CN110191337A - 一种图卡测试板、镜头解析力测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种图卡测试板、镜头解析力测试装置及测试方法，涉及镜头检测技术。本发明实施例提供一种图卡测试板，包括：承载板，所述承载板的表面为柱面；图卡，包括测试图形，所述图卡贴附固定于所述承载板凹陷一侧的表面。本发明实施例提供一种图卡测试板、镜头解析力测试装置及测试方法，以实现通过图卡测试板的简单设计来反补偿近距离拍摄时镜头的场曲，从而提高镜头解析能力的检测精度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及镜头检测技术，尤其涉及一种图卡测试板、镜头解析力测试装置及测试方法。
背景技术
镜头解析力的测试一直以来是光学测试领域，尤其在镜头产品质量领域重要的测试技术。镜头解析力是指镜头分辨被摄原物细节的能力。随着镜头的普及，镜头解析能力的检验手段也越来越多。目前市面上主流的检验手段有平面图卡实拍和MTF(调制传递函数)检验，平面图卡实拍指的是测试员读取靶纸图像，根据是否可以分辨清对应空间频率线对的图像来判断镜头解析力，例如要分辨的图像为500线对每毫米，那么这个500线对的图像能够分辨清，则证明镜头合格，如果这个500线对的图像不能够分辨清，则证明镜头不合格，以此表示该待测镜头的解析力。MTF检验是通过机器读取靶纸图像的MTF曲线实现镜头解析力的检测。
由于镜头存在场曲，导致对镜头解析能力判断不准确。这是本领域技术人员待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种图卡测试板、镜头解析力测试装置及测试方法，以实现通过图卡测试板的简单设计来反补偿近距离拍摄时镜头的场曲，从而提高镜头解析能力的检测精度。
第一方面，本发明实施例提供一种图卡测试板，包括：
承载板，所述承载板的表面为柱面；
图卡，包括测试图形，所述图卡贴附固定于所述承载板凹陷一侧的表面。
可选地，所述柱面为圆柱面。
可选地，所述柱面的准线为椭圆、抛物线或者双曲线。
可选地，所述测试图形包括多条平行设置的黑色线条和白色线条，所述黑色线条与所述白色线条一一间隔设置，所述黑色线条和所述白色线条均沿所述柱面的直母线延伸；或者所述黑色线条和所述白色线条均沿所述柱面的准线延伸。
第二方面，本发明实施例提供一种镜头解析力测试装置，包括第一方面所述的图卡测试板；
待测镜头位于承载板凹陷一侧的方向上；
所述镜头解析力测试装置还包括位于所述待测镜头远离所述图卡测试板一侧的图像接收器件。
可选地，所述图像接收器件包括多个沿水平方向和竖直方向阵列排布的像元，水平方向上排列的一排中所述像元的数量大于竖直方向上排列的一排中所述像元的数量；柱面的直母线沿竖直方向延伸。
可选地，还包括至少一个光源，位于所述待测镜头与所述图卡测试板之间。
可选地，多个所述光源关于所述图卡测试板对称分布，且沿竖直方向上排列成一排的多个所述光源均匀分布。
第三方面，本发明实施例提供一种镜头解析力测试方法，由第二方面所述的镜头解析力测试装置执行，包括：
控制图像接收器件通过待测镜头对图卡测试板中的柱面图卡进行摄像，获取测试图像；
根据获取的所述测试图像，判定所述待测镜头的解析力。
本发明实施例提供的图卡测试板中，承载图卡的承载板被设置为柱面状，承载板的表面为柱面，图卡贴附固定到承载板的表面，从而图卡也具有柱面状的弯曲，从而使图卡不再为一个平面，而是一个柱面状的曲面。以实现通过图卡测试板的简单设计来反补偿近距离拍摄时镜头的场曲，模拟无穷远拍摄，从而提高镜头解析能力的检测精度。本发明实施例提供的图卡测试板可以补偿所有镜头的场曲，具有广泛的适用性，且柱面状的设计结构简单，降低了测试成本，提高了测试判断的准确度。
附图说明
图1为通过待测镜头拍摄无穷远处平面状图像的离焦图；
图2为通过待测镜头拍摄近距离处平面状图像的离焦图；
图3为本发明实施例提供一种图卡测试板的示意图；
图4为本发明实施例提供一种图卡的正视图；
图5为本发明实施例提供另一种图卡的正视图；
图6为通过待测镜头拍摄近距离处图3中所示涂卡测试板的离焦图；
