，有利于提高統一該結構的整體性。

進一步,還包括水平位置調整機構，水平位置調整機構設置于距離調節機構與投影機構之間，并用于調整投影機構的光路方向。通過水平位置調整機構的設計，能夠方便于調整投影機構光路，從而更有利于圖像采集器對圖像的采集效率，減少設備的調試時間。

本發明還包括了一種光學鏡頭的性能檢測方法,包括以下步驟：

步驟1：將若干圖像采集器按照希望測試的邊緣視場位置分布至以該光學鏡頭上表面為球心的球面上，并利用圖像采集器采集投影機構發出的穿過光學鏡頭的投影；