CN109375470B - 一种广角模组的测试装置、测试系统以及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种广角模组的测试装置，包括形成有球型空腔的箱体，所述箱体内壁的顶部中心处设置有中心光板，所述箱体内壁的底部中心处设置有供待测广角模组的镜头伸入的通道，所述空腔的半径大于等于所述待测广角模组的调焦距离，所述箱体内壁的侧部设置有周向均布的至少四个周边光板，其中，所述中心光板以及所述周边光板上分别设置有至少一组黑白线对，所述中心光板以及所述周边光板与从所述通道伸入的待测广角模组镜头之间的距离为所述待测广角模组的调焦距离。本发明能够降低制造成本，提高产品的测试效率。

Description

一种广角模组的测试装置、测试系统以及测试方法

技术领域

本发明涉及光学成像测试领域，特别是涉及一种广角模组的测试装置、测试系统以及测试方法。

背景技术

普通镜头模组的清晰度质量可以通过MTF(Modular Transfer Function，调制传递函数)的数值来对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价。

数字相机的传感器在成像过程中就相当于对镜头成的模拟像进行空间数字采样，奈奎斯特采样定理中指出，在进行模拟与数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，但是一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56～4倍，且数码相机的奈奎斯特频率取决于像素值的大小。

MTF对于一个平面黑(白)色物体，它的线对频率是0，此时，任何一个简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1，而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100％)来说，随着线对频率的提高，通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100％)。当线对频率达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米)，则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此，MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接近1)，说明这个镜头还原真实的能力越强。

因此在测试普通镜头模组的时候，需要设计相应的包含有黑白线对的光板来作为参照的物体，从而进行相应的镜头的锐度的相应的评价。

由于一般的广角镜头视场角都比较大，因此需要设计的光板尺寸也比较大，如果要测试，需要的光箱环境的尺寸也需要相应的提高，从而导致光箱环境的占地面积较大，对于工厂端的制造成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种广角模组的测试装置、测试系统以及测试方法，能够降低制造成本，提高产品的测试效率。

为达到上述目的，本发明第一方面提出一种广角模组的测试装置，包括形成有球型空腔的箱体，所述箱体内壁的顶部中心处设置有中心光板，所述箱体内壁的底部中心处设置有供待测广角模组的镜头伸入的通道，所述空腔的半径大于等于所述待测广角模组的调焦距离，所述箱体内壁的侧部设置有周向均布的至少四个周边光板，其中，所述中心光板以及所述周边光板分别设置有至少一组黑白线对，所述中心光板以及所述周边光板与从所述通道伸入的待测广角模组镜头之间的距离为所述待测广角模组的调焦距离。

优选地，所述中心光板以及所述周边光板分别设置有多组黑白线对。

优选地，所述箱体内壁的侧部设置有沿所述箱体内壁顶部延伸至箱体内壁底部的滑轨，所述滑轨上设置有用于带动所述周边光板移动的位移机构；所述箱体内壁的顶部设置有用于带动所述中心光板在竖直方向上进行移动的伸缩机构。

优选地，所述箱体还设置有对应于所述周边光板的旋转机构，所述旋转机构用于带动所述周边光板进行自旋转。

优选地，所述位移机构、伸缩机构以及旋转机构分别由伺服电机驱动。

本发明第二方面提出一种广角模组的测试系统，包括：

上述的测试装置；以及

数据处理单元；

其中，数据处理单元根据待测广角模组在所述测试装置内拍摄的测试图像来计算得到所述待测广角模组的调制传递函数值。

本发明第三方面提出一种测试广角模组的调制传递函数值的方法，包括以下步骤：

将所述待测广角模组的镜头通过通道伸入至所述空腔内；

将所述待测广角模组的镜头对准所述中心光板的中心后进行拍照，得到测试图像；

根据所述测试图像得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值。

优选地，根据所述测试图像得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值包括：

选取所述测试图像中的所述待测广角模组的待测视场范围；

得到所述待测视场范围内的黑白线对中的白色像素值的平均值以及黑色像素值的平均值；

根据黑白线对中的白色像素值的平均值以及黑色像素值的平均值计算得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值。

优选地，通过以下公式计算得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值：

MTF＝[(Y_max-Y_min)÷(Y_max+Y_min)]；

其中,MTF为所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值，Y_max为所述待测视场范围内的黑白线对中的白色像素值的平均值；Y_min为所述待测视场范围内的黑白线对中的黑色像素值的平均值。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案具有原理明确、设计简单的优点，能够通过将待测广角模组的镜头伸入到空腔内进行拍摄来得到测试图像，从而进一步的根据测试图像中的不同视场的图像画面来得到不同视场的调制传递函数，提高了产品的测试效果以及测试效率，减少了测试所需要的占地面积，降低了制造成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的一个实施例提出一种测试装置的结构示意图；

图2示出待测广角模组的镜头伸入到空腔内进行拍摄后所得到测试图像的示例图；

图3示出图像中的不同视场的分布示意图；

图4示出中心光板以及周边光板的黑白线对的示例图；

图5示出本发明的另一个实施例提出的一种测试广角模组调制传递函数值的系统的结构框图；

图6示出本发明的又一个实施例提出的一种测试广角模组调制传递函数值的方法的流程图。

图中：100、箱体；200、空腔；300、周边光板；400、滑轨；500、中心光板；600、伺服电机；700、通道。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