图7为本发明实施例提供一种镜头解析力测试装置的示意图；
图8为本发明实施例提供一种图像接收器件的示意图；
图9为本发明实施例提供另一种镜头解析力测试装置的部分结构俯视图；
图10为本发明实施例提供另一种镜头解析力测试装置的部分结构正视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为通过待测镜头拍摄无穷远处平面状图像的离焦图，图2为通过待测镜头拍摄近距离处平面状图像的离焦图，参考图1和图2，横坐标为距离，纵坐标为MTF(调制传递函数)。在实际应用中，镜头大部分都是拍摄远距离，为了在检测镜头解像实力(即解析力，或者解像力)时更贴合实际使用情况，因此要模拟无穷远拍摄。由图1可见，通过待测镜头拍摄无穷远处平面状图像时，波峰位于0mm位置处，无场曲。在实际生产以及镜头的测试过程中，为了节省场地成本，镜头实拍检测一般是在近摄距下进行，由于待测镜头存在场曲，整个光束的交点不与理想像点重合，导致近摄距下整个像平面是一个曲面。因此，平面状图像(即图卡)在近摄距下实拍的场曲较大，从而导致对待测镜头解析力的判断不准确。近距离拍摄时镜头的场曲相比于无穷远处会增大，现象为中心图像清晰度不变，而边缘像质相比于无穷远变模糊，从而导致检测结果不准确。由图2可见，通过待测镜头拍摄近距离处平面状图像时，波峰位于0.01mm处，场曲为0.01mm(即10μm)。本发明实施例中近距离处泛指几米距离以内的距离，远距离处泛指几十米以外的距离。
图3为本发明实施例提供一种图卡测试板的示意图，参考图3，图卡测试板10包括承载板11和图卡12。承载板11的表面为柱面。柱面是直线沿着一条定曲线平行移动所形成的曲面，即动直线沿着一条定曲线平行移动所形成的曲面，动直线称为柱面的直母线111，定曲线称为柱面的准线112。当准线112是圆时所得柱面称为圆柱面。图卡12包括测试图形，可以通过待测镜头拍摄图卡12上的测试图形后得到测试图像，并根据测试图像来获取待测镜头的解析力。图卡12贴附固定于承载板11凹陷一侧的表面，图卡12的弯曲方向与承载板11的弯曲方向一致。图卡12的大小以及外部轮廓的正视图形状可以根据需求而定，只要图卡12贴附固定于承载板11凹陷一侧的表面即可。在一些实施方式中，图卡12的形状可以与承载板11表面的形状一致。例如，图卡12的形状为柱面。
本发明实施例提供的图卡测试板中，承载图卡的承载板被设置为柱面状，承载板的表面为柱面，图卡贴附固定到承载板的表面，从而图卡也具有柱面状的弯曲，从而使图卡不再为一个平面，而是一个柱面状的曲面。以实现通过图卡测试板的简单设计来反补偿近距离拍摄时镜头的场曲，模拟无穷远拍摄，从而提高镜头解析能力的检测精度。本发明实施例提供的图卡测试板可以补偿所有镜头的场曲，具有广泛的适用性，且柱面状的设计结构简单，降低了测试成本，提高了测试判断的准确度。
可选地，参考图3，柱面为圆柱面。圆柱面的准线112为圆弧，制作工艺简单。且柱面为圆柱面时，反向消除近距离拍摄时镜头场曲的效果较好，为一种优选的实施方式。
可选地，参考图3，柱面的准线112为椭圆、抛物线或者双曲线。对应的柱面分别为椭圆面、抛物线面和双曲线面。在其他实施方式中，柱面的准线112还可以为其他形状，只要柱面的准线112为曲线即可。
图4为本发明实施例提供一种图卡的正视图，结合图3和图4所示，图卡12上的测试图形包括多条平行设置的黑色线条121和白色线条122，黑色线条121和白色线条122一一间隔设置，黑色线条121和白色线条122构成线对120。黑色线条121和白色线条122均沿柱面的直母线111延伸。黑色线条121和白色线条122可以具有相同的线宽。
示例性地，柱面的直母线111沿竖直方向(Z轴方向)延伸。黑色线条121和白色线条122沿竖直方向延伸。黑色线条121和白色线条122为直线。在其他实施方式中，柱面的直母线111还可以沿X轴方向或者Y方向延伸，本发明实施例对此不做限定。
图5为本发明实施例提供另一种图卡的正视图，结合图3和图5所示，图卡12上的测试图形包括多条间隔设置的黑色线条121和白色线条122，黑色线条121和白色线条122一一间隔设置，黑色线条121和白色线条122构成线对120。黑色线条121和白色线条122均沿柱面的准线112延伸。黑色线条121和白色线条122均为曲线，且黑色线条121和白色线条122的形状与准线112的形状一致。
