CN108668127B - 成像设备曝光时间测试装置 - Google Patents

Abstract

一种成像设备曝光时间测试装置，用于测试成像装置的曝光时间，包括第一扫描机构、第二扫描机构和控制器，第一扫描机构包括点光源和第一反射镜，第一反射镜用于反射点光源射出的光线，点光源和第一反射镜的其中之一相对另一个可转动地设置以使第一扫描机构的出射光线呈周期性扫描，第二扫描机构包括第二反射镜和反射板，或者，第二扫描机构包括反射板，以使光线在每一个扫描周期内在反射板的不同位置形成扫描路径，成像装置相对反射板设置以在曝光时间内成像成与反射板上形成的扫描路径对应的亮线，控制器根据亮线的数量和第一反射镜或点光源的转速计算出成像装置的曝光时间。本发明提供的成像设备曝光时间测试装置，可精确计算出被测成像装置的曝光时间。

Description

成像设备曝光时间测试装置

技术领域

本发明涉及光电测试领域，具体涉及一种成像设备曝光时间测试装置。

背景技术

照相机、摄影机及各种摄像头在研发、生产及验收时，通常需要测试曝光时间的准确度，如果曝光时间精确度不高，就会影响用户对摄影参数的精确设置和控制，例如在延时摄影、运动摄影、高速摄影、闪光同步、环境光频闪及需要手动控制曝光时间等拍摄场合，曝光时间精确设置与否就显得尤为关键。

目前的曝光时间测试方法中，通常是把LED灯珠阵列作为被拍摄物，按等时间间隔，依次逐个点亮LED灯珠，点亮一颗LED灯珠的同时熄灭上一颗LED灯珠，即保持同一时刻仅一颗LED灯珠处于点亮状态，对此LED灯珠阵列进行拍照，在曝光时间内亮过的LED灯珠都会被图像传感器成像到照片上，最后，统计所拍摄照片中亮LED灯珠个数并结合LED灯珠点亮频率就可以计算出曝光时间，此方法过程简单，但当要求的曝光时间精度比较高时就需要很大数量的LED灯珠，例如要测量的曝光时间约1秒，要求达到1微秒的曝光时间精度，那么就至少需要一百万个LED灯珠，这样驱动电路设计会非常复杂，成本也会很高。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有技术的不足，提供一种成像设备曝光时间测试装置，以实现低成本、高精度的摄影曝光时间测试。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的一种成像设备曝光时间测试装置，用于测试成像装置的曝光时间，包括第一扫描机构、第二扫描机构和控制器，所述第一扫描机构包括点光源和第一反射镜，所述第一反射镜用于反射所述点光源射出的光线，所述点光源和所述第一反射镜的其中之一相对另一个可转动地设置以使所述第一扫描机构的出射光线呈周期性扫描，所述第二扫描机构包括第二反射镜和反射板，所述第二反射镜用于反射所述第一反射镜射出的光线至所述反射板，且所述第二反射镜可转动地设置，或者，所述第二扫描机构包括反射板，所述反射板可相对所述第一扫描机构在所述反射板自身的平面内平移，以使光线在每一个扫描周期内在所述反射板的不同位置形成扫描路径，所述成像装置与所述反射板相对设置，用于在曝光时间内成像成与所述反射板上形成的扫描路径对应的亮线，所述控制器根据所述亮线的数量和所述第一反射镜或所述点光源的转速计算出所述成像装置的曝光时间。

本发明的提供的成像设备曝光时间测试装置，设置了一个扫描周期稳定的第一扫描机构，通过拍摄与曝光时间内周期性扫描光线在反射板上依次扫描的轨迹一一对应的光斑阵列图像，分析、计算所拍摄的光斑阵列图像的数据，可精确地计算出被测成像装置的曝光时间。

在其中一实施例中，所述第一反射镜为包括多个反射面的棱柱，所述第一反射镜可绕自身中心轴线旋转以使所述第一反射镜的出射光线呈周期性扫描。

在其中一实施例中，所述第一反射镜为反射面为曲面形状的反射镜，且所述第一反射镜的一侧开口，所述第二扫描机构朝向所述一侧的开口而设，所述点光源相对所述第一反射镜可绕自身轴线转动地设置，所述第一反射镜的所述曲面环绕所述点光源而设，所述点光源旋转一周射出的光线在所述第一反射镜的所述反射面上的轨迹为一段椭圆弧，所述点光源射出的光线直接从所述开口出射至所述第二扫描机构，或者经所述第一反射镜反射后从所述开口射出至所述第二扫描机构。