图1示出本发明的一个实施例提出一种测试装置的结构示意图，如图1所示，包括设置有球型空腔200的箱体100。

具体的，箱体100内壁的顶部中心处设置有中心光板500，箱体100内壁的底部中心处设置有供待测广角模组的镜头伸入的通道700，需要说明的是，广角模组应当被理解为具有大广角镜头的相机或其他摄像设备，所述空腔200的半径大于等于所述待测广角模组的调焦距离，一般的，待测广角模组的调焦距离可以为40cm、50cm或70cm，因此空腔200的半径可根据待测广角模组的调焦距离来进行设定，示例性的，当待测广角模组的调焦距离为40cm时，可将空腔200的半径设置为50cm，进一步的，所述箱体100内壁的侧部设置有周向均布的至少四个周边光板300，在这里，周边光板300的个数可以由用户自行进行设定，其具体数量在此不做限定，需要说明的是，由于图1为测试装置的正视图，其中两块周边光板300被另两块所遮蔽，因此在图1的示例中，仅显示两个周边光板300。进一步的，中心光板500以及周边光板300上分别设置有至少一对黑白线对，并且中心光板500以及所述周边光板300与从所述通道700伸入的待测广角模组镜头之间的距离为所述待测广角模组的调焦距离。

具体的，在本实施例中，由于箱体100内形成有球型的空腔200，因此，空腔200的水平截面为圆形，而中心光板500所处的位置可作为圆形的圆心且箱体100内壁的侧部设置有周向均布的至少四个周边光板300，因此，待测广角模组的镜头伸入到空腔200内进行拍摄后，可得到类似于如图2所示的测试图像，需要知道的是，如图3所示，由于一幅图像成像区域为：1280*960，因此图像中的视场划分为：中心位置为0视场，对角线的一半为半径的圆为1视场，对角线一半的一半为0.5视场，因此，根据图2的测试图像能够得到不同视场的图像画面，从而进一步的根据不同视场的图像画面来得到不同视场的调制传递函数值，提高了产品的测试效果以及测试效率，减少了测试所需要的占地面积，降低了制造成本。

在本实施例的一个具体实施中，所述中心光板500以及所述周边光板300分别设置有多组黑白线对。

具体的，中心光板500以及周边光板300上分别设置有多组黑白线对，用户可根据需求自行设定黑白线对的数量，需要说明的是，中心光板500以及周边板光板上的黑白线对的规格可根据待测广角模组的参数进行设计，示例性的，具体设计方法可参照如下：

假设测试的模组信息：

1)MTF测试频率1/4Nq；

2)MTF测试的高度为60cm；

3)sensor pixel size 3.75um；

4)sensor像素1280*960；

5)lens EFL 2.57MM(镜头有效焦距)；

其中，计算频率＝1000/(2*pixel size 3.75)＝133.33lp/mm；

1/4频率＝133.33/4＝33.33lp/mm；

①由此计算黑白线对在传感器上的尺寸为1000/33.33＝30μm；

黑白线各自的宽度为30/2＝15μm；

1/4频的线宽是4倍的pixel size；

②计算光板上黑白线的线宽W＝15μm×(600/2.57)＝3.501mm；

③光板大小

根据实际光板的大小，即可。

示例性的，中心光板500以及周边光板300的黑白线对的样式可如图4所示，需要说明的，中心光板500以及周边光板300的大小可由用户根据需要进行自行设定，本发明对此不做具体限定。

在本实施例的一个具体实施中，所述箱体100内壁的侧部设置有沿所述箱体100内壁顶部延伸至箱体100内壁底部的滑轨400，所述滑轨400上设置有用于带动所述周边光板300移动的位移机构；所述箱体100内壁的顶部设置有用于带动所述中心光板500在竖直方向上进行移动的伸缩机构。

具体的，在本实施方式中，一般的，待测广角模组的调焦距离可以为40cm、50cm或70cm，因此在对不同调焦距离的待测广角模组进行测试时，可通过位移机构带动周边光板300在滑轨400上进行滑动来更改周边光板300的中心处与待测广角模组的镜头之间的距离，从而达到可测试不同调焦距离的待测广角模组的目的，提高了适配性能，进一步的，位移机构可为与滑轨400配合的滑块，此外，箱体100内壁上还设置有固定周边光板300的卡块，当将周边光板300的中心处与待测广角模组的镜头之间的距离调节至待测广角模组的调焦距离以后，通过卡块能够将周边光板300进行固定，防止周边光板300与滑轨400之间发生脱离或滑动的现象。另一方面，中心光板500也可通过伸缩机构在竖直方向上进行移动，从而更改中心光板500与待测广角模组的镜头之间的距离，达到可测试不同调焦距离的待测广角模组的目的，提高了适配性能。