示例性地，可以把具有竖直线条(如图4所示的黑色线条121和白色线条122)的图卡12或者具有水平线条(如图5所示黑色线条121和白色线条122)的图卡12贴到对应的视场即可，例如中心视场和0.7视场。其中，中心视场指的是图像中心的视场，0.7视场指的是像高0.7倍距离处的视场。通常情况下，具有水平线条的图卡12是对弧矢方向的像进行检测，而具有竖直线条的图卡12是对子午方向的像进行检测。不同的视场中图卡12的规格是不一样的，所以图卡12的摆放位置和线宽大小，可以根据实际情况来设计，例如将图卡12放置于中心视场，中心视场的图卡规格可以设计为500lp/mm，也就是说，中心视场的图卡的空间频率可以设计为500个线对每毫米。将图卡12放置于0.7视场，0.7视场的图卡规格可以设计为300lp/mm，也就是说，0.7视场的涂卡的空间频率可以设计为300个线对每毫米。
需要说明的是，在其他实施方式中，图卡12上设置的测试图形还可以包括其他图案，例如圆形或者“L”形图案。图卡12的布置具有多样性，通过规格要求找到相应规定的视场，并把设计好的图卡12贴到规格要求所对应的承载板11的位置即可。例如，待测镜头中心与圆柱面的图卡12中心之间的距离为1.5米时，可达到场曲大小允许的范围，便可以把图卡12分别贴到待测镜头对应的中心视场和0.7视场。并且，上述距离是不固定的，在场曲大小允许的范围内，待测镜头与圆柱面的图卡12中心之间的距离可以根据场地大小以及圆柱面的图卡12的尺寸范围自行调整，节省了空间位置，即节省了场地成本。
图6为通过待测镜头拍摄近距离处图3中所示涂卡测试板的离焦图，参考图6，经过本发明实施例提供的图卡测试板反补偿近距离拍摄时镜头的场曲后，波峰位于0.002mm处，场曲为0.002mm(即2μm)。可见，近距离拍摄时镜头的场曲被图卡测试板很好地校正，从而提高了镜头解析能力的检测精度。
图7为本发明实施例提供一种镜头解析力测试装置的示意图，参考图3和图7，镜头解析力测试装置包括上述实施例中的图卡测试板10。待测镜头20位于承载板11凹陷一侧的方向上。镜头解析力测试装置还包括位于待测镜头20远离图卡测试板10一侧的图像接收器件30。图像接收器件30用于接收通过待测镜头20拍摄的图卡12上的测试图形的像。
本发明实施例提供的镜头解析力测试装置包括上述实施例中的图卡测试板，从而具有上述图卡测试板的优点，即通过图卡测试板的简单设计来反补偿近距离拍摄时镜头的场曲，模拟无穷远拍摄，从而提高镜头解析能力的检测精度。
图8为本发明实施例提供一种图像接收器件的示意图，参考图3、图7和图8，图像接收器件30包括多个沿水平方向(X轴方向)和竖直方向(Z轴方向)阵列排布的像元300，水平方向上排列的一排中像元300的数量大于竖直方向上排列的一排中像元300的数量。柱面的直母线111沿竖直方向延伸。即将柱面竖直摆放。本发明实施例中，采用的水平弯曲面，相比于竖直弯曲面更加方便使用与摆放。另外，由于像面上的子午场曲比弧矢场曲大，子午场曲为场曲的主要部分。因此采用水平的弯曲面便可以在简单结构的基础上校正大部分的场曲。其中，水平的弯曲面指的是，柱面的准线在XY平面内弯曲，柱面的直母线沿Z轴方向延伸。竖直的弯曲面指的是，柱面的准线在XZ平面或者YZ平面弯曲，柱面的直母线沿Y轴方向或者X轴方向延伸。子午场曲指的是在水平方向上的场曲，弧矢场曲指的是在竖直方向上的场曲。
示例性地，参考图3、图7和图8，图像接收器件30为CMOS(互补金属氧化物半导体)板，CMOS板的像元300为一个正方形，例如2um×2um的正方形。整块cmos板沿水平方向和竖直方向的像元300数量不同。比如说，通常所说的1920×1080，即水平方向的一排有1920个像元300，竖直方向的一排有1080个像元300，这样就造成整块cmos板的长宽比为16:9。