在其中一实施例中，所述第一反射镜为反射面为椭圆曲面形状的反射镜，所述点光源设于所述椭圆弧内的一个椭圆焦点所在的位置。

在其中一实施例中，当所述第二扫描机构包括第二反射镜和反射板时，所述第二反射镜包括反射面，所述第二反射镜绕自身中心轴线转动以将自所述第一扫描机构射出的光线反射到所述反射板上的不同位置。

在其中一实施例中，所述第二反射镜为包括多个反射面的棱柱，或者，所述第二反射镜仅包括一个反射面。

在其中一实施例中，所述控制器包括图像采集单元和数据处理单元，所述图像采集单元与所述成像装置相连以收集自所述成像装置产生的图像数据，所述数据处理单元与所述图像采集单元相连以获取自所述成像装置产生的图像数据，并基于该图像数据计算出所述成像装置的曝光时间。

在其中一实施例中，所述成像设备曝光时间测试装置还包括多个驱动机构，所述多个驱动机构分别用于驱动所述点光源或所述第一反射镜以及所述第二反射镜或所述反射板。

在其中一实施例中，所述成像设备曝光时间测试装置还包括驱动机构控制模块，所述驱动机构控制模块与所述驱动机构相连以控制所述驱动机构。

在其中一实施例中，所述点光源为激光器。

本发明的其它优点将在随后的具体实施方式部分结合附图予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明成像设备曝光时间测试装置第一实施例的结构示意图；

图2(a)至图3(d)为图1所示成像设备曝光时间测试装置中第二反射镜对光线进行反射的原理示意图；

图4为使用图1所示成像设备曝光时间测试装置测试时被测成像装置内成像的示例图；

图5为本发明成像设备曝光时间测试装置第二实施例的结构示意图；

图6为图5所示成像设备曝光时间测试装置中光线自第一扫描机构出射的路径示意图；

图7为使用图5所示成像设备曝光时间测试装置测试时被测成像装置内成像的示例图。

附图标记说明：10、成像装置 20、第一扫描机构 21、点光源 23、第一反射镜 30、第二扫描机构 31、第二反射镜 33、反射板 40、控制器 50、驱动机构控制模块

具体实施方式

为进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述，在附图中相同的参考标号表示相同的部件。

[第一实施例]

本实施例中，用于测试成像装置10曝光时间的成像设备曝光时间测试装置包括第一扫描机构20、第二扫描机构30、控制器40和驱动机构控制模块50，第一扫描机构20包括点光源21和第一反射镜23，点光源21为激光器，自点光源21射出的光线在第一反射镜23上形成光斑，第一反射镜23用于反射从点光源21射出的光线，第二扫描机构30包括第二反射镜31和反射板33，第二反射镜31用于反射从第一反射镜23射出的光线至反射板33。测试时，成像装置10相对第二扫描机构30固定设置，对第二扫描机构30射出的光线成像。

图1为本发明成像设备曝光时间测试装置第一实施例的结构示意图，图1中的带箭头直线代表光线，如图1所示，点光源21发出光线，第一反射镜23为包括六个侧面的正六棱柱并以正六棱柱的六个侧面为反射面，第一反射镜23受驱动机构(图未示)驱动可绕自身中心轴线以第一转速旋转，进而通过反射面持续地将自点光源21射出的光线反射至第二反射镜31。具体的，第一反射镜23绕自身中心轴线以第一转速匀速旋转，因此，如图2(a)至图2(d)所示，随着第一反射镜23绕自身轴线匀速旋转，点光源21射出的光线以不同的入射角度入射到第一反射镜23再以不同反射角度射出，这样自固定的点光源21射出的光线在经过第一反射镜23的其中一个反射面的持续反射后，光线自反射面持续沿不同的路径射出，沿不同路径射出的光线打出的光斑可排成一条直线(如图2(d)所示)，并且，第一反射镜23的每一反射面对自点光源21射出的光线的反射效果是相同的，即光线经每一个反射面反射出的光线的扫描轨迹都是一样的，如此随着第一反射镜23的持续不断的匀速旋转，光线在第一反射镜23的各个反射面的反射作用下，周而复始的重复划线，即第一反射镜23相对点光源21旋转一周时，光源发出的光线从下一反射面射出的出射光线路径与从上一反射面射出的出射光线路径一致，随着第一反射镜23的六个反射面依次对自点光源21射出的光线进行反射，出射光线的扫描轨迹随反射面的切换而重复，经第一反射镜23射出的光线呈周期性扫描，点光源21射出的光线经历一个完整的反射面反射所经过的时间即为一个扫描周期。可以理解，第一反射镜23也可以是三棱柱、四棱柱等，即对应可仅包括三个反射面、四个反射面等。

本实施例中，如图1所示，反射板33相对第二反射镜31沿合适的角度固定设置，以使由第一反射镜23射出的光线入射到第二反射镜31并经第二反射镜31出射到反射板33上。具体的，第二反射镜31为包括六个反射面的正六棱柱，第二反射镜31受驱动机构(图未示)驱动可绕自身中心轴线以第二转速旋转，从而使由第一扫描机构20射出的周期性扫描光线在第二反射镜31的作用下，在反射板33上展开，形成一条条不重叠的扫描线，每一个扫描周期内的扫描路径为独立的一条线段。具体地，结合参阅图2(a)至图2(d)以及图3(a)至图3(d)，已知经第一反射镜23射出的光线是呈周期性的扫描到第二反射镜31上的，随着第二反射镜31的持续转动，从第一反射镜23射出的光线入射到第二反射镜31的角度不断变化，当自第一反射镜23射出的光线从一个扫描周期进入到下一个扫描周期时，光线从第二反射镜31出射的角度仍在继续改变，使得原本重叠的光线在反射板33上的扫描路径不再随扫描周期的循环而重叠在一起，而是自每一个新的扫描周期开始，光线在反射板33上形成新的独立的扫描路径，从而在反射板33上的不同位置形成多条线段状的扫描路径。

成像装置10正对反射板33固定设置，扫描在反射板33上的光线相应的经反射板33反射射向成像装置10的镜头，进而使成像装置10内成像成与反射板33上扫描路径形成线段对应的亮线。虽然点光源射出的光斑在某一时刻只照射到了反射板33的某一个点，但在曝光时间内，自点光源射出的光斑是持续不断地打在反射板33的不同位置上的，成像装置10的感光元件能感应到这段时间内所有照射到反射板33上的光斑，因此，成像装置10所成的像能形成多条亮线，且亮线的多少也正反应了曝光时间的长短，因此可据此计算出曝光时间。

本实施例中，成像装置10与控制器40相连，控制器40包括图像采集单元和数据处理单元，具体的，成像装置10与控制器40中的图像采集单元相连，图像采集单元收集自成像装置10产生的图像数据，数据处理单元与图像采集单元相连以获取自成像装置10产生的图像数据，并基于该图像数据计算出所述成像装置10的曝光时间。

本实施例中，成像设备曝光时间测试装置还包括驱动机构控制模块50，驱动机构控制模块50与驱动机构相连以控制驱动机构，进而控制第一反射镜23旋转的第一转速和第二反射镜31旋转的第二转速。本实施例中，驱动机构控制模块50独立于控制器40而设置，与控制器40中的数据处理单元相连，以在测试曝光时间时向数据处理单元提供第一反射镜23的转速，即第一转速的数值。本实施例中，第一反射镜23的转速较第二反射镜31更高，第二反射镜31的转速较第一反射镜23更低，通过设定第一反射镜23和第二反射镜31的转速，就可设定测试曝光时间的量程。

结合参阅图1至图4，图1、图2(a)～图2(d)和图3(a)～图3(d)中，第一反射镜23上的逆时针箭头表示第一反射镜23的旋转方向，第一反射镜23以第一转速w₁逆时针匀速旋转，第二反射镜31上的顺时针箭头表示第二反射镜31的旋转方向，第二反射镜31以第二转速顺时针匀速旋转。测试时，首先点亮点光源21并驱动第一反射镜23、第二反射镜31旋转，然后启动成像装置10，使其开始曝光。具体的，由点光源21射出的光线经第一反射镜23反射后，呈周期性地扫描在第二反射镜31上，然后再经第二反射镜31反射至反射板33上，第二反射镜31使由第一扫描机构20射出的周期性扫描光线在每一个完整扫描周期内在反射板33上的扫描路径形成一条线段，扫描在反射板33上的光线依次经反射板33反射射向成像装置10的镜头，进而成像装置10记录下曝光时间内扫描光线在反射板33上的扫描轨迹，形成图4所示的矩形光斑阵列图像。矩形光斑阵列图像上的每一条独立的亮线段对应一个扫描周期内反射板33上的光线扫描轨迹，第一反射镜23相对点光源21旋转过一个反射面的时间即为一个扫描周期。控制器40中的图像采集单元收集成像装置10中的图像数据，并将图像数据传递给控制器40中的数据处理单元。本实施例中，具体的曝光时间计算方法如下，在此分为两种情况：(1)当成像装置10内成像的矩形光斑阵列图像上的亮线段均为长度相等的完整亮线时，数据处理单元分析出亮线条数，并根据驱动装置控制模块50提供的第一反射镜23的转速w₁，计算出成像装置10的曝光时间，即

T_曝光时间＝C_{完整亮线条数}÷M_{反射面面数}÷w_1第一反射镜的转速

其中，T表示待求的曝光时间，C表示矩形光斑阵列图像上的完整亮线条数，M表示第一反射镜的反射面面数，w₁表示第一反射镜的转速。

(2)在实际测试中，由于成像装置10开始曝光的时间是随机的，且待测的曝光时间也不绝对是扫描周期的整数倍，因此成像装置10于曝光时间内拍摄的矩形光斑阵列图像上，与其他的长度相等的完整亮线相比，首条亮线和末条亮线可能是不完整的(如图4)，在首末亮线长度不足整条的情况下，数据处理单元要计算成像装置10的曝光时间，一方面根据分析出的完整亮线的条数和第一反射镜23的转速，计算出曝光时间的一部分，另一方面基于成像装置10上图像传感器像素较多的优点，根据首条亮线/末条亮线的长度占完整亮线长度的比例，结合一条完整亮线所对应的扫描周期时长，精确算出曝光时间的剩余部分，从而得到关于曝光时间的精确结果，即

T₁＝C_{完整亮线条数}÷M_{反射面面数}÷w_1第一反射镜的转速

T₂＝L_A÷L_{完整亮线长度}×t_{扫描周期时长}+L_B÷L_{完整亮线长度}×t_{扫描周期时长}

T_曝光时间＝T₁+T₂

其中，L_A表示首条亮线长度，L_B表示末条亮线长度，L表示完整亮线长度，t表示第一反射镜转速为w₁时转过一个反射面所需的时间。

本实施例中，点光源21不限于激光器，也可以用其他光源聚焦后替代；此外，用于反射自点光源21射出光线的第一反射镜23的形状也不限于是六棱柱，可根据测试的具体需要采用其他棱数的棱柱反射镜替代，容易理解，当本实施例的成像设备曝光时间测试装置上每个扫描周期的时间长短设定不变时，第一反射镜23的棱数越多，第一反射镜23上的反射面就越多，相应的第一反射镜23的转速就可以减慢，进而可减轻驱动第一反射镜23转动的马达的压力。

[第二实施例]

本实施例中，成像设备曝光时间测试装置包括第一扫描机构20、第二扫描机构30和控制器40，第一扫描机构20包括点光源21和第一反射镜23，点光源21为激光器，自点光源21射出的光线在第一反射镜23上形成光斑，第一反射镜23用于反射点光源21射到其上的光线，第二扫描机构30包括第二反射镜31和反射板33，第二反射镜31用于反射自点光源21或第一反射镜23射出的光线至反射板33。测试时，成像装置10相对第二扫描机构30设置，对第二扫描机构30射出的光线成像。

本实施例中，如图5所示，第一反射镜23的反射面为一侧开口的椭圆曲面的形状，第一反射镜23环绕点光源21而设，点光源21相对第一反射镜23可转动地设置，点光源21旋转一周射出的光线在第一反射镜23的反射面上的轨迹为一段椭圆弧，点光源21由驱动机构(图未示)驱动可绕自身轴线以第一转速旋转。如图6所示，以点光源旋转一周为示范，在一段时间内，点光源21射出的光线射向第一反射镜23的反射面的不同位置，从而以不同角度从第一反射镜23射出，光线在经过第一反射镜23的整个反射面反射后沿不同路径射出，沿不同路径射出的光线排成一条直线l₂；在另一段时间内，光线直接从第一反射镜23的与反射面相对的开口射出后所经过的路径形成一条直线l₁，可知，第一反射镜23的出射光线呈周期性扫描。具体地，点光源21设置在第一反射镜23的椭圆反射面内的一个远离一侧开口的焦点处，使得无论从反射面的哪个位置反射出的光线均会经过椭圆形反射面的另一个焦点，然后从第一反射镜23的开口处射出。图6示意了点光源21在第一反射镜23内侧旋转时光线的出射路径，如图6所示，点光源21相对第一反射镜23逆时针匀速旋转一周时，在一段时间内，自点光源21出射的光线(图6中用带箭头的实线表示)是直接从第一反射镜23的与反射面相对的开口射出，第一部分出射光线对应的点光源21转过的角度即点光源21相对第一反射镜23的开口转过的角度，如图6所示，即点光源21自射出光线为L₁的位置逆时针旋转至射出光线为L₂时转过的角度，此部分光线扫描的轨迹自下往上延伸；在另一段时间内，自点光源21出射的光线(图6中用带箭头的虚线表示)是先射出至第一反射镜23的反射面上，经反射面反射一次后从与反射面相对的开口射出，第二部分出射光线对应的点光源21转过的角度即点光源21相对第一反射镜23的反射面转过的角度，如图6所示，即点光源自射出光线为L₃的位置逆时针旋转至射出光线为L₄时转过的角度，此部分光线扫描的轨迹自下往上延伸。图6中直线段l₁表示点光源21旋转一周时直接从开口射出的光线(即第一部分光线)在第二反射镜31上的扫描轨迹，虚线段l₂表示经反射面反射一次后从开口射出的光线(即第二部分光线)在第二反射镜31上的扫描轨迹，将第二反射镜31相对第一扫描机构20固定设置在一合适的位置，第二扫描机构30朝向开口而设，因为点光源21旋转时所在的平面是确定的，因此自点光源21射出的光线均在一个平面内，第一部分光线和第二部分光线都从第一反射镜23的开口射出，因此第一部分光线的扫描轨迹l₁与第二部分光线的扫描轨迹l₂在一条直线上重合。当点光源21绕自身轴线持续地匀速旋转，自点光源21射出的光线就重复地按照上述的两种路径从第一扫描机构20射出，因而，自第一扫描机构20出射的光线呈周期性扫描在第二反射镜31上，点光源21相对第一反射镜23旋转过完整一周的时间即为一个扫描周期。

本实施例中，如图5所示，反射板33相对第二反射镜31沿合适的角度固定设置，以使由第一反射镜23射出的光线入射到第二反射镜31并出射到反射板33上。具体的，第二反射镜31为包括六个反射面的正六棱柱，第二反射镜31受驱动机构(图未示)驱动可绕自身中心轴线以第二转速旋转，从而使由第一扫描机构20射出的周期性扫描光线在每一个扫描周期内在反射板33上的不同位置打上光斑形成扫描路径，且在本实施例中，每一个扫描周期内的扫描路径为独立的两条线段，即每一个入射到反射板33上的光斑都互不重叠。如图6所示，自第一扫描机构20射出的光线周期性地扫描到第二反射镜31上，随着第二反射镜31的持续转动，光线入射到第二反射镜31的角度不断变化，相应的光线从第二反射镜31出射的角度也不断变化，不同出射角度的光线在反射板33的不同位置上打上光斑，光线在反射板33上的扫描路径不再随扫描周期的循环而重叠在一起，而是在反射板33不同位置上，从每条扫描路径的起点位置开始形成独立的扫描路径，从而在反射板33上的不同位置形成多条线段状的扫描路径。

成像装置10正对反射板33固定设置，扫描在反射板33上的光线相应的经反射板33反射射向成像装置10的镜头，进而使成像装置10内成像成对应反射板33上扫描路径形成线段的亮线。同理的，虽然点光源射出的光斑在某一时刻只照射到了反射板33的某一个点，但在曝光时间内，自点光源射出的光斑是持续不断地打在反射板33的不同位置上的，成像装置10的感光元件能感应到这段时间内所有照射到反射板33上的光斑，因此，成像装置10所成的像能形成多条亮线，且亮线的多少也正反应了曝光时间的长短，因此可据此计算出曝光时间。

本实施例中，成像装置10与控制器40相连，控制器40包括图像采集单元和数据处理单元，具体的，成像装置10与控制器40中的图像采集单元相连，图像采集单元收集自成像装置10产生的图像数据，数据处理单元与图像采集单元相连以获取自成像装置10产生的图像数据，并基于该图像数据计算出所述成像装置10的曝光时间。

本实施例中，成像设备曝光时间测试装置还包括驱动机构控制模块50，驱动机构控制模块50与驱动机构相连以控制驱动机构，进而控制第一反射镜23旋转的第一转速和第二反射镜31旋转的第二转速。本实施例中，驱动机构控制模块50集成在控制器40上，与控制器40中的数据处理单元相连，以在测试曝光时间时向数据处理单元提供第一反射镜23的转速，即第一转速的数值。本实施例中，点光源21的转速较第二反射镜31更高，第二反射镜31的转速较点光源21更低，通过设定点光源21和第二反射镜31的转速，就可设定测试曝光时间的量程。

结合参阅图5至图7，图5中的带箭头直线表示光线，自点光源21出射的光线的传递路径如图5所示，图5中的点光源21上的逆时针箭头表示点光源21的旋转方向，点光源21以第一转速w₁逆时针匀速旋转，第二反射镜31上的逆时针箭头表示第二反射镜31的旋转方向，第二反射镜31以第二转速逆时针匀速旋转。测试时，首先点亮点光源21并驱动点光源21、第二反射镜31旋转，然后启动成像装置10，使其开始曝光。如图5和图6所示，由点光源21射出的光线随点光源21的旋转和第一反射镜23的反射呈周期性地扫描在第二反射镜31上，然后再经第二反射镜31反射至反射板33上，第二反射镜31使由第一扫描机构20射出的周期性扫描光线在每一个完整扫描周期内在反射板33上的扫描路径形成独立的两条线段，扫描在反射板33上的光线依次经反射板33反射进成像装置10的镜头，进而成像装置10记录下曝光时间内扫描光线在反射板33上的扫描轨迹，形成图7所示的矩形光斑阵列图像。图7中实线段表示的亮线l₁对应自点光源21射出的直接从第一反射镜23的开口处射出的光线经第二反射镜31反射后在反射板上的扫描轨迹，虚线段表示的亮线l₂对应自点光源21射出的经第一反射镜23反射一次后从开口射出的光线经第二反射镜31反射后在反射板上的扫描轨迹，矩形光斑阵列图像上一条亮线段l₁加相邻一条亮线段l₂即对应一个扫描周期内反射板33上的光线扫描轨迹，根据点光源21相对第一反射镜23的开口转过的角度与点光源21相对第一反射镜23的反射面转过的角度的比较可知，亮线段l₁与亮线段l₂分别对应不同的扫描时间长度，且每当点光源21相对第一反射镜23旋转过完整的一周时，对应的成像装置10中成像的完整亮线段l₁的长度和完整亮线段l₂的长度是确定的。控制器40中的图像采集单元收集成像装置10中的图像数据，并将图像数据传递给控制器40中的数据处理单元。本实施例中，以完整亮线段l₁加相邻的完整亮线段l₂为一组完整亮线组，具体的曝光时间计算方法如下，在此分为两种情况：(1)当成像装置10内成像的矩形光斑阵列图像上的亮线段均为完整亮线组时，数据处理单元分析出矩形光斑阵列图像上完整亮线组的组数，并根据驱动装置控制模块50提供的点光源21的转速w₁，计算出成像装置10的曝光时间，即

T_曝光时间＝D_{完整亮线组组数}÷w_{1点光源的转速}

其中，T表示待求的曝光时间，D表示完整亮线组组数，w₁表示点光源的转速。

(2)在实际测试中，由于成像装置10开始曝光的时间是随机的，且待测的曝光时间也不不绝对是扫描周期的整数倍，因此，成像装置10于曝光时间内拍摄的矩形光斑阵列图像上，首条亮线和末条亮线可能是不完整的，因此在首末亮线长度不足整条的情况下，数据处理单元要计算成像装置10的曝光时间，一方面根据分析出的完整亮线组(即完整亮线l₁加完整亮线l₂)的组数和点光源21的转速，计算出曝光时间的一部分，另一方面基于成像装置10上图像传感器像素较多的优点，根据首条亮线/末条亮线的长度占完整亮线长度的比例，结合该条完整亮线所对应的扫描时长，精确算出曝光时间的剩余部分，从而得到关于曝光时间的精确结果，即

T₁＝D_{完整亮线组组数}÷w_{1点光源的转速}

T2＝L_A÷L_{a对应完整亮线长度}×t_{a对应扫描时长}+L_B÷L_{b对应完整亮线长度}×t_{b对应扫描时长}

T_曝光时间＝T₁+T₂

其中，L_A表示首条亮线长度，L_B表示末条亮线长度；若L_A为亮线l₁则L_a表示完整亮线l₁长度，相应的t_a表示扫描一条完整亮线l₁所需的时间，若L_A为亮线l₂则L_a表示完整亮线l₂长度，相应的t_a表示扫描一条完整亮线l₂所需的时间；若L_B为亮线l₁则L_b表示完整亮线l₁长度，相应的t_b表示扫描一条完整亮线l₁所需的时间，若L_B为亮线l₂则L_b表示完整亮线l₂长度，相应的t_b表示扫描一条完整亮线l₂所需的时间。

[第三实施例]

本实施例的成像设备曝光时间测试装置包括第一扫描机构20、第二扫描机构30、控制器40和驱动机构控制模块50，与第一实施例的成像设备曝光时间测试装置相比，区别之处在于本实施例的第二扫描机构30包括反射板33和移动支架，反射板33用于反射第一反射镜23射出的光线至成像装置10，反射板33固定在移动支架上且随移动支架在反射板33自身所在平面内平移以使光线在每一个扫描周期内在反射板33上的不同位置形成多条线段状的扫描路径，移动支架上设有用于安装成像装置10的结构，成像装置10相对反射板33固定设置以在曝光时间内成像成对应反射板33上扫描路径形成线段的亮线，形成图4所示的矩形光斑阵列图像。本实施例的成像设备曝光时间测试装置计算曝光时间的方法与第一实施例的一致，故在此不再赘述。

本实施例中，点光源21不限于激光器，也可以用其他光源聚焦后替代；此外，用于反射自点光源21射出光线的第一反射镜23的形状也不限于是六棱柱，可根据测试的具体需要采用其他棱数的棱柱反射镜替代，容易理解，当本实施例的成像设备曝光时间测试装置上每个扫描周期的时间长短设定不变时，第一反射镜23的棱数越多，第一反射镜23上的反射面就越多，相应的第一反射镜23的转速就可以减慢，进而可减轻驱动第一反射镜23转动的马达的压力。

[第四实施例]

本实施例的成像设备曝光时间测试装置包括第一扫描机构20、第二扫描机构30和控制器40，与第二实施例的成像设备曝光时间测试装置相比，区别之处在于本实施例的第二扫描机构30包括反射板33和移动支架，反射板33用于反射第一反射镜23射出的光线至成像装置10，反射板33固定在移动支架上且随移动支架朝在反射板33自身所在平面内平移以使光线在每一个扫描周期内在反射板33上的不同位置形成多条线段状的扫描路径，移动支架上设有用于安装成像装置10的结构，成像装置10相对反射板33固定设置以在曝光时间内成像成对应反射板33上扫描路径形成线段的亮线，形成图7所示的矩形光斑阵列图像。本实施例的成像设备曝光时间测试装置计算曝光时间的方法与第二实施例的一致，故在此不再赘述。

在上述的第一实施例，还可以根据第一反射镜23的反射面切换频率来设定第二反射镜31的转动频率，即使得测试过程中，当第一反射镜23正在反射的反射面切换一次时，第二反射镜31就相应的转动一次，第二反射镜31转动的频率与第一反射镜23的反射自点光源21射出光线的反射面的切换频率一致，以使自点光源21射出的光线在不同的扫描周期在反射板33上的扫描路径互不重叠。同理的，在上述的第三实施例中，可以将反射板33随移动支架在反射板33自身所在平面内平移的频率设为与第一反射镜23的反射自点光源21射出光线的反射面的切换频率一致，以使自点光源21射出的光线在不同的扫描周期在反射板33上的扫描路径互不重叠。

在上述的第一实施例和第二实施例中，第二扫描机构30中的第二反射镜31的形状不限于是六棱柱，第二反射镜31也可为三棱柱、四棱柱等，即对应可仅包括三个反射面、四个反射面等；同时，第二扫描机构30中的第二反射镜31也不限于棱柱反射镜，第二反射镜31还可以仅包括一个反射面，使第二反射镜31在一定的角度范围内单向的转动即可。需要注意的是，尽管第二反射镜31可能具有不止一个反射面，但实际上在一次的曝光时间的测试过程中，光线仅射向其中的一个反射面，以保证第二反射镜31对光线角度改变的连续性。

在本发明提供的成像设备曝光时间测试装置中，用于控制驱动机构的驱动机构控制模块50既可以独立于控制器40以单片机的形式设置在驱动机构上，也可以集成在控制器40上；此外，成像装置10内成像的光斑阵列图像不限于矩形，还可以是其他形状的图像，只需确保曝光时间内成像装置10内成像的光斑阵列图像上的亮线与自点光源21射出的光线在反射板33上的扫描轨迹形成线段均一一对应即可。

本发明提供的成像设备曝光时间测试装置，设置了一个扫描周期稳定的第一扫描机构，通过拍摄与曝光时间内周期性扫描光线在反射板上依次扫描的轨迹一一对应的光斑阵列图像，分析、计算所拍摄的光斑阵列图像的数据，可精确地计算出被测成像装置的曝光时间，节约了相关的测试成本。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种成像设备曝光时间测试装置，用于测试成像装置(10)的曝光时间，其特征在于，包括第一扫描机构(20)、第二扫描机构(30)和控制器(40)，所述第一扫描机构(20)包括点光源(21)和第一反射镜(23)，所述第一反射镜(23)用于反射所述点光源(21)射出的光线，所述点光源(21)和所述第一反射镜(23)的其中之一相对另一个可转动地设置以使所述第一扫描机构(20)的出射光线呈周期性扫描，所述第二扫描机构(30)包括第二反射镜(31)和反射板(33)，所述第二反射镜(31)用于反射所述第一反射镜(23)射出的光线至所述反射板(33)，且所述第二反射镜(31)可转动地设置，或者，所述第二扫描机构(30)包括反射板(33)，所述反射板(33)可相对所述第一扫描机构(20)在所述反射板(33)自身所在的平面内平移，以使光线在每一个扫描周期内在所述反射板(33)的不同位置形成扫描路径，所述成像装置(10)与所述反射板(33)相对设置，用于在曝光时间内成像成与所述反射板(33)上形成的扫描路径对应的亮线，所述控制器(40)根据所述亮线的数量和所述第一反射镜(23)或所述点光源(21)的转速计算出所述成像装置(10)的曝光时间。

2.如权利要求1所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述第一反射镜(23)为包括多个反射面的棱柱，所述第一反射镜(23)可绕自身中心轴线旋转以使所述第一反射镜(23)的出射光线呈周期性扫描。

3.如权利要求1所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述第一反射镜(23)为反射面为曲面形状的反射镜，且所述第一反射镜(23)的一侧开口，所述第二扫描机构(30)朝向所述一侧的开口而设，所述点光源(21)相对所述第一反射镜(23)可绕自身轴线转动地设置，所述第一反射镜(23)的所述曲面环绕所述点光源(21)而设，所述点光源(21)旋转一周射出的光线在所述第一反射镜(23)的所述反射面上的轨迹为一段椭圆弧，所述点光源(21)射出的光线直接从所述开口出射至所述第二扫描机构(30)，或者经所述第一反射镜(23)反射后从所述开口射出至所述第二扫描机构(30)。

4.如权利要求3所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述第一反射镜(23)为反射面为椭圆曲面形状的反射镜，所述点光源(21)设于所述椭圆弧内的一个椭圆焦点所在的位置。

5.如权利要求1所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，当所述第二扫描机构(30)包括第二反射镜(31)和反射板(33)时，所述第二反射镜(31)包括反射面，所述第二反射镜(31)绕自身中心轴线转动以将自所述第一扫描机构(20)射出的光线反射到所述反射板(33)上的不同位置。

6.如权利要求1所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述第二反射镜(31)为包括多个反射面的棱柱，或者，所述第二反射镜(31)仅包括一个反射面。

7.如权利要求1所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述控制器(40)包括图像采集单元和数据处理单元，所述图像采集单元与所述成像装置(10)相连以收集自所述成像装置(10)产生的图像数据，所述数据处理单元与所述图像采集单元相连以获取自所述成像装置(10)产生的图像数据，并基于该图像数据计算出所述成像装置(10)的曝光时间。

8.如权利要求7所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述成像设备曝光时间测试装置还包括多个驱动机构，所述多个驱动机构分别用于驱动所述点光源(21)或所述第一反射镜(23)以及所述第二反射镜(31)或所述可平移的反射板(33)。

9.如权利要求8所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述成像设备曝光时间测试装置还包括驱动机构控制模块(50)，所述驱动机构控制模块(50)与所述驱动机构相连以控制所述驱动机构。

10.如权利要求1所述的成像设备曝光时间测试装置，其特征在于，所述点光源(21)为激光器。