在本实施例的一个具体实施方式中，所述箱体100还设置有对应于所述周边光板300的旋转机构，所述旋转机构用于带动所述周边光板300进行自旋转。

具体的，旋转机构可设置于位移机构上，所述周边光板300固定在旋转机构的旋转轴上，进一步的，由于广角模组的镜头表面为弧形，拍摄出来的摄像图像中，可能会出现周边光板300上的黑白线对呈现弯曲的形状，从而使得在根据黑白线对计算图像的调制传递函数值时，增加计算难度，因此，箱体100上设置对应于周边光板300的旋转机构能够带动周边光板300进行自旋转，从而达到调整周边光板300的位置的效果，以使得周边光板300上的黑白线对在待测广角模组拍摄出来的摄像图像中呈现竖直方向的线条，提高了测试效率。

在本实施例的一个具体实施方式中，所述位移机构、伸缩机构以及旋转机构分别由伺服电机600驱动。

具体的、位移机构、伸缩机构以及旋转机构可由伺服电机600进行统一控制，提高了便利性。需要说明的是，伺服电机600可位于箱体100的腔体顶部，也可位于箱体100外表面，其具体位置在本实施例中不做限定，示例性的，在图1的示例中，伺服电机600位于箱体100外表面。

图5示出本发明的另一个实施例提出的一种广角模组的测试系统的结构框图，如图5所示，所述系统包括：

上述的测试装置；以及

数据处理单元；

其中，数据处理单元根据待测广角模组在所述测试装置内拍摄的测试图像来计算得到所述待测广角模组的调制传递函数值。

下面，结合实际应用场景对本实施例进行介绍，当用户使用本实施例所述的系统进行工作时，首先通过将待测广角模组伸入至测试装置内并进行拍摄来得到测试图像，然后采用数据处理单元来对测试图像分析、计算，从而得到待测广角模组的调制传递函数值。

图6示出本发明的又一个实施例提出的一种测试广角模组调制函数值的方法的流程图，如图6所示，所述方法包括以下步骤：

将所述待测广角模组的镜头通过通道700伸入至所述空腔200内；

将所述待测广角模组的镜头对准所述中心光板500的中心后进行拍照，得到测试图像；

根据所述测试图像得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值。

进一步的，根据所述测试图像得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值包括：

选取所述测试图像中的所述待测广角模组的待测视场范围；

得到所述待测视场范围内的黑白线对中的白色像素值的平均值以及黑色像素值的平均值；

根据黑白线对中的白色像素值的平均值以及黑色像素值的平均值计算得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值。

具体的，本实施例所述的方法通过以下公式计算得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值：

MTF＝[(Y_max-Y_min)÷(Y_max+Y_mix)]；

其中,MTF为所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值，Y_max为所述待测视场范围内的黑白线对中的白色像素值的平均值；Y_min为所述待测视场范围内的黑白线对中的黑色像素值的平均值。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种广角模组的测试装置，其特征在于，包括形成有球型空腔的箱体，所述箱体内壁的顶部中心处设置有中心光板，所述箱体内壁的底部中心处设置有供待测广角模组的镜头伸入的通道，所述空腔的半径大于等于所述待测广角模组的调焦距离，所述箱体内壁的侧部设置有周向均布的至少四个周边光板，其中，所述中心光板以及所述周边光板分别设置有至少一组黑白线对，所述中心光板以及所述周边光板与从所述通道伸入的待测广角模组镜头之间的距离为所述待测广角模组的调焦距离；

所述箱体内壁的侧部设置有沿所述箱体内壁顶部延伸至箱体内壁底部的滑轨，所述滑轨上设置有用于带动所述周边光板移动的位移机构；所述箱体内壁的顶部设置有用于带动所述中心光板在竖直方向上进行移动的伸缩机构；

所述箱体还设置有对应于所述周边光板的旋转机构，所述旋转机构用于带动所述周边光板进行自旋转。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心光板以及所述周边光板分别设置有多组黑白线对。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述位移机构、伸缩机构以及旋转机构分别由伺服电机驱动。

4.一种广角模组的测试系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-3中任一项所述的测试装置；以及

数据处理单元；

其中，数据处理单元根据待测广角模组在所述测试装置内拍摄的测试图像来计算得到所述待测广角模组的调制传递函数值。

5.一种根据权利要求4所述的系统的测试广角模组的调制传递函数值的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述待测广角模组的镜头通过通道伸入至所述空腔内；

将所述待测广角模组的镜头对准所述中心光板的中心后进行拍照，得到测试图像；

根据所述测试图像得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述测试图像得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值包括：

选取所述测试图像中的所述待测广角模组的待测视场范围；

得到所述待测视场范围内的黑白线对中的白色像素值的平均值以及黑色像素值的平均值；

根据黑白线对中的白色像素值的平均值以及黑色像素值的平均值计算得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值：

MTF＝[(Y_max-Ymin)÷(Y_max+Y_min)]；

其中,MTF为所述待测广角模组的待测视场范围的调制传递函数值，Y_max为所述待测视场范围内的黑白线对中的白色像素值的平均值；Y_min为所述待测视场范围内的黑白线对中的黑色像素值的平均值。

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