图9为本发明实施例提供另一种镜头解析力测试装置的部分结构俯视图，图10为本发明实施例提供另一种镜头解析力测试装置的部分结构正视图，参考图7、图9和图10，镜头解析力测试装置还包括至少一个光源40，光源40位于待测镜头20与图卡测试板10之间。如果不设置光源40，仅靠环境光照度进行拍摄，则会造成各个方位的图卡12照度不均匀，导致检测结果不准确。本发明实施例中，通过设置光源40，光源40发出的光照射到图卡12上，对图卡12表面的照度进行补偿，从而提高图卡12表面照度均匀性，提高了测试的准确性。
可选地，参考图7、图9和图10，多个光源40关于图卡测试板10对称分布，且沿竖直方向上排列成一排的多个光源40均匀分布。在图卡测试板10的两侧对称地设置多个光源40，且在设置为一列的多个光源40中相邻两个光源40设置为具有相同的距离，从而进一步提高了图卡12表面照度均匀性，提高了测试的准确性。
示例性地，可以将光源40固定于承载板11沿竖直方向延伸的两侧边缘，以降低光源40的固定难度，且增加图卡12照度的均匀性。两侧的光源40也可以实现自行调节图卡表面照度，从而保证图卡12表面照度均匀且在规定范围内。
本发明实施例还提供一种镜头解析力测试方法，由上述实施例中的镜头解析力测试装置执行，镜头解析力测试方法包括：
S110、控制图像接收器件30通过待测镜头20对图卡测试板10中贴附到柱面承载板的图卡12进行摄像，获取测试图像。
S120、根据获取的测试图像，判定待测镜头20的解析力。
示例性地，如果待测镜头的中心视场能清晰分辨空间频率为500lp/mm的图卡，且镜头的0.7视场能清晰分辨空间频率为300lp/mm的图卡，则确定待测镜头20的解析力合格。否则，确定待测镜头20的解析力不合格。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种图卡测试板，其特征在于，包括：
承载板，所述承载板的表面为柱面；
图卡，包括测试图形，所述图卡贴附固定于所述承载板凹陷一侧的表面。
2.根据权利要求1所述的图卡测试板，其特征在于，所述柱面为圆柱面。
3.根据权利要求1所述的图卡测试板，其特征在于，所述柱面的准线为椭圆、抛物线或者双曲线。
4.根据权利要求1所述的图卡测试板，其特征在于，所述测试图形包括多条平行设置的黑色线条和白色线条，所述黑色线条与所述白色线条一一间隔设置，所述黑色线条和所述白色线条均沿所述柱面的直母线延伸；或者所述黑色线条和所述白色线条均沿所述柱面的准线延伸。
5.一种镜头解析力测试装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的图卡测试板；
待测镜头位于承载板凹陷一侧的方向上；
所述镜头解析力测试装置还包括位于所述待测镜头远离所述图卡测试板一侧的图像接收器件。
6.根据权利要求5所述的镜头解析力测试装置，其特征在于，所述图像接收器件包括多个沿水平方向和竖直方向阵列排布的像元，水平方向上排列的一排中所述像元的数量大于竖直方向上排列的一排中所述像元的数量；柱面的直母线沿竖直方向延伸。
7.根据权利要求5所述的镜头解析力测试装置，其特征在于，还包括至少一个光源，位于所述待测镜头与所述图卡测试板之间。
8.根据权利要求7所述的镜头解析力测试装置，其特征在于，多个所述光源关于所述图卡测试板对称分布，且沿竖直方向上排列成一排的多个所述光源均匀分布。
9.一种镜头解析力测试方法，由权利要求5-8任一项所述的镜头解析力测试装置执行，其特征在于，包括：
控制图像接收器件通过待测镜头对图卡测试板中贴附到柱面承载板的图卡进行摄像，获取测试图像；
根据获取的所述测试图像，判定所述待测镜头的解析力。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Pinguang Inventor after: Liu Zhengrong Inventor after: He Jianwei Inventor after: Zhang Lei Inventor after: Huang Yu Inventor before: Zhang Pinguang Inventor before: Liu Zhengrong Inventor before: He Jianwei |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |